Морфогистологическая характеристика развития эмбриона лошади в зародышевый период тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.13, кандидат биологических наук Ошуркова, Юлия Леонидовна

• Ошуркова, Юлия Леонидовна
• кандидат биологических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Ошуркова, Юлия Леонидовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА.

1.1. Эмбриональное развитие-х. животных и человека в зародышевый период.

1.1.1. Дробление и образование бластоцисты.

1.1.2. .Гаструляция.

1.1.3. Нейруляция.

1.1.4. Развитие сердечно-сосудистой системы.

1.1.5. Развитие мочеполовой системы.

1.1.6. Формирование внезародышевых органов.

1.2. Изученность раннего эмбриогенеза лошади.

1.3. Критические периоды эмбрионального развития.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Морфологическая характеристика бластоцист лошади на

8-16-е сутки развития.

3.2. Морфологистологическая характеристика зародыша лошади на 16-21-е сутки развития.

3.3. Морфологистологическая характеристика зародыша лошади на 22-36-е сутки развития.

3.4. Развитие плодных оболочек эмбриона лошади в зародышевый период.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Морфогистологическая характеристика развития эмбриона лошади в зародышевый период»

К настоящему времени достигнуты значительные успехи в молекулярной биологии, генной инженерии, биотехнологии. Рутинным становится способ искусственного оплодотворения и культивирования эмбрионов in vitro. Освоены методы получения эмбриональных стволовых клеток и трансгенных животных. Активно развивается тканевая инженерия.

Все эти направления современной биологической науки тесно связаны с процессом эмбриогенеза млекопитающих, видовые особенности которого существенным образом влияют на методологию проведения биотехнологических исследований. В этой связи восполнение пробелов в фундаментальных знаниях об эмбриогенезе и изучение предмета на более высоком технологическом уровне могло бы внести новое осмысление в ранее сделанные открытия и подготовить почву для новых идей и способов их реализации.

Актуальность исследований. Период раннего эмбрионального развития животных и человека привлекает внимание многих ученых [7, 8, 13, 33]. Особый интерес вызывают факторы, регулирующие развитие зародыша, и возможность использования полученных знаний в биологии и медицине.

Эмбрион млекопитающего преимплантационного периода развития является ценным объектом для изучения процессов цитодифференцировки, становления и развития структурных компонентов и их взаимодействия в клетках эмбриона.

В последние годы проводятся интенсивные исследования в области биотехнологии и генной инженерии. Большой интерес для исследователей представляют эмбриональные стволовые клетки или ЭСК (популяция ранних недифференцированных родоначальников "взрослых" клеток). ЭСК, выделенные из эмбрионов начальных стадий развития, способны дифференцироваться в любой вид ткани зародыша и дать начало целому организму. Наиболее перспективными в этом отношении считаются эмбриональные терминальные клетки, выделенные из гонад эмбриона. С помощью этих клеток в дальнейшем можно будет получать чистые клеточные линии любого типа для использования их в замещающей терапии [39].

Не менее интересным направлением в науке является изучение запрограммированной клеточной гибели (апоптоза) в живом организме. И здесь эмбриональное развитие представляется наиболее удобной моделью для исследователей, поскольку апоптоз играет важную роль в эмбриогенезе, морфогенезе, дифференцировке, поддержании клеточного и тканевого гомеостаза [43].

В связи с этим особую важность приобретают знания в области нормального протекания эмбриогенеза, отправные точки и пусковые механизмы основных этапов развития изучаемого вида животного.

Обоснование выбранного направления исследований. Лошадь как объект для изучения ранней беременности использовалась еще в конце XIX века. Видоспецифической особенностью физиологии жеребости является то, что зародыш после выхода в матку длительное время слабо соединен с эндометрием и может быть извлечен нехирургическим методом (с 6-7-го по 36-40-й день жеребости) [22, 29, 73, 102]. Благодаря этой биологической особенности протекания зародышевого периода, у лошадей существует возможность детального изучения раннего эмбриогенеза, что невозможно у других видов без нанесения ущерба здоровью особи. Этот факт придает ценность лошади как экспериментальному животному для изучения протекания ранней беременности.

У кобыл период ранней беременности - это время значительных эмбриональных, следовательно, и экономических потерь [52, 63, 68, 75, 86, 87, 90, 93, 96].

Главная причина высокой эмбриональной смертности заключается в том, что зародышевый и предплодный периоды включают наибольшее количество критических периодов развития эмбриона, т.е. периодов повышенной чувствительности зародышей и их частей к внешним воздействиям [34, 36, 40, 41,46, 47,48].

В настоящее время наиболее достоверным и информативным методом контроля за развитием жеребости является ультразвуковая диагностика, которая позволяет на ранних сроках констатировать жеребость, а также вовремя обнаружить эмбриональные потери или отклонения в развитии плода [22, 96]. Однако отсутствие фундаментальных знаний о процессе формирования эмбриона в зародышевый период оставляет непонятными глубокие морфогенетические причины гибели эмбриона или аномалий в его развитии.

Современные возможности, в частности, метод нехирургического извлечения ранних эмбрионов лошади позволяет целенаправленно, планомерно и без существенных материальных затрат в деталях изучить процессы раннего эмбриогенеза лошади. Полученные с помощью этого способа сведения могли бы дать ключ к пониманию видовых особенностей доимплантационного этапа эмбриогенеза лошади и стать основой для более смелых экспериментов. Поэтому знания о нормальном эмбриогенезе лошади будут крайне полезны для теории и практики воспроизводства лошадей, и необходимы для экспериментальной биологии.

Цель и задачи исследований. С целью углубления фундаментальных знаний о раннем эмбриональном развитии и видовых особенностях протекания зародышевого периода у лошадей, было предусмотрено решить следующие задачи:

1. Провести морфогистологические исследования эмбрионов лошади с 8 по 36 день пренатального развития и охарактеризовать основные стадии морфогенеза.

2. Установить сроки закладки ключевых эмбриональных структур и наступления основных критических периодов в раннем эмбриогенезе лошади по аналогии с другими видами животных.

3. Составить таблицу нормального развития эмбриона лошади в зародышевый период.

4. Провести сравнительный анализ раннего эмбрионального развития лошадей, других с.-х. животных и человека.

Научная новизна работы. Впервые представлена полная морфологическая характеристика и составлена таблица стадий нормального развития эмбриона лошади в динамике с 8-го по 36-й день пренатального периода жизни на основе гистологического анализа эмбрионального материала. Выявлены видовые особенности эмбриогенеза у лошадей в зародышевый период в сравнении с другими видами с.-х. животных в свете теории критических периодов развития.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты работы позволяют расширить фундаментальные знания о раннем эмбриогенезе лошадей и использовать в будущем полученную информацию для научных экспериментов биотехнологического характера. Определены сроки основных критических периодов в развитии эмбриона лошади на раннем этапе эмбриогенеза, представляющие важность для практического коневодства.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Ученом совете ВНИИКоневодства в 2001 и 2002 годах. Основные положения диссертации также были доложены на научной конференции "Молодые ученые - животноводству страны" (ВИЖ, 2002), Всероссийском координационном совещании по коневодству (ВНИИК, 2003).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав (обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения), выводов и практических

Заключение диссертации по теме «Физиология», Ошуркова, Юлия Леонидовна

выводы

1. Зародыши лошади можно извлекать из матки нехирургическим путем вплоть до стадий органогенеза, неоднократно и без травмирования материнских тканей, что невозможно у других видов сельскохозяйственных животных.

2. Раннее развитие эмбриона лошади в целом отражает общий характер протекания эмбриогенеза у млекопитающих, но имеет видовые особенности. В зародыше лошади раньше чем у других с.-х. животных происходит денудация (на 6-е сутки), закладка сердца (на 17-е сутки), дифференцировка сомитов и закладка миотомов (22-е сутки), завершение нейруляции (21-22-е сутки);, позже закладываются зачатки глаза (21-е сутки) и гонад (30 сутки).

3. В зародышевый период в развитии эмбриона лошади можно выделить три подпериода и 16 стадий морфогенеза: а) донейруляционный: с 1-х по 16-е сутки (1-8 стадии); б) нейруляционный: с 16-х до 21 дня (9-12 стадии); в) поздний зародышевый: с 22-х суток до имплантации (13-16 стадии).

4. На 20-е сутки развития на хориожелточной оболочке эмбриона лошади впервые обнаружены хориальные выросты, гистологическая структура которых указывает на секреторную функцию этих образований.

5. К 36-му дню развития в зародыше лошади имеются закладки всех органов и систем, в том числе и зачатки гонад - источника терминальных клеток.

6. В раннем эмбриогенезе лошади выявлено 6 критических периодов, связанных с формированием и началом функционирования органов и сменой способов питания зародыша: 5-6-е сутки; 11-16-е сутки; 16-21-е сутки; 21-23-е сутки; 25-26-е сутки; 36-е сутки.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Результаты исследований можно использовать в учебных и справочных пособиях по общей и сравнительной эмбриологии, а также для создания иллюстрированного атласа по нормальному развитию зародыша лошади.

2. Полученные нехирургическим путем 8-10-дневные бластоцисты лошади могут быть использованы для получения эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) и изучения процессов апоптоза.

3. 30-36-дневные зародыши лошади могут служить источником терминальных клеток в опытах по клонированию.

4. Для предупреждения ранней эмбриональной гибели рекомендуется в первые 40 дней жеребости оградить конематок от различного рода негативных воздействий и стресс-факторов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Ошуркова, Юлия Леонидовна, 2004 год

1. Баймухамбетов К. Морфология раннего эмбриогенеза лошадей казахской породы. // Тр. Алма-Атинского зооветин-та. 1972. - т.22. - с. 186-196.

2. Баймухамбетов К. Морфологические изменения эндометриальных чаш слизистой оболочки матки у жеребых кобыл. // Вестник с.-х. науки Казахстана. Алма-Ата, 1978. - N 9. - с.82-83.

3. Богданов П. П. Периодизация внутриутробного роста плода и плаценты у лошадей. // Тр. КиргизНИИ Животноводства и Ветеринарии. — 1962. — вып. 15.-с.

4. Боголюбский С. Н. Эмбриология с.-х. животных. М.: Колос, 1968. 255 с.f, 5. Бодемер Ч. Современная эмбриология. / Пер. с англ. С. Г. Васецкого. Подред. и с предисловием д-ра биол. наук Т. А. Детлаф. М.: Мир, 1971. -446 с.

5. Буйко А. И., Скаткин П. Н. Морфологические особенности яйцеклеток лошади. // Тр. ВНИИК. т.23. - с.3-34. В кн.: Работы по физиологии лошади. М., 1960.

6. Волкова О. В., Деревянко В.Г., Кованова Э. К. Морфологическая и гистохимическая характеристика эмбрионов млекопитающих доимплантационного периода развития. // Архив анат., гистол. и эмбр.,

7. Т 1978. t.LXXV, N10. - с.39-54.

8. Гилберт С. Биология развития. М.: Мир, 1993. - 230 с.

9. Гольдин Л. С. Основы гистологической техники электронной микроскопии. М.: Медгиз, 1963. г 258 с.

10. Данилова Л. В. К вопросу о дифференциации сегментов в затылочной области у зародышей овцы (Ovis aries). // ДАН СССР, 1959. т. 126, N6. -с.1389-1392.

11. Данилова Л. В. Наблюдения над формированием миотомов у зародышей ' овцы (Ovis aries karakul). //ДАН СССР, 1959. т. 127, N2. - с.473-476.

12. Данилова Jl. В. Дифференциация сомитов у зародышей каракульской овцы. // Известия АН СССР, серия биологическая, 1962. N1. - с. 70-83.

13. Детлаф Т. А. Видовые различия в формообразовательных свойствах зародышевого материала и смещение гаструляции относительно стадий дробления. // ДАН СССР, 1956. т. 111, N5. - с. 1149-1152.

14. Досье: быть человеком. // Вокруг света, 2002. N6.-c.16-27.

15. Животков X. И. Особенности молодых кобыл. // Коневодство и конный спорт, 1973.-N4.-c.35.

16. Землянский В. Н., Переславский И. К. Рост и развитие плода лошади. В кн.: Выращивание молодняка с.-х. животных. М., 1957. с.161-176.

17. Иберт Дж. Взаимодействующие системы в развитии. М.: Мир, 1968. 194с.

18. Иванов И. Ф., Ковальский П. А. Гистология с основами эмбриологии домашних животных. М.: Сельхозиздат, 1962. 679 с.

19. Иванов И. Ф., Ковальский П. А. Цитология, гистология, эмбриология. -М.: Колос, 1969.-694 с.

20. Клинский Ю. Д. Эндометральные образования источник гонадотропной активности крови кобыл. // Ветеринария, 1968. - N3. - с.80-83.

21. Кнорре А. Г. Краткий очерк эмбриологии человека. Л.: Медицина, 7 1967.-с. 156.

22. Котельникова Е. В. Особенности раннего эмбриогенеза лошадей: Дисс. . канд. биол. наук ВНИИК, 1998.- 111 с.

23. Конюхов Б. В. К вопросу о критических периодах развития. // Тр. ин-та морфологии животных им. А. Н. Северцева, 1960. вып.31. - с.60-63.

24. Кузнецов С. Л. Атлас по цитологии, гистологии и эмбриологии / С. Л. Кузнецов, Н. Н. Мушкамбаров, В. Л. Горячкина. М.: МИА, 2002. - 374 с.А1 /'

25. Курносов К. М. Морфологические этапы развития плаценты и чувствительные фазы эмбриогенеза овцы. В кн.: Органогенез с.-х. животных. М., 1971.-с.

26. Курносов К. М. Рост и формирование телосложения у эмбрионов лошадей. // Тр. ин-та экспериментальной биологии. АН КазССР, 1973. -т.9. - с.180-189.

27. Курносов К. М. Изменение структуры и типа плаценты лошади (Equus Caballus) в течение беременности. // Зоологический журнал, 1974.- t.LIII, вып.4, апрель. с.599-609.

28. Курятова Е. В. Структурно функциональная характеристика гонад быков в онтогенезе: Тез. док. 4 Конгр. междунар. ассоц. морфологов // Морфология, 1998. - т. 113, N3. - с.67.

29. Лебедев С. Г. Трансплантация эмбрионов лошадей: Дисс. . док. биол. наук. Дубровицы, 1994. - 254 с.

30. Лебедева Л. Ф. Культивирование бластоцист лошади in vitro: Дисс. . канд. биол. наук. ВНИИК, 1990. - 164 с.

31. Мартыненко Н. А. Эмбриональная смертность с.-х. животных. Киев: Урожай, 1971. с.64-76.

32. Матвеев Б. С. Учение об этапности (стадийности) индивидуального Т развития животных. В кн.: Проблемы современной эмбриологии. Л., 1956.-с. 111-122.

33. Объекты биологии развития. М.:"Наука", 1975. 579 с.

34. Петров Г. Е. Критические стадии в развитии зародышей у коров. // Зоотехния, 1997.-N5.-с. 12-13.

35. Поликарпова Е. Ф. Формирование яичников овец породы советский меринос в утробный период. // ДАН СССР, 1956. т. 109, N4. - с. 885-888.

36. Пучков В. Ф. Критические периоды развития, формообразовательные аппараты и эволюционный подход к их изучению с телеономическихV