Морфофункціональні особливості кісткової системи собак неонатального та молочного періодів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

УДК (619: 611. 018. 5: 611. 71): 636.7

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата ветеринарних наук

Морфофункціональні особливості кісткової системи собак неонатального та молочного періодів

16.00.02 - патологія, онкологія і морфологія тварин

Снеткова Полина Олександрівна

Київ-2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Південному філіалі Національного університету біоресурсів і природокористування України «Кримський агротехнологічний університет» Кабінету Міністрів України

Науковий керівник - доктор ветеринарних наук, професор Криштофорова Беса Владиславівна, Південний філіал Національного університету біоресурсів і природокористування України «Кримський агротехнологічний університет», завідувач кафедри анатомії і фізіології тварин

Офіційні опоненти: доктор ветеринарних наук, професор Рудик Станіслав Костянтинович, Національний університет біоресурсів і природокористування України завідувач кафедри анатомії тварин ім. акад. В.Г. Касьяненка

доктор біологічних наук, професор Ковтун Михайло Фотійович, Інститут зоології Національної академії наук України, головний науковий співробітник, в. о. завідувача відділу еволюційної морфології хребетних

Захист дисертації відбудеться «20» жовтня 2010 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.03 у Національному університеті біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони 15, навчальний корпус № 3, ауд.65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус № 4, кім. 28

Автореферат розісланий «11» вересня 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради С.В. Міськевич

рентгенографічний цуценя кістковий тканинний

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Наразі проблеми, пов'язані із зниженням життєздатності тварин та значним поширенням імунодефіцитів зумовлюються структурними змінами в системі органів гемоімунопоезу. Характерним їх проявом у тварин є затримка становлення природної резистентності, скорочення тривалості біологічного життя, народження недорозвиненого потомства і значні зміни морфологічного складу крові (Хрусталева И.В., 1970-2009).

Зниження природної резистентності новонароджених тварин, у першу чергу, зумовлюється змінами структурних перетворень органів гемоімунопоезу, які, у взаємній кооперації, забезпечують життєздатність організму тварин. Кісткова система (КС), як інтегруюча опорна конструкція організму, виконує одну з найголовніших функцій в імунній кооперації. Її невід'ємною складовою частиною є червоний кістковий мозок (ЧКМ), який виконує функцію універсального гемоімунопоезу (Фриденштейн А.Я., 1982). Окрім того, КС бере участь у водному та, особливо, у мінеральному обмінах речовин, в утворенні п'єзоелектричної енергії та сприяє гемодинаміці у всьому організмі (Branemark P.I., 1959). КС є однією з найбільш мобільних систем, щодо змін умов довкілля, зумовлюючи благополуччя всього організму (Коржуев П.А., 1971; Корж А.А., 1972; Криштофорова Б.В., 1974-2009; Kong Y., Yoshіda H., 1998; та ін.).

Дослідження кісткових органів (КО) найбільшою мірою проведені в лабораторних тварин (щури і миші), і у людини (Никитюк Б.А. и соавт., 1980; Ковешников В.Г., 1989-2003; Кащенко С.А., 2004; Пинелис В.Г., Тихомиров Е.Е., 2005; Ершов К.И., 2006). Досить повно з'ясовані в науковій літературі особливості структури тканинних компонентів КО у бика свійського (Борисевич Б.В., 1999; Смоляк В.В., 2000; Гаврилін П.М., 2001). Структура кісткових органів у поросят досліджена в наукових працях А. В. Оліяр (2003), В. Г. Соколова (2004), О.О. Никифоренко (2008), птахів - И.Н. Филиппенко (1993); Б.В. Криштофорової (1974-2009) та ін. Як свідчать дослідники, значні перетворення в КО тварин неонатального і молочного періодів онтогенезу зумовлені, у першу чергу, становленням їх біомеханічної функції, що притаманно також для іматуронатних видів тварин, представниками яких є собаки. Проте з'ясовування морфогенезу КС у взаємозв'язку із зміною морфологічного і біохімічного складу крові цуценят, особливо неонатального і молочного періодів, недостатньо висвітлене в науковій літературі. Водночас, наявність у собаківництві хондродистрофічних порід зі схильністю до порушення остеогенезу і функції кісткового мозку призводить не тільки до витрат на лікування і виключення тварин із розведення, але й має соціальне значення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження морфогенезу КС цуценят собак неонатального і молочного періодів є фрагментом планової наукової теми “Морфогенез імунокомпетентних структур і їх кровоносних судин у тварин новонародженого періоду” (державний реєстраційний номер - 0107U001317), яка виконується на базі проблемної науково-практичної лабораторії з ветеринарної неонатології кафедри анатомії і фізіології тварин ПФ НУБіП України «Кримський агротехнологічний університет». Керівник теми - доктор ветеринарних наук, професор Б.В. Криштофорова.

Мета і завдання дослідження. Мета роботи - визначення морфофункціональних особливостей кісткової системи та окремих кісткових органів у цуценят неонатального і молочного періодів. Завдання дослідження:

- визначити анатомічні та рентгенографічні особливості кісткових органів добових цуценят та в неонатальному періоді онтогенезу;

- з'ясувати динаміку щільності кісткових органів осьового скелета та скелета кінцівок;

- визначити морфологічні особливості тканинних компонентів кісткової системи, окремих кісткових органів у добових собак;

- визначити закономірності адаптивної трансформації тканинних структур кісткових органів осьового скелета і скелета кінцівок у цуценят 5-, 10-, 20-, 30- та 40-добового віку;

- з'ясувати динаміку деяких морфологічних та біохімічних показників крові;

- дослідити характер і силу корелятивних взаємозв'язків між масою тіла (МТ) цуценят і абсолютною масою (АМ) органів кровотворення, а також між їх тканинними компонентами.

Об'єкт дослідження - морфогенез кровотворних компонентів скелета собак неонатального та молочного періодів онтогенезу.

Предмет дослідження - закономірності кількісних та якісних змін структури кісткового мозку, компонентів кровотворного мікрооточення у кісткових органів осьового скелета (3-й шийний, 7-й грудний, 3-й поперековий, 1- і 7-й хвостові хребці, груднина, 7- і 13-і ребра) і скелета кінцівок (плечова, стегнова, великогомілкова, малогомілкова, променева і ліктьова кістки), на органному і тканинному рівнях організації та динаміка деяких морфологічних та біохімічних показників крові у цуценят 1-, 5-, 10-, 20-, 30- та 40-добового віку.

Методи дослідження - морфологічні (рентгенографічні і гістологічні) - для встановлення структурних змін тканинних компонентів, гематологічні - для визначення морфологічного і біохімічного складу крові, диспансеризація - для з'ясування загального стану організму при підборі груп цуценят, статистичні - для визначення вірогідності кількісних показників.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведені комплексні дослідження КО осьового скелета і скелета кінцівок із застосуванням морфологічних методик на різних рівнях структурної організації й визначені загальнобіологічні закономірності динаміки морфології їх тканинних компонентів у взаємозв'язку з деякими показниками морфологічного і біохімічного складу крові у собак неонатального і молочного періодів. З'ясовані особливості остеогенезу добових цуценят, як представників іматуронатних видів тварин. Досліджена динаміка морфометричних параметрів і щільності КО осьового скелета і скелета кінцівок. Вперше з'ясовано взаємозв'язок між динамікою щільності окремих КО і відносною площею осередків окостеніння (ВП ООк), що сприяє трансформації остеобластичного кісткового мозку (ОКМ) в ЧКМ (кровотворний) і останнього - у жовтий (ЖКМ). Доведено закономірності локалізації і трансформації різновидів кісткового мозку і компонентів його мікрооточення, зокрема, кісткової (КТ) і хрящової (ХТ) тканини у собак новонародженого і молочного періодів. Виявлено характер і силу корелятивних взаємозв'язків між МТ і АМ окремих КО, їх тканинними компонентами. Визначено деякі параметри морфологічного і біохімічного складу крові у взаємозв'язку з морфофункціональними особливостями тканинних компонентів кісткових органів.

Практичне значення одержаних результатів. Визначені загальнобіологічні закономірності остеогенезу структурних компонентів КО осьового скелета і скелета кінцівок, морфологічного і біохімічного складу крові у цуценят створюють підґрунтя у прогнозуванні реалізації адаптивних можливостей їх організму у неонатальний і молочний періоди. Результати досліджень про структурні і адаптивні вікові зміни тканинних компонентів КО рекомендовано використовувати у процесі з'ясування патогенезу, проведенні лікування і профілактики порушень кровотворної функції КС. З'ясовані закономірності адаптивної трансформації тканинних структур мають практичне значення для корекції технологічних прийомів вирощування цуценят. Основні положення, викладені у дисертаційної роботі, є певним внеском у розвиток нового напряму біології і ветеринарної медицини - неонатології. Результати досліджень можуть бути використані для написання наукової, навчальної і методичної літератури для фахівців ветеринарної, гуманної медицини, тваринництва і біологів широкого профілю.

Основні положення дисертаційної роботи впроваджені у навчальний процес і науково-дослідну роботу кафедр вищих навчальних закладів України: анатомії тварин ім. академіка В.Г. Касьяненка та гістології , цитології і ембріології Національного університету біоресурсів і природокористування України; анатомії і гістології домашніх тварин Харківської державної зооветеринарної академії; біології тварин Луганського національного аграрного університету; анатомії і гістології Житомирського національного агроекологічного університету; анатомії сільськогосподарських тварин Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій ім. С.З. Гжицького; кафедрах: зоології і анатомії Брянського державного університета ім. академіка І.Г. Петровського, анатомії і фізіології тварин Костромської державної сільгоспакадемії; анатомії людини Тернопільського державного медичного університету ім. І.Я. Горбачевського; нормальної і патологічної анатомії Дніпропетровського державного аграрного університету; лабораторії патоморфології Інституту епізоотології Національної академії аграрних наук України (м. Рівне); кафедрі епізоотології, паразитології і ветсанекспертизи Південного філіалу Національного університету біоресурсів і природокористування України «Кримський агротехнологічний університет», лабораторії патоморфології та імунології Національного наукового центру “Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини”; проблемній науково-дослідній лабораторії фізіології і функціональної морфології продуктивних тварин Дніпропетровського державного аграрного університету, а також використані у монографії Б.В. Криштофорової, В.В. Лемещенко, Ж.Г. Стегней «Основи ветеринарної неонатології». - Сімферополь, Терра Таврика, 2007. - С. 155-157.

Особистий внесок здобувача. Здобувач самостійно провела патентно-інформаційний пошук наукової літератури, визначила мету і завдання досліджень, здійснила збір і підготовку матеріалу для дослідження; особисто провела морфологічні і гематологічні дослідження, статистичну обробку цифрових даних, аналіз отриманих результатів, а також формулювання висновків і пропозицій виробництву. Консультативна допомога в інтерпретації отриманих результатів надана науковим керівником, доктором ветеринарних наук, професором Б.В. Криштофоровою.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на: Міжнародній науково-практичній конференції «Сучасні проблеми біохімії, фізіології і функціональної морфології продуктивних тварин» (24-25 листопада 2005 р., м. Дніпропетровськ); науковій конференції «Наукове забезпечення агропромислового комплексу Криму» (16-17 травня 2007 р., м. Сімферополь); Міжнародній конференції, присвяченій 100-річчю професора В.Г. Амаліцького (3-5 червня 2009р, м. Херсон); на щорічних науково-практичних конференціях викладачів і наукових співробітників факультету ветеринарної медицини Південного філіалу Національного університету біоресурсів і природокористування України «Кримський агротехнологічний університет» 2004-2009 рр., де отримали високу позитивну оцінку і зацікавленість серед науковців.

Публікації. Результати досліджень повністю викладені у 8 статтях, 7 із яких опубліковані у фахових наукових виданнях (6 одноосібні): Кримського державного агротехнологічного університету (1), Південного філіалу «Кримський агротехнологічний університет» Національного аграрного університету (3), Дніпропетровського державного аграрного університету (1), Луганського національного аграрного університету (1), Херсонського державного аграрного університету (1), у науково-практичному виданні «Таврический медико-биологический вестник» (1).

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 12 розділів, висновків, пропозицій виробництву, додатків, списку використаних джерел. Робота викладена на 127 сторінках комп'ютерного тексту, ілюстрована 42 рисунками, 30 таблицями і 8 діаграмами. Список літератури складається з 276 джерел, у тому числі 40 - іноземних.

Основний зміст роботи

Вибір напрямів досліджень, матеріали та методи виконання роботи. Робота виконана протягом 2004-2009 рр. на базі кафедри анатомії і фізіології тварин ПФ НУБіП України «Кримський агротехнологічний університет» (м. Сімферополь). Клінічно здорових цуценят від безпородних сук мезоморфного типу із МТ 15-18 кг було вирощено за стандартною методикою. Відбір матеріалу проводили з грудня 2003 р. по лютий 2004 р. Всього відібрано 30 голів, розподілених на вікові групи: 1-, 5-, 10-, 20-, 30- і 40-добові (по n =5). При підборі груп цуценят визначали їх МТ і деякі лінійні проміри статей тіла (довжина голови, тулуба і хвоста, обхват грудей за лопатками, глибина грудей).

У стерильні пробірки відбирали кров для морфологічного і біохімічного дослідження. У цілісній крові визначали вміст гемоглобіну - геміглобінціанідним методом з ацетонціангідрином, гематокритну величину - мікрометодом за модифікацією Й. Тодорова (1978), кількість еритроцитів і лейкоцитів - у камері Горяєва. У сироватці крові визначали вміст загального білка - рефрактометричним методом, загального кальцію - трилонометричним методом, неорганічного фосфору - з ванадат-молібденовим реактивом за Пулсом у модифікації В.Ф. Коромислова і Л. А. Кудрявцевої (1976).

Після евтаназії із дотриманням усіх біоетичних вимог щодо ставлення до тварин, які відповідають Закону України “Про захист тварин від жорстокого поводження” від 28.03.2006 р. та “Європейської конвенції на захист домашніх тварин” від 13.11.1987 р., і знекровлення, методом препарування відбирали органи кісткової системи (3-й шийний, 7-й грудний, 3-й поперековий, 1-й та 7-й хвостові хребці, груднину, 7-е та 13-е ребра, а також плечову, стегнову, великогомілкову та малогомілкову, променеву і ліктьову кістки) для подальшого морфологічного дослідження. Визначали АМ та відносну масу (ВМ) КС, проводили морфометричні дослідження окремих КО, зокрема АМ, лінійні проміри і щільність. Щільність кісткових органів визначали за формулою Р = М / V, де Р - щільність, г/см³; М - маса, г; V - об'єм кістки (за об'ємом витисненої води), см³ .

Матеріал фіксували 5,0 %-м розчином формаліну, зберігали у холодильнику 2-5 діб (залежно від розміру кісткових органів), а потім переносили в 10,0 %-й розчин, де зберігали впродовж усього періоду дослідження. Оглядову рентгенографію кісткової системи проводили за допомогою рентгенівського діагностичного апарата «РУМ-20М» з використанням радіографічних медичних плівок «КРОВЛЕКС-ОРГ-4», розміщених у «м'які» світлонепроникні касети. Режим зйомки: фокусна відстань - 80 см, напруга на трубці - 45 кВ, анодний струм - 45 мА, експозиція - 2,5-6,0 с. Макро- мікрорентгенографію КО проводили за допомогою пересувної палатної рентгенівської установки 12П-5 з використанням плівки “Мікрат-200”, при такому режимі: фокусна відстань - 45 см, напруга на трубці - 150 кВ, сила струму - 7 мА, експозиція - 120 с. Отримані рентгенограми досліджували за допомогою негатоскопа демонстраційного НД-1 і мікроскопа стереоскопічного (МБС-10) при збільшенні 8х2, 8х4 і 8х7 у світлі, що проходить наскрізь. Визначали особливості структури губчастої і компактної КТ, наявність і ступінь розвитку в КО діафізарних, епіфізарних і апофізарних ООк. Визначення відносної площі (ВП) ООк на рентгенограмах проводили за методом “крапкового підрахунку” з використанням окулярних тестових систем (вставок) за методикою Г.Г. Автанділова (1990). Величину ВП ООк рахували за такою формулою:

S _відн. =

де S _відн. - відносна площа ООк, %; Р_к - кількість крапок, що доводяться на площу ООк, шт.; Р_о - загальна кількість крапок, що доводяться на всю площу рентгенівського зображення органа, шт.

Для визначення якісних характеристик і кількісного співвідношення тканинних компонентів КО досліджували тотальні, завтовшки 25-30 мкм, гістозрізи, які готували із заздалегідь декальцинованих у 5,0 %-му розчині азотної кислоти окремих КО, із урахуванням анатомо-гістологічних особливостей. З тіл хребців вилучали сагітальні, сегментів груднини - фронтальні пластини завтовшки 5,0 мм, які після промивання використовували для виготовлення гістотопограм на заморожуючому мікротомі-кріостаті МК-25М за методом у модифікації П.М. Гавриліна (1999). Довгі трубчасті КО розділяли на проксимальну і дистальну частини, а розтин пластин проводили в площині, перпендикулярній суглобовим хрящам. Отримані гістотопограми фарбували гематоксиліном і еозином за загальноприйнятою методикою (Горальський Л.П., Хомич В.Т., Кононський О.І., 2005). Морфометричне дослідження гістопрепаратів проводили за допомогою мікроскопа стереоскопічного (МБС-10) (окуляр 8, об'єктив 2, 4, 7) і світлового мікроскопа “Біолам-ЛОМО” (окуляр 4, об'єктив 10х0,30) з бінокулярною насадкою АУ-12У42. Кількісний аналіз структурних компонентів проводили методом “крапкового підрахунку” з використанням окулярних тестових систем (вставок). ВП тканинних структур (КТ, ХТ, ОКМ, ЧКМ і ЖКМ) рахували за формулою

V_vі =

де Vvi - відносна площа структури в об'ємі органа %; Рі - кількість крапок, які потрапили на структуру, шт.; Рt - загальна кількість крапок тестової системи, що потрапили на гістопрепарат, шт. Статистичну обробку одержаних цифрових даних, у разі визначення коефіцієнта варіабельності (V), і аналіз достовірності (р) різниць показників проводили за допомогою комп'ютерної програми «Statistica-6». Фотографування здійснювали за допомогою цифрової фотокамери «Olimpus M600» та МБИ-6.

Результати досліджень та їх аналіз

Морфофункціональні особливості кісткової системи, окремих кісткових органів та деякі показники морфологічного і біохімічного складу крові у собак неонатального і молочного періодів

Добові цуценята. Проведені дослідження свідчать, що для добових цуценят, як і інших незрілонароджуючих тварин, характерна найменша МТ і АМ КС, а також окремих КО, та досить висока (більше 20,0 %) ВМ КС (табл. 1). КО скелета кінцівок добових цуценят більше сформовані, ніж осьового. Проте остеогенез КО грудних і тазових кінцівок проявляється майже однаковою мірою. У скелеті кінцівок добових цуценят найбільше розвинені КО стилоподію, що мають максимальну АМ і лінійні проміри. При цьому остеометричні показники характеризуються максимальною варіабельністю. В осьовому скелеті цуценят найбільшу АМ має груднина, тоді як у хребців вона розподіляється прямо пропорційно навантаженню і зменшується від шийного відділу хребетного стовпа до хвостового, а довжина їх тіл, навпаки, зростає каудально.

Таблиця 1. Динаміка МТ, АМ та ВМ КС собак неонатального та молочного періодів, M±m

Примітки: *- р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 (порівняно із попередньою віковою групою)

При дослідженні КО добових цуценят ми не виявили істотної різниці в щільності груднини і ребер, тоді як у хребців вона дещо вища і знижується в каудальному напрямі, що, можливо, залежить від неоднакового біофізичного навантаження на окремі ділянки хребетного стовпа. У трубчастих КО кінцівок добових цуценят щільність порівняно вища, ніж осьового скелета. Проте істотної різниці між щільністю КО проксимальної і дистальної ланок кінцівок не виявляється. У добових цуценят собак щільність КО коливається в межах 1,01-1,12 г/см³.

Аналіз рентгенограм свідчить про низьку рентгенощільність КО добових цуценят і наявність значної кількості ХТ (рис. 1). Припустимо, що це зумовлено біологічними особливостями незрілонароджуючих тварин. В ООк переважає дрібновічкова губчаста КТ, а компактна - виявляється лише в ребрах і середній третині діафізів трубчастих КО кінцівок, досягаючи максимальної товщини в плечовій і стегновій (1,10 мм). Субхондральні кістки (СХК) суглобових хрящів на рентгенограмах не виділяються. ВП ООк груднини перевищує 50,0 %, хребців - коливається в межах 38,00-58,00 %, КО кінцівок - 50,0-61,0 %, ребер - максимальна - близько 74,0 % (табл. 2, 3, 4). На рентгенограмах КО добових цуценят компактна КТ не виявляється, за винятком ребер і кінцівок, де вона знаходиться в стані формування, утворюючись ендесмально. В КО добових собак, як типових представників незрілонароджуючих видів тварин, що містять значну кількість пренатальних структур, процеси остеогенезу відбуваються досить інтенсивно.

а ) б ) в ) г)

Рис. 1. Рентгенограми стегнових кісток цуценят (а - 1, б - 10, в - 20, г - 40 діб): 1 - ООк діафіза; 2 - ООк проксимального епіфіза; 3 - компактна КТ; 4 - губчаста КТ; 5 - діаметафізарна СХК; 6 - ООк дістального епіфіза.

Таблиця 2. Динаміка ВП ООк груднини та ребер собак неонатального та молочного періодів, M±m, %

Примітки: *- р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 (порівняно із попередньою віковою групою)

Гістологічні дослідження свідчать, що вічка первинної губчастої КТ, яка розміщується в зонах росту КО, сформовані тонкими звивистими хрящовими трабекулами, вкритими смужками незрілої КТ (остеоїдом) та містять елементи ОКМ, що розташовані моношаром на їх поверхні. У вічках вторинної губчастої КТ, утвореними тонкими, вузькими і тісно розташованими кістковими трабекулами із значним вмістом мінералізованого хрящового компонента, міститься ЧКМ, клітинні елементи якого розташовуються розрізнено, кровотворні острівці не виявляються, як і жирові клітини. У КО добових цуценят переважає ХТ, яка становить понад 30,0 %. ВП ОКМ також значно вища, особливо в КО грудної і тазової кінцівок (до 19,0 %), що, можливо, зумовлено більш інтенсивним остеогенезом. Проте ВП КТ- дещо нижча (14,68-19,71 %).

Найбільша кількість ЧКМ локалізується в КО осьового скелета ( 30,0-33,0%), тоді як його вміст у новонароджених зрілонароджуючих тварин припадає, головним чином, на КО кінцівок (Гаврилін П.М., 1998). ЧКМ у КО добових цуценят міститься в комірках вторинної губчастої кісткової тканини (рис. 2).

Результати проведених досліджень свідчать, що КО добових цуценят, виконуючи функцію біомеханічного навантаження, універсального кровотворення та імунного захисту, мають певні морфофункціональні особливості. Вони поєднують у собі паренхіматозні (кровотворні) структури, представлені кістковим мозком, у вигляді ОКМ (кісткоутворювального) і ЧКМ (кровотворного), локалізація і структура кожного з яких визначається морфофункціональними особливостями стромальних компонентів кровотворного мікрооточення - КТ та ХТ (табл. 5). Характерною відмінністю добових цуценят від типових представників зрілонароджуючих тварин (телят, поросят, лошат) є відсутність серед елементів ЧКМ у КО осьового скелета і кінцівок жирових клітин.

Таблиця 3. Динаміка ВП ООк хребців собак неонатального та молочного періодів, M±m, %

Примітки: *- р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 (порівняно із попередньою віковою групою)

Таблиця 4. Динаміка ВП ООк КО скелета кінцівок собак неонатального та молочного періодів, M±m, %

Примітки: *- р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 (порівняно із попередньою віковою групою)

А Б

Рис.2. Гістотопограма середньої третини діафіза стегнової кістки (А) і третього сегмента груднини (Б) добового цуценяти собаки. Гематоксилін і еозин. МБІ-6, 8х15: 1 - ЧКМ; 2 - кісткова балка.

Слід зазначити особливу динамічність морфологічного (табл. 6) і біохімічного (табл. 7) складу крові добових тварин та характерні вікові особливості, які зумовлені видовою належністю та функціональним станом органів гемоімунопоезу. Аналіз морфологічного складу крові свідчить, що вміст гемоглобіну в добових цуценят коливається в межах 140,00-143,00 г/л, що не узгоджується з даними А.М. Єрмакова (2008 р.), згідно з якими кількість його становить 95,6±5,09 г/л. Навпаки, наші дослідження знаходять підтвердження в працях F.L. Earl, B.A. Melvegar і R.L. Wilson (1973 р.), у яких доводиться, що вміст гемоглобіну в крові новонароджених цуценят становить 140-170 г/л. Дослідження кількості еритроцитів і гематокритної величини також свідчать про суперечливість існуючих даних. На наш погляд, протиріччя пов'язані з особливими гніздовими умовами існування тварин, які передбачають певні закономірності вживання і засвоєння молозива добовими цуценятами, що приводить до збільшення загального об'єму крові і викликає зниження вмісту гемоглобіну, кількості еритроцитів і показника гематокриту, а також підвищення об'єму плазми. Вміст загального білка в сироватці крові добових цуценят (38,00-40,00 г/л) значно нижчий, ніж у продуктивних тварин (телят, поросят, лошат), проте дещо вищий, ніж у новонароджених кошенят, що підтверджується відповідними дослідженнями Л.Г. Ширинової, В.А. Алікаєва (1970), E.A. Chandler (1994), В.Ю.Чумаченка, М.В. Утеченка та В.П. Надточія (1995).

Вміст кальцію і фосфору в сироватці крові добових тварин, особливо після прийому молозива, досить значний. Це підтверджується проведеними дослідженнями сироватки крові добових цуценят собак, вміст загального кальцію в якій становить 3,08±0,05 ммоль/л, а неорганічного фосфору - 3,31±0,50 ммоль/л, що істотно не відрізняється від дослідження сироватки крові телят і поросят (Чумаченко В.Ю., 1995, Лебедев С.Б., 2007).

Таблиця 5. Динаміка ВП тканинних компонентів груднини собак неонатального та молочного періодів, M±m, %

Примітки: *- р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 (порівняно із попередньою віковою групою)

Таблиця 6. Динаміка деяких морфологічних показників крові собак неонатального та молочного періодів, M±m

Примітки: *- р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 (порівняно із попередньою віковою групою)

Таблиця 7. Динаміка деяких біохімічних показників сироватки крові собак неонатального та молочного періодів, M±m

Примітки: *- р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 (порівняно із попередньою віковою групою)

Взаємозв'язок пренатального становлення КС з організменим статусом і гематологічними показниками відображено в проведених нами дослідженнях коефіцієнта кореляції (r). Аналіз динаміки коефіцієнта кореляції доводить, що між МТ і АМ КС добових цуценят характерний тісний прямий кореляційний взаємозв'язок (r=0,86), а між МТ і АМ груднини - помірний і прямий (r=0,66), тоді як між МТ і АМ стегнової кістки - слабкий зворотний (r=-0,23). Між ВП ЧКМ, КТ і ХТ, вмістом гемоглобіну та кількістю еритроцитів у добових цуценят проявляються різні за рівнем і спрямованістю взаємозв'язки. При цьому найбільш тісний прямий зв'язок спостерігається в груднині між ВП ЧКМ і вмістом гемоглобіну (r=0,55), а зворотний - між ВП ЧКМ і КТ (r=-0,71), тоді як взаємозв'язок між ВП ЧКМ стегнової кістки і кількістю гемоглобіну в крові добових цуценят зникає (r=0,04).

5-, 10-, 20-добові цуценята. З віком у собак відбувається інтенсивний остеогенез, що забезпечує зростання і трансформацію структурних компонентів КО, особливо КМ і КТ. У цуценят 5-добового віку збільшується МТ у 1,89 раза, пропорційно (в 1,85 раза) зростає і АМ КС, що супроводжується значним збільшенням АМ КО, найбільш вираженим у скелеті кінцівок і груднині (більш ніж у 2 рази). Відповідно зростають лінійні параметри КО, а також їх щільність.

Рентгенографічні дослідження КО цуценят 5-добового віку свідчать, що остеогенез КО у цей період перебігає, головним чином, шляхом збільшення ВП вже сформованих ООк (діафізарних), на тлі низької рентгенощільності і контрастності. Компактна і трабекули губчастої КТ стають товстішими, а кістковомозкові вічки, особливо в КО кінцівок - більшими. На рентгенограмах хребців виявляються ООк дужки і тіла, а трабекули набувають радіальної спрямованості до хрящових епіфізів. Голівки і горбики ребер та епіфізи КО кінцівок утворені ХТ, яка також міститься у значній кількості між сегментами груднини. Характерно, що ВП ООк у більшості КО 5-добових цуценят вже перевищує 50,00 %, за винятком хвостових хребців. У 5-добових цуценят максимальна трансформація пренатальних структур відбувається в скелеті кінцівок, особливо в КО стилоподію, що призводить до синхронного зниження ВП ХТ і ОКМ. З розвитком міотактичних рефлексів у цуценят зростає динамічне навантаження на КО, пов'язане з натягненням прикріплених м'язів, особливо в стилоподії грудних кінцівок, що підтверджується вірогідним (p<0,001) збільшенням як ВП КТ, так і товщини компактної КТ. У стегновій кістці значно збільшується ВП ЧКМ, який міститься в кістково мозковій ділянці діафіза, а також у вічках вторинної губчастої КТ. Вміст ОКМ зменшується як у стегновій, так і в плечовій кістках. Отже, у віці 5 діб у собак відбувається адаптивна трансформація тканинних компонентів органів універсального гемопоезу, особливо КО скелета кінцівок, що підтверджується рентгенографічними, остеометричними та гістологічними дослідженнями.

Характерне зниження морфологічних показників крові зумовлюється зростанням об'єму її рідкої частини у 5-добових цуценят, а збільшення кількості загального білка пов'язане з підвищенням мінерального обміну, що визначається як вікова особливість неонатальних тварин у зріло- і незрілонароджуючих видів (Карпуть И.М., 1990, Комкова Е.А., 2009).

Аналіз динаміки корелятивних взаємозв'язків свідчить, що вони тісні і позитивні між МТ і АМ КС (r=0,96), МТ та АМ груднини (r=0,76) і стегнової кістки (r=0,97), ВП ЧКМ груднини і вмістом гемоглобіну крові (r=0,74), ВП ЧКМ груднини і кількістю еритроцитів (r=0,74), ВП ЧКМ стегнової кістки та кількістю еритроцитів (r=0,73), а також помірні між ВП ЧКМ груднини (r=0,35) і стегнової кістки (r=0,60) з ВП ХТ.

У цуценят 10-добового віку відбувається значне збільшення довжини, ширини та радіуса кривини ребер, пов'язане із зростанням морфометричних параметрів внутрішніх органів. У більшості КО знижуються темпи приросту їх АМ і, як наслідок, лінійних промірів. Проте необхідно відмітити, що їх морфометричні параметри в даний віковий період зростають синхронно з МТ, проявляючись в прямому функціональному взаємозв'язку між МТ і АМ КС, а також АМ груднини і стегнової кістки та відображаються коефіцієнтом кореляції (r =0,98 і r =0,99). В КО осьового скелета відбувається подальше збільшення ВП наявних ООк, особливо груднини, у якій губчаста КТ інтенсивно трансформується з утворенням потовщених кісткових трабекул, набуттям ними впорядкованого розташування та напрямку і, відповідно, зменшенням товщини шару ХТ між сегментами. Аналіз рентгенограм 10-добових цуценят свідчить про значні зміни в остеогенезі КО стилоподію, у яких вперше виявляються вторинні ООк, що мають дрібновічкову однорідну структуру губчастої КТ і розташовуються в проксимальному та дистальному епіфізах плечової кістки, в голівці стегнової.

КО зейгоподію кінцівок не беруть значної участі в руховій функції 10-добових цуценят і процеси адаптивної трансформації в них дещо менш інтенсивні. Рентгенографічно виявляється відсутність вторинних ООк на тлі помірного збільшення ОП первинних (діафізарних). Губчаста КТ їх містить дрібні вічка з чітким рисунком трабекул. Товщина компактної КТ зростає, досягаючи в середній частині діафіза кісток зейгоподію 1,0 мм і набуваючи більш чіткої структури.

Отже, про подальше диференціювання КС 10-добових цуценят свідчить збільшення розмірів ООк і кістковомозкової ділянки діафіза більшості КО осьового скелета і кінцівок, потовщення компактної КТ і утворення епіфізарних ООк у кістках стилоподію, особливо грудної кінцівки, яка дещо випереджає в розвитку тазову, що підтверджується даними рентгенографії і є нетиповим для інших видів тварин. КО 10-добових цуценят утворені ретикулофіброзною КТ. У зонах росту КО вона дрібновічкова губчаста з трабекулами різної товщини і спрямованості, з наявністю залишків ХТ, біля центру кістковомозкової ділянки вона стає середньовічковою, тоді як у епіфізах КО кінцівок вона утворена звивистими хрящовими балками, вкритими дуже тонкими смужками остеоїду. Компактна КТ локалізується вздовж периоста, має переважно ендесмальне походження і характерну сітчасту будову. У КО переважає ЧКМ і ХТ, що свідчить про інтенсивні процеси гемопоезу і хондрогенезу. В КО осьового скелета більш виражена трансформація тканинних компонентів відбувається в груднині порівняно із хребцями та ребрами, що узгоджується з роботами інших авторів. Максимальні ж зміни спостерігаються в КО кінцівок, в яких з появою додаткових ООк у КО стилоподію істотно зростає не лише ВП КТ, але і ОКМ. У діафізі плечової та великогомілкової кісток вперше виявляються окремі жирові клітини. Наразі відбувається подальше зниження гематологічних та біохімічних показників крові. Корелятивні взаємозв'язки між ВП ЧКМ, ХТ, кількістю гемоглобіну та еритроцитів набувають зворотного характеру, а між ВП ЧКМ і КТ - вони позитивні і за силою коливаються від слабких до тісних.

Для собак 20-добового віку типовим є значне вірогідне (р<0,001) збільшення МТ (у 2,67 раза) і АМ КС (у 2,58 раза), що супроводжується синхронним зростанням АМ КО та зниженням ВМ КС порівняно із попереднім віком. На тлі загального значного розвитку КС відносний приріст морфометричних параметрів КО осьового скелета і скелета кінцівок у цуценят даної вікової групи максимальний. Вірогідно (р<0,05) зростає щільність КО, особливо осьового скелета, про що свідчать також рентгенологічні дослідження. Найбільше за весь новонароджений і молочний періоди розвитку тварин збільшення ВП в КО вже сформованих ООк у 20-добових цуценят відбувається одночасно з появою вторинних ООк в епіфізах тіл хребців шийного, грудного і поперекового відділів, а також КО стило- і зейгоподію. Мінімальне збільшення ВП ООк ребер супроводжується деяким підвищенням рентгенощільності компактної та зміною будови губчастої КТ. Активне включення КО кінцівок у реалізацію біомеханічної функції КС цуценят сприяє значному розвитку компактної КТ, а також трансформації ОКМ і ХТ у ЧКМ і КТ (рис. 3). Склад периферичної крові цуценят даної вікової групи зазнає значних змін. Виявляється максимальне зменшення кількості еритроцитів і лейкоцитів, вмісту гемоглобіну і загального білка, а також найнижчий рівень показника гематокриту.

А Б

Рис.3. Гістотопограма фронтального зрізу середньої третини діафіза стегнової кістки (А) і третього сегмента груднини (Б) собаки (20 діб). Гематоксилін і еозин. МБІ-6, 8х15: 1 - ЧКМ; 2 - кісткова балка; 3 -адипоцит.

Для 20-добових цуценят, як і 10-добових, характерним є прямий тісний взаємозв'язок між МТ і АМ КС (r=0,99), і зворотний слабкий - між тканинними компонентами і гематологічними показниками.

Отже, у собак за 20 діб життя відбувається зростання АМ КС та зниження ВМ КС. В окремих КО осьового скелета (хребцях) утворюються епіфізарні ООк голівок і ямок. Проте, голівки та горбики ребер утворені тільки ХТ. В КО кінцівок також виявляються епіфізарні ООк. Серед тканинних компонентів КО збільшується ВП ЧКМ та КТ, зменшується - ОКМ і ХТ. В КО кінцівок виявляються поодинокі жирові клітини. На кінець неонатального періоду розвитку собак у крові зменшується вміст гемоглобіну та формених елементів.

30- і 40-добові цуценята. У 30-добових цуценят відбувається деяке зниження темпів зростання МТ і АМ КС на тлі подальшого зменшення ВМ КС. При цьому також знижується відносний приріст як АМ КО, так і їхніх морфометричних параметрів, істотно зростає варіабельність. Змінюється міра насичення КТ мінеральними компонентами, що проявляється значним збільшенням щільності КО осьового скелета, проте сумарна питома маса КО кінцівок зростає менш інтенсивно, в основному, за рахунок формування компактної КТ. У цей період в органах кровотворення відбувається деяке уповільнення адаптивних перетворень тканинних структур, що знаходить підтвердження в результатах рентгенографічних досліджень. Аналіз рентгенограм КО осьового скелета і скелета кінцівок свідчить про появу нових ООк в епіфізах голівки і ямки хвостових хребців, променевій і малогомілковій кістках. Помірне збільшення ВП ООк досягається, головним чином, за рахунок розширення кістковомозкової ділянки діафізарного ООк з підвищенням рентгенощільності губчастої КТ, яка набуває вираженої дрібновічкової і середньовічкової структури. В груднині зростає ВП ООк сегментів і, відповідно, знижується кількість ХТ, кісткові трабекули набувають переважно радіального напрямку.

Отже, в КО 30-добових цуценят переважає дрібно- і середньовічкова губчаста КТ та компактна КТ шаруватої будови. ВП ООк більшості досліджених органів перевищує 65,0 %, за винятком хвостових хребців, малогомілкової та ліктьової кісток, міра осификації яких мінімальна у добових тварин, проте упродовж неонатального періоду їх остеогенез відбувається більш швидкими темпами. На гістотопограмах КО осьового скелета виявляється помірна трансформація ОКМ у ЧКМ, ХТ у КТ. В КО осьового скелета ЧКМ займає практично всю площу кістковомозкових вічок, за винятком тих, які межують із компактною КТ. Вперше в тілі сьомого грудного хребця з'являються поодинокі жирові клітини, які у зрілонароджуючих тварин виявляються ще в перші дні життя (Гаврилін П.М., 1997).

На відміну від осьового скелета, в КО кінцівок 30-добових цуценят відбувається зміна співвідношення тканинних компонентів порівняно з добовими. Отже, у 30-добових цуценят у скелеті кінцівок переважають такі компоненти, як ЧКМ і КТ, ВП яких становить 30,0 % і 26,0 %. Морфогенез органів універсального гемоімунопоезу відображається на кількісному та якісному складі крові. Вірогідно (р<0,001) збільшується вміст гемоглобіну, кількість еритроцитів і лейкоцитів (р<0,05), незначно - показник гематокриту. Характерно, що біохімічні показники сироватки крові продовжують знижуватися, досягаючи в 30-добових цуценят свого мінімального значення.

До кінця молочного періоду (у 40-добових цуценят) інтенсивність зростання МТ (на 15,52 %) і АМ КС (на 13,14 %) сповільнюється, а ВМ КС досягає мінімуму (до 18,00 %). Асинхронно збільшуються морфометричні параметри КО одночасно із індивідуальною варіабельністю, що найбільш притаманно для КО скелета кінцівок, на тлі максимального зростання щільності порівняно із такою осьового скелета. Становлення гемопоетичної функції КС супроводжується в 40-добових цуценят подальшим розвитком вже сформованих діафізарних і, особливо, епіфізарних ООк. Вперше з'являються ООк у дистальному епіфізі ліктьової кістки. Сегменти груднини утворені, головним чином, дрібновічковою губчастою КТ, а кількість ХТ у прошарках між сегментами значно зменшується. Незважаючи на інтенсивний остеогенез, у 40-добових цуценят собак відсутні апофізарні ООк у кістках кінцівок, а також ООк голівки та горбка ребра. Проте у 40-добових цуценят ВП ООк більшості досліджених кісток осьового скелета досягає 65,0-78,0 %, за винятком хвостових хребців, а в КО кінцівок - 66,0-76,0 %.

Гістологічні дослідження КО свідчать, що найбільш інформативним об'єктом для оцінки морфофункціонального стану КС від народження до досягнення цуценятами 40-добового віку є груднина, за співвідношенням тканинних елементів якої можна робити висновки як про інтенсивність пренатального остеогенезу, так і про проявлення адаптивних процесів.

Отже, до 40-добового віку в КО цуценят собак основним структурним компонентом є ЧКМ і КТ. Проте в КО осьового скелета, особливо в груднині, виявляється значний (до 30,00 %) вміст ХТ як необхідного компонента гемопоетичного мікрооточення ЧКМ для виконання останнім кровотворної функції. ВП ОКМ максимально зменшується в КО стилоподію з одночасною трансформацією ЧКМ у ЖКМ, ВП якого зростає на 0,8-1,0 %. Для морфологічного складу крові 40-добових цуценят собак характерним є подальше зростання вмісту гемоглобіну і кількості формених елементів, що збігається із розвитком гемопоетичної функції КС, а також - значне зростання вмісту загального кальцію і неорганічного фосфору, що сприяє становленню мінерального обміну та гомеостазу в організмі цуценят. Корелятивні взаємозв'язки між показниками КО 40-добових цуценят значно слабшають, що узгоджується із твердженням І.І. Шмальгаузена (1939) про деяке зниження кореляції з інтенсивністю якісних і кількісних перетворень в організмі тварин у постнатальному періоді онтогенезу. Проте наші дослідження свідчать, що між АМ КС і МТ зберігається тісний прямий взаємозв'язок, тоді як між тканинними компонентами і гематологічними показниками - слабкий від прямого до зворотнього.

Отже, за 40 діб життя собак АМ КС збільшується у 11,32 раза, МТ - у 12,84 раза на тлі зниження ВМ КС на 2,38 %. В КО набувають розвитку первинні і вторинні ООк, проте в окремих КО кінцівок (ліктьова та малогомілкова), та осьового скелета (ребра) епіфізарні ООк на рентгенограмах не виявляються. Відсутні також і апофізарні ООк. Наприкінці молочного періоду основними складовими КО є ЧКМ та КТ, а значний вміст ОКМ і ХТ свідчить про подовження процесів остеогенезу, особливо в КО зейгоподія цуценят. Наразі, поодинокі адипоцити та їх угрупування виявляються в більшості КО, окрім 7-го ребра.

Висновки

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у визначенні морфофункціональних особливостей кісткової системи та окремих кісткових органів у цуценят неонатального та молочного періодів.

1. Проведені комплексні дослідження кісткової системи собак, як типових представників незрілонароджуючих видів тварин, свідчать, що загальнобіологічною закономірністю її морфогенезу є особливості структури і співвідношення тканинних компонентів кісткових органів на тлі адаптивної вікової трансформації, зумовлюючи певний склад крові.

2. Кісткові органи собак неонатального і молочного періодів побудовані з грубоволокнистої кісткової тканини, містять остеобластичний і червоний кістковий мозок та значну кількість хрящової тканини, що знаходиться в стані як створення, так і руйнації, сприяючи інтенсивному остеогенезу.

3. У добових цуценят відносна маса кісткової системи найбільша (20,11±0,25 %) на тлі найменших морфометричних параметрів і щільності кісткових органів в осьовому скелеті (1,01-1,05 г/см³) і в скелеті кінцівок (1,08-1,12 г/см³). Найбільш інтенсивний відносний добовий приріст маси тіла і абсолютної маси кісткової системи відбувається у тварин до 5-добового віку і досягає 13,62 % і 13,11 %. До 40-добового віку синхронне зростання маси тіла (у 12,84 раза) сприяє збільшенню абсолютної маси кісткової системи (у 11,32 раза) при одночасному зменшенні її відносної маси (на 2,38 %).

4. Кісткові органи осьового скелета і скелета кінцівок добових цуценят містять лише утворені дрібнопористою губчастою кістковою тканиною первинні (діафізарні) осередки окостеніння, площа яких сягає 38,34 %-74,34 %, що залежить від положення органа в кістковій системі.

5. З віком собак, особливо з 10 до 20 діб, відбувається збільшення відносної площі первинних осередків окостеніння в кісткових органах осьового скелета і скелета кінцівок. Утворення осередків окостеніння епіфізів хребців (за винятком хвостових), спостерігається у 20-добових цуценят, тоді як стілоподію - в 10-, а зейгоподію -20. Осередки окостеніння голівки і горбика ребер, проксимального епіфіза ліктьової і малогомілкової кісток, а також додаткові (апофізарні) осередки окостеніння відсутні навіть у 40-добових тварин.

6. Відносна площа червоного кісткового мозку в кісткових органах добових цуценят коливається від 22,73 % до 32,23%, а з їх віком асинхронно збільшується в кісткових органах осьового скелета цуценят на 3,74-6,99 %, в скелеті кінцівок - на 6,68-9,63 %, досягаючи в сегментах груднини 38,26%, що свідчить про можливість використання останньої, як тестового показника морфогенезу кісткової системи у тварин новонародженого і молочного періодів.

7. Кісткові органи добових цуценят містять 30,91-35,61 % хрящової і 14,68-19,71 % кісткової тканини, і остеобластичного кісткового мозку - 9,35-19,00 %. З віком тварин відносна площа кісткової тканини зростає, тоді як хрящової - зменшується, як і остеобластичного кісткового мозку. Серед червоного кісткового мозку кісткових органів адипоцити з'являються у віці 10-40 діб (за винятком сьомого ребра), досягаючи на кінець молочного періоду лише 0,69%-1,16%.

8. Вміст гемоглобіну в крові добових цуценят досягає 142,80±4,72 г/л, еритроцитів - 4,92±0,18 Т/л, лейкоцитів - 10,76±0,81 Г/л, показник гематокриту досягає 46,18±1,28 %, а у її сироватці міститься 39,98±0,70 г/л загального білка, 3,08±0,05 ммоль/л загального кальцію і 3,31±0,50 ммоль/л неорганічного фосфору. Морфологічні показники крові знижуються до 20- і знову зростають з 30-добового віку цуценят, що зумовлюється становленням гемоімунопоетичної функції кісткової системи. Біохімічні показники сироватки крові поступово знижуються до 30-добового віку, а після - знову зростають.

9. Корелятивні взаємозв'язки, особливо між масою тіла і абсолютною масою кісткової системи, масою окремих кісткових органів у собак від народження до 40-добового віку прямі тісні, тоді як помірні, значні або тісні позитивні взаємозв'язки існують між тканинними компонентами кісткових органів 1-, 5-,10-, і 20-добових цуценят собак, які до 40 діб перетворюються на помірні або тісні, але зворотні.

Пропозиції виробництву

1. Використовувати основні результати дослідження про закладку і розвиток осередків окостеніння окремих кісткових органів, а також структуру, їх тканинних компонентів разом із динамікою морфологічних і біохімічних показників складу крові як тестові показники для контролю статусу організму цуценят собак.