|
Влияние экзогенных гормональных соединений на развитие пресноводных гу-бок
Влияние экзогенных гормональных соединений на развитие пресноводных гу-бок
Влияние
экзогенных гормональных соединений на
развитие пресноводных губок
С.М. Никитина
(Калининградский государственный университет)
Адаптивные
и репродуктивные свойства в животном организме обеспечиваются при активном
участии гормонального аппарата, который у представителей таксонов низкого
филогенетического уровня только начинает изучаться [1]. В модельных
экспериментах исследуется влияние гормонов, идентифицированных на других
животных, на разные системы (репродуктивные, локомоторные и другие), что
позволяет, по аналогии, судить о гормончувствительности животного. Основные
молекулярные структуры в функциональных системах живых организмов [2, 3]
обнаруживаются практически в полном наборе уже на самых ранних этапах эволюции.
Эти структуры представлены ограниченным числом молекул и осуществляют
одноименные элементарные функции у представителей многоклеточных и
одноклеточных, высших эукариот и прокариот.
Губки
обладают организменной и колониальной интеграцией, выражающейся в существовании
координированной работы ирригационной системы. Губкам свойственны и
восстановительные морфогенезы [4]. Пресноводные губки – это формы
со слабо выраженной индивидуальностью зооидов. Интеграцию губок обеспечивают:
связи через межклеточное вещество, прямые контакты между клетками,
устанавливаемые с помощью странствующих клеток мезохила, и постоянные контакты,
устанавливающиеся между клетками в эпителии и мезохиле. Интеграционные
механизмы у губок еще не достигли уровня, который соответствует истинной
нервной и гуморальной регуляции, но тем не менее они обеспечивают интеграцию
многоклеточной индивидуальности, каковой являются многооскулумные губки.
Влияние
различных препаратов на стадии жизненного цикла пресноводных губок изучено
крайне недостаточно [5, 6]. Целые губки погибали в среде с резерпином,
агрегаты, образованные соматическими клетками, нормально развивались, правда,
медленнее чем, в контроле. Метилурацил, адреналин, ацетилхолин, резерпин и
атропин влияют как на бластогенез (развитие пресноводной губки из геммул), так
и на соматический эмбриогенез (развитие из групп соматически клеток).
Цель
данного исследования - изучение влияния экзогенных гормональных соединений на
развитие губок.
МАТЕРИАЛ
И МЕТОДЫ
В
эксперименте были использованы следующие препараты с исходной активностью в 1мл
(ип): окситоцин (ОКС) - 5ЕД; гифотоцин (ГФ) - 5ЕД; питуитрин (ПТ) - 5ЕД; маммофизин
(МФ) - 3ЕД; префизон (ПФ) - 25ЕД; преднизолон (ПДН) - 30МГ в концентрации от
0,00002 до 20 мл ип/л среды содержания животных. Концентрация 0,02 мл ип/л
среды принята нами условно как "норма" N.
Два
вида губок - Spongilla lacustris L и Ephidatia mulleri Lieberkii; тип -
Spongia; класс - Demospongia) были собраны в реке Немонин Полесского района
Калининградской области в июне-июле 1989-1992 гг. Экземпляры: геммулы - 4560,
колонии - 269, агрегации - 114.
Фиксировалось
время прохождения основных стадий соматического эмбриогенеза и бластогенеза.
Бластогенез.
|
|
Соматический эмбриогенез.
|
1. Разрывы оболочек.
|
|
|
2. Агрегация диссоциированных
клеток.
|
|
1. Агрегация диссоциированных
клеток.
|
3. Образование устойчивых конгломератов.
|
|
2. Образование устойчивых конгломератов.
|
4. Образование спикул.
|
|
3. Образование спикул.
|
5. Образование водоносной системы.
|
|
4. Образование водоносной системы.
|
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В
контрольных группах губок прирост массы колонии был незначительным. Реакция
колоний обоих видов на гормональные препараты в концентрации 0,2 мл ип/л среды
очень сходна (табл. 1).
Таблица
1
Изменение
массы (X±Sx грамм) тела Ephidatia mulleri
Среда
|
Масса,
X±Sx
|
|
начало опыта
|
конец
опыта (25 суток)
|
Контроль
|
4,97±0,18
|
5,07±0,18
|
Окситоцин
|
4,54±0,19
|
6,70±0,14
|
Гифотоцин
|
5,15±0,18
|
6,92±0,15
|
Префизон
|
4,77±0,20
|
6,10±0,17
|
Питуитрин
|
4,76±0,28
|
5,69±0,17
|
Маммофизин
|
4,98±0,17
|
5,46±0,16
|
Преднизолон
|
4,76±0,25
|
3,71±0,12
|
Наибольшее
действие на прирост массы тела колоний губок оказали окситоцин с гифотоцином
(0,49 и 0,33 г/г начальной массы). В префизоне прирост составил 0,28 г/г
исходной массы тела колонии. Влияние маммофизина и питуитрина еще слабее.
Преднизолон в данной концентрации вызвал заметное и достоверное уменьшение
массы тела колонии.
Продолжительность
протекания первой стадии бластогенеза после 48-часового промораживания в
контрольной группе 240±3.7 часа, без промораживания - 264±3,3 часа, что на
15±1,0 часа больше. При сходной тенденции реагирования на помещение
промороженных и непромороженных геммул в среды с тремя концентрациями
гормональных препаратов следует отметить достоверность различий сроков
протекания первой стадии (раскрытия геммул) в эксперименте от контрольных
сроков. Кроме того, непромороженные геммулы обладают большей чувствительностью
к примененным гормональным препаратам, причем наибольшее сокращение сроков
прохождения этой стадии (72 часа) отмечено в окситоциновой среде 0,2 мл ип/л
среды. Преднизолон во всех трех концентрациях или не влияет или несколько
затормаживает раскрытие геммул (от 8 до 24 часов). Прохождение геммулами второй
и третьей стадий бластогенеза (агрегация диссоциированных клеток и образование
устойчивых конгломератов) достоверно гормонозависимо (особенно в среде
окситоцина 0,2 мл ип/л среды) и не связано с предварительным промораживанием
геммул (табл. 2).
Таблица
2
Время
(часы) протекания третьей стадии бластогенеза (без промораживания)
Среда
|
Концентрации
|
|
0,002
|
0,02
|
0,2
|
Окситоцин
|
48±1,3
|
48±1,4
|
24±0,7
|
Гифотоцин
|
48±1,2
|
48±1,0
|
48±1,3
|
Префизон
|
48±1,3
|
48±1,2
|
48±1,2
|
Питуитрин
|
64±1,1
|
64±1,1
|
64±1,2
|
Маммофизин
|
88±1,8
|
72±2,5
|
88±1,7
|
Преднизолон
|
88±1,4
|
88±1,2
|
112±2,4
|
Влияние
гормональных препаратов на прохождение следующей стадии (образование спикул, то
есть начало клеточной дифференцировки) выражено значительно слабее. В
контрольной группе геммул время этой стадии (независимо от промораживания) -
136±3 часа. Самое выраженное укорочение в среде окситоцина и гифотоцина 0,2 мл
ип/л среды (на 32 часа) - 104±1,6 часа. Преднизолон, как и в предыдущих
случаях, в наивысшей концентрации тормозит (до 154±3 часа) прохождение
четвертой стадии. Аналогичная картина и на стадии образования водоносной
системы. Однако на этой стадии окситоцин и гифотоцин существенно ускоряют эту
стадию: 164-168 часов по сравнению с 240-246 часами в контрольных группах.
Достоверных
различий в суммарном времени прохождения бластогенеза промороженных (798 ± 4,6
часа) и непромороженных геммул (816 ± 6,9 часа)
в
контроле не установлено. Установлена гормонозависимость бластогенеза (табл. 3).
Таблица
3
Время
(X±Sx часы) бластогенеза промороженных геммул
Среда
|
Концентрации
|
|
0,002
|
0,02
|
0,2
|
Окситоцин
|
608±7,7
|
596±4,0
|
495±7,3
|
Гифотоцин
|
620±4,3
|
614±5,8
|
541±4,3
|
Префизон
|
644±5,9
|
630±4,2
|
573±4,1
|
Питуитрин
|
692±7,3
|
690±7,6
|
682±4,5
|
Маммофизин
|
746±8,7
|
714±6,3
|
740±5,9
|
Преднизолон
|
810±8,8
|
824±5,0
|
880±9,4
|
Время,
необходимое для агрегации диссоциированных клеток при соматическом эмбриогенезе
(1 стадия), несколько меньше такового при бластогенезе (64±1,3 и 88±1,4 часа
соответственно). Наибольшей чувствительностью диссоциированные клетки губок
обладают к окситоцину и гифотоцину. На остальные гормональные препараты клетки
реагируют только при концентрации 0,2 мл ип/л среды. Создается впечатление, что
клетки и конгломераты клеток при соматическом эмбриогенезе менее чувствительны
к гормональным препаратам, чем при бластогенезе. Смещается и порог
чувствительности в сторону больших концентраций. Тем не менее все стадии
соматического эмбриогенеза оказались в той или иной степени гормонозависимыми.
Продолжительность соматического эмбриогенеза (табл. 4) существенно разнится от
такового в контроле (616±5,7 часа).
Таблица
4
Продолжительность
(часы) X±Sx соматического эмбриогенеза
Среда
|
Концентрации
|
|
0,002
|
0,02
|
0,2
|
Окситоцин
|
514±7,1
|
484±5,3
|
432±7,0
|
Гифотоцин
|
544±5,2
|
512±6,0
|
447±5,8
|
Префизон
|
592±5,1
|
576±7,2
|
520±3,5
|
Питуитрин
|
608±5,7
|
584±6,3
|
544±6,3
|
Маммофизин
|
616±7,4
|
608±4,6
|
584±9,1
|
Преднизолон
|
616±8,4
|
647±7,4
|
674±8,5
|
Проведенный
анализ данных (табл. 5) о положительном (+) и отрицательном (-) влиянии
различающихся концентраций гормональных препаратов окситоцинового ряда,
префизона и преднизолона на изменение массы тела колонии, прохождение
бластогенеза и соматического эмбриогенеза двух видов пресноводных губок.
Таким
образом, чувствительность губок к нейрогормонам (окситоцин, гифотоцин), к сумме
тропных гормонов аденогипофиза (префизон) и высоким концентрациям преднизолона
не вызывает сомнений. Маммофизин и питуитрин вызывают ответную реакцию губок не
при всех концентрациях.
Таблица
5
Чувствительность
губок к гормональным препаратам различной
концентрации (мл ип/л)
Среда
|
Колонии
|
Бластогенез
|
Соматический эмбриогенез
|
|
0,2
|
0,002
|
0,02
|
0,2
|
0,002
|
0,02
|
0,2
|
Окситоцин
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
Гифотоцин
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
Префизон
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
Питуитрин
|
+=
|
+
|
+
|
+
|
=
|
=
|
+
|
Маммофизин
|
=
|
=
|
+
|
+
|
=
|
=
|
+
|
Преднизолон
|
-
|
=
|
=
|
=
|
=
|
=
|
-
|
Примечание.
"="обозначает нейтральное отношение губок к соединениям.
Список
литературы
1.
Афонькин С.Ю. Межклеточное самораспознавание у простейших // Итоги науки и
техники. М., 1991. Т. 9.
2.
Наследов Г.А. Многовариантность осуществления элементарных функциональных задач
и упрощение системы молекулярных взаимодействий как закономерность
функциональной эволюции // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 1991. Т. 27.
№ 5.
3.
Перцева М.Н. Молекулярные основы развития гормонкомпетентности. Л.: Наука,
1989.
4.
Короткова Г.П. Морфогенезы у губок. Л.: Изд-во ЛГУ, 1981.
5.
Суходольская А.Н., Сечникова И.Н. Влияние метилурацила на бластогенез и
соматический эмбриогенез пресноводных губок. М.: Наука, 1984.
6.
Дедов И.И. Механизмы регенерации и клеточного деления. М., 1971.
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elib.albertina.ru
|