红瘰疣螈排泄系统和生殖系统组织学研究
2015-09-09彭东燕肖小柳李红梅
彭东燕 肖小柳 李红梅
摘要:采用一般组织学的方法研究了红瘰疣螈(Tylototriton shanjing)的排泄系统和生殖系统。结果表明,红瘰疣螈的肾为中肾,由肾小体和肾小管组成。肾小体卵圆形,由肾小球和鲍曼氏囊组成;肾小管包括颈段、第一近曲小管、第二近曲小管、间段、第一远曲小管、第二远曲小管、集合管。输尿管可分为被膜、黏膜下层、黏膜层三层。膀胱为泄殖腔膀胱,其黏膜层中形成了初级隐窝和次级隐窝。红瘰疣螈雌雄异体,精巢主要由精细管组成,卵巢内部可分为周质和髓质两部分;输卵管管壁较厚,由外向内可分为浆膜层、黏膜上皮下层、黏膜上皮层三层。
关键词:红瘰疣螈(Tylototriton shanjing);排泄系统;生殖系统;组织学
中图分类号:Q954.6 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)14-3466-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.033
Studies on Histology of Excretory and Reproductive Systems in Tylototriton shanjing
PENG Dong-yan, XIAO Xiao-liu, LI Hong-mei
(Yuxi Normal University, Yuxi 653100, Yunnan, China)
Abstract: In this paper the excretory and reproductive system in Tylototriton shanjing were studied by the general microanatomy method. The results showed that the kidney in Tylototriton shanjing was mesonephros, and composed of renal corpuscles and renal tubular. Renal corpuscles was oval, and composed of the glomerulus and Bowman's capsule. Renal tubule included cervical, proximal convoluted tubule,inter-segment,distal convoluted tubule and collecting duct. The ureter had three layers such as the tunica, submucosal and mucosal layer. Bladder was Cloaca bladder, and formed the primary and secondary crypt in the mucous layer. Tylototriton shanjing was dioecious. Testis was mainly composed of fine tubes. The ovary internal could be divided into two parts, periplasm and medulla. Oviduct wall was thick, and could be divided ecto-entad into serous layer, submucosa and mucosal epithelium.
Key words:Tylototriton shanjing;excretory system;reproductive system;histology
红瘰疣螈(Tylototriton shanjing)属国家Ⅱ级重点保护野生动物,于2004年被《中国物种红色名录》列为“近危”等级[1,2]。很多学者对其进行了多方面的研究,如红瘰疣螈的皮肤显微结构观察[3]、繁殖生态[4]、生命活动规律[5]、产卵行为[6]以及早期胚胎发育[7]等方面均有报道。本试验对红瘰疣螈排泄系统和生殖系统的组织学进行了初步研究。
1 材料与方法
1.1 材料
试验所用的材料采自云南凤庆和云南新平,2雄4雌,均为成体。
1.2 方法
试验所需的组织小块用8%福尔马林固定,石蜡包埋、切片,苏木精-伊红染色,封固,光镜观察,摄片。
2 结果与分析
2.1 排泄系统
红瘰疣螈的排泄系统包括肾脏、输尿管、膀胱,其中肾脏包括肾小体和肾小管。肾小体包括肾小球和鲍尔氏囊;肾小管可分为七段,即颈段、第一近曲小管、第二近曲小管、间段、第一远曲小管、第二远曲小管、集合管。
2.1.1 肾小体 肾小体卵圆形(图1a),苏木精-伊红染成鲜红色,肾小球为一团毛细血管网(图1b),在毛细血管网管腔内可见到椭圆形的红细胞,胞核椭圆形或圆形,被染成蓝紫色。包围在肾小球外的是鲍尔氏囊(图1b),鲍尔氏囊分为两层,脏层界限不清,紧贴肾小球,而壁层在光镜下清晰可见,鲍尔氏囊的脏层与壁层之间存在间隙,在尿极处与近曲小管相连,有保护肾小球、储存少量尿液的功能。
2.1.2 肾小管 颈段(图1b):连接鲍尔氏囊间隙与第一近曲小管的节段,该段较短,管腔较粗,细胞界限清晰,该段由4~5个细胞排列而成,细胞核着色较深,呈长椭圆形。
第一近曲小管(图1c):紧接在颈段之后,该段是肾小管中最长的一段,单层柱状上皮,细胞界限不清,排列疏松,细胞质被染成红色,细胞核被染成蓝紫色,游离面有非常发达的刷状缘(Brushborder)。
第二近曲小管(图1c):紧接第一近曲小管,管腔较第一近曲小管小,细胞排列疏松,界限较清楚,细胞核分布均匀,有刷状缘。
间段(图1c):连接近曲小管和远曲小管,该段较短且管腔狭窄,管壁由4~8个上皮细胞构成,细胞界限清楚,核大小不一,呈椭圆形,细胞质染色较浅。
第一远曲小管(图1b,图1c):该段上皮细胞为矮柱状细胞,细胞排列紧密,染色较深,细胞核大,不规则,居中,几乎占据整个细胞,游离面无刷状缘。
第二远曲小管(图1c):紧接在第一远曲小管之后,该段由单层的柱状上皮细胞构成,排列非常紧密,管腔较大,细胞核呈椭圆形,分布于基底,着色深。
集合管(图1a,图1c):细胞排列紧密,几乎无间隙,细胞核大多呈椭圆形,细胞质染色较浅,是肾小管的最末端,由第二远曲小管集合而成,管腔很大,管壁为单层柱状上皮,随着集合管后行,管腔越来越大。
2.1.3 输尿管 输尿管由外向内可分为被膜、黏膜下层、黏膜层(图1a,图1d)。最外层为被膜,细胞散乱分布,界限不清。在被膜之下为黏膜下层,是一层极厚的结缔组织,其内分布着丰富的纤维和血管以及一些零星细胞。靠近集合管一端的黏膜层为假复层柱状上皮,随着输尿管后行,逐渐变为变移上皮,细胞2~3层,排列疏松,着色较黏膜下层深。
2.1.4 膀胱 膀胱壁由外向内可分为被膜、肌层、黏膜下层和黏膜层(图1e,图1f)。最外层为被膜,是一层较薄的膜,光镜下透亮。肌层由1~2层排列不规则的环平滑肌组成,细胞核大,椭圆形。黏膜下层由疏松结缔组织构成,与黏膜层和肌层之间无明显界限。最里层为黏膜层,都是变移上皮,这些上皮细胞排列成2~5层不等,内两层近腔面的盖细胞(Cover cells)较大,呈长椭圆形,细胞质着色较浅,核大,形状不规则;中间层细胞相对较小,形状不规则,核椭圆形;基层细胞小,核小,着色深。变移上皮之下有结缔组织构成的固有膜,固有膜与变移上皮一起向内凹陷,形成皱襞,皱襞再向内凹陷,形成初级隐窝和次级隐窝(图1f)。
2.2 生殖系统
红瘰疣螈雌性生殖系统主要包括卵巢、输卵管。雄性生殖系统主要包括精巢、输精管。
2.2.1 精巢 精巢主要是由精细管和其间的结缔组织组成,内含有丰富的血管和间质细胞,精细管内有各级生殖细胞,其中精子细胞较多。精细管外有一薄层基膜,连有支持细胞。支持细胞呈圆形,被包围在支持细胞里面的是生精细胞,呈椭圆形(图1g)。生精细胞增殖后形成成团精原细胞,精原细胞排列紧密,核大,几乎充满整个细胞(图1g)。初级精母细胞排列较精原细胞稀疏,次级精母细胞与初级精母细胞相似,只是细胞体积稍变小(图1h)。精子细胞体积明显变小,着色较深,精子细胞之间有一薄层相连,最后精子细胞发育成成熟精子(图1i)。其中,精子细胞一开始是形成成束未成熟的精子(图1h),像蓑衣,头并头排列在一起,形成成熟的精子后,才变成典型的蝌蚪状,主要由头和尾两部分组成,头前端略尖,后部稍圆,核大,着色深,尾侧扁,有刷状缘,能摆动,控制着精子游动的方向。另外,部分的精子细胞发育成变态精子(图1j)。
2.2.2 卵巢 卵巢表面是一层上皮组织,向里为卵粒(图1k),卵粒分布均匀,呈椭圆形,大小不一,相互挤压排列,被染成黑灰色。卵巢内部可分为周质(Periplasm)和髓质(Medulla)两部分(图1m),周质染色较浅,髓质染色较深,被染成血红色。在光镜下可见卵母细胞间有胶带相连,卵母细胞中卵黄分布均匀,胶带细胞界限不清,核分布不均(图1l)。在卵巢内有一些大的、疏松的、没有细胞核的、封闭的卵泡(图1n),呈网状结构,卵泡最外层是单层的上皮细胞。
2.2.3 输卵管 红瘰疣螈输卵管的横切面为一管腔结构,管壁较厚。由外向内可分为浆膜层、黏膜上皮下层、黏膜上皮层三层(图1o)。最外层为浆膜层,是一层较薄的结缔组织,细胞排列疏松,核形状不一,多为长椭圆形。向下为黏膜上皮下层,该层较厚,分布着各种腺细胞,光镜下可见到最多的腺细胞有两种(图1p),一种是核呈长棱形的分泌细胞,另一种是核呈圆形的分泌细胞,它们共同围成单腺管。靠近管腔的一层是黏膜上皮层,细胞2~3层,分布不均,该层细胞染色较深,形状不一,胞质丰富。
3 小结与讨论
3.1 红瘰疣螈肾脏与其他两栖类动物的差异
脊椎动物的肾脏一般朝着结构紧密以及与生殖系统分离的趋向发展。两栖纲动物的肾脏较圆口纲和某些硬骨鱼类的肾脏进化,为中肾[8,9]。红瘰疣螈肾脏的肾小体数目少,特别是肾脏前段。蚓螈目版纳鱼螈(Ichthyophis bannanica)[10]及无尾目的中华蟾蜍(Bufo gargarizans)[11]的肾小体数目比红瘰疣螈肾小体的数目多,但红瘰疣螈肾小体较大,这就提高了肾小体吸收和滤过效率,弥补了肾小体数目少的不足。
红瘰疣螈肾小管与大鲵(Megalobatrachus davidianus)[12]相似,分为七段,较为复杂,近曲小管有发达刷状缘,利于水分和营养物质的重吸收;但与中华蟾蜍的肾小管有所差异[11],中华蟾蜍的肾小管长而卷曲,分化程度更高。
综上,可以看出红瘰疣螈的肾脏较蚓螈目进化,但是不如无尾目发达,处于两栖动物的中间过渡阶段。
3.2 红瘰疣螈膀胱与其他两栖类动物的差异
红瘰疣螈的膀胱壁结构与同属尾斑瘰螈[13]相似,与版纳鱼螈[10]相比多了肌层,肌层与膀胱的收缩和舒张有关。中华蟾蜍黏膜下层下有多层肌层[11],鸟纲和哺乳纲等高等动物的膀胱黏膜下层下都存在着丰富的平滑肌层,而红瘰疣螈膀胱黏膜下层与被膜之间仅存1~2层环形排列的平滑肌,可见红瘰疣螈在进化地位上还比较低。红瘰疣螈黏膜层的变移上皮有2~5层,向内凹陷形成皱襞,形成初级隐窝和次级隐窝,与中华蟾蜍[11]相似,大大加强了其膀胱储存尿液的功能,使之更加适应陆地生活环境。红瘰疣螈被膜和黏膜下层与版纳鱼螈[10]、中华蟾蜍[11]都相似,由疏松结缔组织构成。由此可见,红瘰疣螈膀胱重吸收水分的能力比版纳鱼螈强,但分化程度相对来说还比较低。
3.3 红瘰疣螈雄性生殖系统与其他两栖类动物的差异
一般鱼类、哺乳动物由精原细胞发育成精子的过程,要经过精原细胞-初级精母细胞-次级精母细胞-精子细胞-精子五个阶段[14];红瘰疣螈精子形成过程与一般鱼类、哺乳动物的情况相似,也经过以上五个阶段,较为复杂。与中国林蛙(Rana temporaria chensinensis)[15]精子形成过程相比,多了精原细胞和精母细胞两个时期。
中国林蛙生精细胞1~2层排列,细胞大而圆,细胞核明显,生精细胞之间有锥形的支持细胞,支持细胞外形不规则[15]。而红瘰疣螈的生精细胞是被包围在大而圆的支持细胞内,数量多,体积相对较小,核椭圆形,着色深,与中国林蛙的生精细胞存在差异。
红瘰疣螈正常的成熟精子与中国林蛙[15]相似,由头部和尾部组成;与中国大鲵(Andrias davidianus)[16]相比少了中片,结构较为简单。
以上这些特征的比较,可以看出红瘰疣螈生殖细胞的分化程度高,但精子结构相对还比较简单。
3.4 红瘰疣螈雌性生殖系统与其他两栖类动物的差异
红瘰疣螈卵巢表面是一层结缔组织,向里分布着卵粒,内部分为周质和髓质两部分,与中国林蛙[15]相似。中国林蛙与中国大鲵卵细胞外均有三层膜,由内向外分别为卵黄膜、内胶膜、外胶膜,在显微镜下清晰可见[15,17],而红瘰疣螈卵细胞外并未明显观察到这三层,说明红瘰疣螈卵细胞分化程度较低。
红瘰疣螈的输卵管结构与中国大鲵[17]相比缺少浆膜下层,但两者的浆膜层相似。中国大鲵的腺细胞主要分布在黏膜上皮层[17],而红瘰疣螈的腺细胞主要分布在黏膜上皮下层,且形状与中国大鲵有差异,腺细胞之间分界明显。中国林蛙与中国大鲵输卵管黏膜上皮都存在纤毛柱状上皮细胞,且细胞内都有线粒体,只是中国大鲵纤毛顶端的线粒体较少[15,17],而红瘰疣螈输卵管中并没有明显看到纤毛柱状上皮细胞。棘胸蛙(Rana spinosa David)输卵管分为浆膜层、肌层、黏膜层三层,肌层较薄,不发达[18],红瘰疣螈与棘胸蛙相比少了肌层,这就大大降低了输卵管的舒张性,与红瘰疣螈受精卵不在体内发育的特性相适应。
从以上这些特征分析可知,红瘰疣螈雌性生殖系统分化程度低,较无尾目原始。
致谢:感谢李泽君老师及茶云肖、段生丽同学对本研究提供的帮助。
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