Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.02) на тему:Функциональная морфология слизистой оболочки тонкой кишки телок черно-пестрой породы на этапе полового созревания

/ /

имени Н.П. ОГАРЕВА

правах рукописи Ж 636.237.21.053

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор, чл.-корр. РАЕ, академик АВН Л.П. Тельцов

Сар-шск -1999

рогатого скота............................................................................... 9

2.2 . Возрастные изменения кишечной стенки и ее оболочек

у животных в постнатальиом онтогенезе........................................... 17

3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ........................................................... . 23

3.1. Материал и методы исследования ........................................................... 23

3.2. Динамика роста массы и длины тела животных, массы и длины

тонкой кишки на этапе полового созревания................................... ........ .28

3.3. Развитие кишечной стенки двенадцатиперстной, тощей, подвздошной кишок животных 6 -18 - месячного возраста животных.............................. 36

3.4. Цитология и гистохимия энтероцитов слизистой оболочки

тонкой кишки животных 6=18-месячного возраста........................................63

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ............................... . 80

ВЫВОДЫ.......................................................................................90

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ..................................................... 92

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...................................... 93

СОКРАЩЕНИЯ ПРИНЯТЫЕ В ДИССЕРТАЦИИ

1. СХПК - сельскохозяйственный производственный кооператив

2. Б1 = относительный прирост по Броди по месяцам

3. Бг = относительный рост по Броди за весь период исследования

4. 8я= площадь ядра

5. 8эп - площадь энтероцита

6. Дд - длинный диаметр ядра, клетки

7. Кд - короткий диаметр ядра, клетки

8. ЯЦО - ядерно-цитоплазменные отношения

9. МИ = митотический индекс

10. ИД - индекс дегенерации

11. %о - миллипроцешгы (% из 1000 клеток)

12. М - среднее арифметическое

13. б - среднеквадратическое отклонение

14. г - коэффициент корреляция

15. СГК - средний гистохимический коэффициент

16. ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

17. РНК = рибонуклеиновая кислота

18. МТК - масса тонкой кишки

19. ДТК - длина тонкой кишки

20. БК = бокаловидные клетки

21. ПК - клетки Панета, или апикальнозернистые клетки

22. БЗК - базальнозернистые, или эндокринные клетки

23. СТ - соединительная ткань

24. Кст - кишечная стенка вне складок

25. Соб - слизистая оболочка вне складок

26. Моб - мышечная оболочка

27. СЕРоб - серозная оболочка

28. Ц ~ цитоплазма

29. Я-ядро '

30. Я=ко = ядрышко

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ, В повышении продуктивности коров большое значение имеет выращивание телок (Жебровский, 1987; Бапьцанов, Дудин и др.,1991). Обеспечить необходимый уровень производства молока возможно лишь при интенсивном кормлении молодняка крупного рогатого скота (Нойпаша, 1990; Андреев, 1997). С этой целью необходимо создать в каждом периоде, этапе, стадии индивидуального развития животных оптимальные условия; кормления и содержания, обеспечивающие хорошее развитие организма на морфологическом, физиологическом, .биохимическом и метаболическом уровне, способствующем реализации генетического потенциала молочной продуктивности во взрослом состоянии (Тельцов, 1998). Изучение органов пищеварения животных в онтогенезе имеет большое практическое значение для разработки полноценного кормления, организации профилактики и диагностики различных заболеваний (Сулейманов, 1982; Анохин, 1985; Тарасов, 1991; Жаров, 1995).

Изучение пищеварительной системы у жвачных представляет слобый интерес, так как она осуществляет наиболее экономичную трансформацию грубых частей растений в животные продукты, необходимые для питания человека (Курилов, Короткова, 1971; Лысов, 1983; Тельцов, Ильин, Столяров, 1993).

Знания морфофункциональных и биохимических процессов роста и развития организма и его органов (в том числе и органов пищеварения у сельскохозяйственных животных) помогают раскрыть не только сущность явления жизни, но и возможность управления жизненными процессами с целью повышения продуктивности животных (Ташенов, 1969; Кришщын, 1977; Алиев, Гусманова, 1978; Стояновский, 1985; Ршйшга et.al.1989). Однако закономерности структурно-функционального развития пищеварительной системы и ее органов (и в частности тонкой кишки) на разных этапах развития не достаточно изучены (Тельцов, 1984, 1996; Столяров, 1993; Антошина, 1996; Кулаков, 1998), Литературные данные показывают, что тонкий кишечник у телок черно-пестрой по-

роды этапа полового созревания с гистологической и цитохимической точек зрения изучен недостаточно. Имеющиеся работы Ф.Халилова (1957;, Н.П.Садовской (1968), В.К.Бирнх, Г.М.Удовиыа (1972), Ю.Т.Техвер, (1974), 1Вш§ег (1972), Л.П.Тельцова (1984), 1.Ап1а1 е! а1. (1986), В.А.Ьагвоп е! а1. (1990), Р.Сирка (1992) выполнены на разных породах и освещают специфические породные особенности. Динамика роста массы, длины тела телок черно» пестрой породы и массы, длины тонкой кишки, а также развитие кишечной стенки (ее оболочек) и структур слизистой оболочки (ворсинок, крипт) изучены недостаточно. В литературе нет сведений о динамике роста площади ядра и цитоплазмы клеточные дифферонов эпителия и их ядерно-цитоплазменных от» ношений (ЯЦО), нуклеопротеиднош обмена эитероцитов, митотического индекса (МИ), индекса дегенерации (ИД) клеток эпителия ворсинок и крипт.

1.2. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью работы является изучение закономерностей нормального морфологического и функционального развитая тонкой кишки у телок черно-пестрой, породы на этапе полового созревания на различных уровнях ее организации (органы, ткани, клетки).

В задачи исследования входило:

1. Изучить возрастную динамику роста массы и длины тонкой кишки на фоне роста массы и длины тела телок 6-18 месяцев.

2. Провести гистологические исследования и выявить специфичность строения стенки двенадцатиперстной, тощей, подвздошной кишок у телок 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 18 месяцев.

3. Проследить цитометрическими методами исследования за динамикой роста ядра, цитоплазмы клеточных дифферонов эпителия и выявить ядерно-цитоплазменные отношения. Гистохимическими методами исследования изучить динамику нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) в энтероцитах двенадцатиперстной, тощей, подвздошной кишок на этапе полового созревания!.

4. Изучить динамику клеток "мигрантов" в эпителии слизистой оболочки, митотического индекса (МИ) и индекса дегенерации (ИД) эпителия разных уча-

лоши (в норме и патологии)", М® государственной регистрации 018700091:

ж регистрации 01

1.3. НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Изучена динамика роста массы и длины тела те-

5-15 месяцев, массы и длины гические темпы роста массы и длины тела, а также роста массы и длины тонкой

кишечной стенки и ее оболочек у телок. Изучена динамика роста ядра, цитоплазмы и ЯЦО клеточных дифферонов кишечного эпителия, МИ и ИД и содержание ДНК, РНК энтероцитов. Прослежена динамика митотической активности и индекса дегенерации эпителия различных участков ворсинок и крипт у телок

И

данные расширяют имеющиеся представления: о росте и развитии тонкой киш-

I, тощей и подвздошной); о развитии слизистой оболочки, по дифферен-"милрантов" в эпителии слизистой

кишечнои стенки, и ее

циации энтероцитов; о оболочки разных участков ворсинок и крипт. У становленью возрастные особенности развития кишечной стенки представляют структурно нальную "норму" и поэтому необходимы для оценки породных особенностей,

тки рационального кормления и содержа»

мши по п]

положений диссертации являются фундаментальными и могут быть ы для написания учебных руководств, пособий и в учебном процес-ветеринарных, биологических и зоотехнических факультетах высших

1. Динамика роста массы и длины, темпы роста массы и длины тела, массы и длины тонкой кишки телок черно » пестрой породы на этапе полового созревания.

2. Возрастная архитектоника кишечной стенки, ее оболочек (слизистой, мышечной, серозной) и структур слизистой оболочки (ворсинок, крипт) двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок телок от 6 до 18 месяцев.

3. Динамика роста площади ядра, клетки и ЯЦО энтероцитов, бокаловидных клеток, кишечных эндокриноцитов, панетовских клеток. Содержание ДШС и РНК, а также динамика МИ и ИД энтероцитов разных участков ворсинок, крипт двенадцатиперстной, тощей, подвздошной кишок. Возрастная динамика клеток "мигрантов" в эпителии слизистой оболочки! разных участков ворсинок и крипт

1.5. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. Основные положения диссертации опубликованы в четырех работах. Материалы исследований используются в научных и учебных целях на кафедре анатомии, физиологии, гистологии и эмбриологии Санкт-Петербургской, Казанской академии ветеринарной медицины, Омского института ветеринарной медицины, Ставропольской сельскохозяйственной академии, Воронежского агроунишерситета и Мордовского госуниверситета.

1.6. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации доложены на IV конгрессе Международной ассоциации морфологов (Н-Новшрод, 1998), на Ora» ревских чтениях (Саранск, 1997, 1998), научно-производственной конференции (Барнаул, 1996).

1.7. СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИЙ. Диссертационная работа изложена на /{{ страницах машинописного текста и включает разделы: общая характеристика работы, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение результатов исследования, практические предложения, выводы, список используемых источников. Список включает 139 источников, в т. ч. 3? зару-

2.1. Периодизация поетнатального онтогенеза крупного рогатого скота Онтогенез, или индивидуальное развитие » это совокупность возрастных, биохимических, морфологических и физиологических изменений организма от образования зиготы до физиологической смерти. Онтогенез осуществляется по программе реализации генотипа и направлен на формирование половозрелого животного (Северцев, 1987; Тельцов, 1997). С одной стороны онтогенез непрерывный процесс, направленный на достижение конечной цели - половозрело-сти, а с другой - прерывистой, так как он включает всю историю развития рода (филогенез) и состоит из периодов, этапов, стадий и фаз (Тельцов, Шашанов, 1993; Тельцов и др., 1996). На каждом периоде, этапе, стадии организм с биологической точки зрения иной. Иная его биохимическая организация, функция, интеграция систем и органов (Никитин, 1967; Тельцов, 1991). Организм на каждом периоде, этапе и стадии не реализует всех своих возможностей запрограммированных в генотипе, а то, что он реализует - это скром. ,;ый фенотип (Газа-рян, 1984). В индивидуальном развитии животных возрастные периоды, этапы, стадии характеризует историческое развитие и не повторяются, а наоборот каждая последующая стадия отрицает предыдущую (Свечин, 1961; Светлов, 1966; Тельцов, Шашанов, 1993). Эта смена создает всегда непостоянство, временность в развитии организмов (Тельцов, 1993; Тельцов, Ильин, Столяров, 1993). Чем маштабнее различие (дивергенция) двух последовательных периодов, этапов, стадий, тем глубже и длительнее перестройка организма и его систем, органов и тканей. Для каждой перестройки требуется определенное время или промежуточная фаза, когда происходит переключение развития на другое направление. Многочисленными морфологическими, биохимическими, гистохимическими, люминесцентно - микроскопическими, биометрическими, электронно-микроскопическими методами исследования установлено, что чаще всего переходные фазы в развитии организма и являются критическими (Кирго-шенков, 1978; Пучков, 1978; Тельцов, Ильин, Столяров, 1993; Тельцов и др.,

В настоящее время, по данным Л.П.Тельцова (1997), существует не мене'?

ров, 1988; Северцев, 1987; Тельцов, Шашанов, 1993 и т.д.). Наибольшее распро-

странение из них среди биологов, эмбриологов, зооинженеров России и СНГ

мидт, 1953; Шмидт, a hi

т

им раз;

периода: 1 - внутриутробный и 2 - поетаатальный. В зависимости от взаимосвя-

зи зародыша и матерью, а также смены питания и дыхания Г.А.Шмидт (1953, 1968, 1972) выделяет в эмбриогенезе три периода: 1 - зародышевый (от оплодотворения, до 34 суток); 2 - предплодный (от 35 до 60 суток); 3 - плодный (от 2 месяцев до рождения). Это соответствует периодизации эмбриолога LHammond (1964) и ученош-акушера А.П.Студенцоза (1970). По их мнению, период плодоношения подразделяется на три стадии: 1) бластоциды, иди зародышевого

>м питания зародыша на этой стадии является секрет маточных желез; 2) стадия зародыша, или эмбриональная, когда формируется юха-

при которой идет развитие и рост тканей,

, ^j viomcIH плода, или

органов плода. Однако, как сиравед-

ъного с точки зрения классической эмбриологии не обоснова-

дыш, или внутриутробный плод.

К.Б.Свечин (1961), Г.А.Богданов (1981) подразделяют на пять периодов или (терминология авторов): 1) новорожденное™; 2) молочного ^штания; 3) полово-

I и

мнению И.А.Аршавского (1982), продолжительность его можно ограничить

Поствитальная периодизация крупного рогатого скота К.Б.Свечина (1961) и Г.А.Богданова (1981), С.Н.Бошлюбского (1968) построена на смене питания и поэтому близка и понятна практикам-животноводам. На этой же методической основе построена периодизация Я.И.Шнейберга (1993), с более подробной детализацией развитая в постнатальном онтогенезе.

Большой интерес для ученых - биологов, представляет химическая периодизация онтогенеза сельскохозяйственных животных, предложенная Г.И.Забалуевым (1985).В онтогенезе животных он выделяет-семь периодов: 1) период "химической эволюции", взаимодействия между отдельными элементами, простыми соединениями по типу элементарных открытых систем; 2) гоно-цидный, когда происходит выделение первичных половых клеток. Выделение первичных половых клеток из общей массы, образующихся при гаструляции, позволяет определить последовательность и дальнейшее развитие всего организма; 3) предзародышевый, который характеризует развитие половых клеток-гаметогенез, процессы деления, дифференциации, роста, созревания; 4) внутриутробный период развития зародыша; 5) период становления. Организм! в этот период преобретает свойства, черты, качества, поведения индивидума при сохранении признаков вида; 6) репродуктивный. Животное дает максимальное количество продукции используемой человеком; 7) период старения. Организм постепенно утрачивает выполнение свойственных животному функций, особенно связанных с репродукцией.

На основании многочисленных исследований, анализа литературы по развитию крупного рогатого скота и нового методического подхода профессором Д.П.Тельцовым и соавторами (1989 - 1998) предложена новая концепция детальной периодизации развития животных в онтогенезе. В основу этой периодизации положены следующий критерии: 1) взято развитие органов и систем самого плода и животного после рождения (Ильин, 1972; Давлетова, 1974; Тельцов, 1984; Тельцов, Ильин, Столяров, 1993; Шнейберг, 1993), а не смена

питания и дыхания, как у Г.А.Шмидта (1953); 2) новое учение о емене функций органов организма в онтогенезе (Тельцов, 1984, 1991; Тельцов, Музыка, Столяров, 1995); 3) смена структурных генераций дефинитивных органов (Тельцов, 1984, 1993; Тельцов и др., 1994); 4) учитывалась также смена питания и дыхания (Шмидт, 1953; Свечин, 1961; Немченко, 1968; Карпуть, 1989; Абрамов и др., 1990; Тельцов, Шашанов, 1993); 5) смена уровня химической организованности организма (Никитин, 1967; Забалуев, 1985; Тельцов, Ильин, Столяров, 1993). В периодизации онтогенеза крупного рогатого скота профессором Л.П.Тельцовым с соавторами (1989 - 1998) выделено три периода: эмбриональный, постнаталь-ный (до формирования морфофизиолошческой зрелости) и зрелости. В периодизации Г.А.Шмидта (1951, 1968, 1972), С.Н.Боголюбского (1968), К.Б.Свечина (1961) выделено только два (эмбриональный и постахалъеый), Период зрелости Л.П.Тельцовым и др. (1993, 1996, 1998) отнесен в самостоятельный период, потому что природа не тратит своих сил на создание чего-то лишнего. Она создает только половозрелую особь. Все органы и системы организма животного и человека интенсивно развиваются только до формирования зрелости. Некоторые органы, как эпифиз, после наступления половой зрелости подвергаются инволюции (Клеменко, 1986). Происходит снижение ферментативной аюшвности, секреции ¡гормонов, замедление интенсивности роста тканей и органов организма. Это снижение генетически запрограммировано (Никелин, 1967; Бочаров, 1988; Забалуев, 1985; Клеменко, 1986). Но масса тела и длина животных увеличивается (Заборовский, 1991).

У животных с полным циклом развития четко выделяются 4 периода: эмбриональный, личиночный, метаморфоза (куколка) и имаго (взрослая особь). В развитии млекопитающих первые два - эмбриональный и личиночный - входят в эмбриональный период. Третий период - метамарфоза - в скрытой. форме проявляется в периоде постнатального онтогенеза - от рождения до формирования половой зрелости особи. В этом: периоде происходит превращение новорожденного животного через ряд этапов в половозрелый организм. Последний не-

риод (взрослая особь) у млекопитающих = это период морфофункциональной зрелосати. Поэтому время развития морфофункциональной зрелости необходимо выделять в отдельный период, как предлагает Л.П.Тельцов (1997, 1998). Такой длительный период по времени необоснован© относить к какой-то фазе (Свечин, 1961; Боголюбский, 1968; Богданов, 1981; Аршавский, 1982) ил