ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕМБРАННОГО РЕЗЕРВА ГЕМОЦИТОВ PERIPLANETA AMERICANA И BLABERUS CRANIIFER И ИЗУЧЕНИЕ
ВЛИЯНИЯ ГИПООСМОТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА ОБЪЕМ КЛЕТОК

Гребцова Елена Александровна

магистрант 2 курса, ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород

Присный Андрей Андреевич

канд. биол. наук, доцент кафедры анатомии и физиологии
живых организмов, ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород

E-mail: shtirlitz009@mail.ru

Исследования выполнены при финансовой поддержке гранта НИУ «БелГУ» ВКАС-03-12.

Мембранный резерв, определяемый степенью складчатости плазмалеммы, является одной из важнейших морфофункциональных особенностей клеток крови. Он используется фагоцитами при образовании псевдоподий при амебоидном движении и захвате инородных объектов в ходе защитных реакций. Работы по изучению величины мембранного резерва ядерных клеток крови беспозвоночных животных до настоящего времени не проводились [2, 3].

Целью работы является определение величины мембранного резерва гемоцитов Periplanetaamericana и Blaberuscraniifer и изучение влияния гипоосмотической нагрузки на объем клеток гемолимфы.

Материалы и методы. Объектами исследования служили гемоциты, предварительно классифицированные по морфофункцио­нальным особенностям на 5 типов. В гемолимфе Periplanetaamericana присутствует полный набор гемоцитов, у Blaberus craniiferтип 4 обнаружен не был. Отбор гемолимфы у насекомых осуществляется из поперечного разреза лапки. Полученную гемолимфу делили на три части, каждую из которых помещали в отдельную чашку Петри. К каждой части гемолимфы добавляли 10 мкл раствора NaCl опреде­ленной концентрации (изотонический раствор — 0,9 % NaCl, сильно­гипотонический — 0,2 % NaCl) для определения мембранного резерва.

Инкубацию проводили в течение 1 минуты. Далее изучали прижизненные особенности клеток, их морфометрические показатели с помощью оптического инвертированного микроскопа NikonDigitalEclipseTi-E.Получали фотографии в режиме реального времени и проводили линейные измерения, применяя анализатор изображений «Видео-Тест».

Гемоциты имеют относительно эллипсоидную форму, поэтому измеряли большую, среднюю и малую ось. Используя значения этих линейных размеров, рассчитывали площадь поверхности клеток и их объём (таблица 1, таблица 2).

Формулы для расчёта показателей:

V=4/3(πabc),

где S — площадь поверхности гемоцита,

V — объём,

а — большая полуось,

b — малая полуось,

с — средняя полуось,

p=1,6075 — коэффициент Кнуда Томсена.

Таблица 1.

Морфометрические характеристики гемоцитов Blaberus craniifer в растворах хлорида натрия различной осмолярности

Таблица 2.

Морфометрические характеристики гемоцитов Periplanetaamericana в растворах хлорида натрия различной осмолярности

Как видно из диаграмм (рис. 1 и 2), увеличение объема клеток в ответ на гипоосмотическую нагрузку более выражено у типа 3 и типа 5. Эти клетки характеризуются высокой фагоцитарной активностью [1]. Гемоциты типа 1 мелкие, имеют крупное ядро, занимающее практически всю клетку, в связи с чем возможность увеличивать объем сильно ограничена

Рисунок 1 Динамика объема гемоцитов Blaberus craniifer
после инкубации в сильно гипотоническом растворе
(И — объем клеток в изотоническом р-ре,
СГ — объем в сильно гипотоническом р-ре)

Рисунок 2. Динамика объема гемоцитов Periplanetaamericana
после инкубации в сильно гипотоническом растворе
( И — объем клеток в изотоническом р-ре,
СГ — объем в сильно гипотоническом р-ре)

Рассчитывали абсолютную величину мембранного резерва (таблица 3) как разность между площадью поверхности клетки в сильно гипотоническом растворе и площадью поверхности клетки в изотонической среде.

∆S=S(СГ)-S(И),

где ∆S — резерв плазматической мембраны (мкм²);

S(СГ) — площадь поверхности клетки, после инкубации всильно гипотонической среде (мкм²);

S(И) — площадь поверхности клетки, после инкубации в изотонической среде (мкм²).

Для определения доли используемого мембранного резерва (MR) использовали следующую формулу:

(∆S/ S(СГ))∙100 %

где ∆S — резерв плазматической мембраны (мкм²);

S(СГ) — площадь поверхности клетки, после инкубации в сильно гипотонической среде (мкм²);

Таблица 3.

Абсолютный мембранный резерв (∆S) и доля используемого мембранного резерва (MR)

Гемоцитами типа 1 и 4, инкубированных в средах с низкой осмолярностью, меньше используется мембранный резерв (до 16 %). Типы 2, 3 и 5 активно участвуют в процессах фагоцитоза. Мембранный резерв необходим гранулярным клеткам 3 типа образование фагосом, формирование псевдоподий при миграции. Крупным клеткам чаще всего соответствует большее значение абсолютного мембранного резерва, как в случае с гемоцитами 2 типа. Однако по доле используемого мембранного резерва эти клетки уступают, в связи с большой площадью поверхности относительно ∆S.

Выводы.

Впервые проведена оценка объемных показателей и мембранного резерва гемоцитов Periplanetaamericana и Blaberus craniifer.В экспериментах на гемоцитах методом осмотического набухания установлено, что деформационные изменения и увеличение объема в средах с низкой осмолярностью происходят с использованием мембранного резерва. Максимальное использование мембранного резерва характерно для гемоцитов типов 3 и 5. Увеличение резерва плазмалеммы фагоцитов создает благоприятные условия для реали­зации фагоцитарной функции.

Список литературы:

Гребцова Е.А., Присный А.А. Структурные и функциональные свойства гемоцитов мраморного таракана (NauphoetacinereaOlivier, 1789:Dictyoptera, Blaberidae) // Cовременные зоологические исследования в России и сопредельных странах: материалы II международной научно-практической конференции памяти д.б.н., профессора М.А. Козлова / под ред. к.б.н. А.В. Димитриева, к.б.н. Л.В. Егорова, Е.А. Синичкина. — Чебоксары: типография «Новое время», 2012. — С. 37—39.

Bagge U. Amundson B, Lauritzen C. blood cell deformability and plugging of skeletal muscle capillaries in hemorrhagic shock. // Acta Physiol Scand — 1980. — V. 108(2). — PP. 159—163.

Bagge U. Skalak R, Attefors R. Granulocyte rheology. Experimental studies in an in vitro microflow system. // Adv Microcirc. — 1977. — PP. 29—48.