Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Файлы

Амплеева А.В. Хвостова С.В. Ложниченко О.В.

Статья в формате PDF

324 KB

Увеличение концентрации тяжелых метал­лов, нефти и нефтепродуктов, пестицидов и фенолов в водах ВолгоКаспийского региона отражается на физиологическом состоянии рыб и, как следствие, приводит к снижению числен­ности ценных пород. В большинстве случаев из­менения физиологии носят не патологический, а адаптивный характер. Как правило, наиболее четко на изменения состояния окружающей среды реагируют такие органы рыб как жабры, печень, почки. Спектр аномалий в строении дан­ных органов довольно широк. В условиях совре­менного загрязнения вод реки Волги и Каспия наибольшее число отклонений биохимического и морфологического характера было обнару­жено именно в жабрах и почках осетровых и лососевых рыб. В связи с тем, что в последние годы наблюдается ухудшение экологической об­становки, был проведен анализ состояния этих органов. Почки играют большую роль в под­держании гомеостаза, выполняя выделитель­ную и осморегуляторную функцию. Кроме того, ретикулярная ткань почек принимает участие в гемопоэзе. В связи с этим, морфологические и функциональные нарушения в почках могут привести к дисфункции разных систем органов рыб и, как следствие, к снижению общей рези­стентности (Гамбарян, 1985). Гистоморфологические изменения в органах рыб тесно связаны, так же, с длительностью воздействия токсикан­тов и их набором.

Материал и методы исследования

0бъектом исследования служили молодь севрюги (Acipenser stellatus Pallas), и белорыби­цы (Stenodus leucichthys). Материал обрабаты­вался методами классической гистологии (Вол­кова 0.В., Елецкий Ю.К., 1989). Для изучения строения органов и тканей парафиновые блоки нарезали на стандартном микротоме сагитталь­но. Серии срезов толщиной 56 микрон окраши­вали гематоксилинэозином.

Результаты исследования

Морфология почек. Структура нефрона у всех исследованных рыб почти не отличалась. В нефроне можно выделить следующие отделы: клубочек, окруженный боуменовой капсулой, шеечный отдел (каналец 1 типа), проксималь­ный отдел нефрона (каналец 2 типа), дистальный отдел (каналец 3 типа) и связующий отдел, соединяющий нефрон с системой собиратель­ных трубок (Гамбарян, 1985).

В ходе исследования были установлены следующие параметры почек: площадь межканальцевой ткани; в мезонефральных тель­цах  диаметр почечной капсулы, размер моче­вого пространства, диаметр капиллярного клу­бочка; в почечных канальцах  диаметры ка­нальцев 1, 2, 3 и 4 типов.

Почечные тельца широко варьировали по форме (от вытянутой до округлой) и размерам. Самые мелкие тельца отмечались у молоди бело­рыбицы, их площадь составляла 12988,87 мкм. У мальков севрюги почечные тельца круп­ные  45467,49 мкм. Размеры мочевых про­странств мальков так же различались  и соста­вили у белорыбицы 3537,95 мкм, 6237,65 мкм у севрюги. Самые крупные сосудистые клу­бочки были отмечены так же у севрюги, их площадь составила 12302,42 мкм. Площадь ка­пиллярных клубочков белорыбицы составила 6731,22 мкм.

Морфометрическое изучение извитых ка­нальцев показало, что их площадь неодинакова в разных участках. Самой большой площадью обладали канальцы II типа (проксимальный отдел), а наименьшей  канальцы I типа. Наи­большая площадь проксимальных извитых канальцев отмечалась у мальков севрюги, она составила 4243,2 мкм. Самые узкие проксималь­ные канальцы отмечались белорыбицы, их пло­щадь составила 3396,85 мкм. Самые широкие канальцы I, III и IV типов отмечались в почках севрюги. Площадь дистальных извитых почеч­ных канальцев была практически одинаковой у всех изученных рыб у севрюги  2837,79 мкм, у белорыбицы  2306,08 мкм.

Таким образом, говоря о морфометрических особенностях структуры почек мальков севрюги и белорыбицы, следует указать на наличие отли­чий в размерах почечных телец и их составляю­щих и в площади проксимального и дистального отделов извитых почечных канальцев.

В ходе исследования почек были выявлены изменения, которые можно отнести к патологи­ческим, так как они не характерны для нормаль­ного состояния органа. Патология почки, пре­жде всего, заключалась в изменениях почечных телец.

Гистоморфологические изменения по­чечных телец. Почечные тельца широко ва­рьировали в размерах. Встречались крупные, увеличенные в объеме тельца, наряду с кото­рыми наблюдались очень мелкие, атрофиро­ванные тельца, в которых капиллярный клубо­чек был очень маленьких размеров, или вовсе отсутствовал. Наиболее часто встречающийся патологии мезонефральных телец  увеличе­ние в объеме клубочка капилляров с резким растяжением его петель. Достаточно редко встречался вариант, когда увеличенные в объ­еме почечные тельца занимали всю полость боуменовой капсулы. В таких тельцах прак­тически отсутствовало мочевое пространство. Наиболее редко встречающийся вариант  на­личие в полости почечной капсулы белка и эритроцитов. В таких тельцах наблюдалось слипание петель капилляров. Были выявле­ны единичные случаи, когда капиллярные клубочки разделялись на две или три доль­ки, так называемая дольчатость капиллярных клубочков.

Гистоморфологические изменения извитых канальцев. В эпителии извитых канальцев были обнаружены следующие изменения: обычно у одной и той же особи имелись значительные различия высоты эпителиальных клеток изви­тых канальцев, их окраски (от светлой цитоплаз­мы до ее мутного набухания). В просветах изви­тых канальцев были выявлены белковые массы. Белок занимал почти весь просвет канальца. В полостях канальцев также были отмечены эле­менты крови, в основном  эритроциты. Встре­чались канальцы, эпителий которых был отеч­ным. Изза отека эпителия просветы канальцев были узкими.

Гистоморфологические изменения межканальцевой ткани. В межканальцевой ретикуляр­ной ткани были обнаружены многочисленные мелкие кровоизлияния.

Морфофункциональные изменения жабр. Негативные последствия производственной дея­тельности человека (промышленность, сельское хозяйство) нашли свое отражение и в рыбном хозяйстве. Бесконтрольные промышленные сто­ки в водоемы и применение различных видов гербицидов и пестицидов в сельском хозяйстве привели к повсеместному загрязнению рыбохозяйственных водоемов. Содержание вредных веществ в р. Волге и Каспийском море по ряду ингредиентов (нефтепродукты, тяжелые метал­лы, хлор и фосфосодержащие пестициды и др.) превышают ПДК для рыбохозяйственных водо­емов (Андреев и др., 1989; Давлетьяров и др., 1989; Лукьяненко, 1989).

Содержание основных загрязняющих ве­ществ в водах Нижней Волги (нефтепродукты, фенолы, СПАВ, медь, нитритный азот) остается высоким до настоящего времени (Глебыч и др., 1995). Воздействия тяжелых металлов и других вышеуказанных загрязнителей водной среды на жабры рыб приводит к различного рода адапта­ционным проявлениям.

Гиперплазия как первичного (многослойно­го), так и вторичного (респираторного) эпителиев была обнаружена у всех исследованных рыб в большей или меньшей степени. Так, гиперпла­зия многослойного эпителия чаще всего наблю­далась на его верхушках, пролиферация была настолько массивной, что на верхушках филаментов обычно были полностью атрофированы ламеллами. Иногда пролиферация многослой­ного эпителия в межламеллярных простран­ствах приводит к тому, что филаменты превра­щались в сплошные эпителиальные пластинки, без разделения на ламеллы, но с сохранением их капилляров.

Гиперплазия вторичного эпителия возни­кала бессистемно, беспорядочно, на разных уровнях ламелл, располагаясь между участками жабр, где эпителий не имел никаких признаков пролиферации. Чаще всего на вершинах ламелл разрастания были в виде «барабанных пало­чек». Иногда соседние «барабанные палочки» или расположенные напротив сливались между собой, образуя длинные ленты из разросшегося дыхательного эпителия.

Таким образом, экологическая обстановка в р. Волге и Каспийском море продолжает оста­ваться весьма сложной. Особой угрозе подвер­гаются наиболее ценные представители ихтио­фауны Волги и Каспия, в частности осетровые и лососевые, причем, особую опасность пред­ставляют скрытые последствия низких хрони­ческих уровней загрязнения. Известно, что чем меньше токсического вещества в растворе, тем относительно больше и быстрее оно накапли­вается в организме гидробионтов (Лукьяненко, 1989).

Заключение

Изменение внутренних органов, в частно­сти почек и жабр, мальков белорыбицы и сев­рюги, имеют сходный характер с изменениями, возникающими при экспериментальном токси­ческом воздействии. Негативные последствия производственной деятельности человека (промышленность, сельское хозяйство) нашли свое отражение и в рыбном хозяйстве. Бес­контрольные промышленные стоки в водоемы и применение различных видов гербицидов и пестицидов в сельском хозяйстве привели к по­всеместному загрязнению рыбохозяйственных водоемов, в том числе и ВолгоКаспийский бассейн.

Установлено, что изменения в почках всех обследованных рыб, выловленных в естествен­ных водоемах, имеют неспецифическую форму, которая проявляется в виде зернистой и водя­ночной дистрофии эпителия извитых канальцев, воспалительных инфильтратов вокруг сосудов, нарушения микро циркуляции крови, и имеет различную степень тяжести.

Кроме того, проведенное исследование вы­явило, особенности строения мезонефроса из­ученных рыб, проявляющиеся в неоднородно­сти структуры нефронов в пределах даже одной почки, которые могут отличаться размерами мезонефральных почечных телец, размерами мочевых пространств, диаметрами проксималь­ных и дистальных отделов извитых канальцев.

Так же, в почках были выявлены поврежде­ния в виде появления в мочевых пространствах элементов крови, гипертрофии и атрофии капилярных клубочков. В эпителии канальцев были выявлены дистрофические изменения различ­ных степеней развития.

Некоторые авторы (Журавлева, Земкова, 2003) считают неспецифические изменения внутренних органов, в частности, почек, адап­тивными,  вернее «болезнями адаптации». На­копление белка в просветах извитых канальцев можно расценивать как компенсаторнозащит­ную реакцию, физиологический смысл которой заключается в поддержании местного и общего гомеостаза.

Адаптационное изменение эпителиальных тканей филаментов и ламелл жабр многооб­разны, и, прежде всего, проявляются в виде пролиферации клеточных элементов много­слойного неороговевающего эпителия филаментов и одного  двухслойного эпителия ламелл.

Морфометрический анализ жабр севрюги и белорыбицы показал на наличие отличий в ши­рине, длине ламелл и филаментов, а также были выявлены патологические изменения  отслое­ние клеток респираторного эпителия и разрас­тание респираторного эпителия.

В заключении можно сказать, что 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.

СПИС0К ЛИТЕРАТУРЫ

1.   Андреев В.В., Крючков В.Н., Григорьев В. А. Накопление тяжелых металлов в водных экосистемах и их влияние на осетровых
рыб. 0сетровое хозяйство водоемов СССР. Астрахань: КаспНИИ рыб. хозва, 1989.  С. 67.

2.  Волкова 0. В., Елецкий Ю. К. 0сновы ги­стологии с гистологической техникой.  М.: Ме­дицина, 1989.  С. 142256.

3.  Гамбарян С.П. Микродиссекционное ис­следование почек осетровых рыб (Acipenseridae) бассейна Каспийского моря // Вопросы ихтиоло­гии.  1985.  Т. 25, Вып. 4.   С. 647651.

4.   Давлетьянова Р.А., Каниев Н.А., Кирил­лов В.Н. Характеристика некоторых биохимиче­ских показателей и уровня содержания хлорорганических пестицидов и тяжелых металлов в организме русского осетра в условиях прогрес­сирующего загрязнения. 0сетровое хозяйство водоемов СССР.  Астрахань: КаспНИИ рыб. хозва, 1989.  С. 7576.

5.   Журавлева Г.Ф., Земков Г.В. Адаптация каспийских осетровых к факторам загрязнения внешней среды // Успехи современного есте­ствознания.  М., 2003.  №10.  С. 36.

6.   Лукъяненко В.И. Влияние загрязнений на условия обитания, нагула и воспроизвод­ства ВолгоКаспийских осетровых // 0сетровое хозяйство водоемов СССР: кр. тез. науч. докл. к предстоящему Всесоюзному Сове­щанию, ноябрь.  Астрахань, 1989.  ч. 1. С. 198199.

Библиографическая ссылка