Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.02) на тему:Морфофункциональные изменения суставов у крупного рогатого скота при патологии обмена веществ

На правах рукописи

ИЛИЁШ ВАСИЛИЙ ДМИТРИЕВИЧ

И

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СУСТАВОВ У КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПРИ ПАТОЛОГИИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ (КЕТОЗЕ, ОСТЕОДИСТРОФИИ И ОЖИРЕНИИ)

16.00.02 - патология, онкология и морфология животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук

Москва-2006

Работа выполнена в ФГОУ ВПО "Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И.Скрябина"

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор

ветеринарных наук« профессор Жаров Александр Васильевич

Официальные оппоненты: доктор ветеринарных наук, профессор

Самошкнн Игорь Борисович

кандидат ветеринарных наук, доцент Прусак - Глотов Валерий Эдуардович

Ведущая организация - ГНУ «Всероссийский научно-

исследовательский институт экспериментальный ветеринарии им. Я. Р. Коваленко»

Защита состоится «¡^» ИМЯ 200^1

асе дан ни диссертационного совета Д 220.042.02 п

200^ г. в

часов

на заседании диссертационного совета Д 220.042.02 при ФГОУ ВПО "Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина" (109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, 23, тел.: 377-93-83).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО "Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина"

Автореферат разослан « » СмиЛ^^^ 200 ^ года

Ученый секретарь диссертационного совета у //^сй' А.И. Торба

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие молочного скотоводства направлено на увеличение поголовья п продуктивности животных, обеспечение их здоровья и воспроизводительной способности, эффективного, длительного срока использования высокопродуктивных коров на основе улучшения условия содержания, кормления и совершенствования селекционно-племенной работы.

Однако у высокопродуктивных животных часто встречается патология обмена веществ типа кетоза, остеодистрофии н ожирения, при которых отмечают изменения во всём организме, в том числе и в органах костно-суставной системы. Известно также, что среди хирургической патологии у крупного рогатого скота заболевания конечностей составляют от 20% до 40%, из них 30% приходится на заболевания суставов (Кузнецов А.К.,1980). В промышленном животноводстве патология опорно-двигательного аппарата имеет тенденцию к увеличению и приносит большой экономический ущерб в результате снижения молочной продуктивности, достигающего в период болезни 25-50% (Milth К., Hilter К.,1968; Schmolat Р., Jantze G.,1970). В отдельных хозяйствах Московской области высок процент выбраковки молочных коров (Кондрахин И. П, 1980); 10% быков-производителей выбраковываются в 3-5-летнем возрасте вследствие артрозов (Матвеев Л.В.,1974; Поваженко И,Е,,1976 ц др.). Эти проблемы остаются актуальными и в настоящее время. Известно, что болезни суставов н свое пали тельного характера являются следствием нарушения обмена веществ (Боль К.Г., Вертинский К.И„ 1957; Архипов Н.И., 1958; Жаров A.B., 1975 и другие). Однако вопросы этиологии, патогенеза, патоморфологнн, диагностики и профилактики заболеваний опорно-двигательного аппарата у животных недостаточно разработаны. Не изучены сущность и характер суставной патологии при нарушениях обмена веществ у высокопродуктивных коров типа кетоза, остеодистрофии и ожирения. Не выяснены первичность и последовательность изменении суставного хряща, костной основы

сустава и синовиальном оболочки.

Цель исследования - изучить морфофункцпональные изменения суставов у животных при патологии обмена веществ (кетозе, остедиегофнн и ожнрёнпи). Задачи исследования:

К Изучить натолого-анатомнческне изменения суставов при разных клинико-анатомичеекпх формах патологии обмена веществ у высокопродуктивных коров (кетозе, остеодистрофнн и ожирении).

2. Изучить патогистологпческне и гистохимические изменения суставного хряща и синовиальной оболочки у коров при патологии обмена веществ (кетозе, остедистрофии п ожирении).

3. Сопоставить морфофункцпональные изменения суставов у коров с основными изменениями в организме при разных клинико-анатомичеекпх формах патологии обмена веществ. Научная новизна исследования состоит в том, что впервые с

помощью комплекса клнннко-морфологнческих методов разработана патолого-анатомнческая, гистологическая и ■ гистохимическая характеристика суставного хряща у здоровых 1 высокопродуктивных коров и при патологии обмена веществ ' (кетозе, остеодистрофнн н ожирении). Установленные патоморфологнческие и гистохимические изменения суставов коров при патологии обмена веществ типа кетоза, остеодистрофнн и ожирения носят альтеративиыП (дистрофический н некротический) и репаратнвпып характер. Показаны особенности изменений синовиальной среды суставов у молочных коров при разных клинпко-апатомпческих формах патологии обмена веществ. Характер и степень выраженности патоморфологнчеекпх и гистохимических изменений в суставов у высокопродуктивных коров зависят от формы патологии обмена веществ.

Научная и практическая значимость результатов исследования.

Морфофункциональные изменения гистохимических свойств клеток и матрикса суставного хряща у больных высокопродуктивных коров обусловлены нарушением углеводно-

белково-жирового обмена со снижением концентрации в нем белково-углеводосодержащих комплексных соединений (глнкозаминоглпканов - компонентов протеоглнканов: гиалуроновой кислоты, хондроитииа, хондроитнн-4-сульфата, хоидроитип-б-сульфата, кератаи сульфата, а также глнкопротеидов), не обеспечивающих хрящевой ткани механическую п эластическую прочность, что является следствием углеводного дефицита в организме больных животных.

Результаты работы в комплексе с клиническими, биохимическими и другими данными имеют научно-практическое значение для разработки патогенеза, диагностики н патогенетической терапии.

Полученные данные о различной степени выраженности дистрофических, некротических, гистохимических и регенерацнонных процессов в хрящевой ткани суставов при патологии обмена веществ могут быть использованы при написании соответствующих разделов учебных пособии но патологической анатомии, хирургии в разделе остеоартрологии, при разработке методических указаний для ветеринарных специалистов, а также для чтения лекций и проведения лабораторно-практическпх занятий в зооветеринарных вузах.

Внедрение результатов исследовании. Полученные данные используются в учебном процессе и лабораторной практике кафедры патологической анатомии Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И, Скрябина.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены па: XVI симпозиуме Европейского общества остеоартрологов «Деструкция суставов» (1987г); VI конгрессе Международной ассоциации морфологов (2002г); Всесоюзной конференции ветеринарных патологоанатомов (КаунасД984); международных конференциях Всероссийской ассоциации патологоанатомов ветеринарной медицины (Омск,2000; Уфа,2003); конференциях молодых учёных и на научно-методических конференциях сотрудников МГАВМиБ (1982-2005гг).

Структура 11 «бьем диссертации. Диссертация изложена па 186 страницах машинописного текста, состоит из разделов: "Общая характеристика работы", "Обзор литературы", "Собственные исследования", "Обсуждение полученных результатов", "Выводы", "Практические предложения л рекомендации", "Библиографический список".

Библиографический список включает 237 источников, в том числе 45 иностранных. Диссертация содержит 3 таблицы, 43 рисунка.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Результаты патолого-апатомнческого исследования суставного хряща эпифиза бедренных костей, коленных чашек и синовиальной оболочки коленных суставов высокопродуктивных коров с патологией обмена веществ (кетозом, остеодистрофией и ожирением).

2. Патогпстологическпе и гистохимические изменения суставного хряща и синовиальной оболочки коров при патологии обмена веществ (кетозе, остеодистрофии и ожирении).

3. Сопоставление результатов патогистологическнх и гистохимических исследований с изменениями в организме коров при разных клннико-анатомических формах патологии обмена веществ.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материал н методы исследования

Работа выполнена на базе кафедры патологической анатомии Московской Государственной Академии Ветеринарной Медицины и Биотехнологии им. К.И.Скрябина и является фрагментом комплексных исследований, связанных с изучением патологии обмена веществ у высокопродуктивных коров, проводимых сотрудниками и аспирантами кафедры с участием и под руководством доктора ветеринарных паук, профессора А.В.Жарова.

После убоя животных нами исследованы суставы конечностей: тазобедренные, коленные, локтевые, запястные и

заплюсневые. Материалом для микроскопического исследования служили кусочки суставного хряща из коленных суставов (коленная чашка и эпифиз бедренной кости) и синовиальной оболочки суставов, взятые при вынужденном убое высокопродуктивных коров голштинской и черно-пестрой пород, принадлежащих двум хозяйствам Московской области: госплемзаводу «Заря коммунизма» Домодедовского района и Центральной экспериментальной базе ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса Мытищинского района.

По клиническим и патологоанатомическпм признакам животные были разделены на 6 групп: коровы без клинических и биохимических признаков нарушения обмена веществ (б животных), коровы с острым кетозом (3 животных), подострым кетозом (2 животных), хроническим кетозом (2 животных), вторичной остеодистрофией (5 животных) и ожирением (6 животных).

Убой подопытных животных производили на Московском мясокомбинате, а также иа убойных пунктах вышеуказанных хозяйств Московской области.

Результаты макроскопического исследования туш и органов оформляли протоколами.

Для патогнстологнческих и гистохимических »следований брали кусочки органов и фиксировали в 10%-ном водном растворе нейтрального и кислого формалина, в жидкости Карнуа, спирт-форм ол е.

Гистосрезы получали на замораживающем микротоме, а часть материала заливали в парафин и готовили гистосрезы толщиной 5-7 мкм на микротоме МНС-2 по общепринятым методикам (Лилли Р., J969, Меркулов Г.А., 1969) с последующим их окрашиванием для обзорных целей гематоксилином Майера и эозином, для исследования коллагеновых волокон - по Ваи-Гизону, Маллори, для исследования эластических волокон — по Befire рту.

Для гистохимических исследований использовали следующие методики :

окрашивание па липнды Суданом III с докраской

гематоксилином Maiiepa;

на гликоген по Шабадашу;

постановка ШИК-реакцни по Мак-Манусу.

. Протеогликаны (глпкозампногликаны выявляли по методике * метахромати чес кого окрашивания толулдиновым синим, по Мак-■ Ильвейну, на цнтратно-фосфатном буфере с pH 2,8;4,7; метилированием и деметнлпрованием по Фишеру Е.Р., Лнллн Р.; 0,1%-иым раствором альцианового синего 8 GX на ацетатном буфере с pH - 5,8 при концентрации 0,4 и 0,9 М MgCl2 по Scott и Stochokwell (1967).

Ставили контрольные реакции: с тестикулярпоП гиалуропндазой на физрастворе при температуре +37С в течение 4-6 часов; с альфа-амилазоИ па 0,1-0,2 М фосфатном буфере или диастазой па 0,02 М фосфатном буфере рН-6,0 (Пирс Эм 1962; Виноградов В.В., 1973).

Четкость окрашивания, ее стойкость при последующем докрашивании препаратов, высокая чувствительность делают этот метод одним из основных в гистохимии углеводов.

При исследовании гистохимическими методами протеогликанов гиалинового суставного хряща придерживались схемы, предложенной Лвцыным Л.П., Струковым А.И., Фуксом Б.Б. (1971), с использованием различных сочетанных методов окрашивания и контроля, в том числе мягкого и жесткого метилирования.

Весь материал исследовали с использованием микроскопа МБИ-3 при увеличении окуляров *7,*10 и объективов 3,5*9,20,40 и фотографировали на МБИ-6 и МБИ-15.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Патолого-анатомнческая, гистологическая н гистохимическая характеристика суставов клинически здоровых высокопродуктивных коров (контрольная группа).

При послеубойном осмотре тазобедренных, коленных, заплюсневых, локтевых, запястных суставов и суставов фаланг пальца патолого-анатомических изменении у коров контрольной группы не было обнаружено. Морфологические и

гистохимические показатели были характерны для здоровых высокопродуктивных коров..

3.2. Морфофуикцпональные изменения суставов высокопродуктивных коров нрн патологии обмена веществ ( кетозе, остсодпстрофин и ожнреиин)

При клиническом исследовании коров с нарушением обмена веществ установили: снижение молочной продуктивности, общее угнетение, анорексню, атонию рубца, увеличение печени, ослабление сердечно-сосудистой деятельности. У животных отмечали залеживание, ослабление опорпо-двпгателыюго аппарата и нервно-мышечного тонуса задних конечностей.

При определении двигагелыюи активности у них наблюдали напряженное движение, иногда хромоту опирающегося типа. Копытцевый рог тусклый. Часто копытца имели признаки деформации.

• Патолого-анатомическое исследование суставов коров при кетозе, остеоднстрофин и ожирении показало, что в их полости содержится от 5 до 25 мл прозрачной (желтого цвета) синовиальной жидкости, чаще средней вязкости, с плотным муциновым сгустком.

В запястных, заплюсневых и колейных суставах больных животных были установлены, в зависимости от формы патологии обмена веществ и характера болезни, в разной степени выраженные, преимущественно дистрофические и некротические изменения суставного хряща. Суставной хрящ был размягчен и частично разрушен с образованием узур н трещин, доходящих до глубоких слоев или до субхондральной кости. Чаще всего набдюдалн одновременное разрушение синовиальной мембраны суставного хряща и субхондральной костн эпифизов пястных и плюсневых костей.

У коров при кетозе при клиническом исследовании запястные и заплюсневые суставы внешне без видимых изменений, но при их вскрытии установлено, что они имеют глубокие узуры на суставной хрящевой поверхности, разрушающие и суб хонд рал ьную кость.

Хрящевая ткань колейных суставов с признаками размягчения н наличием небольших продольных углублений в виде бороздок. Встречались случаи с односторонним поражением суставов без видимых изменений суставов другой конечности или суставы обеих конечностей были без видимых изменений.

У коров с остеодистрофней карпальные и скакательные суставы с ярко выраженным разрушением суставного хряща и подлежащей костной основы; в коленных чашечках наблюдали размягчение хрящевой ткани и ее набухание, наличие бороздок, трещин и выемок хряща. Обнаружены узуры хрящевой тканн передних частей сустава первой фаланги пальцев размером 0,3 см. Узуры суставного хряща запястных суставов расположены па медиальной кости размером 0,5*2 см. Узуры хряща заплюсневых суставов размером 0,5 - 1 см с разрушением субхондральной , кости (таранной кости) глубиной до 2 мм. Суставной хрящ правой коленной чашки и эпифиза бедра с признаками размягчения и , трещинами. После его удаления па кости бедра располагается 1 белое округлое цятно небольшого размера диаметром до 1,5 см с признаками размягчения субхондральной костп. Хрящ левой коленной чашки с медиальной стороны с признаками размягчения и наличием трещин на площади размером 1,5*2 см,

Хрящ'коленных суставов чаще всего без видимых изменений или с признаками его размягчения п наличием бороздок. У коровы с клиническими признаками хромоты при послеубойиом исследовании скакательных суставов латеральная суставная поверхность с наличием узур округлой формы диаметром 1,5 см, суставной хрящ белого цвета.

Хрящевая ткань карпальных и скакательных суставов с наличием узуров размером 0,5 * 1,5 см, а хрящевая ткань бедренной кости на коленных суставах с признаками размягчения и трещинами, доходящими до субхондральной кости.

При клиническом осмотре у коровы из группы с ожирением установили, что копытцевын рог на задних конечностях с избыточным отрастанием и деформацией. У ожиревших коров более подвержен патологическим изменениям суставной хрящ

пястных костей карпальных суставов, а также плюсных костей скакательных н бедренных костей коленных суставов.

3.3. Патогнстологические изменения коленных суставов высокопродуктивных коров при натологпн обмена веществ (кетозе, остеоднстрофни и ожирении)

Патогистологические изменения суставного хряща бедренной кости коленного сустава у коров

Поверхностный слой суставного хряща в разных местах подвержен деструкции в различной степени. Местами поверхность суставного хряща ровная, не разрушена, но выражена слабая оксифилия хрящевой ткани, или ои не был окрашен, а по Ван-Гнзону проявил фуксинофилню с нарушением тникториальиых свойств матрикса. Количество хрящевых клеток разное, местами их мало, а в местах пролиферации они образуют клеточные скопления.

В местах деструкции хряща суставная поверхность матрикса неровная, волнообразная. В тех местах, где гиалиновый хрящ лишен клеток, матрнкс окрашен эозином в бледно-розовый цвет, а по направлению к центру почти не окрашен или приобретает слабобазофильные свойства. В подлежащем слое ядра хрящевых клеток иикнотнчные, частично в состоянии кариорексиса и лизиса. Наблюдали пустые лакуны или лакуны щелевидпой, удлиннепнои формы с гиперхромнымн пикнотичпыми ядрами, орпентированымн параллельно суставной поверхности.

В местах, расположенных ближе к синовиальной оболочке, выявлялась пролиферация хрящевых клеток с образованием клеточных скоплений.

Средний слой суставного хряща содержит хрящевые клетки, расположенные нзогенными группами в количестве от 2 до 8, но чаще но 2-3, разделенные между собой матрпксом. Территориальный матрикс интенсивно окрашен эозином, но слабее чем межтеррнторнальныЙ матрикс. Глубже группа изогеиных клеток ориентирована перпендикулярно суставной поверхности наподобие клеток зоны колонок шириной от одного до трех рядов. Эти группы клеток имеют узкие дворики п близко расположены друг к другу. Далее располагается зона

одноклеточных хоидроцп тов. В этой зоне имеется незначительное количество хрящевых клеток и много пустых лакун с их ядрами в стадии пикиоза, рекспса и лизиса.

Матрикс поверхностною слоя фукспнофнльнын, а в среднем слое выражена слабая фукеннофплня межтерриторпального матрикса. Большинство лакун пустые, безъядерные, а в которых имеются хондроциты ядра их ппкнотичные или в состоянии рекспса. В хондроцнтах с ядрами последние расположены чаще эксцентрично, а в цитоплазме выявляются оптически пустые пространства различных размеров и формы. Клетки приобретают пенообразный вид или становятся перстневидными и перстневидными с серповидными ядрами. При окрашивании по Вейгерту хрящевой матрикс изменяет свой цвет до темно-синего. Также матрикс может подвергаться деструкции с ярко выраженными признаками некроза н с образованием расширенных лакун, полостей и трещин с отложением фибрина. Образование полостей и трещин начинается с образования расширенных лакун. Под действием механической нагрузки матрикс трескается в местах пустых и расширенных лакун.

Наряду с разрушением хряща имеет место пролиферация клеток с образованием их скоплений.

Глубокий слой суставного хряща. За зоной одноклеточных лакун снова располагается зона хрящевых клеток, содержащая по 2-7 клеток в столбиках, ориентированных перпендикулярно суставной поверхности.

Ядра хрящевых клеток интенсивно окрашены гематоксилином и имеют различную форму (полигональную и . др.). Межтерриторнальный матрикс интенсивно оксифильнып. Заметна пролиферация хрящевых клеток в нзогепион зоне, а в зоне колонок хондроциты расположены в столбиках по 2-10 клеток в один, два и три ряда. Клетки близко расположены друг к другу. При окрашивании по Ван-Гизону межтерриторнальный матрикс приобретает интенсивно красный цвет и имеет вид тяжей волокнистой структуры.

Ближе к субхоидральиой костн в зоне кальцификации матрикс сильно подвержен деструкции, в нем встречаются

крупные лакуны-полости, а вокруг них распологаются хрящевые клетки. Общее количество клеток уменьшено в результате их некроза с увеличением количества пустых (безклеточных) лакун.

Патогнстологнческне изменении суставного хрмта коленной чашки.

Поверхностный слой суставного хряща, Матрпкс суставного хряща подвергается деструкции, разрушен с наличием узур, трещин, направленных от суставной поверхности до зоны колонок.

Измененный матрпкс при окрашивании по Ван-Гизону фукеннофильиын. Общее количество хрящевых клеток в иоле зрения уменьшено, они овально-вытянутые, лакуны щелевндной формы, пустые. В одном случае поверхностный слой был без хрящевых клеток. В другом случае поверхностный слой разрушен с трещинами, местами видны скопления соединительнотканных и пролиферпрующих хрящевых клеток преимущественно в глубжележащнх слоях.

Средний слой суставного хряща. Лакуны содержат от одной до четырех хрящевых клеток, но чаще одну-две клетки, их ядра пикпотнчиые, с пенообразной сетчатой цитоплазмой, также встречаются бесклеточпые лакуны.

Матрпкс местами сильно подвержен деструкции с выявлением волокнистой структуры. Лакуны мелкие, вытянутые, узкие, «щелевидпые» с пнкринофнльным магриксом. В одном случае здесь же располагался канал (полость) с содержимым, которое окрашивалось по Ван-Гизону в темно-еппнн цвет. В местах разрушенного матрнкса при импрегнации серебром но Футу фибриллярные структуры приобретают черный цвет. При окрашивании по Венгерту в сочетании с Вап-Гпзоном в местах некроза хрящевых клеток корзинки не выявляются, остатки клеток сливаются с территориальным матриксом, межтерриториальный матрпкс интенсивно окрашивается по Ван-Гнзопу.

Глубокий слой суставного хряща. В местах разрушения матрнкса гиалинового хряща при окрашивании по Ван-Гизону как территориальный, так и межтеррнторнальныП матрпкс

фуксинофнли с одинаковой интенсивностью. Хрящевые клетки, в начале зоны колонок, распологаются преимущественно по три клетки в столбик, который ориентирован перпендикулярно суставной поверхности. Глубже хрящевые клетки распологаются в лакунах по одиоП клетке.

В минерализованном слое хрящевые клетки подвергаются некрозу, ядра пикнотнчпые или в стадии рексиса, а их цитоплазма пенообразная-сетчатая, встречается много лакун без клеток.

Иатогнстологнческне изменения синовиальной оболочки коленных суставов.

Поверхность синовиальной оболочки покрыта немногочисленными ворсинками, расположенными группами кольцевидной формы, большую часть ворсинки занимает соединительнотканная строма.

Синовноциты однорядны. Поверхностный коллагеновый слой тонкий. Глубокий слой образован тесно расположенными пучками коллагеновых волокон, непосредственно прилегающих к жировому слою. Эластические волокна развиты слабо, преимущественно располагаются в- сетке волокон и между пучками коллагеновых волокон.

Местами синовноциты отсутствуют, но на отдельных участках они многорядиы. Сильно развит глубокий коллагеново-• эластический слой с толстыми пучками коллагеновых волокон. В некоторых из них выражена складчатость, напоминающая поперечную нсчерчеиность мышечных волокон, но отличающаяся грубой складчатостью всего пучка в виде гармошки.

В одном случае синовноциты расположены разреженно, на отдельных участках подвергаются десквамацнп. В поверхностном эластическом слое коллагеновые волокна разрыхлены и истончены, между ними выявляется слабо окрашивающаяся белковая масса (транссудат).

В левом коленном суставе в синовиальной оболочке имеет место пролиферация сиповноцитов и увеличение размеров ворсин.

3.4. Гистохимические изменения коленных суставов у высокопродуктивных коров при патологии обмена веществ (кетоз, остеодистрофня и ожирение)

Суставной хрящ бедренной кости коленного сустава

У коров при остром кетозс в контрольных [ пстопрепаратах, инкубированных в растворе амилазы пли диастазы с последующей обработкой ШИК-реакцнеЙ по Шабадашу и хрящевых клетках всех зон суставного хряща наличие I ранул гликогена не установлено.

У коров при остром кетозе па гистопрепаратах, обработанных ШИК-реакцией по Шабадашу, в сохранившихся хоидроцитах не полностью разрушенного поверхностного слоя суставного хряща гранулы гликогена отсутствуют, а матрнкс имеет бледно-красноватый цвет. В сохранившейся зоне изогеных клеток обнаружили аналогичную картину, то есть хрящевые клетки гликогена не содержат, а матрикс окрашен в бледно-красный цвет.

В начальной части зоны колонок хондроцнты содержат малое количество гликогена, в средней ее части и глубже, по направлению к субхондралыюп кости, хрящевые клетки местами содержат умеренное количество гликогена, который неравномерно расположен в цитоплазме клеток. Матрикс хрящевой ткани окрашен от бледно-красного до красного цвета.

При окрашивании гистосрезов суставного хряща толупднновым синим с рН-4,7 матрикс поверхностного и среднего слоев не окрашен - ахроматичен, лишь наблюдается синеватый оттенок суставного хряща.

В глубоком слое территориальный матрнкс клеток зоны колонок окрашен в бледно-фиолетопо-красный цвет, а окрашивание межтерриторпального матрпкеа выражено еще слабее от бледно-фиолетово-краен ого цвета по направлению к субхондральпой кости до полной ахромазпп с субпороговым содержанием сульфатироваиных и несульфатированиых гликозаминогликаиов.

При окрашивании суставного хряща толундпновым синим с рН-2,8 матрикс поверхностного, среднего и начальной части

глубокого слоя ахроматичен. Матрнкс остальной части окрашен неравномерно от бледно-красного цвета до полной ахромазии. Местами картина окрашивания меняется наоборот.

В зоне кальцификацин местами территориальный матрнкс интенсивнее окрашен, чем межтерриторнальный, имея бледно-красноватый цвет, в других местах матрикс ахроматичен.

При окрашивании суставного хряща альциановым синим с 0,4 М;0,9 М хлористым магнием получен аналогичный результат, как при окрашивании гп сто препаратов раствором толуидиновым сипим с рН-4,7 и 2,8. Но в глубоком слое суставного хряща межтерриторнальный матрикс в начале слоя окрашен в бледпо-■ голубой цвет, по направлению к субхондральнон кости окрашивание ослабевает до голубоватого оттенка или в виде точек голубоватого цвета.

Территориальный матрнкс также слабо воспринимает краситель от бледно-голубого до бледно-голубоватого цвета (окрашены дворнкп п не во всех хрящевых клетках).

В метилированных п деметилированных гистоп реп аратах реакция метахромазии отсутствует. В гистосрезах, обработанных лндазой, реакция метахромазии и альцианофилии местами почти полностью отсутствует пли видна в виде красноватого, голубоватого цвета.

Суставной хрящ коленной чашки

У коров при остром кетозе в контрольных гистопрепаратах, инкубированных в растворе амилазы или дпастазы с последующей обработкой ШИК-реакцией по Шабадашу, в хрящевых клетках всех зон суставного хряща наличие гранул гликогена пе установлено.

У коров при остром кетозе на гпстопрепаратах, обработанных ШИК-реакцпей по Шабадашу, в сохранившихся хрящевых клетках поверхностного слоя гликоген отсутствует, хрящ этого слоя в состоянии деструкции, разволокнен. В хрящевых клетках среднего слоя гликоген отсутствует. Матрнкс окрашен по направлению к субхондральной кости от субпорогового до бледно-красного цвета. В начальной части глубокого, слоя хрящевые клетки не содержат гликогена, а по

направлению к субхондралыюй кости клетки содержат гликоген в малых количествах, а местами в отдельных хрящевых клетках зоны колонок встречаются с гликогеном в умеренных количествах.

Матрикс окрашен от красного цвета до ярко-красного, кроме почти не окрашенных мест гипертрофированных клеток со стороны территориального матрнкса, расположенного к субхондралыюй кости. В целом заметно уменьшение количества ШИК-положительных веществ и гликогена.

В ги стоп реп аратах суставного хряща, окрашенных толунднповым синим с рН-4,7, матрикс поверхностного слоя п в начальной части среднего слоя ахроматичен, отсутствует реакция метахромазии. Часть матрнкса по направлению к субхондралыюй кости неравномерно окрашена и преимущественно имеет бледно-фиолетово-красный цвет (бета- и гамма-метахромазпю), а местами матрикс ахроматичен. Матрикс глубокого слоя в основном имеет слабую реакцию метахромазии в виде слабо-бледно-красноватого цвета межтерриторпалыюго матрнкса зоны колонок; местами в такой же цвет окрашены и дворики хрящевых клеток. В зоне гипертрофированных клеток окрашивание матрнкса ослабляется до полной ахромазии.

При окрашивании суставного хряща толунднповым синим с рН-2,8 в поверхностном и среднем слоях отсутствует реакция метахромазии. Глубокий слои окрашен по-разному. Часть территориального матрнкса глубокого слоя окрашена в ярко-красный цвет, особенно в зоне колонок, содержащих в столбике по 4-6 хрящевых клеток. Межтерриториальпый матрикс окрашен от красного до слабо-бледного красно-фиолетового цвета (от реакции гамма-метахромазнн до слабой гамма-,бета-метахромазии). В тех местах, где колонка содержит преимущественно по 2 хрящевых клетки, матрикс вокруг них почти ахроматичен или имеет розоватый оттенок, что указывает на уменьшение количества гликозамнпоглнканов в суставном хряще.

При окрашивании суставного хряща альциановым синим результаты аналогичны реакции метахромазии с толунднповым

1 синим. Матрикс глубокого слоя в основном имеет бледно-голубой .' цвет, местами территориальный матрикс дает реакцию с альцнановым синим. Местами, наоборот, вышеуказанный цвет установлен в межтеррнторналыюм матрпксе. В зоне колонок параллельно суставной поверхности выражена складчатость суставного хряща из-за уменьшения количества протеогликанов (ГАГ) с оголением его волокнистой структуры.

В метилированных и деметплпрованных ги стоп реп аратах метахромазия отсутствует. В гнстосрезах, обработанных лндазой, метахромазия н альцнапофнлня еще более слабо выражена, а местами реакция метахромазнп и альцианофилии вообще отсутствует.

4. ВЫВОДЫ

1. У продуктивных коров в период высоких удоев в результате физиологически неполноценного кормления их с дефицитом углеводов, микроэлементов и витаминов, избытком концентрированных кетогениых кормов, нарушением сахаро-протеинового отношения возникает патология обмена веществ (кетоз, остеодистрофия и ожирение), при которой выявляются морфофункциональные изменения суставов.

2. Опорно-двигательный аппарат у больных коров вовлекается в патологический процесс с выраженными клиническими признаками: напряженным движением, залеживанием, ослаблением связочно-суставпого аппарата и нервно-мышечного тонуса. Ярко выраженные деструктивные изменения наблюдаются в суставном хряще запястного, заплюсневого и колейного суставов, испытывающих наибольшую функциональную нагрузку.

3. Патолого-анатомнческие изменения в суставном хряще проявлялись в виде размягчения, шероховатости поверхностного слоя с образованием микродефектов, трещин и узур (язв), распространяющихся от хрящевого покрытия до глубоких слоев и субхондральной кости, что сопровождается нарушением стато-моторной функции у больных коров.

4. Дистрофическим (углеводной, белковой п жировой дистрофии) и некротическим изменениям подвержены клетки и матрнкс хрящевой ткани с уменьшением плотности их расположения, истончением зон клеток, нарушением цитоархптсктонпкп и вертикальной унорядочносгн хондроцнтов в зоне колонок вплоть до полного разрушения хондроцнтов, магрикса и синовиальной мембраны с образованием полостей, что вызывает снижение морфофункцнопальных свойств хрящевой ткани суставов.

5. Морфофуикциональные изменения суставного хряща у больных коров обусловлены пару!пением углеводпо-белково-жирового обмена со снижением концентрации белково-углеводосодержащих комплексных соединений (глпкозаминогликанов - компонентов протеоглнканов: гналуроновой кислоты, хопдроптппа, хондронтнн-4-сульфата, хондроитнн-6-сульфата, кератансульфата и гликопротепдов), не обеспечивающих хрящевой ткани механическую н эластическую прочность, что является следствием общего углеводного дефицита в организме больных животных.

6. Наряду с альтератпвнымн (дистрофическими и некротическими) изменениями, в суставном хряще выявлены репаративные процессы с пролиферацией хрящевых клеток п фибробластов синовиальной оболочки, развитием грануляционной и фиброзной ткани, как проявление неполной репаратпвиой регенерации суставов больных животных.

7. Характер и степень выраженности натоморфологнческнх и гистохимических изменений в опорно-двигательном аппарате высокопродуктивных коров зависят от формы патологии обмена веществ, но всегда протекают с развитием морфофункцпональпых изменении, характерных для остеоартроза (хопдроза).

8. Нарушения обмена веществ в хондроцитах и гистохимических свойств протеоглнканов п гликопротепдов в матрпкее суставного хряща проявляются значительно раньше, чем клиническое развитие недостаточности опорпо-двпгательиого аппарата у животных.

5.'ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В целях профилактики патологии обмена веществ у высокопродуктивных коров (кетоза, остеодистрофии и ожирения) необходимо проводить комплексную диспансеризацию с учетом структуры и состава рациона по основным питательным веществам с оценкой общего состояния и продуктивных качеств животных, включая морфофункцпональную систему опорно-двигательного аппарата животных.

2. Результаты исследований и разработанные научно-прктическне положения предлагается использовать в учебной процессе на кафедрах патологической анатомии и клинических дисциплин факультетов ветеринарной медицины н повышения квалификации ветеринарных врачей, при написании учебных пособий и рекомендаций по артрологии, а также в лабораторной и клинической практике для диагностики и саногенеза различных форм патологии опорно-двигательного аппарата у молочных коров.

6. ПУБЛИКАЦИИ

1. Илнеш В.Д. Морфофуикциональные изменения суставов у коров при кетозе, остеодистрофии и ожирешш / Илнеш В.Д. // Адаптация н регуляция физиологических процессов животных в хозяйствах .с промышленной тех иол огиен: Сб. науч. трудов МВА.-М.1985.-С. 99-102*

2. Илцеш В.Д. Морфофункциональные изменения суставов у коров при нарушении обмена веществ / Илнеш В.Д. // Проблемы

• патоморфологической диагностики болезнен в промышленной животноводстве: Материалы IX Всесоюзной научно-производственной конференции по пато морфологи и с/х животных. Каунас 1984.-Вильшос "Мокслас", I986.-C. 139-141

3. Жаров A.B., Патоморфологические изменения суставного хряща у высокопродуктивных коров при нарушениях обмена веществ / Жаров A.B., Илнеш В.Д. // Тезисы XVI симпозиума Европейского общества остеоартрологов "Деструкция суставов".- М., 1987.- С.5/190

4. Жаров A.B., Морфофуикциональные изменения у коров при патологии обмена веществ (кетоз, остеодистрофия и ожирение) /

Жаров Л.В., Илпсш Н.Д. // I Ioboc в диагностике, лечении п профилактике болезней животных: Межвузов, сбор. науч. тр. МГА8МпБ.-М.( 1996.- С. 58-63

5. Илиеш В.Д. Патоморфология суставов у высокопродуктивных коров / Илиеш В.Д. // Материалы Всероссийской научно-методической конференции патологоанатомов ветеринарной медицины (20-22 сентября 2000 года): Сб. науч. трудов,- Ом с к.,2000.-С. 197-199

6. Илисш В.Д. Патоморфология суставного аппарата молочных коров при патологии обмена веществ / Илиеш В.Д. // Материалы методической и научной конференции: Сб. науч. трудов. МГАВМнБ.- М.2001 .-С. 174-175

7. Жаров A.B., Морфофункцнональпые изменения суставного хряща у высокопродуктивных корон при нарушении обмена веществ/ Жаров A.B., Илисш ВД.//Морфология.- 2002.-том 121, №2-3. - С.52

8. Илиеш В.Д. Морфофункцнональпые изменения суставного хряща у высокопродуктивных коров при нарушении обмена вев1еств / Илиеш В.Д. // Материалы Всероссийской научно-методпчсской конференции патологоанатомов ветеринарной медицины (Уфа, 17-18 сентября): Сб. науч. трудов Современные проблемы патологической анатомии, патогенеза и диагностики болезней животных,- М., 2003.-С. 199-200

Отпечатано в ООО «НИПКЦ Восход-А» Изд. лиц. № 065925 от 26.05.98г. Подписано в печать 25,01.2005 г. Бумага офсетная 80 гр/м2. Усл. п.л. 1,5 Тираж 120 экз. Заказ № 042

111621, Москва, ул. Оренбургская, д. 15 офис 226 Тел./факс: 700-12-08, 700-12-17 Е-шаН: voshotJ@inforser.ru

\у\у. уоэЬоО . \ 11 Гогеег. ш

Актуальность темы. Развитие молочного скотоводства направлено на увеличение поголовья и продуктивности животных, обеспечение их здоровья и воспроизводительной способности, эффективного, длительного срока использования высокопродуктивных коров на основе улучшения условий содержания, кормления и совершенствования селекционно-племенной работы.

Однако у высокопродуктивных животных часто встречается патология обмена веществ типа кетоза, остеодистрофии и ожирения, при которых отмечают изменения во всём организме, в том числе и в органах костно-суставной системы. Известно также, что среди хирургической патологии у крупного рогатого скота заболевания конечностей составляют от 20% до 40%, из них 30% приходится на заболевания суставов (Кузнецов А.К.,1980). В промышленном животноводстве патология опорно-двигательного аппарата имеет тенденцию к увеличению и приносит большой экономический ущерб в результате снижения молочной продуктивности, достигающего в период болезни 25-50% (Milth К., Ritter К., 1968; Schmolat P., Jantze G.,1970). В отдельных хозяйствах Московской области высок процент выбраковки молочных коров (Кондрахин И.П.,1980); 10% быков-производителей выбраковываются в 3-5-летнем возрасте вследствие артрозов (Матвеев Л.В.,1974; Поваженко И.Е., 1976; Зайцев Е.А., 1983). Эти проблемы остаются актуальными и в настоящее время. Известно, что болезни суставов невоспалительного характера являются следствием нарушения обмена веществ (Боль К.Г., Вертинский К.И., 1957; Архипов Н.И., 1958; Жаров А.В., 1975 и другие). Однако вопросы этиологии, патогенеза, патоморфологии, диагностики и профилактики заболеваний опорно-двигательного аппарата у животных недостаточно разработаны. Не изучены сущность и характер суставной патологии • при нарушениях обмена веществ у высокопродуктивных коров типа кетоза, остеодистрофии и ожирения. Не выяснены первичность и последовательность изменений суставного хряща, костной основы сустава и синовиальной оболочки.

Цель исследования - изучить морфофункциональные изменения суставов у животных при патологии обмена веществ (кетозе, остедистофии и ожирении).

Задачи исследования:

1. Изучить патолого-анатомические изменения суставов при разных клинико-анатомических формах патологии обмена веществ у высокопродуктивных коров (кетозе, остеодистрофии и ожирении).

2. Изучить патогистологические и гистохимические изменения суставного хряща и синовиальной оболочки у коров при патологии обмена веществ (кетозе, остедистрофии и ожирении).

3. Сопоставить морфофункциональные изменения суставов у коров с основными изменениями в организме при разных клинико-анатомических формах патологии обмена веществ.

Научная новизна исследования состоит в том, что впервые с помощью комплекса клинико-морфологических методов разработана патолого-анатомическая, гистологическая и гистохимическая характеристика суставного хряща у здоровых высокопродуктивных коров и при патологии обмена веществ (кетозе, остеодистрофии и ожирении). Установленные патоморфологические и гистохимические изменения суставов коров при патологии обмена веществ типа кетоза, остеодистрофии и ожирения носят альтеративный (дистрофический и некротический) и репаративный характер. Показаны особенности изменений синовиальной среды суставов у молочных коров при разных клинико-анатомических формах патологии обмена веществ. Характер и степень выраженности патоморфологических и гистохимических изменений в суставов у высокопродуктивных коров зависят от формы патологии обмена веществ.

Научная и практическая значимость результатов исследования.

Морфофункциональные изменения гистохимических свойств клеток и матрикса суставного хряща у больных высокопродуктивных коров обусловлены нарушением углеводно-белково-жирового обмена со снижением концентрации в нем белково-углеводосодержащих комплексных соединений (гликозаминогликанов - компонентов протеогликанов: гиалуроновой кислоты, хондроитина, хондроитин - 4 -сульфата, хондроитин - 6 - сульфата, кератансульфата, а также гликопротеидов), не обеспечивающих хрящевой ткани механическую и эластическую прочность, что является следствием углеводного дефицита в организме больных животных.

Результаты работы в комплексе с клиническими, биохимическими и другими данными имеют научно-практическое значение для разработки патогенеза, диагностики и патогенетической терапии.

Полученные данные о различной степени выраженности дистрофических, некротических, гистохимических и регенерационных процессов в хрящевой ткани суставов при патологии обмена веществ могут быть использованы при написании соответствующих разделов учебных пособий по патологической анатомии, хирургии в разделе остеоартрологии, при разработке методических указаний для ветеринарных специалистов, а также для чтения лекций и проведения лабораторно-практических занятий в зооветеринарных вузах.

Внедрение результатов исследований. Полученные данные используются в учебном процессе и лабораторной практике кафедры патологической анатомии Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на: XVI симпозиуме Европейского общества остеоартрологов «Деструкция суставов» (1987г); VI конгрессе Международной ассоциации морфологов (2002г);

Всесоюзной конференции ветеринарных патологоанатомов (Каунас, 1984); международных конференциях Всероссийской ассоциации патологоанатомов ветеринарной медицины (Омск,2000; Уфа,2003); конференциях молодых учёных и на научно-методических конференциях сотрудников МГАВМиБ (1982-2005гг).

Публикация результатов исследований.

Основные положения диссертации изложены в восьми научных печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 193 страницах машинописного текста, состоит из разделов: "Общая характеристика работы", "Обзор литературы", "Собственные исследования", "Обсуждение полученных результатов", "Выводы", "Практические предложения и рекомендации", "Библиографический список". Библиографический список включает 237 источника, в том числе 57 иностранных. Диссертация содержит 3 таблицы, 43 рисунка.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Результаты патолого-анатомического исследования суставного хряща эпифиза бедренных костей, коленных чашек и синовиальной оболочки коленных суставов высокопродуктивных коров с патологией обмена веществ (кетозом, остеодистрофией и ожирением).

2. Патогистологические и гистохимические изменения суставного хряща и синовиальной оболочки коров при патологии обмена веществ (кетозе, остеодистрофии и ожирении).

3. Сопоставление результатов патогистологических и гистохимических исследований с изменениями в организме коров при разных клинико-анатомических формах патологии обмена веществ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

выводы

1. У продуктивных коров в период высоких удоев в результате физиологически неполноценного кормления их с дефицитом углеводов, микроэлементов и витаминов, избытком концентрированных кетогенных кормов, нарушением сахаро-протеинового отношения возникает патология обмена веществ (кетоз, остеодистрофия и ожирение), при которой выявляются морфофункциональные изменения суставов.

2. Опорно-двигательный аппарат у больных коров вовлекается в патологический процесс с выраженными клиническими признаками: напряженным движением, залеживанием, ослаблением связочно-суставного аппарата и нервно-мышечного тонуса. Ярко выраженные деструктивные изменения наблюдаются в суставном хряще запястного, заплюсневого и коленного суставов, испытывающих наибольшую функциональную нагрузку.

3. Патолого-анатомические изменения в суставном хряще проявлялись в виде размягчения, шероховатости поверхностного слоя с образованием микродефектов, трещин и узур (язв), распространяющихся от хрящевого покрытия до глубоких слоев и субхондральной кости, что сопровождается нарушением стато-моторной функции у больных коров.

4. Дистрофическим (углеводной, белковой и жировой дистрофии) и некротическим изменениям подвержены клетки и матрикс хрящевой ткани с уменьшением плотности их расположения, истончением зон клеток, нарушением цитоархитектоники и вертикальной упорядочности хондроцитов в зоне колонок вплоть до полного разрушения хондроцитов, матрикса и синовиальной мембраны с образованием полостей, что вызывает снижение морфофункциональных свойств хрящевой ткани суставов.

5. Морфофункциональные изменения суставного хряща у больных коров обусловлены нарушением углеводно-белково-жирового обмена со снижением концентрации белково-углеводосодержащих комплексных соединений (гликозаминогликанов - компонентов протеогликанов: гиалуроновой кислоты, хондроитина, хондроитин-4-сульфата, хондроитин-6-сульфата, кератансульфата и гликопротеидов), не обеспечивающих хрящевой ткани механическую и эластическую прочность, что является следствием общего углеводного дефицита в организме больных животных.

6. Наряду с альтеративными (дистрофическими и некротическими) изменениями, в суставном хряще выявлены репаративные процессы с пролиферацией хрящевых клеток и фибробластов синовиальной оболочки, развитием грануляционной и фиброзной ткани, как проявление неполной репаративной регенерации суставов больных животных.

7. Характер и степень выраженности патоморфологических и гистохимических изменений в опорно-двигательном аппарате высокопродуктивных коров зависят от формы патологии обмена веществ, но всегда протекают с развитием морфофункциональных изменений, характерных для остеоартроза (хондроза).

8. Нарушения обмена веществ в хондроцитах и гистохимических свойств протеогликанов и гликопротеидов в матриксе суставного хряща проявляются значительно раньше, чем клиническое развитие недостаточности опорно-двигательного аппарата у животных.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В целях профилактики патологии обмена веществ у высокопродуктивных коров (кетоза, остеодистрофии и ожирения) необходимо проводить комплексную диспансеризацию с учетом структуры и состава рациона по основным питательным веществам с оценкой общего состояния и продуктивных качеств животных, включая морфофункциональную систему опорно-двигательного аппарата животных.

2. Результаты исследований и разработанные научно-прктические положения предлагается использовать в учебном процессе на кафедрах патологической анатомии и клинических дисциплин факультетов ветеринарной медицины и повышения квалификации ветеринарных врачей, при написании учебных пособий и рекомендаций по артрологии, а также в лабораторной и клинической практике для диагностики и саногенеза различных форм патологии опорно-двигательного аппарата у молочных коров.

Заключение

С помощью комплекса клинических, патологоанатомических, гистологических, гистохимических методов нами были впервые изучены морфофункциональные изменения суставов у крупного рогатого скота при патологии обмена веществ типа кетоза, остеодистрофии и ожирения. Дана подробная гистологическая и гистохимическая характеристика суставного хряща у здоровых коров и при патологии обмена веществ. Установлены патоморфологические и гистохимические изменения коленных суставов (суставного хряща, синовиальной оболочки и синовиальной жидкости) при патологии. Показаны особенности изменений синовиальной системы суставов у молочных коров при разных клинико-анатомических формах патологии обмена веществ. В результате исследований нами установлено, что характер и степень выраженности патоморфологических и гистохимических изменений в синовиальной системе суставов у высокопродуктивных коров зависят от преобладающей формы патологии обмена веществ.

Результаты диссертационной работы в комплексе с клиническими, биохимическими, лабораторными и другими данными имеют научно-практическое значение для прижизненной диагностики патологии обмена веществ типа кетоза, остеодистрофии и ожирения, разработки патогенетической терапии и в работе с практикующими ветврачами.

Полученные нами данные о различной степени выраженности дистрофических, некротических, гистохимических и компенсаторно-восстановительных процессов в синовиальной среде суставов при патологии обмена веществ (кетоз, остеодистрофия, ожирение) могут быть использованы при написании соответствующих разделов учебных пособий по патологической анатомии, а также по хирургии в разделе остеоартрологии.