Морфофункциональные и патологические изменения ламелл и филаментов жабр щуки (Esox lucius)
Содержание загрязняющих химических веществ в абиотических и биотических компонентах рыбохозяйственных водоёмов дельты р. Волги. Оценка современного состояния рыб из токсической среды. Гистологические критерии морфометрического анализа эпителия жабр щуки.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.12.2015 |
Размер файла | 17,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Астраханский государственный технический университет
Кафедра гидробиологии и общей экологии, профессор
Морфофункциональные и патологические изменения ламелл и филаментов жабр щуки (Esox lucius)
Аспирант, магистр экологии
Клишин Александр Юрьевич
Научный руководитель:
д.м.н. Федорова Н.Н.
Аннотация
Целью статьи является анализ состояния жабр щуки. На основе исследования жабр щуки можно выделить спектр морфологических отклонений на уровне защитно-приспособительных реакций.
Ключевые слова:
Волго-Каспийский канал; жабры; гистологический метод
Abstract
Purpose of the article is to analyze the state of the gills of pike. Based on a study of the gills of pike can select variety of morphological abnormalities at protective-adaptive reactions.
Keywords:
Volga-Caspian canal; gills; histological method
Негативные последствия деятельности человека (промышленность, сельское хозяйство) нашли своё отражение и в рыбном хозяйстве. Бесконтрольные промышленные стоки в водоёмы и применение различных видов пестицидов в сельском хозяйстве привело к загрязнению рыбохозяйственных водоёмов. Содержание загрязняющих веществ в р. Волге по ряду ингредиентов (нефтепродукты, тяжёлые металлы, хлор- и фосфорсодержащие пестициды и др.) превышают ПДК для рыбохозяйственных водоёмов.
Волга, ее дельта и Северный Каспий испытывают большие антропогенные нагрузки, такие как зарегулирование водного стока реки, химическое загрязнение среды обитания различными бытовыми, сельскохозяйственными и промышленными отходами. В последние годы мощность антропогенного пресса на морские экосистемы многократно возросла, что обусловлено ростом техногенной составляющей в общем пуле экологических факторов, действующих на акваторию Северного Каспия. К числу серьезных проблем, связанных с угрозой состоянию окружающей среды, относится накопление в её абиотических и биотических компонентах опасного количества токсичных химических соединений. Особого внимания требуют нефтяные углеводороды и тяжелые металлы, которые, обладая высокой токсичностью, проявляют устойчивость к разложению, характеризуются высокой кумулятивной способностью, являются объектом трансграничного переноса по воздуху, воде, осаждаются на большом расстоянии от источников выбросов.
В волжской воде концентрация нефти составляет 2-4 ПДК, фенола - 1-3 ПДК, тяжёлых металлов - 1-4 ПДК. Увеличение уровня пестицидного загрязнения от верхней зоны дельты к нижней было обусловлено уменьшением разбавления концентраций токсикантов. Максимальные значения б-ГХЦГ (7,6 ПДК) и г-ГХЦГ (13,5 ПДК) регистрировались в Волго-Каспийском канале в районе 4-й Огневки и у с. Приволжье. Повышенные концентрации ДДТ (8,5 ПДК) и ДДЕ (11,1 ПДК) отмечались в восточной части дельты в нижнем створе Белинского канала (12-я Огневка).
Изменения экологической обстановки, особенно интоксикация гидробионтов тяжёлыми металлами и другими поллютантами, могут привести к серьезным физиологическим и морфологическим изменениям в различных системах организма рыб [1]. В связи с этим крайне необходима оценка современного состояния рыб по биологическим критериям, наиболее важным среди которых является гистологический. Гистологический метод исследования позволяет на клеточно-тканевом уровне выяснить глубину патологического процесса у каждой рыбы [2]. Наиболее быстро реагируют на изменение состояния окружающей среды такие органы рыб, как жабры. В условиях современного загрязнения Волго-Каспийского канала наибольшее число отклонений морфологического характера обнаружено именно в жабрах [3]. гистологический морфометрический токсический щука
В настоящее время экологическая ситуация в Волго-Каспийском бассейне ухудшилась, что и обусловило необходимость дальнейших исследований состояния популяции волжских рыб [4].
Материал и методы исследования: работа проводилась в лаборатории кафедры гидробиологии и общей экологии АГТУ в 2012-2014гг, объектом исследования служила щука (лат. Esox lucius) выловленная в районе Волго-Каспийского канала в июне 2013 г. Во время исследования использовались следующие методы: гистологические, ихтиологические. У рыбы определяли основные биологические показатели: длину, массу, возраст. Для анализа были отобраны кусочки жабр. Материал обрабатывали методами классической гистологии. Ткани органа фиксировали в жидкости Буэна. Материал заливали в парафин, делали срезы толщиной 4-5 мкм, гистологические срезы окрашивали гематоксилин-эозином и азаном. Микроскопирование фиксированных и окрашенных препаратов осуществляли с помощью световых микроскопов «OLYMPUS BH-2», «МИКРОМЕД-2» с применением иммерсии. Микрофотосъемка срезов органов производилась при помощи фотонасадки SONIDSC-W7. Цель исследований - гистологический анализ изменений на тканевом уровне органа (жабр) рыб. Реакция жаберного эпителия на различного рода токсические вещества, в том числе и тяжёлые металлы, имеет довольно широкий спектр. Это зависит как от концентрации действующего вещества, так и от физиологического состояния рыбы, результаты исследования состояний жабр щуки, показали широкий спектр морфофункциональных отклонений на уровне защитно-приспособительных, адаптивных реакций: разрастание дыхательного эпителия на верхушках ламелл, разрастание многослойного эпителия филамента, превращение филамента в сплошную эпителиальную пластинку, гипертрофия, гиперплазия бокаловидных клеток. В результате гипертрофии постепенно сглаживается наружный рельеф респираторных клеток.
Единственным типом клеток жаберного эпителия, не обнаруживающим изменений ультраструктуры являются слизистые клетки.
При изучении межклеточных взаимодействий в жаберном эпителии рыб из токсической среды обнаруживается значительное расширение межклеточных щелей в зоне неспециализированных соединений.
Апикальные соединительные комплексы представлены «терминальными замками», с 1-2 десмосомами. Также встречались ламеллы, на которых был слущен дыхательный эпителий и их искревление, а также наблюдалось отсутствие ламелл с двух и одной сторон филамента. Наряду с гиперплазией отмечалась деформация филаментов и атрофия ламелл. Было обнаружено, что, наряду с репаративной регенерацией жаберного эпителия, имели место патологические изменения - дезинтеграция клеток респираторного эпителия на верхушках ламелл и их некроз. Морфофункциональные отклонения оценивались как повреждения средней тяжести (1-3 степень). Филаменты, отходившие от жаберных дуг, имели свои особенности: одна сторона такого филамента могла быть представлена сплошной эпителиальной пластинкой, на другой верхняя треть была в виде эпителиальной пластинки, ниже ламеллы были хорошо выражены, ну и между ними встречался ряд многослойного неороговевающего эпителия. На верхушках ламелл наблюдались разрастания респираторного эпителия в виде «барабанных палочек». Отмечены случаи новообразований на жабрах щуки. Наблюдались также, такие изменения как набухание жабр, скручивание и слияние респираторных ламелл и развитие застойных явлений в кровеносной системе жабр. Обнаружено и увеличение высоты жаберного эпителия (которое определяется не гиперплазией, а расслоением ткани) и редукция рельефа поверхности эпителиальных клеток, а также некроз лепестков второго порядка, опухоли жаберных лепестков, состоящие из типичных полиморфных, в том числе многоядерных клеток фибропластического ряда. В цитоплазме некоторых клеток содержались крупные гранулы пигмента желто-зеленого цвета. В центре опухоли были обнаружены дегенерация и некроз хрящевой ткани. У щуки наблюдался распад тканей в основании лепестков, дегенерация хрящей и деформация лепестков, а между лепестками второго порядка - слизь, в которой содержались эритроциты, лейкоциты, макрофаги, недифференцированные клетки с крупным светлым ядром и цитоплазмой.
Морфометрический анализ эпителия жабр щуки показал на наличие отличий в ширине ламелл - 28,48±3,31 мкм, длине ламелл - 324,54±16,24 мкм и в высоте - 16,3±0,6 мкм и в количестве клеточных слоев филаментов - 4-6 мкм. Вывод: разрастание дыхательного эпителия ламелл и образование многослойного неороговевающего эпителия филаментов привело не только к адаптивным реакциям организма рыб, но и к дисфункции их дыхательной системы, что оценивалось как 1-3 степень патологии жабр по шкале Лесникова и Чинаревой. А также наряду с репаративной регенерацией жаберного эпителия, имели место патологические изменения - дезинтеграция клеток жаберного эпителия, их некроз и десквализация.
Сравнительно морфофункциональный анализ жаберного эпителия щуки показывает, что эта высокоспециализированная ткань является базой для осуществления ряда жизненно важных функций, прежде всего дыхания и осморегуляции. В условиях изменения ионного состава среды и действия токсических веществ в эпителии жабр развиваются адаптивные реакции, препятствующие гибели рыб. На тканевом уровне - это усиление дифференцировки и созревания недифференцированных элементов, дающих начало основным типам специализированных клеток, и последующее увеличение числа ионотранспортирующих хлоридных, железистых, слизистых и палочковых клеток, предохраняющих жабры от прямого воздействия токсикантов и косвенно участвующих в процессах газо- и ионообмена. Морфометрический анализ жабр щуки показал на наличие отличий в ширине, длине ламелл и филаментов, а также были выявлены патологические изменения - отслоение клеток респираторного эпителия и разрастание респираторного эпителия.
Деструктивные изменения в жабрах и в мезонефросе рыб следует расценивать в связи с их функциональной недостаточностью как отдаленными последствиями воздействий токсических веществ, растворенных в воде. Адаптивная реакция жаберного эпителия у щуки на токсическое воздействие на тканевом уровне неспецифична.
Она проявляется, прежде всего, в увеличении числа хлоридных клеток (особенно в море), гипертрофии слизистых клеток и активации созревания и деления, недифференцированных элементов эпителия жабр. Химическая активация созревания и быстрого размножения недифференцированных клеток эпителия жабр ведёт к появлению трансформированных клеток, опухолей. Реакция жаберного эпителия на различного рода токсические вещества, в том числе и тяжёлые металлы, имеет довольно широкий спектр. Это зависит как от концентрации действующего вещества, так и от физиологического состояния рыбы.
Библиографический список:
1. Матей В.Е. Жабры пресноводных костистых рыб: морфофункциональная организация, адаптация, эволюция. Изд.: Наука, год: 1996. С. 1-286.
2. Махлов Т.В. Гистоструктура жабр костистых рыб // Токсикогенетические и экологические аспекты загрязнения окружающей среды. Иркутск, 1982. С 1120-1128.
3. Матей В.Е. Эволюция функций жабр костистых рыб // Журнал эволюц. биохимии и физиологии. 1990. Т. 26. С. 469-481.
4. Миркян А.С. Основы гистологии. - М.: Университетская книга, 2009. - 240 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Заболевание и гибель рыб. Заболевания жабр у различных видов рыб. Заболевание двухлетков карпа, выращиваемых в нагульных прудах. Патологические изменения жаберного аппарата рыб. Гистопатологические изменения в жабрах. Влияние амеб на здоровье рыб.
научная работа [532,7 K], добавлен 06.06.2014Размножение обыкновенной щуки. Систематическое положение и географическое положение. Морфологические признаки, экология обитания, питание, хозяйственное значение. Развитие личинок и мальков. Характеристика зрелости половых продуктов. Темпы весового роста.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 18.07.2014Рыбы семейства карповых. Промысловые рыбы как объект прудового хозяйства. Ареал обитания, строение тела, максимальная продолжительность жизни, поведение и повадки карася, леща, карпа, сазана, щуки, пескаря, линя, язя, ротана, ёрга и речного окуня.
презентация [985,4 K], добавлен 19.01.2014Особенности процесса газообмена у низших хордовых (оболочники, бесчерепные). Жабры - органы дыхания, характерные для всех первичноводных позвоночных. Развитие механизма вентиляции жабр. Особенности эволюции легких и дыхательных путей у пресмыкающихся.
презентация [268,0 K], добавлен 27.02.2012Определение назначения и описание механизма гистохимических методов идентификации химических веществ в гистологических срезах. Описание электронной, люминесцентной и ультрафиолетовой микроскопии. Радиоавтография и культура клеток и тканей вне организма.
реферат [28,2 K], добавлен 09.09.2014Дослідження тварин, що мешкають у водоймах України. Вивчення особливостей будови, процесів життєдіяльності і екології болотної черепахи, йоржа, сазана, пічкура, краснопірки, окуня, судака, ляща, лина, щуки, в'юна, сома, карася золотого, плітки і стерляді.
контрольная работа [2,7 M], добавлен 18.09.2011Биологическое обоснование выбора объектов выращивания: карпа, пестрого толстолобика, белого амура, щуки. Биотехника выращивания растительноядных рыб. Проведение рыбоводных расчётов: таблица бионормативов, количество корма, удобрений, оборудования.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 11.09.2010Места обитания, основной рацион питания пресноводных хищников: жереха (семейство карповых), осетра - представителя самых древних пресноводных рыб, щуки - одной из самых прожорливых и многочисленных хищников, окуня - вечно голодного обитателя рек и сома.
презентация [1,3 M], добавлен 18.04.2016Ресурсы осетровых, лососевых, карпообразных рыб Казахстана. Сиговые, сомовые в ихтиофауне Казахстана. Внешний вид, биологические особенности, ареал проживания, питание, особенности нереста стерляди, форели, аральского лосося, кумжи, щуки, толстолобика.
презентация [772,8 K], добавлен 15.05.2016Беспрерывная циркуляция в биосфере химических элементов, переход их из внешней среды в организмы и обратно. Биогеохимические круговороты: круговорот воды, газообразных веществ, химических элементов. Биотехносфера и ноосфера, биогеохимическая миграция.
реферат [16,2 K], добавлен 22.10.2009Комплектация судового научного комплекса средствами сбора и обработки гидроакустической и океанографической информации для оценки планктона, поведения рыбных скоплений в процессе акустических съемок, состояния водной среды и рельефа дна при зондировании.
курсовая работа [307,0 K], добавлен 05.11.2014Природно-географическое положение Кабанского района Бурятии. Характеристика зонально-климатических факторов, влияющих на виды фауны Байкальского заповедника. Природа и специфика действия экологических факторов: абиотических, биотических, антропогенных.
курсовая работа [56,9 K], добавлен 23.09.2014Условия существования белого амура в исследуемом хозяйстве. Состав пищи и рост белого амура в первое лето жизни. Определение сроков зарыбления и выращивания личинок. Возможности выращивания амура в монокультуре. Масса посадочного на нагул материала.
курсовая работа [44,9 K], добавлен 11.09.2010Компоненты неживой и неорганической природы, воздействующие на живые организмы. Характеристика абиотических факторов среды. Влияние изменений солнечной активности на биосферные процессы. Изучение требований, предъявляемых к тепловому и водному режиму.
реферат [14,1 K], добавлен 23.09.2014Обмен веществ и энергии как совокупность физических, химических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в организме человека. Знакомство с основными составляющими рационального питания: энергетический баланс, сбалансированность.
презентация [463,5 K], добавлен 13.02.2015Характеристика и морфология описания вида Сосна обыкновенная. Патологические изменения роста и развития деревьев под влиянием неблагоприятных факторов. Наиболее важные физиологические процессы роста и жизнедеятельности деревьев и условия их обеспечения.
отчет по практике [21,4 K], добавлен 06.02.2011Строение, морфофункциональные особенности и функции вегетативной нервной системы. Классификация ганглий и нервных окончаний. Действие медиаторов и рецепторов. Влияние симпатической и парасимпатической нервной системы на деятельность внутренних органов.
презентация [2,2 M], добавлен 09.11.2013Характеристика физических факторов, влияющих на развитие микробов: температура, влажность, излучения, ультразвук, давление, фильтрование. Типология и механизм действия противомикробных химических веществ. Препараты, содержащие бактерии и бактериофаги.
реферат [20,3 K], добавлен 29.09.2009Сравнительный анализ между видами разных родов Bithynia и Opisthorchophorus моллюсков семейства Bithyniidae. Исследование возможности использования сравнительного морфометрического анализа для видовой диагностики моллюсков семейства Bithyniidae.
презентация [271,0 K], добавлен 14.12.2010Законы сохранения массы и энергии в макроскопических процессах. Самоорганизация химических систем и энергетика химических процессов. Особенности биологического уровня организации материи. Загрязнение окружающей среды: атмосфера, вода, почва, пища.
контрольная работа [35,7 K], добавлен 11.11.2010