Морфофункциональная характеристика эндокриноцитов семенников представителей семейства хомяковых из популяций степной зоны Южного Урала

Морфофункциональная характеристика эндокриноцитов семенников представителей семейства хомяковых из популяций степной зоны Южного Урала

Н.Н. Шевлюк, д.б.н., профессор, Оренбургская ГМА; Н.В. Обухова, к.б.н., Оренбургский ГАУ; Е.В. Блинова, к.б.н., Л.Л. Дёмина, к.б.н., Е.Е. Елина, к.б.н., Оренбургский ГПУ

Важнейшими факторами, которые определяют гомеостаз развивающихся половых клеток в извитых канальцах мужских гонад, являются интерстициальные эндокриноциты (клетки Лей-дига) семенников. Несмотря на значительное число публикаций по вопросам морфофункциональной характеристики семенников различных позвоночных, ощущается дефицит информации о различных аспектах цитофизиологии клеток Лейдига семеников многих позвоночных, прежде всего это касается клеток Лейдига семенников животных естественных биоценозов [1—7].

Целью настоящей работы явилось сравнительное исследование морфофункциональной характеристики эндокринных структур семенников представителей семейства Хомяковых из популяций степной зоны Южного Урала.

Материал и методы. Объектом исследования служили семенники половозрелых особей представителей семейства хомяковых (Сгісеїійае): обыкновенной полёвки Місгоїш аг\аІіи (24), рыжей полёвки Сіеїкгіопотуз glareolus (66), степной пеструшки Lagurus ^игии (27), обыкновенной слепушонки ЕІІоЬіт їаіріпт (47), серого хомячка СгісеШІт migratorius (8) из популяций, обитающих в естественных биоценозах степной зоны Южного Урала (Центральное и Восточное Оренбуржье). Сбор материала осуществляли в весенне-летние сезоны 2008—2010 гг.

Материал фиксировали в 12%-ном водном растворе нейтрального формалина, спирт-формоле, жидкости Буэна. Парафиновые срезы толщиной 5—7 мкм окрашивали гематоксилином Майера и эозином, перйодатом калия и реактивом Шиффа [3].

Иммуноцитохимическими методами в семенниках рыжей полёвки с использованием набора реактивов фирмы <^акоСу1отаИоп» (США) выявляли содержание проапоптотического белка Р53; с помощью набора реактивов фирмы «Вю^юп» (США) определяли фрагментацию ДНК (Типе1-метод). Результаты иммуноцито-химических реакций учитывали путём подсчёта клеток, дающих позитивную реакцию при соответствующем окрашивании (подсчитывали количество маркированных клеток на 1000 клеток в случайно выбранных полях зрения). Результаты подсчёта выражали в процентах.

На светооптическом уровне в семенниках определяли площади, занимаемые извитыми семенными канальцами и интерстициальной тканью, измеряли диаметр извитых семенных канальцев, объёмы клеток Лейдига и их ядер, подсчитывали количество функционально активных клеток в популяции интерстициальных эндокриноцитов [5—8]. К функционально активным относились клетки, имеющие значительные объёмы ядра и цитоплазмы (не менее 2/3 от средних показателей).

Результаты исследования и их обсуждение. Сравнительный анализ популяционного материала позволяет в порядке дискуссионного обсуждения предложить несколько подходов к идентификации и классификации интерстициальных эндокриноцитов семенников представителей семейства хомяковых.

1. Используя в качестве критерия групповое или одиночное расположение эндокриноцитов, можно выделить две разновидности клеток:

а) кластерные — располагаются группами и

б) одиночные. Топографическая локализация кластерных клеток в основном связана с сосудами. Группа этих клеток чаще всего окружена структурой, напоминающей базальную мембрану (которая является общей для группы клеток). Между соседними клетками всегда имеются зоны контактов различных видов. Нередок и контакт этих клеток со структурами сосудов. Одиночные эндокриноциты чаще локализованы перитубу-лярно, реже — перивазально. Обычно одной своей поверхностью эти клетки контактируют с капиллярами либо со стенками канальца, доходя до миоидных клеток. Базальная мембрана для этих клеток менее характерна.

2. При использовании в качестве критерия формы клеток эндокриноциты семенников различных хомяковых могут быть распределены на следующие основные клеточные группы:

а) шаровидные клетки (на срезах имеют округлую форму), б) эллипсоидные (на срезах овальные),

в) полигональные, г) грушевидные, д) веретеновидные, е) отростчатые.

Следует отметить, что большинство интерстициальных эндокриноцитов в популяции имеют шаровидные и эллипсоидные формы клеток.

3. Если в качестве критерия взять комплекс светооптических признаков, определяющих степень дифференцированности, зрелости клеток (форму, размеры клеток и их ядер, степень развития цитоплазмы, строение ядерного хроматина, наличие или отсутствие явлений деструкции в клетках), то можно выделить четыре разновидности эндокриноцитов: а) малодифференцированные, б) дифференцированные, зрелые, активно функционирующие, в) зрелые, находящиеся в неактивном состоянии (например, находящиеся на стадии задержки вывода секрета), г) стареющие клетки, д) деструктивно изменённые, гибнущие клетки.

Сравнительный анализ показал, что большинство в популяции эндокриноцитов семенников составляют дифференцированные, зрелые клетки Лейдига.

Объём клеток Лейдига и их ядер закономерно изменяется в процессе цирканнуального ритма. Наибольшие размеры имеют клетки Лейдига в период репродуктивной активности животных (весна — лето), причём клетки Лейдига достигают своих максимальных размеров незадолго до начала периода размножения. В этот же период и наиболее значительной была доля функционально активных клеток в популяции интерстициальных эндокриноцитов.

Количественные характеристики клеток Лей-дига хомяковых характеризуются следующими показателями. В апреле объём клеток Лейдига у обыкновенной слепушонки был равен 83,31+/5,89 мкм3, у рыжей полёвки — 82,4+/-5,2, у обыкновенной полёвки — 84,37+/-4,61, у степной пеструшки — 77,85+/-5,21. Доля дифференцированных, функционально активных эндокри-ноцитов у пяти исследуемых видов семейства СпсгИйаг колебалась в пределах 60—70%. В последующие весенне-летние месяцы объём ядер клеток Лейдига снижался на 10—20%. Ввиду того, что значительный объём ядер клеток Лейдига является косвенным свидетельством их высокой функциональной активности, то полученные морфометрические параметры указывают на то, что в период весенне-летнего сезона стероидогенная активность клеток Лейдига находится на высоком уровне.

Следует также отметить, что среди исследованных половозрелых представителей семейства хомяковых в весенне-летний период выявляются особи, которые, судя по морфофункциональной характеристике их семенников, не принимали

участие в размножении. У этих животных семенники по своему строению принципиально не отличались от семенников плодов. То есть извитые канальцы семенников этих животных имели диаметр в несколько раз меньше, чем у размножающихся животных, а сперматогенный эпителий был представлен только клетками Сер-толи и сперматогониями. Доля таких животных колеблется в пределах 20—35%. Клетки Лейдига неразмножавшихся половозрелых самцов также демонстрировали структурные эквиваленты высокой стероидогенной активности.

Важное значение для понимания закономерностей гистогенеза и функционирования интерстициальных эндокриноцитов имеет изучение соотношений между пролиферацией и запрограммированной гибелью клеток. Нами не выявлено наличие митотических делений в популяциях эндокриноцитов у половозрелых представителей семейства Cricetidae. Популяции интерстициальных эндокриноцитов характеризуются выраженной количественной стабильностью. Исходя из этого, пубертатную популяцию эндокриноцитов семенников исследованных хомяковых следует отнести к клеточным популяциям стабильного типа.

На стабильный характер популяции интерстициальных эндокриноцитов семенников указывают и результаты иммуноцитохимиче-ского выявления генетически программируемой клеточной гибели. Так, у рыжей полёвки доля клеток Лейдига с признаками апоптоза очень мала.

Вопросы дифференцировки и редифференци-ровки в популяциях эндокриноцитов семенников пубертатного типа далеки от разрешения. В то же время ряд наблюдений указывает на наличие морфологических эквивалентов процессов дедифференцировки в популяциях клеток Лей-дига различных позвоночных. О возможности этого процесса свидетельствует факт некоторого изменения (уменьшения) численности морфо-

логически идентифицируемых клеток Лейдига в семенниках позвоночных в условиях сезонной регрессии гонад. При этом отмечается отсутствие выраженных регрессивных изменений в интерстициальной ткани. Очевидно, при этом происходит дедифференцировка части эндо-криноцитов семенников с последующим их превращением в фибробластоподобные клетки. А увеличение численности клеток Лейдига в семенниках позвоночных в период, предшествующий репродуктивной активности самцов (без проявлений митотической активности), указывает на вероятное проявление редифференци-ровки фибробластоподобных клеток, конечным результатом которой является формирование дифференцированных, функционально активных клеток Лейдига, способных осуществлять стероидогенез.

Вывод. Все приведённые факты подтверждают точку зрения, что поддержание численности зрелых эндокриноцитов осуществляется у половозрелых животных за счёт их дифференцировки из имеющихся в интерстиции малодифференцированных предшественников.

Литература

1. Райцина С.С. Сперматогенез и структурные основы его регуляции. М.: Наука, 1985. 207 с.

2. Рузен-Ранге Э. Сперматогенез у животных. М.: Мир, 1930. 255 с.

3. Семченко В.В., Барашкова С.А., Ноздрин В.И. и др. Гистологическая техника. Омск — Орёл: Омская обл. типография, 2006. 290 с.

4. Шевлюк Н.Н., Руди В.Н., Стадников А.А. Биология размножения наземных грызунов из семейства беличьих. Екатеринбург: УрО РАИ, 1999. 146 с.

5. Шевлюк Н.Н., Стадников А.А. Клетки Лейдига семенников позвоночных (онтогенез, ультраструктура, цитофизиология, факторы и механизмы регуляции). Оренбург: Изд-во ОрГМА, 2010. 484 с.

6. Mori Н., Christensen А.К. Morphometric analysis of Leydig cells in the normal rat testis. // J. Cell.Biol., 1980, vol. 84. № 2. P. 340-354.

7. Saez J.M. Leydig сeels: Endocrine, paracrine and autocrine regulation. // Endocr. Rev., 1994, vol. 15. № 5. P. 574-626.

8. Шевлюк Н.Н., Блинова Е.В., Боков Д.А., Дёмина Л.Л. Морфофункциональная характеристика органов размножения грызунов из популяций, находящихся в зоне влияния завода, перерабатывающего газ с повышенным содержанием серы // Морфология. 2008. Т. 134. № 5. С. 43-47.