ГІСТОМОРФОЛОГІЯ ЛЕГЕНЬ КЛАРІЄВОГО СОМА (CLARIAS GARIEPINUS)
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.12.2025.3Ключові слова:
хребетні тварини, легені, морфологія, гістологічна будова, морфометріяАнотація
Важливе значення у життєдіяльності живих організмів для їх існування є забезпечення клітин та тканин киснем й поживними речовинами та виведення продуктів обміну речовин. Відповідь організму на вплив навколишнього середовища, що об’єднує всі органи та системи в єдине ціле, потребує злагодженої морфофункціональної діяльності всіх його систем, зокрема органів дихання. Саме це й стало метою проведених досліджень.За використанням макро- та мікроскопічних, морфометричних і статистичних методів досліджень представлено результати щодо мікроскопічної будови легень кларієвого сома. Так, у системі газообміну дводишних риб, представником яких є кларієвий сом, у процесі їх філогенетичного розвитку відбуваються зміни (формуються два кола кровообігу), які характерні для земноводних тварин, у яких, окрім зябер, формуються ще й парні легені, завдяки чому тварини можуть дихати атмосферним повітрям.Легені кларієвого сома сформовані з розгалужених анатомічних структур, розташованих на другій та четвертій зябрових дугах. Це парні морфологічні структури блідо-рожевого кольору з комірчастими стінками, які сполучені зі стравоходом. Права і ліва легені утворені медіальною та латеральною частками: беручи початок від зябрових порожнин, головний стовбур медіальної частки легень деревоподібно розгалужується на чотири великі гілки, які діляться на середні, малі, віддаючи початок товстостінним міхурцям. Латеральна частка легень починається окремим стовбуром, який не поєднаний із медіальною часткою легень. Легені кларієвого сома вкриті сполучнотканинною оболонкою (плеврою), яка мікроскопічно сформована трьома шарами: зовнішнім, середнім, внутрішнім. Мікроскопічна будова стінки бронхів легень побудована з трьох оболонок – зовнішньої, середньої (м’язової) та внутрішньої: поверхня стінки зовнішньої оболонки сформована епітеліальними клітинами, які формують видовженої форми ворсинки, власна пластинка оболонки утворена пухкою сполучною тканиною, у якій розташована мережа кровоносних судин; м’язова оболонка стінки утворена поперечно посмугованою м’язовою тканиною, волокна якої мають поздовжній напрямок; внутрішня оболонка тоненька та сформована видовженої форми епітеліальними клітинами. Порожнина бронхів на всьому проміжку бронхіального дерева, аж до легеневих міхурців, заповнена ретикулярною тканиною.Згідно з морфометричними дослідженнями, найбільші морфометричні параметри (товщина стінки, товщина порожнини бронхів) характерні для великих, потім для середніх та відповідно малих бронхів. Легеневі міхурці мають округлу форму, мікроскопічно у їх стінці сполучнотканинної оболонки виявляється значна мережа судин (капілярів) мікроциркуляторного русла. Середній об’єм легеневих міхурців дорівнює 94 770 ± 909 тис. мкм3, середній об’єм порожнини міхурців, заповненої ретикулярною тканиною, становить 27 862 ± 413 тис. мкм3. За таких показників відношення об’єму порожнини міхурця до об’єму його стінки становить 0,4164.
Посилання
Алексієнко В.Р. Іхтіологія : посібник. Київ : Український фітосоціологічний центр, 2007. 116 с.
Горальський Л.П., Хомич В.Т., Кононський О.І. Основи гістологічної техніки і морфофункціональні методи досліджень у нормі та при патології : навч. посіб. вид. 3-є, випр. і допов. Житомир : Полісся, 2015. 286 с.
Мельник О.П., Костюк В.В., Шевченко П.Г. Анатомія риб : підручник. Київ : Центр учбової літератури, 2008. 620 с.
Шерман І.М., Пилипенко Ю.В., Шевченко П.Г. Загальна іхтіологія : підручник. Київ : Аграрна освіта, 2009. 454 с.
Царик Й.В., Хамар І.С., Дикий І.В. Зоологія хордових : підручник. Львів : ЛНУ ім. Івана Франка, 2018. 356 с.
Abalaka S.E., Oyelowo F.O., Akande M.G., Tenuche O.Z., Sani N.A., Adeyemo B.T., Idoko I.S., Ogbe A.O., Ejeh S.A. Effects of Moringa oleifera leaves extract, vitamin C, and taurine co-exposures on calcium and metallothionein levels, oxidative stress, and gill histopathological changes in Clarias gariepinus exposed to sub-lethal cadmium. Environmental Science and Pollution Research. 2021. P. 5225–52271. https://doi.org/10.1007/s11356-021-14426-z.
Amelio D., Garofalo F. Morpho-functional changes of lungfish Protopterus dolloi skin in the shift from freshwater to aestivating conditions. Comparative biochemistry and physiology. Part B, Biochemistry & molecular biology. 2023. Vol. 266. P. 110846. https://doi.org/10.1016/ j.cbpb.2023.110846.
Amin-Naves J., Giusti H., Glass M.L. Effects of acute temperature changes on aerial and aquatic gas exchange, pulmonary ventilation and blood gas status in the South American lungfish, Lepidosiren paradoxa. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. 2004. Vol. 138. №. 2. P. 133–139. https://doi.org/10.1016/j.cbpb.2004.02.016.
Barreto R.E., Volpato G.L. Caution for using ventilatory frequency as an indicator of stress in fish. Behavioural processes. 2004. Vol. 66. № 1. P. 43–51. https://doi.org/10.1016/j.beproc.2004.01.001.
Baßmann B., Brenner M., Palm H.W. Stress and welfare of african catfish (clarias gariepinus Burchell, 1822) in a coupled aquaponic system. Water. 2017. Vol. 9. № 7. P. 504. https://doi.org/ 10.3390/w9070504.
Britz P.J., Hecht T. Temperature preferences and optimum temperature for growth of african sharptooth catfish (clarias gariepinus) larvae and postlarvae. Aquaculture. 1987. Vol. 63. № 1–4. P. 205–214. https://doi.org/10.1016/0044-8486(87)90072-X.
Chervinski J. Salinity tolerance of young catfish, Clarias lazera (Burchell). Journal of Fish Biology. 1984. Vol. 25. № 2. P. 147–149. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1984.tb04861.x.
Cieri R.L. Pulmonary smooth muscle in vertebrates: a comparative review of structure and function. Integrative and comparative biology. 2019. Vol. 59. № 1. P. 10–28. https://doi.org/10.1093/icb/ icz002.
Clay D. Preliminary observations on salinity tolerance Clarias lazera, Israel. Bamidgeh. 1977. Vol. 29. № 3. P. 102–109.
Da Silva G.S.F., Ventura D.A.D.N., Zena L.A., Giusti H., Glass M.L., Klein W. Effects of aerial hypoxia and temperature on pulmonary breathing pattern and gas exchange in the South American lungfish, Lepidosiren paradoxa. Molecular & Integrative Physiology. 2017. Vol. 207. P. 107–115. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2017.03.001.
DeLaney R.G., Laurent P., Galante R., Pack A.I., Fishman A.P Pulmonary mechanoreceptors in the dipnoi lungfish Protopterus and Lepidosiren. The American journal of physiology. 1983. Vol. 244. № 3. P. R418–R428. https://doi.org/10.1152/ajpregu.1983.244.3.R418.
Farmer C.G. Evolution of the vertebrate cardio-pulmonary system. Annual review of physiology. 1999. Vol. 61. P. 573–592. https://doi.org/10.1146/annurev.physiol.61.1.573.
Fishman A.P., DeLaney R.G., Laurent P. Circulatory adaptation to bimodal respiration in the dipnoan lungfish. Journal of applied physiology. 1985. Vol. 59. № 2. P. 285–294. https://doi.org/10.1152/jappl.1985.59.2.285.
Florindo L.H., Reid S.G., Kalinin A.L., Milsom W.K., Rantin F.T. Cardiorespiratory reflexes and aquatic surface respiration in the neotropical fish tambaqui (Colossoma macropomum): acute responses to hypercarbia. Journal of comparative physiology. B, Biochemical, systemic, and environmental physiology. 2004. Vol. 174. № 4. P. 319–328. https://doi.org/10.1007/ s00360-004-0417-5.
Gam L.T.H., Thanh Huong D.T., Tuong D.D., Phuong N.T., Jensen F.B., Wang T., Bayley M. Effects of temperature on acid-base regulation, gill ventilation and air breathing in the clown knifefish, Chitala ornata. The Journal of experimental biology. 2020. Vol. 223. № 4. P. jeb216481. https://doi.org/10.1242/jeb.216481.
Hassan M., Melad A.A.N., Zakariah M.I., Yusoff N.A.H. Histopathological alterations in gills, liver and kidney of african catfish (Clarias gariepinus, Burchell 1822) exposed to melaleuca cajuputi extract. Tropical Life Sciences Research. 2023. Vol. 34. № 2. P. 177–196. https://doi.org/10.21315/ tlsr2023.34.2.9.
Hecht T., Oellermann L., Verheust L. Perspectives on clarid culture in Africa. The Biology and Culture of Catfishes. 1996. Vol. 9. P. 197–206. https://doi.org/10.1051/alr:1996054.
Hildebrand M.-C., Rebl A., Nguinkal J.A., Palm H.W., Baßmann B. Effects of Fe-DTPA on health and welfare of the african catfish clarias gariepinus (Burchell, 1822). Water. 2023. Vol. 15. № 2. P. 299. https://doi.org/10.3390/w15020299.
Hillman S.S., Hancock T.V., Hedrick M.S. A comparative meta-analysis of maximal aerobic metabolism of vertebrates: implications for respiratory and cardiovascular limits to gas exchange. Journal of Comparative Physiology. B, Biochemical, Systemic, and Environmental Physiology. 2013. Vol. 183. № 2. P. 167–179. https://doi.org/10.1007/s00360-012-0688-1.
Hogendorn H., Vismans M.M. Controlled propagation of the Africa Clarias lazera (C.&V.). II. Artificial reproduction. Aquaculture. 1980. Vol. 21. № 1. P. 39–53. https://doi.org/ 10.1016/0044-8486(80)90124-6.
Honcharova O.V., Paraniak R.P., Kutishchev P.S., Paraniak N.M., Hradovych N.I., Matsuska O.V., Rudenko O.P., Lytvyn N.A., Gutyj B.V., Maksishko L.M. The influence of environmental factors on fish productivity in small reservoirs and transformed waters. Ukrainian Journal of Ecology. 2021. Vol. 11. № 1. P. 176–180. https://doi.org/10.15421/2021_27.
Horalskyi L.P., Demus N.V., Sokulskyi I.M., Gutyj B.V., Kolesnik N.L., Pavliuchenko O.V., Horalska I.Y. Species specifics of morphology of the liver of the fishes of the Cyprinidae family. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2023. Vol. 14. № 2. P. 234–241. https://doi.org/10.15421/022335.
Horalskyi L., Hlukhova N., Sokulskyi I. Morphological traits of rabbit lung. Scientific Horizons. 2020. Vol. 93. № 8. P. 180–188. https://doi.org/10.33249/2663-2144-2020-93-8-180-188.
Horalskyi L.P., Hlukhova N., Sokulskyi I., Kolesnik N. Morphological features and morphometric parameters of the lungs of sexually mature horses (Equus Ferus Caballus L., 1758). Ukrainian Journal of Veterinary Sciences. 2022a. Vol. 13. № 1. P. 25-33. https://doi.org/10.31548/ ujvs.13(1).
Horalskyi L.P., Ragulya М.R., Glukhova N.M., Sokulskiy I.M., Kolesnik N.L., Dunaievska O.F., Gutyj B.V., Goralska I.Y. Morphology and specifics of morphometry of lungs and myocardium of heart ventricles of cattle, sheep and horses. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2022b. Vol. 13. № 1. P. 53–59. https://doi.org/10.15421/022207.
Horsfield K. Morphology of the bronchial tree in the dog. Respiration Physiology. 1976. Vol. 26. № 2. P. 173–182. https://doi.org/10.1016/0034-5687(76)90095-5.
Huang C.Y., Lee W., Lin H.C. Functional differentiation in the anterior gills of the aquatic air- breathing fish, Trichogaster leeri. Journal of Comparative Physiology. B, Biochemical, Systemic, and Environmental Physiology. 2008. Vol. 178. № 1. P. 111–121. https://doi.org/10.1007/ s00360-007-0205-0.
Huisman E.A., Richter, C.J.J. Reproduction, growth, health control and aquacultural potential of the african catfish, clarias gariepinus (Burchell 1822). Aquaculture. 1987. Vol. 63. № 1–4. P. 1–14. https://doi.org/10.1016/0044-8486(87)90057-3.
Katz S.L. Ventilatory control in a primitive fish: signal conditioning via non-linear O2 affinity. Respiration Physiology. 1996. Vol. 103. № 2. P. 165–175. https://doi.org/10.1016/0034-5687(95)00081-x.
Kofonov K., Potrokhov О., Hrynevych N., Zinkovskyi O., Khomiak O., Dunaievska O., Rud O. et al. Changes in the biochemical status of common carp juveniles (Cyprinus carpio L.) exposed to ammonium chloride and potassium phosphate. Ukrainian Journal of Ecology. 2020. Vol. 10. № 4. P. 137–147.
Lawal B.M., Adewole H.A., Olaleye V.F. Digestibility study and nutrient re-evaluation in clarias gariepinus fed blood meal-rumen digesta blend diet. Notulae Scientia Biologicae. 2017. Vol. 9. № 3. P. 344–349. https://doi.org/10.15835/nsb9310047.
Lütge M., Pikor N.B., Ludewig B. Differentiation and activation of fibroblastic reticular cells. Immunological Reviews. 2021. Vol. 302. № 1. P. 32–46. https://doi.org/10.1111/imr.12981.
Maina J.N., van Gils P. Morphometric characterization of the airway and vascular systems of the lung of the domestic pig, Sus scrofa: comparison of the airway, arterial and venous systems. Comparative Biochemistry and Physiology. Part A, Molecular & Integrative Physiology. 2001. Vol. 130. № 4. P. 781–798. https://doi.org/10.1016/s1095-6433(01)00411-1.
McFawn P.K., Mitchell H.W. Bronchial compliance and wall structure during development of the immature human and pig lung. The European Respiratory Journal. 1997. Vol. 10. № 1. P. 27–34. https://doi.org/10.1183/09031936.97.10010027.
Kukhtyn M., Malimon Z., Salata V., Rogalskyy I., Gutyj B., Kladnytska L., Kravcheniuk K., Horiuk Y. The Effects of antimicrobial residues on microbiological content and the antibiotic resistance in frozen fish. World’s Veterinary Journal. 2022. Vol. 12. № 4. P. 374–381. https://doi.org/10.54203/scil.2022.wvj47.
Ogunwole G.A., Saliu J.K., Osuala F.I., Odunjo F.O. Chronic levels of ibuprofen induces haematoxic and histopathology damage in the gills, liver, and kidney of the African sharptooth catfish (Clarias gariepinus). Environmental Science and Pollution Research International. 2021. Vol. 28. № 20. P. 25603–25613. https://doi.org/10.1007/s11356-020-12286-7.
Roux E. Origine et évolution de l’appareil respiratoire aérien des Vertébrés. Revue Des Maladies Respiratoires. 2002. Vol. 19. № 5. Pt 1. P. 601–615.
Rudenko O.P., Paranjak R.P., Kovalchuk N.A., Kit L.P., Hradovych N.I., Gutyj B.V., Kalyn B.M., Sukhorska O.P., Butsiak A.A., Kropyvka S.I., Petruniv V.V., Kovalska L.M. Influence of seasonal factors on carp fish immune reactivity. Ukrainian Journal of Ecology. 2019. Vol. 9. № 3. P. 168–173.
Scrivani P.V., Percival A. Anatomic study of the canine bronchial tree using silicone casts, radiography, and CT. Veterinary Radiology & Ultrasound: the official journal of the American College of Veterinary Radiology and the International Veterinary Radiology Association. 2023. Vol. 64. № 1. P. 36–41. https://doi.org/10.1111/vru.13141.
Smits A.W., Orgeig S., Daniels C.B. Surfactant composition and function in lungs of air- breathing fishes. The American Journal of Physiology. 1994. Vol. 266 (4 Pt 2). P. R1309–R1313. https://doi.org/10.1152/ajpregu.1994.266.4.R1309.
Juin, S.K., Sarkar, S., Maitra, S., & Nath, P. Effect of fish vitellogenin on the growth of juvenile catfish, Clarias gariepinus (Burchell, 1822). Aquaculture Reports. 2017. Vol. 7. P. 16–26. https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2017.05.001.
Tongo I., Erhunmwunse N.O. Effects of ingestion of polyethylene microplastics on survival rate, opercular respiration rate and swimming performance of African catfish (Clarias gariepinus). Journal of Hazardous Materials. 2022. Vol. 423 (Pt B). Р. 127237. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127237.
Torday J.S., Rehan V.K. Deconvoluting lung evolution using functional/comparative genomics. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 2004. Vol. 31. № 1. P. 8–12. https://doi.org/10.1165/rcmb.2004-0019TR.
Ukagwu J.I., Anyanwu, D.C, Offor, J.I., Nduka, C.O. Comparative studies of nutrient composition of wild caught and pond reared african catfish, Clarias gariepinus. International Journal of Research in Applied, Natural and Social Sciences. 2017. Vol. 5. № 7. P. 63–68.
Vanderelst D., Jonas R., Herbert P. The furrows of Rhinolophidae revisited. Journal of the Royal Society, Interface. 2012. Vol. 9. № 70. P. 1100–1103. https://doi.org/10.1098/rsif.2011.0812.
Zadorozhnii M., Bekh V. First experience of cultivating african catfish (Clarias gariepinus Burchell, 1822) under natural temperature conditions in water bodies of Polissiya of Ukraine. Ribogospodarska Nauka Ukrainy. 2024. Vol. 1. № 67. P. 74–88. https://doi.org/10.61976/fsu2024.01.074.
