Диссертация (Сравнительно-морфологическое исследование желточного синцитиального слоя в развитии костистых рыб), страница 9

zilli,S. galilaeus, P. johanni (Lentz, Trinkaus, 1967; Thomas, 1968; Kjørsvik, Reiersen, 1992; Selman et al.,1993; Fishelson, 1995; Mani-Ponset et al., 1996; Rawson, 2000).Белок желтка расщепляется до аминокислот катепсинами. Прокатепсин L локализуется вЖСС и взаимодействует с желточными пластинками.

Катепсин D, содержащийся в них,превращает профермент в катепсин L, гидролизующий белок желтка (Sire et al., 1994; Kamler,2008). Существуют различные гены катепсина L, активные на разных стадиях, но описаны игены, действующие совместно (Tingaud-Sequeira, Cerdà, 2007; 2011).Резорбция желтка – четырехфазный процесс. Первая фаза приходится на периодбластулы, и в это время расходуются малые количества желтка. Желточные включения описаныв ЖСС бластул (Lentz, Trinkaus, 1967; Thomas, 1968; Walzer, Schönenberger, 1979a; Krieger, Fleig,1999; Ninhaus-Silveira et al., 2007; Buzollo et al., 2011). Таким образом, во время этой фазы, однипроявления морфогенетической функции реализуются до того, как начнет интенсивноосуществляться трофическая функция, а другие – параллельно с метаболизмом желтка(Jaroszewska, Dabrowski, 2009).

Затем следует вторая, медленная фаза. В ходе быстрой третьейфазы значительно уменьшается объем желтка, резорбция и транспорт метаболитов которогоосуществляется посредством ЖСС и системного кровообращения. Во время четвертой фазы втранспортировке питательных веществ участвуют ЖСС и печень.Скорость усвоения желтка у костистых рыб – это функция площади поверхности ЖСС иактивности гидролитических ферментов. Вещества, поступающие из желтка, с помощьюферментов лизосом превращаются в низкомолекулярные соединения, которые частично могутнепосредственно использоваться зародышем, а частично употребляться для синтеза различныхвеществ, в т.ч. липопротеинов, которые затем транспортируются в кровь (Finn, Fyhn, 2010).Пик активности синтеза липопротеинов наступает незадолго до образования сосудистойсети в ЖМ у S.

gairdneri (это период наибольшей активности ЖСС) и незадолго до открытия ртау S. aurata, D. labrax и S. lucioperca. У S. lucioperca и S. maximus наиболее интенсивно синтез исекреция липопротеинов идет в задней части желточного комплекса, где находится липиднаяглобула (Sire et al., 1994; Poupard et al., 2000; Mani-Ponset et al., 1996).Источником энергии для осуществления процессов синтеза в ЖСС является гликоген. УH. olidus и S.

gairdneri гликоген выявляется в периферических желточных пластинках. Активноеиспользование гликогена перед вылупления показано у C. carpio, Carassius carassius, и S.schlegeli. У личинок S. lucioperca, D. labrax и S. aurata гликоген содержится в ЖСС во время и33после вылупления, к моменту открытия рта гликогена остается очень немного.

Массовый выходиз пластинок β-частиц гликогена у S. fario trutta наблюдается после вылупления и уменьшаетсяво время интенсивной утилизации желтка. Частицы гликогена могут распределяться по всемуЖСС, но при этом локализуются преимущественно во внутренней области (у S. schlegeli, D.labrax, и, по-видимому, у H.

olidus). Они могут быть разрозненными (D. labrax) илиагрегированными (S. schlegeli, S. aurata), возможны переходы из одного состояния в другое (S.lucioperca) (Yamada, 1959a; Vernier, Sire 1977b; Shimizu, Yamada, 1980; Mani-Ponset et al., 1996;Kamler, 2008).Исследован пространственно-временной паттерн экспрессии генов, вовлеченных вметаболизм желтка. Это гены участников транспорта ионов железа ferroportin1, transferrin,ceruloplasmin, селена SePPa и SePPb, двухвалентных металлов slc11a2/DMT1/ chardonnay(Donovan, 2000; Thisse et al., 2003; Sharma et al., 2006; Mudumana et al., 2004; Hernández, Allende,2008), глюкозы slc2a10 (Chiarelli et al., 2011).

Охарактеризована экспрессия генов ферментовсинтезаэндогенногокреатина:AGAT/GATMиGAMT(Wangetal.,2007)ифосфоенолпируваткарбоксикиназы pck1 (Jurczyk еt al., 2011). В ЖСС активны гены, продуктыкоторых участвуют в метаболизме липидов: I-FABP/fabp2, L-fabp/fabp1b; c/ebpa и c/ebpb, c/ebpd,c/ebpg, mtp (Lyons et al., 2001; Sharma et al., 2004, 2006; Marza et al., 2005). Экспрессия в ЖССгенов аполипопротеинов, основных компонентов липопротеинов, была изучена не только уданио-рерио, но и у некоторых других видов костистых рыб (Babin et al., 1997; Poupard et al.,2000; Xia et al., 2008; Zhou et al., 2005; Wang et al., 2011; обзоры: Wang et al., 2015; Otis et al., 2015).Паттерны экспрессии перечисленных генов могут меняться в пространстве и во времени. Сметаболизмом желтка связана активность генов рецепторов гормонов роста ghra и ghrb в ЖСС(Di Prinzio et al., 2010).Помимо rbp4, в ЖСС транскрибируются гены и других участников метаболизмаретиноевой кислоты: dhrs3b, rbp7a, rbp2b, stra6 (Liu, 2004; Isken et al., 2008; Feng et al., 2010;Belliveau et al., 2010).2.3.

ЖСС в ряду структур, ассимилирующих желтокВажно сопоставить морфофункциональную организацию ЖСС с таковой других систем,утилизирующих желток. Таксоны, для представителей которых характерны полилецитальныеяйцеклетки, как центролецитальные, так и телолецитальные, появлялись во многихэволюционныхлинияхбеспозвоночныхипозвоночныхживотных.Дляутилизациизначительного количества желтка возникали специализированные провизорные образования.342.3.1. Питающая энтодерма и вопрос о происхождении ЖСССчитается, что «желточная сфера» Teleostei возникла в эволюции в результате подавленияцитокинеза и «слияния» богатых желтком вегетативных бластомеров неравномернойцелобластулы анамний с голобластическим развитием. У некоторых видов, в частности, Xenopuslaevis, все или почти все клетки вегетативного основания входят в состав кишки. Однако модусразвития, при котором питающая энтодерма в состав кишки не входит, является эволюционнопервичным.

Он свойствен Lampetra japonica, Polypterus sp, Amia calva, Eleutherodactylus coqui(Иванова-Казас, 1995; Cooper, Virta, 2007; Buchholz et al 2007; Elinson, 2009; Takeuchi et al., 2009).В различных группах анамний с голобластическим типом развития в эволюциипроисходилоувеличениеколичестважелтка.По-видимому,следствиемэтогобылизначительные изменения дробления и дальнейших морфогенетических процессов. У некоторыхвидов дробление долго остается поверхностным, или, по выражению некоторых авторов,подобным меробластическому.

Показано, что наиболее крупные яйцеклетки у земноводныххарактерны для саламандры Ensatina eschscholtzii, у которой до 16-клеточной стадии дроблениеповерхностное. Затем оно становится полным. Дробление, подобное меробластическому, былоописано и у других саламандр, Eurycea bislineata, Desmognathus fuscus, и Cryptobranchusalleganiensis, но у этих видов борозды дробления достигают вегетативного полюса на 8клеточной стадии. У E. eschscholtzii диаметр клеток вегетативного полюса более чем в два разапревышает таковой клеток анимального полюса, причем величина клеток меняется резко, а неплавно. Зародышевый диск формируется из относительно бедных желтком клеток (Collazo, 1996;Collazo, Keller, 2010).На E.

coqui было показано, что крупные клетки вегетативного основания являютсяспециализированной провизорной тканью - питающей энтодермой (Buchholz et al 2007; Elinson,2009). Клетки питающей и дефинитивной энтодермы различаются содержанием некоторыхфакторов, как материнских (vegT, vg1, бета-катенин), так и зиготических (activin b и derriere).Пути развития питающей и дефинитивной энтодермы расходятся на стадии гаструлы (Karadge,Elinson, 2013).В образовании питающей энтодермы участвуют два механизма.

Во-первых – этоподавление Nodal-сигналинга. Во-вторых, это общее подавление транскрипционной активности.Однако некоторые гены экспрессируются в клетках питающей энтодермы, как, например, генрецептора гормонов щитовидной железы EcTR-бета (Chatterjee, Elinson, 2014). Тиреоидныйгормон (ТГ) у E. coqui напрямую участвует в утилизации желтка клетками питающей энтодермы.До вылупления источником питательных веществ для зародыша служат желточные включения,которые попадают в его клетки при дроблении. Питающая энтодерма снабжает непитающегося35лягушонка метаболитами желтка в течение 2-3 недель после вылупления. Начальным этапомусвоения желточных пластинок является их ацидификация.

Ингибирование синтеза ТГподавляло ацидификацию желточных пластинок у E. coqui (Singamsetty, Elinson, 2010).У Amia сalva (Holostei, Amiiformes) в ходе сильно видоизмененного голобластическогодробления образуются огромные вегетативные клетки (Ballard, 1986). Развитие Lepisosteiformes,как было сказано выше, протекает по меробластическому пути. У Lepisosteus osseus и Atractosteustristoechus неглубокие борозды дробления прорезаются за край бластодиска, причем только однадве доходят до вегетативного полюса, а затем исчезают (Long, Ballard, 2001; Comabella et al.,2014).В ЖСС выявляются некоторые молекулярные маркеры энтодермы: hex, bonnie and clyde(bon), faust/gata5, casanova (cas)/sox32, fork head2 (D'Amico, Cooper, 2001; Cooper, Virta, 2007).Функции генов bon, gata5, cas в ЖСС не выяснены, и их экспрессия не зависит от Nodalсигналлинга, в отличие от таковой в клетках-предшественницах мезэнтодермы.