STATE OF VITAL ORGANS OF PIKE PERCH IN THE VOLGO-CASPIAN BASIN
Authors:
1.
Astrakhan State Technical University
(Doctor of Biology, Assistant Professor; Professor of the Department of Hydrobiology and General Ecology)
2.
Astrakhan State Technical University
3.
Astrakhan State Technical University
Type:
Article
Pages:
from 108
to 112
Status:
Published
Received:
05.09.2013
Accepted:
25.09.2013
Published:
25.09.2013
Subject area:
UDK 597-18:597.583.1-1.044(282.247.41+262.81)
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
BBK 28.693.324-6:47.222(235,21+961)
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
BBK 28.693.324-6:47.222(235,21+961)
Language:
Russian
Keywords:
Pike perch, Volga-Caspian Canal, histological analysis, vital organs, cells, tissues, pathohistological changes
Abstract (English):
Specific features of structural and functional state of the vital organs of pike perch caught in the Volga-Caspian canal are defined. It is noted that according to the ichthyotoxicological system the state of pike perch corresponded to 2–3–4 scores. A number of pathohistological changes in the following organs is revealed. The reparative regeneration of the gill epithelium, the disintegration of respiratory epithelial cells, their necrosis and desquamation are fixed in the gills. Desquamation, necrosis of the intestinal epithelium and the infiltration of the own connective plate of mucose are found in the intestine. Diapedesis, degeneration, polymorphism of hepatocytes and their nuclei are in the liver and necrosis and circulatory disorders are in all organs. Changes associated with circulatory disturbance of the organ, accumulation of hemosiderin in the red pulp are fixed in the spleen. Mesonephrosis – tubulite signs of renal tubules, the symptoms of glomerulonephrite.
Specific features of structural and functional state of the vital organs of pike perch caught in the Volga-Caspian canal are defined. It is noted that according to the ichthyotoxicological system the state of pike perch corresponded to 2–3–4 scores. A number of pathohistological changes in the following organs is revealed. The reparative regeneration of the gill epithelium, the disintegration of respiratory epithelial cells, their necrosis and desquamation are fixed in the gills. Desquamation, necrosis of the intestinal epithelium and the infiltration of the own connective plate of mucose are found in the intestine. Diapedesis, degeneration, polymorphism of hepatocytes and their nuclei are in the liver and necrosis and circulatory disorders are in all organs. Changes associated with circulatory disturbance of the organ, accumulation of hemosiderin in the red pulp are fixed in the spleen. Mesonephrosis – tubulite signs of renal tubules, the symptoms of glomerulonephrite.
Keywords:
Pike perch, Volga-Caspian Canal, histological analysis, vital organs, cells, tissues, pathohistological changes
Pike perch, Volga-Caspian Canal, histological analysis, vital organs, cells, tissues, pathohistological changes
Введение Волга, ее дельта, Северный Каспий испытывают большие антропогенные нагрузки, такие как зарегулирование водного стока реки, химическое загрязнение среды обитания гидробионтов различными бытовыми, сельскохозяйственными и промышленными отходами, нерациональное ведение промысла и ущерб от браконьерства. Изменения экологической обстановки, особенно хроническая интоксикация гидробионтов хлорорганическими, нефтяными и другими поллютантами, могут привести к серьезным физиологическим изменениям в различных системах организма рыб. В связи с этим крайне необходима оценка современного состояния рыб по биологическим критериям, наиболее важным среди которых является гистологический [1, 2]. Гистологический метод исследования позволяет на клеточно-тканевом уровне выяснить глубину патологического процесса у каждой рыбы и оценить уровень поражения всего стада в водоеме [3]. Поражения органов и тканей рыб могут наблюдаться при отсутствии визуальных симптомов интоксикации, в таких случаях патоморфологические изменения являются единственным показателем вредного воздействия токсикантов [4]. Материал и методы исследований Объектом исследования являлись половозрелые особи судака (Lucioperca lucioperca L.), выловленные в крупном водотоке дельты Волги – Волго-Каспийском канале. Судак (Lucioperca lucioperca L.) – это полупроходной вид Волго-Каспийского бассейна, который имеет большое промысловое значение. Для анализа были отобраны кусочки жабр, кишечника, печени, почек, селезенки судака. Материал обрабатывали методами классической гистологии [5]. Ткани органов 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 клеточном и тканевом уровнях органов рыб. Было изготовлено более 200 гистологических препаратов. Ихтиотоксикологическое состояние рыб оценивали по пятибалльной системе [1, 2]: – 1 – отсутствие патологоанатомических изменений, причиной которых могло быть токсическое воздействие; – 2 – легкие повреждения рыб, не вызывающие смертельного исхода; – 3 – повреждения средней тяжести, проявляющиеся как внешне, так и при вскрытии, но не угрожающие жизни рыб; – 4 – наличие повреждений, носящих необратимый характер и угрожающих жизни рыб, особенно при воздействии стресс-факторов; – 5 – признаки предсмертного состояния рыб, глубокие необратимые повреждения жизненно важных органов, агональное и коматозное состояние, нарушение координации движений и гидростатического равновесия, конвульсии, истощение, развитие анемии. Результаты исследований и их обсуждение Нарушения в жаберном аппарате имели место у всех исследованных особей. Наиболее выраженным изменением была пролиферация многослойного неороговевающего эпителия филаментов, респираторного эпителия, деформированных ламелл, сопровождавшаяся повреждением капилляров ламелл и кровеносных сосудов филаментов. Наряду с гиперплазией элементов жабр разной степени выраженности отмечалась деформация филаментов и атрофия ламелл, резкая гипертрофия слизистых бокаловидных клеток, находившихся в больших количествах среди разрастаний многослойного неороговевающего эпителия, особенно в верхних участках филаментов. Было обнаружено, что, наряду с репаративной регенерацией жаберного эпителия, имели место патологические изменения – дезинтеграция клеток респираторного эпителия на верхушках ламелл, их некроз и десквамация. Отмечены случаи новообразований на жабрах изученных рыб. Наблюдаемые морфофункциональные отклонения оценивались как повреждения средней тяжести (3–4 степень). Так, филаменты, отходившие от 4 и 1 жаберных дуг, подвергались наибольшим изменениям. Они представляли собой сплошные эпителиальные пластинки, покрытые 15–20 рядами многослойного неороговевающего эпителия. Отметим, что в поверхностных слоях этого эпителия находились гипертрофированные слизистые бокаловидные клетки, переполненные секретом. Филаменты, отходившие от 2–3 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, между ними находились лишь 2–4 ряда многослойного неороговевающего эпителия. На верхушках ламелл наблюдались разрастания респираторного эпителия в виде «барабанных палочек». Изучение отделов кишечника судака показало, что слизистая оболочка кишки у всех исследованных особей была отечной. Собственная соединительнотканная пластинка слизистой оболочки была инфильтрирована лимфоцитами, что подтверждало интенсивно идущие воспалительные процессы. Кишечные ворсинки среднего отдела кишечника имели неравномерную толщину – дистальные отделы имели булавовидные утолщения за счет разрастания соединительнотканной основы ворсинки. На поверхности ворсинки были отмечены как значительные участки слущенного эпителия, так и участки с разрушенными эпителиальными клетками, базальные мембраны были подвержены деструкции. Бокаловидные клетки кишечных ворсинок и кишечных желез были сильно гипертрофированы. Кроме этого, для отдельных особей было характерно отслоение эпителиальных пластов от базальной мембраны. Изучение печени судака показало, что была нарушена архитектоника этого органа: балочное строение органа не прослеживалось. Выявлялось значительное количество мелких кровоизлияний – диапедез. Довольно часто отмечался клеточный полиморфизм гепатоцитов (на срезе встречались двуядерные гепатоциты – 1 случай на 20 клеток). Ядра гепатоцитов характеризовались разноразмерностью. Наблюдалась дистрофия гепатоцитов, которая проявлялась появлением в цитоплазме большого количества зерен и капель, что характерно для зернистой дистрофии. У отдельных исследованных особей границы гепатоцитов были стерты из-за отека паренхимы органа. При малом увеличении срез ткани печени напоминал мускатный орех – мускатная печень. При большом увеличении отмечалось полнокровие сосудов органа. Синусоидные капилляры печени были неравномерно расширены и заполнены форменными элементами крови. Выявлялись значительные участки некроза печеночных клеток. Анализ ткани селезенки судака показал, что основную часть площади среза занимала красная пульпа. Белая пульпа была представлена незначительными неправильной формы участками, которые концентрировались у артериол. Доля белой пульпы была значительно выше на периферии органа. Снаружи селезенку покрывала капсула из плотной соединительнотканной капсулы. На общем фоне четко была видна сеть соединительнотканных трабекул. Детальное изучение среза ткани селезенки показало, что клетки белой пульпы были представлены всеми рядами форменных элементов крови на разной стадии развития. Отметим, что белая пульпа без четких границ переходила в красную, состоявшую в основном из эритроцитов, между которыми были рассредоточены редкие элементы других рядов форменных элементов. В ткани селезенки выявлялись участки скопления пигмента – гемосидерина. У половины исследованных особей трабекулярные артерии были расширены и густо заполнены форменными элементами крови. Синусоиды красной пульпы характеризовались застойными явлениями, их просвет был сильно расширен, стенки утолщены. Исследование мезонефроса показало, что у части исследованных особей были отмечены не только отдельные некротизированные клетки эпителия канальцев, но и полностью некротизированные канальцы. Полости канальцы были плотно заполнены гомогенным белковым содержимым. Были также отмечены почечные канальцы, у которых пласт эпителия отслаивался от базальной мембраны. В клетках эпителия канальцев выявлялась мелкая зернистость (зернистая дистрофия). Были заметны также разрывы базальных мембран эпителия отдельных извитых канальцев. Ядра эпителиальных клеток были расположены хаотично: у части клеток ядра локализовались у апикального конца клетки, у других ядра были смещены к базальной мембране. У некоторых клеток выявлены пикнотичные ядра. Часть почечных клубочков характеризовалась тем, что их капиллярные петли полностью заполняли всю полость почечной капсулы. Просвет мочевого пространства не выявлялся из-за увеличенного объема клубочка капилляров. У части особей, наоборот, почечные тельца характеризовались расширением мочевого пространства за счет слипания капиллярных петель. В строме органа отмечались мелкие кровоизлияния. Крупные сосуды характеризовались наличием утолщенных стенок, что было вызвано накоплением гладкомышечных клеток. Просветы сосудов были заметно расширены, забиты форменными элементами крови. Кроме того, отмечались некротизированные участки и участки замещения ткани органа соединительнотканными разрастаниями. Заключение У исследованных особей судака были выявлены следующие патогистологические изменения: – жабры – репаративная регенерация жаберного эпителия, дезинтеграция клеток респираторного эпителия, их некроз и десквамация; – кишечник – десквамация, некроз кишечного эпителия и инфильтрация собственной соединительнотканной пластинки слизистой оболочки; – печень – диапедез, дистрофия, полиморфизм гепатоцитов и их ядер, некроз и циркуляторные нарушения во всех вышеперечисленных органах; – селезенка – изменения, связанные с нарушением кровоснабжения органа, скопления гемосидерина в красной пульпе; – мезонефрос – признаки тубулита почечных канальцев, симптомы гломерулонефрита. Таким образом, у всех исследованных особей судака наблюдались признаки хронического токсикоза. Согласно пятибалльной системе ихтиотоксикологического состояния рыб степень выраженности токсикоза соответствовала 2–4 баллам. Токсикозы рыб получили широкое распространение как в естественных водоемах, так и на предприятиях аквакультуры. Вызываемые ими замедление темпа роста рыб, нарушение их воспроизводства, развитие иммунодефицита, ухудшение товарных качеств и гибель рыб наносят большой ущерб рыбному хозяйству. Главным условием успешной борьбы с токсикозами является правильная постановка диагноза заболевания, установка основного действующего фактора и источника его поступления. В связи с этим диагностика токсикозов рыб очень важна, требует комплексного подхода и включает в себя в том числе и такие методы оценки, как паталогоанатомический и гистологический анализ. Эти методы имеют большое практическое значение, поскольку являются объективными и показательными [4].
1. Volodina V. V. Ocenka fiziologicheskogo sostoyaniya kaspiyskogo tyulenya (Phoca caspica) v usloviyah osvoeniya i razrabotki neftegazovyh mestorozhdeniy / V. V. Volodina, I. N. Bedrickaya, M. P. Grushko, N. N. Fedorova // Zaschita okruzhayuschey sredy v neftegazovom komplekse. 2012. № 10. S. 41-44.
2. Grushko M. P. Morfofunkcional'nye osobennosti selezenki kaspiyskoy vobly (Rutilus rutilus caspicus) / M. P. Grushko, N. N. Fedorova // Vestn. Ros. un-ta druzhby narodov. Ser.: Ekologiya i bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti. 2008. № 4. S. 77-79.
3. Chernysheva N. B. Obosnovanie ispol'zovaniya patogistologii v ihtiopatologii // Problemy ihtiopatologii v nachale XXI veka: sb. nauch. tr. SPb.: GosNIORH, 2009. S. 214-218.
4. Arshanica N. M. Patomorfologicheskiy analiz sostoyaniya ryb v polevyh i eksperimental'nyh toksikologicheskih issledovaniyah / N. M. Arshanica, L. A. Lesnikov // Tez. dokl. Pervogo Vsesoyuz. simpoz. po metodam ihtiotoksikologicheskih issledovaniy. L., 1987.
5. Arshanica N. M. Ispol'zovanie patologoanatomicheskogo i patomorfologicheskogo metodov dlya ocenki sostoyaniya ryb Ladozhskogo ozera / N. M. Arshanica, L. S. Onischenko // Problemy ihtiopatologii v nachale XXI veka: sb. nauch. tr. SPb.: GosNIORH, 2009. S. 11-15.
