Динамика ультраструктурных изменений желточного синцитиального слоя и его микроокружения в период гаструляции и раннего постэмбрионального развития Hemichromis Bimaculatus

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. В эмбриогенезе рыб желточный мешок является важнейшим провизорным органом. Период его активного функционирования совпадает с эмбриональным и ранним постэмбриональным развитием зародыша. Основная функция данного органа — трофическая. Её реализация у костистых рыб (Teleostei) связана со специализированной структурой — желточным синцитиальным слоем (ЖСС). Ультраструктурные преобразования этого слоя в период гаструляции и раннего постэмбрионального развития, а также его взаимодействие с мигрирующими мышечными волокнами и меланофорами, вероятно, необходимы для эффективного использования питательных веществ развивающимся зародышем. Роль желточного мешка в эмбриогенезе Hemichromis bimaculatus может оказаться несколько шире в сравнении с имеющимися представлениями.

Цель исследования — изучить особенности структурной организации желточного мешка Хромиса красавца (H. bimaculatus) в эмбриональном и раннем постэмбриональном периодах развития.

Материалы и методы. Исследование проводили на 22 эмбрионах и личинках H. bimaculatus с 1-е по 7-е сутки после откладывания икры. Изучали морфологические особенности желточного мешка с использованием световой микроскопии парафиновых и полутонких срезов и трансмиссионной электронной микроскопии.

Результаты. На 2-е сутки желточный мешок был отделён от материала зародыша туловищной складкой. Основной его структурой являлся ЖСС, содержащий многочисленные ядра, микроворсинки, митохондрии и фаголизосомы. Морфологические признаки ЖСС были сходны с таковыми симпластотрофобласта плаценты и свидетельствовали в пользу его высокой функциональной активности. В мезенхиме желточного мешка присутствовали кровеносные сосуды, мигрирующие меланофоры и мышечные волокна. Перидерма, покрытая особой оболочкой, выполняла роль первичной кожи зародыша. Переход личинок Хромиса красавца на экзогенное питание сопровождался значительным уменьшением размера желточного мешка с последующей его инволюцией.

Заключение. Трофическая функция желточного мешка у H. bimaculatus реализуется благодаря ЖСС, который в период гаструляции и постэмбрионального развития взаимодействует с рядом структур, присутствующих в стенке органа. Мигрирующие мышечные волокна способствуют активации желточных гранул; накопление токсичных продуктов обмена связано с меланофорами. Особое строение перидермы обеспечивает защиту желточного мешка и самого зародыша от внешних воздействий.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Наталья Николаевна Дубинина

Новосибирский государственный медицинский университет

Email: anna.dubinina05@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-6725-9445
SPIN-код: 6724-9437

кандидат биологических наук, доцент кафедры гистологии, эмбриологии и цитологии имени профессора М. Я. Субботина

Россия, 630091, Новосибирск, Красный пр-т, д. 52

Светлана Владимировна Айдагулова

Новосибирский государственный медицинский университет

Email: asvetvlad@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7124-1969
SPIN-код: 5661-9765

доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией клеточной биологии и фундаментальных основ репродукции Центральной научно-исследовательской лаборатории

Россия, 630091, Новосибирск, Красный пр-т, д. 52

Светлана Васильевна Залавина

Новосибирский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: zalavinasv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3405-5993
SPIN-код: 8950-8517

доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой гистологии, эмбриологии и цитологии имени профессора М. Я. Субботина

Россия, 630091, Новосибирск, Красный пр-т, д. 52

Список литературы

  1. Ramos I., Machado E., Masuda H., et al. Open questions on the functional biology of the yolk granules during embryo development // Mol Reprod Dev. 2022. Vol. 89, N 2. P. 86–94. doi: 10.1002/mrd.23555
  2. Fleig R. Embryogenesis in mouth-breeding cichlids (Osteichthyes, Teleostei) structure and fate of the enveloping layer // Rouxs Arch Dev Biol. 1993. Vol. 203, N 3. P. 124–130. doi: 10.1007/BF00365051
  3. Concha M.L., Reig G. Origin, form and function of extraembryonic structures in teleost fishes // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2022. Vol. 5, N 377 (1865). P. 20210264. doi: 10.1098/rstb.2021.0264
  4. Городилов Ю.Н., Мельникова Е.Л. Эмбриональное развитие европейской корюшки Osmerus eperlanus eperlanus (L.) (Невская популяция) // Биология моря. 2006. Т. 32, № 3. С. 204–216. EDN: HZJKFN
  5. Кауфман З.С. Эмбриология рыб. Москва: Агропромиздат, 1990.
  6. Walzer D.C., Schönenberger N. Ultrastructure and cytochemistry of the yolk syncytial layer in the alevin of trout (Salmo fario trutta L. and Salmo gairdneri R.) after after hatching. II. The cytoplasmic zone // Cell Tissue Res. 1979. Vol. 196, N 1. P. 75–93. doi: 10.1007/BF00236349
  7. Ninhaus-Silveira A., Foresti F., de Azevedo A., et al. Structural and ultrastructural characteristics of the yolk syncytial layer in Prochilodus lineatus (Valenciennes, 1836) (Teleostei; Prochilodontidae) // Zygote. 2007. Vol. 15, N 3. P. 267–271. doi: 10.1017/S0967199407004261
  8. Kondakova E.A., Efremov V.I., Nazarov V.A. Structure of the yolk syncytial layer in Teleostei and analogous structures in animals of the meroblastic type of development // Biology Bulletin. 2016. Vol. 43, N 3. P. 208–215. EDN: WVBNMF
  9. Kondakova E.A., Efremov V.I., Bogdanova V.A. Structure of the yolk syncytial layer in the larvae of whitefishes: A histological study // Russian Journal of Developmental Biology. 2017. Vol. 48, N 3. P. 176–184. EDN: XMWZJH doi: 10.1134/S1062360417030055
  10. Kondakova E.A., Efremov V.I., Kozin V.V. Common and specific features of organization of the yolk syncytial layer of Teleostei as exemplified in Gasterosteus aculeatus L. // Biology Bulletin. 2019. Vol. 46, N 1. P. 26–32. EDN: IYQFJO doi: 10.1134/S1062359019010023
  11. Herbomel P., Thisse B., Thisse C. Ontogeny and behaviour of early macrophages in the zebrafish embryo // Development. 1999. Vol. 126, N 17. P. 3735–3745. doi: 10.1242/dev.126.17.3735
  12. Sakaguchi T., Kikuchi Y., Kuroiwa A., et al. The yolk syncytial layer regulates myocardial migration by influencing extracellular matrix assembly in zebrafish // Development. 2006. Vol. 133, N 20. P. 4063–4072. doi: 10.1242/dev.02581
  13. Carter A.M. IFPA Senior Award Lecture: Mammalian fetal membranes // Placenta. 2016. Vol. 48, Suppl. 1. P. S21–S30. doi: 10.1016/j.placenta.2015.10.012
  14. Thowfeequ S., Srinivas S. Embryonic and extraembryonic tissues during mammalian development: shifting boundaries in time and space // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2022. Vol. 377, N 1865. P. 20210255. doi: 10.1098/rstb.2021.0255
  15. Дубинина Н.Н., Склянов Ю.И., Попп Е.А., и др. Гистогенетические параллели в дифференциации желточной энтодермы у некоторых позвоночных // Морфология. 2019. Т. 156, № 6. C. 93. EDN: YRNTXT doi: 10.17816/morph.102018
  16. Peterson N.G., Fox D.T. Communal living: the role of polyploidy and syncytia in tissue biology // Chromosome Res. 2021. Vol. 29, N 3–4. P. 245–260. doi: 10.1007/s10577-021-09664-3
  17. Chu L.T., Fong S.H., Kondrychyn I., et al. Yolk syncytial layer formation is a failure of cytokinesis mediated by Rock1 function in the early zebrafish embryo // Biol Open. 2012. Vol. 1, N 8. P. 747–753. doi: 10.1242/bio.20121636
  18. Carvalho L., Stühmer J., Bois J.S., et al. Control of convergent yolk syncytial layer nuclear movement in zebrafish // Development. 2009. Vol. 136, N 8. P. 1305–1315. doi: 10.1242/dev.026922
  19. Schwartz L.M. Skeletal muscles do not undergo apoptosis during either atrophy or programmed cell death-revisiting the myonuclear domain hypothesis // Front Physiol. 2019. Vol. 9. P. 1887. doi: 10.3389/fphys.2018.01887
  20. Кондакова Е.А., Шкиль Ф.Н., Ефремов В.И. Структура желточного синцитиального слоя в постэмбриональном развитии бирюзовой акары, Andinoacara rivulatus (Günther), 1860 (Cichlidae) // Труды Зоологического института РАН. 2019. Т. 323, № 4. С. 523–532. EDN: NFAGNN doi: 10.31610/trudyzin/2019.323.4.523
  21. Jackson H.E., Ingham P.W. Control of muscle fibre-type diversity during embryonic development: The zebrafish paradigm // Mech Dev. 2013. Vol. 130, N 9-10. P. 447–457. doi: 10.1016/j.mod.2013.06.001
  22. Piesiewicz R, Krzystolik J, Korzelecka-Orkisz A, et al. Early ontogeny of cichlids using selected species as examples // Animals (Basel). 2024. Vol. 14, N 8. P. 1238. doi: 10.3390/ani14081238
  23. Микулин А.Е. Функциональное значение пигментов и пигментации в онтогенезе рыб. Москва: ВНИРО, 2000.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Желточный мешок Хромиса красавца на 2-е сутки после откладывания икры (окраска гематоксилином и эозином): а — поперечный срез зародыша на стадии гаструлы, общий вид; ×100; b — пластинчатая структура желтка; ×400; c — крупные ядра желточного синцитиального слоя; ×400. Здесь: ЖМ — желточный мешок; Эм — эмбрион; ПЖ — пластинки желтка; Я — ядра желточного синцитиального слоя. Наконечниками стрелок отмечена туловищная складка.

Скачать (756KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Желточный мешок Хромиса красавца на 3-и сутки после откладывания икры: а — поперечный срез зародыша, общий вид, полутонкий срез; окраска толуидиновым синим; ×100; b — контактирующий с желтком желточный синцитиальный слой, парасагиттальный срез; окраска гематоксилином и эозином; ×400; c — жировые капли, пластинки желтка, ядра желточного синцитиального слоя и меланофоры в стенке органа, поперечный срез, полутонкий срез; окраска толуидиновым синим; ×400; d — жировая капля, желточные включения и фаголизосомы желточного синцитиального слоя, электронограмма, ×4000. Здесь: ЖМ — желточный мешок; Эм — эмбрион; ПЖ — пластинки желтка; ЖСС — желточный синцитиальный слой (цитоплазма); Я — ядро желточного синцитиального слоя (указано стрелкой); ЖК — жировая капля; Мф —меланофор.

Скачать (5MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Ультраструктурная организация желточного синцитиального слоя Хромиса красавца на 4-е сутки после откладывания икры (×4000): a — апикальная поверхность с микроворсинками; b — ядросодержащая часть; c, d — желточные включения, фаголизосомы, миелиновые тельца и митохондрии в цитоплазме. Здесь: ЖВ — желточные включения; ЯЖСС — ядро желточного синцитиального слоя; Мв — микроворсинки; Мх — митохондрии; Фл — фаголизосомы; МТ — миелиновые тельца.

Скачать (5MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Структурные элементы желточного мешка Хромиса красавца на 4–5-е сутки после откладывания икры: a — перидерма, парасагиттальный срез; окраска гематоксилином и эозином; ×400; b — ультраструктурная организация меланофора; ×4500; c — мышечные волокна и меланофоры на поверхности органа, поперечный срез, полутонкий срез; окраска толуидиновым синим; ×400; d — фрагмент мышечного волокна; e, f — ультраструктурная организация клеток перидермы, электронограммы, ×4000. Здесь: ЖМ — желточный мешок; Я — ядра клеток; Мф — меланофор; Пе — перидерма; П/ПМТ — поперечно-полосатая мышечная ткань; Мфбр — миофибрилла.

Скачать (6MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Желточный мешок Хромиса красавца на 5–7-е сутки после откладывания икры: a — поперечный срез зародыша (5-е сутки), общий вид; окраска гематоксилином и эозином; ×100; b — структура желтка, парасагиттальный срез; окраска толуидиновым синим; ×400; c — поперечный срез зародыша (7-е сутки), общий вид; окраска гематоксилином и эозином; ×100; d — фрагмент вентральной части зародыша; окраска гематоксилином и эозином; ×400. Здесь: ЖМ — желточный мешок; ЯЖСС — ядра желточного синцитиального слоя (указаны стрелками); Мф — меланофоры (указаны стрелкой); Пч — печень; Кш — кишка эмбриона.

Скачать (4MB)
Метаданные
7. Согласие на обработку персональных данных Дубинина

Скачать (1MB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024


Периодический печатный журнал зарегистрирован как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): № 0110212 от 08.02.1993.
Сетевое издание зарегистрировано как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): ЭЛ № ФС 77 - 84733 от 10.02.2023.