The ultrastructure of skin glands in Hymenochirus boettgeri (Amphibia: Anura: Pipidae)

Abstract

Wydzielanie substancji przez gruczoły wielokomórkowe zlokalizowane w skórze właściwej przeobrażonych płazów pozwala na obronę przed drapieżnikami i infekcjami oraz utrzymanie stałego nawilżenia skóry. Ze względu na różnorodność środowisk i zagrożeń w nich występujących poszczególne gatunki wykształciły specyficzne dla siebie gruczoły o wysoce zmiennej zawartości wydzieliny. Cel niniejszej pracy stanowi analiza ultrastrukturalnej budowy gruczołów w skórze Hymenochirus boettgeri (Anura: Pipidae) z uwzględnieniem badań spektroskopowych dotyczących analizy chemicznej zawartości tych gruczołów. Uzyskane wyniki badań ultrastruktury komórek wydzielniczych oraz rodzaju sekrecji potwierdzają obecność w skórze H. boettgeri czterech typów gruczołów: gruczołu surowiczego typu I, gruczołu surowiczego typu II, gruczołu śluzowego typu I oraz gruczołu śluzowego typu II. Wydzielina gruczołu surowiczyego typu I składa się z trzech typów ziaren wydzielniczych, prawdopodobnie odzwierciedlających różne stadia dojrzewania sekrecji. Komórki nabłonka wydzielniczego tego gruczołu tworzą syncytium. Gruczoł surowiczy typu II posiada wydzielinę w formie okrągłych granul. Komórki wydzielnicze gruczołu śluzowego typu I są wyraźnie oddzielone od wydzieliny o jednorodnej postaci. Sekrecja gruczołu śluzowego typu II ma formę granul, które zgrupowane są w przedziałach. Komórki nabłonka wydzielniczego wszystkich czterech typów gruczołów otoczone są komórkami mioepitelialnymi. Analiza widma spektroskopowego wskazuje, że w wydzielinie gruczołów surowiczych oraz gruczołu śluzowego typu I dominują białka o zróżnicowanej strukturze drugorzędowej i modyfikacjach, takich jak fosforylacja. Ponadto, wydzielina gruczołu śluzowego typu I zawiera kwasy tłuszczowe, cukry oraz kwasy nukleinowe. Wyniki przedstawione w niniejszej pracy poszerzają wiedzę na temat gruczołów w skórze płazów a także ukazują potrzebę kontynuowania badań zarówno morfologicznych, jak i biochemicznych nad gruczołami u H. boettgeri jak i innych płazów.The secretions of multicellular glands in skin of post-metamorphic amphibians are of great importance for defence against predators, infections and for maintenance of constant skin moisture. The variety of environments and threats within them led to high diversity of amphibian skin glands and their secretions that are species-specific. This study aims at analyzing the ultrastructure of skin glands of Hymenochirus boettgeri (Anura: Pipidae) with consideration of chemical analysis of their secretion using spectroscopic method. The obtained results of ultrastructure of secretory cells and secretion confirm the presence of four types of skin glands in H. boettgeri: granular glands type I and II and mucous glands type I and II. The secretion of granular gland type I comprises three distinct types of secretory granules which probably represent different stages of maturation of secretion. Secretory epithelium of this gland forms syncytium. The secretion of granular gland type II consists of round secretory granules. The secretory epithelium of mucous gland type I is clearly separated from its secretion that is homogenous in form. The secretion of mucous gland type II is enclosed in granules aggregated together into compartments. Secretory epithelia of all of the glands are surrounded by myoepithelial cells.Spectroscopic data suggest that secretions of the granular glands and mucous gland type I are mainly composed of proteins with different secondary structure and modifications such as phosphorylation. Moreover, the secretion of the mucous gland contains also substantial amounts of fatty acids, carbohydrates and nucleic acids.Demonstrated results expand the present knowledge on skin glands in amphibians and emphasize the necessity to continue studies on these structures, regarding both morphology and biochemical analyses in H. boettgeri and other amphibians