Интенсивное антропогенное воздействие на водоемы, одной из основ которого является загрязнение вредными химическими веществами, привело к повсеместному ухудшению качества вод и условий обитания водных организмов. Но, несмотря на это, многие виды рыб продолжают относительно нормально жить и развиваться в этих условиях.

Печень один из самых важных органов живого организма поддерживающих его гомеостаз, здесь обезвреживаются многие токсические вещества, она подвергается наиболее сильному воздействию загрязняющих веществ, и действуют они, во многих случаях, в первую очередь на нее.

Поэтому целью данной работы было изучить процессы адаптации и регенерации, возникающие в печени карпа под воздействием повреждающих факторов (на примере токсикозов).

Объектом исследования служили сеголетки беспородного карпа (Cyprinus carpio L.) массой 30 – 40 г. Карпы содержались в течение 30 суток в 70 литровых аквариумах с водой, в которую был добавлен хлорид кадмия из расчета концентрации 0,25 мг Сd²⁺/л.

Далее рыб пересаживали в чистую воду для оценки возможности печени к восстановлению.

Изменения в структуре печени оценивались на уровне световой микроскопии с использованием общепринятых гистологических методик. Оценка функции печени регистрировалась с помощью пробы на билирубин на био-химическом анализаторе «Диталаб-Эклип». Кроме того, чтобы смоделировать потерю части печени и оценить ее возможность к регенерации проводили операцию по удалению части печени. Удаляли лопасть печени расположенную в петлях средней кишки составляющую 25 %. Для этого была разработана схема и методика постановки операции, после совершенствования, которой выживаемость рыб была свыше 95 %.

В результате проведенных экспериментов было установлено, что через 30 суток отравления кадмием 0,25 мг/л в строении печени карпа имелись следующие морфологические изменения.

Балочная структура печени подавляющего большинства рыб была нарушена. Около 70 % клеток имели крупные светлые ядра с 1-2 ядрышками. Часто ядра были расположены эксцентрично, так как оттеснялись к периферии клетки жировыми включениями. Встречалось много гепатоцитов с пикнотическими ядрами. Встречалось большое количество безъядерных клеток. У отдельных рыб в печени наблюдалась масса безъядерных клеток, на отдельных участках органа до 50%.

На уровне ткани повреждения печени проявились в виде множественных очаговых и массивных кровоизлияний, значительных отёков, разрастания соединительной ткани. Развивались дистрофические и некротические изме-нения, которые к концу эксперимента охватывали до 30 % ткани печени. В целом можно заключить, что в печени карпа под воздействием кадмия развивались как адаптивные реакции, так патологические процессы. Адаптивные реакции проявлялись в основном в виде расширения сосудов, гипертрофии клеток и увеличение размеров ядра.

Основными патологиями, обнаруженными на гистологическом уровне, были расстройства кровообращения, токсическая дистрофия и прогрессирующий некроз.

Параллельно проведенные исследования изменения функций печени показали, что, несмотря на то что, морфологические изменения в печени начинают развиваться уже на десятые сутки после отравления, функции печени пока не изменяются. Нарушения функций печени было зафиксировано только после того, как изменения в печени достигли значительных величин. Так, концентрация билирубина в крови рыб на протяжении длительного времени держалась на одном уровне, который был примерно равен контрольному, и лишь на 20 – 25 сутки было отмечено увеличение.

Такую динамику процесса можно объяснить тем, что печень и ее клетки обладают большой способностью адаптироваться к повреждающим воздействиям. При появлении токсической нагрузки некоторые клетки печени подвергаются деструкции. Оставшиеся клетки печени берут на себя функцию погибших, гиперактивируя свой метаболизм.

Содержание отравленных кадмием рыб в чистой воде в течение недели не привели к заметному изменению состояния печени. На наш взгляд ее состояние даже несколько ухудшилось.

Через 30 суток после содержания рыб в чистой воде состояние печени карпа улучшилось, но по-прежнему выявлялись симптомы нарушения циркуляции крови. Все капилляры были расширены, забиты элементами крови. Отмечались множественные мелкие геморрагии и плазморрагии.

Исследуя функциональную активность печени, установили, что, несмотря на то, что значительных улучшений в структуре печени и ее клеток не наблюдалось, функциональная активность печени с течением времени восста-новилась, хотя и не полностью. О чем свидетельствует снижение билирубина в крови.

Увеличение относительного числа ядрышек в ядре, увеличение размеров самого ядра и увеличенный по сравнению с контролем размер клеток, свидетельствуют о том, что в печени карпа протекают адаптивные реакции.

Кроме того, начинают развиваться процессы регенерации, которые на морфологическом уровне проявляются в виде пролиферации клеток.

Таким образом, функциональные изменения обуславливаются двумя процессами, адаптацией клеток к возросшей нагрузке и регенерацией утраченных структур, но развитие этих процессов происходит слабо, т.к. клетки ослаблены токсическим воздействием.

В проведенных нами опытах с удалением части печени было зарегистрировано, восстановление ее массы начинается приблизительно на пятые сутки после операции. На седьмые сутки восстанавливалось до 30 % утраченной печени и к десятым суткам приблизительно 65 %. На двадцатые сутки масса печени восстановилась полностью. Но на этом регенераторные про-цессы в печени не прекратились. Масса органа продолжала увеличиваться, но медленнее, чем ранее, и через сорок суток операции, масса печени увели-чилась еще на 10 %.

На микроскопическом уровне в печени уже через несколько дней были хорошо выражены увеличения размеров клеток и их ядер. Ядра многих клеток содержали по два и более ядрышек.

Динамика билирубина в крови прооперированных рыб была следующей. У контрольных рыб уровень билирубина составил в среднем 7,45±0,15 ммоль/л. У прооперированных же рыб через сутки после операции уровень билирубина был равен 15,1±0,25 ммоль/л, что превысило норму почти в два раза.

Затем началось снижение концентрации билирубина в крови рыб, и к концу эксперимента она достигла нормы. Итак, с течением времени в печени развиваются процессы адаптации и регенерации, приводящие к восстановлению функций печени и утраченной массы. Причем сначала начинают развиваться адаптационные процессы, проявляющиеся в гипертрофии клеток и внутриклеточных структур, с которых начинают восстанавливаться функции. Далее начинают развиваться процессы регенерации, проявляющиеся в пролиферации клеток и внутриклеточных структур, которые ведут к дальнейшему восстановлению функций и увеличению массы органа.

Результаты исследований показывают, что при токсическом и травматическом поражениях в печени идут сходные процессы, выражающиеся в адаптации клеток к возрастающей нагрузке и регенерации поврежденной ткани.

Таким образом, печень карпа обладает высокой способностью к адаптации и регенерации. Но воздействие повреждающих факторов, таких как, например, токсическое поражение, приводит к ослаблению, а иногда и к полному нарушению адаптивных реакций. Возможности ткани печени к адаптации не безграничны и при продолжительной интоксикации, когда патология затрагивает все большую часть органа и жизнеспособность клеток печени снижается, происходит нарушение функций печени, что ведет к снижению экологической устойчивости организма рыбы. В дальнейшем даже после снятия нагрузки поврежденный орган остается ослабленным, что делает его более уязвимым к действию других факторов.