Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.02) на тему:Морфология и гистохимия энтероцитов тонкой кишки у плодов и новорожденных телят

. ' ■ .•' 7 { ■"> Г V

/■'«,. ' , » и»? ! ■ Ц —

V.,.,-' I ' ^ ^ ч,/ # - , 4

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. П. ОГАРЕВА

На правах рукописи УДК 591.3:591.87:636.2.

РОМАНОВА ТАТЬЯНА АЛЕКСЕЕВНА

МОРФОЛОГИЯ и гистохимия ЭНТЕРОЦИТОВ тонкой кишки У ПЛОДОВ И НОВОРОЖДЕННЫХ ТЕЛЯТ

16.00.02. — патология, онкология и морфология животных

дис СЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

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

САРАНСК 1999

СОДЕРЖАНИЕ

1- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ..................

2-ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1.Закономерности структурно-функционального развития тонкой кишки млекопитающих в онтогенезе -.....------------........-......- - - - 9

2-2-Развитие и гистохимическая характеристика, эпителия тонкой кишки в онтогенезе.........------ 20

3-СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3-1-Материал и методы исследования- -____-......-..... 47

3.2-Возрастная динамика формирования структур

слизистой оболочки стенки тонкой кишки в раннем онтогенезе------------------------------ 58

3.3,Развитие знтероцитов стенки тонкой кишки в

3.4.Гистохимическая характеристика, знтероцитов

стенки тонкой кишки в раннем онтогенезе --------- 108

3-4-1. Динамика нуклеиновых кислот знтероцитов тонкой

кишки у плодов и новорожденных телят - - - -....... 108

3-4-2- Динамика полисахаридов знтероцитов тонкой

кишки у плодов и новорожденных телят.....------ 133

3-4-3- Динамика белков знтероцитов тонкой кишки

у плодов и новорожденных телят ------------..........157

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ---------____________183

ВЫВОДЫ ........- - - -........--------------------------- 195

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ -------------.............- - 198

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ - - -.........-.....- - 199

СОКРАЩЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В ДИССЕРТАЦИИ

1. Ас - .эль циановый синий

2. ЕК - бокаловидные клетки

3. ЕЗ - бокаловидные зндокриноциты

4. ГАГ - глюкозаминогликаны Г - гепарин

6. ГК - гиалуроновая кислота

7. ДНК - дезонсирибонуклеиновая кислота

8. ДНП - дезоксирибонуклеопротеиды

9. ИД - индекс дегенерации 10= КС - кератосульфаты

11. КЗ - кишечные эндокриноциты

12. МИ - митотический индекс

13. ПК - панетовские клетки

14. РНК - рибонуклеиновая кислота

15. РНП - рибонуклеопротеиды

16. СГК - средний гистохимический коэффициент

17. ОПТ - сульфатированные протеогликаны

18. ьН - сулъфгидрильные группы белков

19. -3-3- дисульфидные группы белков

20. ТГ - теотикулярная гиалуронидаза

21. X - хондроитин

22. ХСК - хондроитинсерная кислота

23. Х-4-С - хондроитин-4-сульфат

24. Х-6-С - хондроитин-6-сульфат

25. Эп - зпителиоциты

си,

СТГП"

щи - ядерно-цитоплазменное отношение

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1.Актуадьнооть темы. Необходимость изучения закономерностей развития органов сельскохозяйственных животных, в частности, органов пищеварения в онтогенезе связано не только с задачей раскрытия сущности явлений жизни, но и способствует овладению управлением жизненными процессами и продуктивностью (Ильин, 1972; Груздев, 1972; Давлетова, "1974; Лапшин, 1988; Кокорев, 1991; Тельцов, Ильин, Столяров, 1993).

Сведения о закономерностях структурно-функционального развития пищеварительной системы и ее органов на каждом этапе онтогенеза необходимы для практики ветеринарной медицины, так как гибель новорожденных телят от заболеваний органов пищеварения остается высокой (Щербаков, 1983; Анохин, 1985; Тарасов, 1991; Тельцов, Чикирин, 1998).

Развитию тонкой кишки у плодов коров и новорожденных телят посвящены работы К.А.Васильева (1968), Л.П.Тельцрва (1989, 1984), В.Г.Ульянова (1969), Л.В.Давлетовой (1974), Ю.Т.Техвера (1974), Р.Сирка (1992), В.А.Столярова (1993), Л.П.Тельцова, П.А.Ильина, В.А.Столярова (1993), Л.П.Антоши-ной (1996), Н.А.Кудакова (1998) и др. Имеющиеся работы раскрывают закономерности роста массы и длины тонкой кишки, развития стенки и ее оболочек двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок и выполнены на разных породах крупного рогатого скота, имеющие разные рационы кормления и содержащихся в различных экологических условиях.

Анализ литературных данных показывает, что развитие эпителия слизистой оболочки тонкой кишки в раннем онтогенезе, закономерности формирования структур слизистой оболочки,

цито- и гистохимическая и электронно-микроскопическая картины эпителиального слоя слизистой оболочки изучена недостаточно.

1.2. Цель и задачи исследования, Целью нашей работы является изучение закономерностей морфологического и функционального развития слизистой оболочки стенки тонкой кишки у плодов (от 2 мес до рождения) и телят (от рождения до 15 суток) черно-пестрой породы.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи!

1. Исследовать возрастную динамику формирования структур слизистой оболочки стенки тонкой кишки в раннем онтогенезе,

2. Изучить закладку, дифференцировку и развитие эпителия слизистой оболочки стенки тонкой кишки в раннем онтогенезе .

3. Цитометрическими методами изучить динамику роста ядра, цитоплазмы клеточных дифферонов эпителия слизистой оболочки, их ядерно-цитоплазменное отношение (ЯЦО) в раннем онтогенезе, а также митотический индекс (МИ) и индекс дегенерации (ИД) энтероцитов разных участков ворсинок и крипт.

4. Гистохимическими методами исследования проследить динамику и характер распределения нуклеиновых кислот, полисахаридов и белков в энтероцитах тонкой кишки плодов и новорожденных телят.

Работа является самостоятельным разделом комплексной темы кафедры анатомии и физиологии животных Мордовского государственного университета "Монофункциональное развитие сельскохозяйственных животных при интенсивной технологии (в норме и патологии)", N госрегистрации 01.87.0009151,

1.3. Научная новизна. Изучена возрастная динамика формирования структур слизистой ободочки стенки тонкой кишки в раннем онтогенезе. Прослежены этапы закладки, формирования, дифференцировка и развитие эпителия тонкой кишки. Изучена динамика роста ядра, цитоплазмы, ЯЦО, МИ и ИД клеточных диф-феронов кишечного эпителия. Установлены периоды в развитии эпителия тонкой кишки. Прослежена динамика и характер распределения нуклеиновых кислот, белков и полисахаридов в энте-роцитах слизистой оболочки тонкой кишки плодов и телят черно-пестрой породы в раннем онтогенезе.

1.4. Научно-практическая значимость работы. Полученные данные расширяют имеющиеся сведения: о возрастной динамике формирования структур слизистой оболочки стенки тонкой кишки; о развитии эпителия тонкой кишки; об углеводном, нукле-опротеидном и белковом обмене энтероцитов стенки тонкой кишки в раннем онтогенезе. Полученные сведения по динамике развития слизистой оболочки тонкой кишки в раннем онтогенезе крупного рогатого скота разных пород являются показателями "нормы" и могут быть использованы в практике при организации научно обоснованного кормления, при диагностике и лечении заболеваний новорожденных телят.

Ряд положений диссертации являются фундаментальными и могут быть использованы при написании учебных пособий и руководств, в учебном процессе на биологических, ветеринарных и зоотехнических факультетах учебных заведений.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Динамика формирования структур слизистой оболочки тонкой кишки в раннем онтогенезе.

2, Последовательность закладки, дифференцировки и pas-вития эпителия слизистой оболочки и его дифферонного состава у плодов и новорожденных телят,

3, Закономерности гистохимической локализации нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов энтероцитов тонкой кишки и стадийность их в развитии,

4, Периодизация развития эпителиальной ткани стенки тонкой кишки млекопитающих животных в раннем онтогенезе.

1.5. Реализация результатов исследования. Основные положения диссертации опубликованы в 19 научных работах. Материалы исследования используются в научных и учебных целях на кафедрах анатомии, физиологии, гистологии и эмбриологии Санкт-Петербургской, Московской, Казанской академии ветеринарной медицины, Омского института ветеринарной медицины. Ставропольской, Ивановской, Костромской сельскохозяйственной академии. Воронежского, Кубанского агроунивероитета и Мордовского госуниверситета.

1.6. Апробация работы, Материалы диссертации доложены на,- XI съезде АГЭ (Полтава, 1992), Огаревоких чтениях (Саранск, 1993, 1997, 1998), Всероссийской научно-производственной конференции (Чебоксары, 1994), 3 съезде АГЭ Российской Федерации (Тюмень, 1994), I съезде нет, врачей Республики Татарстан (Казань, 1995), научной конференции, посвященной памяти профессора А.А.Клишова (Санкт-Петербург, 1995), 3 и 4 конгрессах Международной ассоциации морфологов (АГЭ) (Тверь, 1996; Н,- Новгород, 1998), Международном координационном совещании (Воронеж, 1997).

1.7. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 223 страницах машинописного текста и

включает разделы: общая характеристика работы, обзор литературы, материал и методы, собственные исследования, обсуждение результатов исследования, выводы, список использованных источников, который включает 212 источников, в том числе 41 зарубежных. Работа иллюстрирована 25 таблицами, 47 рисунками (графиками и микрофотографиями),

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Закономерности структурно-функционального развития тонкой кишки млекопитающих в онтогенезе

Впервые о формировании кишечника у зародышей домашних животных ( в том числе и у плодов коров) указывают в обоих работах F.R.Martin (1912, 1922), V.Patzelt (1936), D.Boer-пег-Pat zeit (1936), O.Zietzschmann, О.КгоШгщ- (1955). Описывая в общих чертах сравнительную топографии:, кишечника у плодов млекопитающих, авторы указывают на сходство в развитии органов пищеварения у животных и человека.

Развитию тонкой кишки у плодов коровы и новорожденных телят посвящены работы А.А.Малигонова, Г.Ф.Расходова (1925), П.Г.Детского, Л.Н.Эрнста (1958), К.А.Васильева (1968), М.Д.Вишневской (1964), Ф.И.Намазова (1965), Л.П.Тельцова (1969, 1984), В.Г.Ульянова (1969), J.H.Abel (1969, 1972), М.Ф.Лапец (1970), Z.Liojda et al. (1971, 1976), В.К.Еириха, Г.M.Удовина (1972), Л.В.Давлетовой (1974), Ю.Т.Техвера (1974), А.Ф.Рыжих, Л.К.Хабибуллиной (1978), T.Landsverk (1979, 1980), R.B.Fallon et al. (1986), Z.Szuba, E.Kalisins-ka end Z.Babula (1988), В.А.Самчук, T.M. Елистратовой (1989), А.Л.Уханаевой (1991), В.Ерскова (1992), Р.Оирка (1992), В.А.Столярова (1993), Л.П.Тельцова, П.А.Ильина, В.А.Столярова (1993), Л.П.Антошиной (1996).

Несмотря на большое количество работ по развитию тонкой кишки у плодов и новорожденных телят крупного рогатого скота имеются всего лишь четыре работы монографического плана, где наиболее полно освещены и обобщены результаты исследова-

ний - В.К,Еирих, Г.М.Удовин С197Е), Л.Д.Давлетова (1974), Ю.Т.Техвер (1974), Л.П.Тельцов, П.А.Ильин, В.А.Столяров (1993). Однако указанные работы выполнены на разных породах крупного рогатого окота, содержащихся на равных рационах кормления и в разных экологических условиях.

Согласно новой периодизации развития крупного рогатого скота в эмбриогенезе (Тельцов, Шашанов, 1993:, Тельцов, Ильин, Шашанов, 1996) выделено 3 этапа: начальный (от оплодотворения до 34 суток эмбриона), средний (от 35 до 60 суток зародыша), поздний (от 2 месяцев до рождения). Каждый этап имеет более мелкие стадии и фазы. В своей работе мы руководствовались этой периодизацией.

Ранний этап развития (от оплодотворения до 34 оут) характеризуется наличием трех питательных систем: трофобласта, желточного мешка и аллантоидной плаценты в начальной стадии развития, при которых реализуется гистотрофный тип питания о использованием "маточного молока" (Шмидт, 1954,1957, 1976). Наибольшее значение на данном этапе имеют углеводы. "Маточное молоко" и провизорные органы богаты углеводами (гликогеном) , которые усваиваются зародышем (Брусиловокий, 1976).

В просвете кишечника зародыша коровы, как указывают Л.П.Тельцов, П.А.Ильин, В.А.Столяров (1993), выявляется светлое содержимое, дающее реакцию на нуклеопротеиды, основные и общие белки, сульфгидрильные и диоульфидные, шинные и карбоксильные группы белков, гликоген, протеогликаны и гли-козаминогликаны. Накопление этих веществ связано о клеточным межуточным обменом эпителиальных клеток и тканевых систем кишечной стенки, формированием экскреторной функции кишечного эпителия, дегенерацией и отторжением клеток в

просвет кишки.

На среднем этапе развития (от 35 до 80 суток) зародыша коровы значительно усиливается обмен веществ в стенке тонкой кишки. В ней формируется кровеносная система, активизируется межуточный обмен, в результате чего вырабатывается экскреторная функция. В становлении экскреторной функции тонкой кишки принимает участие вся слизистая оболочка, о чем свидетельствует эмиграция в полость кишечника лимфоцитов; нарастание активности щелочной фосфатазы в эндотелии капилляров и сосудов, ферментативной активности щелочной фосфатазы в щеточной каемке эпителиоцитов; накопление в химусе кишечника суммарного белка, сульфгидрильных, дисульфидных и карбоксильных групп белков и протеогликанов, связанных с гликоза-миногликанами типа гиадуроновой кислоты (Тельцов, 1973, 1979, 1986, 1989). Экскреторная деятельность пищеварительных органов, по мнению Л.В.Давлетовой (1974), при помощи которой они включаются в обмен веществ между матерью и плодом, есть форма их участия в гемотрофном питании.

Одновременно с экскреторной функцией формируется защитная функция, что сопровождается появлением лимфоцитов в слизистой оболочке, их высокой дифференциацией и обменом веществ, эмиграцией клеток крови в просвет кишечника, проникновением "мигрантов" в эпителий слизистой оболочки. Тонкая кишка зародыша коровы на среднем этапе развития, наряду с провизорным органом (аллантохорионом), принимает участие в гистотрофном и гемотрофном питании, межуточном (углеводном) обмене зародыша (Тельцов, 1984),

Дифференциация лимфоцитов в эмбриогенезе (Арцимович, 1987; Ройт, 1991), обнаружение их в слизистой оболочке,

эмиграция в полость кишечника, присутствие клеток-"мигрантов" в эпителии., экскреция плазменных белков в кишечное содержимое косвенно указывают на начало формирования местной защитной иммунологической функции стенки тонкой кишки (Тельцов, 1984),

Поздний этап развития (от 2 мес до рождения) характеризуется завершением анатомического формирования тонкого кишечника, а пищеварительная система, в целом, становится похожей в миниатюре на дефинитивную форму (Васильев, 1962; Тельцов, 1969; Щелканов, 1972).

Постнатальный период - от рождения до половой зрелости заканчивается формированием половозрелого организма. Для сельскохозяйственных животных это период интенсивного роста.

Как показали исследования Л.П.Тельцова, й.Р.Шашанова, П.А.Ильина (1989, 1996), каждый этап развития организма в целом начинается относительно короткой фазой качественно новой перестройки, сопровождающейся детерминацией, пролиферацией и дифференцировкой клеток, тканей, органов, систем и в целом организма. Акт детерминации включает развертывание событий дифференциации до определенного состояния. По достижении этого состояния может последовать новый акт детерминации, затем следуют процессы роста и дифференцировки, опять наступает критическая фаза, а затем дифференцировки. В эмбриогенезе крупного рогатого скота различают несколько критических фаз (Тельцов, 1996, 1997). Первая критическая фаза -процесс оплодотворения; вторая - имплантации. Третья критическая фаза - закладка дефинитивных органов и тканей. У зародышей крупного рогатого скота она продолжается от 24 до 34 сут. В этом возрасте эпителий кишечника вступает в морфо-

функциональную дифференциацию и гнстохимичеоки отличается от эпителия провизорных органов, Четвертая критическая фаза -стадия закладки органов и систем 2-й генерации, Она выявляется у плодов коров 5-7 месяцев. Характеризуется началом снижения роли ферментативной активности плаценты (Давлетова, 1961,1974,1989) и сменой питания, дыхания, терморегуляции плода, развитием нервной, эндокринной систем, систем органов размножения, пищеварения, кроветворения, кожного покрова, локо-моторного аппарата (Еирих, Удовин, 1972), Пятая критическая фаза - период новорожденное«!, У крупного рогатого скота она начинается за 5-7 дней до рождения, акт рождения, после рождения до 10-15 суток, Эта фаза характеризуется сменой факторов развития, питания, терморегуляции, приобретения условных рефлексов (Боголюбский, 1968; Давлетова, 1974). Происходит перестройка организма, его пищеварительной системы (Тельцов, 1984; Тельцов, Чегина, Антошина, 1989; Антоши-на, 1996; Тельцов, Столяров, 1997), кровеносной системы (Ким, 1992; Чегина, 1993),

В критические фазы роста и развития организма происходит смена питания, дыхания, терморегуляции, приспособление к условиям гравитации, проявление безусловных и приобретение условных рефлексов, снижение и интенсивный рост массы тела, замедление и ускорение динамики роста длины тела. Чувствительность организма к повреждающим факторам внешней среды повышен; дегенерационные процессы превалируют над регенераци-онными.

Для пищеварительной системы, ее органов и составляющих тканей критические фазы характеризуются; преобладанием деструктивных процессо�