Влияние экзогенных гормональных соединений на развитие пресноводных губок

С. М. Никитина (Калининградский государственный университет) 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 (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. Соматический эмбриогенез. 1. Разрывы оболочек. 2. Агрегация диссоциированных клеток. 3. Образование устойчивых конгломератов. 4. Образование спикул. 5. Образование водоносной системы. 4. Образование водоносной системы. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Таблица 1 Изменение массы (X±Sx грамм) тела Ephidatia mulleri Среда Масса, X±Sx конец опыта (25 суток) Контроль 4,97±0,18 5,07±0,18 Окситоцин ±0,19 ±0,14 Гифотоцин ±0,18 ±0,15 Префизон 4,77±0,20 6,10±0,17 Питуитрин 4,76±0,28 5,69±0,17 Маммофизин ±0,17 ±0,16 Преднизолон ±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 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 ±1,2 ±1,2 Питуитрин 64±1,1 64±1,1 64±1,2 Маммофизин ±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) Таблица 3 Время (X±Sx часы) бластогенеза промороженных геммул Среда 0,002 0,02 0,2 Окситоцин ±7,7 596±4,0 495±7,3 Гифотоцин 620±4,3 614±5,8 ±4,3 Префизон 644±5,9 630±4,2 573±4,1 ±7,3 690±7,6 682±4,5 Маммофизин 746±8,7 ±6,3 740±5,9 810±8,8 824±5,0 880±9,4 ±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 0,002 0,02 0,2 514±7,1 ±5,3 432±7,0 Гифотоцин 544±5,2 512±6,0 447±5,8 592±5,1 576±7,2 520±3,5 Питуитрин ±5,7 584±6,3 ±6,3 616±7,4 608±4,6 ±9,1 Преднизолон ±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 0,2 0,002 0,02 0,2 0,002 0,02 0,2 Окситоцин + + + + + + + Гифотоцин + + + + + + + Префизон + + + + + + + Питуитрин += + + + = = + Маммофизин = = + + = = + - = = = = = - 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. и физиологии. 1991. Т. 27. № 5. 4. Короткова Г. П. Морфогенезы у губок. Л.: Изд-во ЛГУ, 1981. 6. Дедов И. И. Механизмы регенерации и клеточного деления. М., 1971.