Сперматогенез является индикатором состояния организма. Многоядерные клетки в сперматогенезе у беспозвоночных встречается намного шире, чем нам известно [1, 9] так как отдельно ими не занимаются. Многоядерность описывают как исключительный случай при изучении сперматогенеза [6, 9]. Выявление причины возникновения многоядерности клеток сперматогенного ряда и механизмов её появления очень важно, потому что у некоторых беспозвоночных животных наблюдается несколько типов сперматозоидов, которые отличающихся один от другого. Ранее была отмечена многоядерность сперматогенного эпителия у анадары Броутона [5].
У млекопитающих при нарушении сперматогенеза увеличивается доля аномальных сперматозоидов, что приводит к ограниченной стерильности [2].
Цель настоящего исследования – изучить, встречается ли многоядерность клеток сперматогенного ряда у двустворчатого моллюска мидии Грея (Crenomytilus grayanus), проживающего в чистых акваториях залива Петра Великого Японского моря бухты Лазурная.
Материалы и методы исследования
Изучали состояние семенников двустворчатого моллюска мидии Грея на протяжении года. Кусочки половой железы (гонады) размером 0,5 см фиксировали жидкостью Буэна, спир-уксусной кислотой, спирт-пикриновой кислотой (3:1). По обычной методике заливали в парафин, срезы 5 мкм окрашивали гематоксилином с эозином и железным гематоксилином. Морфометрические исследования проводили на серийных парафиновых срезах семенных фолликулов, просчитывали количество многоядерных сперматогониев на 1000 сперматогониев типа В разной генерации; многоядерных сперматоцитов I и II порядка на 1000 сперматоцитов I и II порядка в фолликулах четырех периодов репродуктивного цикла:
1) размножения, в котором проходит митотическое деление сперматогониев В,
2) роста и созревания, в которых проходит мейоз с образованием сперматоцитов I и II порядков,
3) формирования, в котором идет спермиогенез.
Для распознавания сперматид, предпочтение отдавали реактиву Шиффа по Мак Манусу. Для электронно-микроскопического исследования кусочки семенников фиксировали в 2,5 % растворе глютаральдегида, приготовленного на 0,1 М фосфатном буфере при рh 7,8, содержащем 0,5 % растворе нейтрального формалина, 17 % сахарозы, при температуре 40С в течение двух часов. Дофиксацию проводили 1 % раствором четырехокиси осмия на фосфатном буфере, содержащим 27 % сахарозы, в течение одного часа. После обезвоживания в спиртах возрастающей концентрации кусочки заливали в эпон 812. Ультратонкие срезы контрастировали 2 % уранилацетатом и цитратом свинца, просматривали и фотографировали на электронном микроскопе. Полутонкие срезы толщиной 1мкм, окрашенные метиленовым синим, использовали для диагностики клеточных типов сперматогенеза.
Результаты исследования и их обсуждение
Мидия Грея (Crenomytilus grayanus) – двустворчатый моллюск, предпочитает чистые морские акватории без видимых нефтяных загрязнений. Сперматогенез у мидии проходит в фолликулах (пузырьках), которые являются структурной и функциональной единицей половой железы (гонады). Стенка фолликула выстлана вспомогательными клетками. Цитоплазматические выросты вспомогательных клеток образуют компартментализацию сперматогенных клеток разных генераций. Ближе к стенке фолликула располагаются сперматогонии типа А. Это крупные клетки около 8 мкм в диаметре, со светлым ядром и тонким ободком цитоплазмы; в них редко встречаются митозы. Эти клетки находятся в половых фолликулах на всех стадиям полового цикла. Многоядерных клеток среди них не встречается.
Сперматогонии типа В – активно делящиеся митозом клетки. Ядра этих клеток более плотные по сравнению с ядрами сперматогониев типа А и размеры их немного меньше до 7 – 6 мкм. Отростки вспомогательных клеток отделяют сперматогонии типа А от сперматогониев типа В, кроме этого последние располагаются несколько дальше от стенки фолликула к центру, таким образом топографически и морфологически эти два типа сперматогониев хорошо отличаются друг от друга.
Морфометрически многоядерные сперматогонии типа В просчитывали в период размножения, периоды роста и созревания репродуктивного цикла, а в период формирования количество вторичных сперматогониев единично и многоядерность среди них отсутствует (таблица).
В первые три периода около 2 % сперматогониев типа В имеют два ядра, четырех ядерные сперматогонии встречаются единично. В периоды роста и созревания, формирования репродуктивного цикла просчитывали долю многоядерных сперматоцитов. Среди сперматоцитов I и II порядков встречается около 1,5 % многоядерных, чаще двуядерных клеток (таблица).
Многоядерные сперматогонии типа В и сперматоциты I и II порядков по структуре цитоплазмы и ядра не отличаются от одноядерных. Какие либо дегенеративные изменения, такие как: базофилия цитоплазмы, грубая конденсация хроматина, явления кариорексиса, нарушения в строении диктиосом аппарата Гольджи, вздутие крист митохондрий не наблюдались.
В период формирования, на полутонких срезах можно диагностировать двух и четырех ядерные сперматиды, в которых идет спермиогенез. Изучая полутонкие срезы (толщиной 1 мкм) фолликулов перед нерестом, можно видеть, как из единой цитоплазмы дифференцируются самостоятельные два, четыре сперматозоида. Морфологически сперматозоиды, которые образовались из многоядерных сперматид не отличались от сперматозоидов – из одноядерных.
У старых моллюсков мидии Грея иногда наблюдается гермафродитизм, то есть встречаются фолликулы со сперматогенезом или овогенезом в одной гонаде, где преобладает морфология семенников (4). При микроскопическом анализе семенников гермафродитных особей, явно имеющих сбой гормональной регуляции, увеличение многоядерности клеток сперматогенного ряда не отмечалось по отношению к норме.
В гонаде мидии Грея частота встречаемости многоядерных клеток сперматогенного ряда не большая, не более 1,5 – 2 %. Единичные случаи многополюсных митозов, подтверждают, то что в многоядерных сперматогониях типа В не нарушаются дальнейшие периоды митотического цикла и процесс пролиферации идет в той же последовательности, как и у одноядерных половых клеток. Отсутствие восьми и более ядерных сперматид подтверждает возможность нормального цитокинеза у многоядерных сперматогониев и сперматоцитов. Электронно-микроскопические исследования показывают, что одноядерные и многоядерные сперматиды отличаются друг от друга только количеством ядер.
Количество многоядерных сперматогенных клеток в фолликулах гонады мидии Грея разных периодах репродуктивного цикла
сперматогенные клетки |
период размножения |
периоды роста и созревания |
период формирования |
сперматогонии типа В |
20 ± 0,81 |
19 ± 0,75 |
– |
сперматоциты I порядка |
– |
15 ± 0,61 |
14 ± 0,82 |
сперматоциты II порядка |
– |
16 ± 0,79 |
15 ± 0,98 |
После нереста в просветах фолликулов семенников появляются амебоциты, в цитоплазме которых видны не выметанные сперматозоиды, такая резорбция в фолликулах после нереста является нормой для двустворчатых моллюсков. Однако при ультраструктурном исследовании мы не встречали в фагосомах амебоцитов многоядерных сперматогониев, сперматоцитов и сперматид.
Исследования по влиянию кадмия и фенола на сперматогенные и вспомогательные клетки морских ежей Strongylocentrotus nudus и Anthocidaris crassispina показали отсутствие многоядерности сперматогенных клеток в контроле, то есть в норме, однако в гонаде ежей, подвергнутых действию фенола, отмечаются четырех ядерные сперматиды и двуядерные сперматозоиды, нарушение крист митоходрий сперматогониев и сперматоцитов [6]. Ультраструктурные исследования амебоцитов и их функция в семенниках морских ежей под действием токсикантов окружающей среды, показали усиление активности аппарата Гольджи и исчезновение зародышевой плазмы в сперматогония [7, 8].
Отсутствие конгломератов половых клеток, которые встречаются у мии японской (двустворчатого моллюска) [4], морфологически нормальные сперматозоиды мидии, образующиеся из двух или четырех ядерных сперматид, отсутствие дегенерации многоядерных сперматогенных элементов, доказывают, что механизм повреждения цитокинеза, не передается дочерниям клеткам сперматогенного ряда самцов мидия Грея.
Библиографическая ссылка
Масленникова Л.А., Божко Г.Г. МНОГОЯДЕРНЫЕ КЛЕТКИ В СПЕРМАТОГЕННОМ ЭПИТЕЛИИ МИДИИ ГРЕЯ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 6-1. – С. 80-82;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=9555 (дата обращения: 17.08.2024).