Формирование недифференцированных сперматогоний Fasciola hepatica ( Linnaeus , 1758).

Уникальность данной группы животных заключается в сложном жизненном цикле и чередование поколений со сменой хозяев [3].

Многие годы фасциолез является серьезной проблемой мирового животноводства в ряде регионов страны и мира и представляет угрозу для человека, которой может являться основным хозяином данного вида паразитов.

Материал и методы исследований . Проведены гистологические исследования с применением световой микроскопии методом геметоксилин - эозиновой окраски, препаратов взрослых особей Fasciola hepatica. Трематоды собранны в районах России, отмеченные как неблагополучные по фасциолезу.

Результаты и обсуждения. Сперматогенез - долгий процесс постепенной дифференцировки мужских половых клеток, служащий для образования из крупных, неподвижных стволовых клеток огромного количества терминально дифференцированных подвижных гамет (сперматозоидов). Образовавшиеся клетки готовы к независимому существованию в протоках мужской половой системы и служат для переноса генома в яйцеклетку.

Процесс образования сперматозоидов начинается с развития первичных половых клеток происходящего у личиночной стадии вне гонады. В этот период мужские и женские половые клетки не различаются, кроме их хромосомного набора. Эти клетки митотически делятся и обладают амебовидным движением, что позволяет им достигать гонады, где происходит дальнейшие развитие. Достигшие гонад, первичные половые клетки прекращают свое движение и заселяют половые тяжи, где устанавливают контакты с образующими их соматическими клетками. Дальнейшее развитие идет с трансформацией ППК в гоноциты [2].

Происходят изменения в клетках на уровне ДНК, приводящие к изменением по мужскому типу. Деление гоноцитов не завершается конечной стадией цитокинеза, клетки связанны между собой межклеточными мостиками. Малое количество одиночных клеток претерпевает изменение в стволовые сперматогониальные клетки. Остальные клетки при созревании взрослой особи становятся сперматогониями типа А1 [5].

Сам сперматогенез можно разделить на пролог сперматогенеза, который начинается от стволовых сперматогониальных клеток А s (Рис.1).

Рис.1. Стволовая сперматогониальная клетка (А s ) Fasciola hepatica (х800)

Сходство между стволовыми сперматогониальными клетками и первичными сперматогониями огромно, но между ними существуют различия [7]. Данные клетки плотно прилегают к пристеночному слою, имеют очень сильную связь с интерстициальной тканью, лежат одиночно, изолированы друг от друга. Большую часть времени пребывают в покое, делятся нерегулярно, независимо от процесса сперматогенеза. Развиваются в специализированном микроокружение - ниши, созданных соматическими клетками мужской половой системы в базальном компартменте. Это зона служит для активного размножения сперматогониев - сперматоцитогенеза.

Стволовые сперматогониальные клетки имеют крупные овальные ядра, размером 6,3 мкм, диффузно распределенный хроматин, 1-2 ядрышка размером 1,3 мкм. Тонкий слой цитоплазмы, просматривается граница клетки, которая имеет форму плавной пирамиды, с основанием 9,3 мкм и высотой до 7 мкм.

Подготовительный этап для сперматогенеза завершается образованием синцитиальных клонов из недифференцированных сперматогоний. Образование происходит благодаря незавершенному процессу цитокенеза, что способствует синхронизации физиологических процессов. Первая группа недифференцированных сперматогоний - Apr (Рис. 2) состоит из пары клеток расположенных не далее чем 0,025 мкм друг от друга. Размером ядер 5,5 мкм, одинаковых по морфологическим признакам. Ядрышко слабо выделяется, размером 0,4 мкм. Обладают свойствами ССК, в процессе митоза дает группу из недифференцированных сперматогоний Aal (Рис. 3).

Рис.2. Сперматогонии Fasciola hepatica типа A pr (х800)

Рис.3. Сперматогонии Fasciola hepatica типа А al (х800)

Недифференцированные сперматогонии (Аal) обладают свойствами стволовых клеток, делятся они не активно, иногда изменяясь в клетки предшествующих типов. Главное отличие данной группы клеток от стволовых сперматогониальных клеток в наличие межклеточных связей [6]. Располагаются вдоль стенки фолликула семенника, в количестве больше двух в группе. Ядра округлой формы размером 4,6 мкм, с диффузно распределенным хроматином, ядрышки слабо просматриваются. Образовавшийся синцитиальный клон продолжает располагаться на периферии семенного фолликула (рис.3).

Процесс образования недифференцированных сперматогоний служит для поддержания нормального количества стволовых клеток и итогового выхода сперматозоидов. Первые деления сперматогоний идут независимо от цикла сперматогенного эпителия, только на следующих этапах деления становятся регулярными, соответствующими стадиям цикла.

Применение электронного микроскопа позволило установить, что неклональное развитие является редким исключением, встречаемое среди некоторых низших беспозвоночных, в том числе и у плоских червей. У них синцитиальные клоны недолговечны и часто распадаются [4].

Дальнейшие развитие приводит к образованию нового типа клеток – сперматоцитов I порядка, которые находятся на стадии прелептотены. Новообразовавшиеся клетки после нескольких изменений вступят в профазу I мейоза.

Последующие этапы сперматогенеза будут проходить в адлюминальном компартменте, где будут развиваться мейотические и постмейотические клетки.

Нормальное развитие сперматогенеза и преемственность половых клеток возможны при упорядоченном развитии системы сперматогониальных стволовых клеток.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Галактионов К. В., Добровольский А. А. Происхождение и эволюция жизненных циклов трематод. – СПБ.: Наука, 1988. 2. Захидов С.Т., А.Ю. Кулибин А.Ю., Маршак Т.Л. Биология стволовых клеток зародышевого пути. – М.: МГУ, 2013. 3. Соколина Ф. М. Формирование, ультраморфология, биология и экология мирацидия Fasciola hepatica (Linnaeus,1758). - Казань: КГУ, 2003. 4. Fawset D. W. A comparative view of sperm ultrastructure // Biol. Reprod., 2, Suppl., 2.- 1970. 5. Kluin P.M., de Rooij D.G. A comparison between the morphology and cell kinetics of gonocytes and adult type undifferent ated spermatogonia in the mouse // Int. Androl.- 1981.– Vol. 4. 6. de Rooij D.G., Russell L.D. All you wonted to know about spermatogonia but were afraid to ask // Andrology.– 2000.– Vol. 21. 7. Roosen-Runge E.C. The process of spermatogenesis in animals. The fine structure of testicular interstitial cells in the rat. - Anat. Rec.-1963.- v. 145.

ФОРМИРОВАНИЕ НЕДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫХ СПЕРМАТОГОНИЙ FASCIOLA HEPATICA (LINNAEUS, 1758

Игнатьев Г.А., Рахимов И.И., Салахов Н.В.

Резюме

Изучен и описан процесс формирования на клеточном уровне недифференцированных сперматогоний Fasciola hepatica (Linnaeus,1758) от гоноцит до сперматогоний типа А al в норме. Показаны цветные иллюстрации клеток на этапах развития при прологе сперматогенеза.

FORMATION OF UNDIFFERENTIATED SPERMATOGONIA FASCIOLA HEPATICA (LINNAEUS, 1758)

Ignatjev G.A., Rahimov I.I., Salakhov N.V.