Organização das estruturas sensoriais cefálicas : ultra-estrutura dos palpos labiais e tentáculos do caracol Megalobulimus abbreviatus (Gastropoda: pulmonata)

Abstract

Os moluscos gastrópodos têm sido amplamente utilizados em estudos neurobiológicos, apresentando um repertório de respostas comportamentais produzidas ou modificadas por informações sensoriais periféricas. Os gastrópodes utilizam a sensibilidade química para alimentação, proteção, reprodução, fuga, seguir trilhas e definir o território. A sensibilidade química e mecânica é presente por toda a superfície corporal, mas existem receptores sensoriais mais concentrados na extremidade distal de órgãos sensoriais especiais que são os palpos labiais, a boca, os dois pares de tentáculos, a margem frontal do pé (a qual limita ventralmente a boca) e o pneumóstoma. O objetivo deste estudo foi elucidar diversos aspectos da organização do epitélio especializado dos palpos labiais (PL), tentáculos orais (TA) e tentáculos ópticos (TP) do caracol Megalobulimus abbreviatus. Porções dos PL, TA e TP de 6 animais adultos foram processadas para observação sob microscopia eletrônica de transmissão (MET). O método de Lewis e Shute (1969) foi utilizado nos PL, TA e TP de 3 animais para a detecção de AChE com MET. As secções foram examinadas com microscópio eletrônico JEM 1200 EX II (CME/ UFRGS). Para descrever sob microscopia óptica a estrutura ganglionar e o padrão de projeção e distribuição das células receptoras dos palpos e tentáculos foi utilizado o método de Karnovsky e Roots (1964). Para ambos os métodos de AChE foram incubadas secções controle sem o substrato e com sulfato de eserina, um inibidor da colinesterase. No epitélio especializado da ponta dos PL, TA e TP foram encontrados dendritos de células receptoras com atividade AChE positiva, os quais se estendem entre as células epiteliais. Processos das células sensoriais se projetam para o gânglio subepitelial dos PL, TA e TP ou seguem, em menor proporção, diretamente pelos nervos em direção ao gânglio cerebral. A extremidade distal dos PL, TA e TP é constituída de um epitélio simples de células de sustentação com uma complexa camada de microvilosidades constituída de duas partes: uma camada proximal entrelaçada, ou camada esponjosa e uma camada distal de borda em escova. Entre as células de sustentação existem diferentes tipos de células secretoras e dendritos sensoriais. O citoplasma dos dendritos possui menor elétron-densidade que as células de sustentação e possuem o aspecto típico de células nervosas, com arranjos longitudinais de microfilamentos e mitocôndrias alongadas. Na extremidade distal dos processos dendriticos nos PL, TA e TP foram encontradas, principalmente, especializações apicais ciliadas com microvilosidades e somente com microvilosidades. As células receptoras são neurônios bipolares cujos corpos celulares estão na região subepitelial, direcionando os processos dendríticos para o epitélio sensorial e seus axônios projetados para os gânglios periféricos, onde neurônios de segunda ordem nas ações sensoriais do caracol estão localizados. Foram identificadas sinapses com vesículas claras e elétron-densas grandes e de núcleo denso, indicando a presença de sinapses colinérgicas, aminérgicas e peptidérgicas em neuropilos glomerulares nos gânglios subepiteliais. O método de Lewis e Shute com MET foi evidenciado em algumas regiões delimitadas nos gânglios periféricos com atividade AChE nas membranas de processos axonais, neurônios e células gliais. Os glomérulos são relacionados à olfação em diferentes filos e a presença deste neuropilo especializado nos gânglios periféricos dos PL, TA e TP indica a atividade quimiorreceptora olfatória das células sensoriais nos tentáculos ópticos e gustatórias ou olfatórias dos tentáculos orais e palpos labiais.

Gastropod molluscs are useful model for studying the neuronal basis of behavior. It appears that most of their behavioral repertoire is released or modified by peripheral sensory inputs. The snails have cephalic specialized areas that are sensitive to chemical and mechanical stimuli, changes in light and temperature. Gastropods use the chemical sense for detection of distant objects in the environment. Snails have a number of chemosensory organs. The lip receptors are adapted for the perception of taste reception, while the olfactory organs consist of specialized epithelial pads located at the tips of the anterior and posterior tentacles. The aim of the present study is to elucidate various aspects of the structural organization of the specialized epithelia from the sensory organs of terrestrial snail Megalobulimus abbreviatus. For the electron microscopy {TEM), portions of the labial palps (LP), anterior tentacles (AT) and posterior tentacles (PT) were removed from 6 adults animals. We also used the Lewis and Shute (1969) AChE method for TEM. Sections were examined with a JEM 1200 EX II electron microscope (CME/ UFRGS). For the AChE histochemistry, LP, AT and PT from 5 snails were processed for Karnovsky and Roots AChE method (1964). For both AChE methods control sections were incubated without the substrate and the inhibition of cholinesterase was carried out by pre-incubating some sections in eserine sulphate. ln the specialized epithelium at the tip of the LP, AT and PT are found dendrites of receptor cells with AChE activity, that extend between the epithelial cells. Central positive processes of the sensory dendrites project to the subepithelial ganglia or in fewer amounts, follow directly to the cerebral ganglion. The analysis with TEM showed that the surface of tentacles and lip tips is covered by a single layered epithelium of supporting cells, that bear a well developed microvillus layer on their surface, which extensions form a "spongy layer" and a distal brush-border. Between the supporting cells are situated different types of secretory cells and dendrites of sensory cells. Their cytoplasm showed less electron density than the epithelial cells and displayed the typical appearance of nervous cell processes with dense arrays of longitudinal microfilament and elongated mitochondria lying between the microfilaments. Peripheral processes of the receptor cells at the LP, AT and PT tips revealed mainly two types of sensory cells: (a) distal nerve endings with microvilli and cilia, (b) distal ends with only microvilli. The sensory epithelium is supplied by the dendritic processes of bipolar receptor cells situated beneath the epithelium and axonal processes toward to the peripheral ganglia. Large dense-core and small clear vesicles were seen in some areas of the neuropile, indicating synaptic activity of acetylcholine, amines and peptides in glomeruli. TEM procedure of Lewis and Shute (1969) showed some neuropilar areas of the subepithelial ganglia with AChE activity around axonal processes, neuronal and glial cells. Glomeruli are related to olfactory sensitivity in different phyla and the presence of this specialized neuropile in LP, AT and PT peripheral ganglia indicates olfactory chemoreception in the PT and gustatory or olfatory reception in AT and LP.