Развитие и ферментативная активность двенадцатиперстной кишки телят красно-пестрой породы на этапе новорожденности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.02.01, кандидат биологических наук Музыка, Иван Григорьевич

• Музыка, Иван Григорьевич
• кандидат биологических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Музыка, Иван Григорьевич

Сокращения, принятые в диссертации

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Динамика развития стенки и ее слизистой оболочки тонкой кишки в постнатальном онтогенезе

2.2. Ферментативная активность слизистой оболочки тонкой кишки

3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Материал и методы исследования 3 О

3.2. Морфофункциональное развитие стенки и слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки телят на этапе новорожденное™

3.3. Ферментативная активность слизистой оболочки стенки двенадцатиперстной кишки телят на этапе новорожденности

3.3.1. Активность протеаз

3.3.2. Активность карбогидраз

3.3.3. Активность энтеролипазы

3.3.4. Активность щелочной фосфатазы 106 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 109 ВЫВОДЫ 126 ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 127 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИНЯТЫЕ В ДИССЕРТАЦИИ СОКРАЩЕНИЯ

1. АО — акридиновый оранжевый

2. АС - альциановый синий

3.5 — среднее квадратичное отклонение

4. Б] — относительный прирост (напряженность) в процентах по

Броди по отношению к предыдущему возрасту

5. Бг — относительный рост в процентах по Броди к показателю взрослых животных.

6. БК — бокаловидные клетки

7. ВКСА - внутриклеточный сетчатый аппарат

8. ГАГ — гликозаминогликаны

9. Г/б - гиалуронидаза бактериальная

10. Г/т - гиалуронидаза тестикулярная

11. ГК - гиалуроновая кислота

12. ГХИ - гистохимические исследования

13. ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

14. ДНП - дезоксирибонуклеопротеиды

15. ИА - индекс апоптоза

16. КЭ - кишечные эндокриноциты

17. ЛМИ — люминисцентномикроскопические исследования

18. МИ - митотический индекс

19. МВ - межклеточное вещество

20. %о - миллипроцент

21. ±т - среднее арифметическое отклонение

22. МЭ - микроворсинчатый эпителиоцит

23. мкм - микрометр

24. МНС - межмышечное нервное сплетение

25. НК - нуклеиновые кислоты

26. ОК - 15 - окуляр микрометр

27. 1 М - одномолярный раствор

28. ПК - панетовские клетки

29. ПНС - подслизистое нервное сплетение

30. РНК - рибонуклеиновая кислота

31. РНП - рибонуклеиопротеиды

32. г — коэффициент корреляции

33. СГК - средний гистохимический коэффициент

34. СФК - средний флюоресцентный коэффициент

35. ТС — толуидиновый синий

36. ЩФ - щелочная фосфатаза

37. ЦМ - цитометрические исследования

38. ЦЯО - цитоплазменно-ядерное отношение

39. — СООН - карбоксильные группы белков

40. - №12 ~ аминогруппы белков

41. — БН - сульфгидрильные группы белков

42. — 8 - Б - дисульфидные группы белков

43. 8Я - площадь ядра

44. . - площадь клетки

45. ЭМИ - электронномикроскопические исследования

46. ХСФ - хондроитинсульфат

47. КФ 3.2.1.1. - а-амилазная активность

48. КФ 3.2.1.23. - |3-галактозидазная активность

49. КФ 3.2.1.20. - а-глюкозидазная активность

50. КФ 1.1.3. - липазная активность

51. КФ 3.4.4.8. - энтеропептидазная активность

52. КФ 3.4.4. - пептид-пептидгидролаза

53. КФ 3.4.1.1. - лейцинаминопептидазы

54. КФ 3.1.3.1. - щелочная фосфатаза

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие и ферментативная активность двенадцатиперстной кишки телят красно-пестрой породы на этапе новорожденности»

Органы пищеварения являются одним из связывающих звеньев между организмом и . окружающей средой. Функциональных особенностей желудочно-кишечного тракта в течение жизни неразрывно взаимосвязаны-с морфогенезом его структур,, в первую очередь на клеточном и тканевом уровнях: Большой вклад в изучение вопросов, связанных с постнатальным становлением' системы органов пищеварения- сельскохозяйственных животных внесли: П.А. Ильин (1972), JT.B. Давлетова (1974), А.А. Алиев (1973), Л.П. Тельцов (1984 - 2009), ШС. Климов (1983), А.И. Кузнецов (1996), В.И. Максимов (1999), ГШ. Потехин и И.Л. Соловьева, (1999); A.F. Шахов (2003), С.Ю. Зайцев (2004), И.И. Калюжный (2005), А.Ф. Трофимов (2006), Е.О. Крупин с соавт. (2009) и др. Проблемы адаптации органов пищеварения- к физико-химическим свойствам пищи приобретают особую актуальность и; характеризуются все возрастающим интересом со стороны исследователей как биологического, так и медицинского профилей (Санин, Никитюк, 1998; Молдавская,-2004-2009; Wayhs et. al, 2004; Marcal Natali et al., 2005; Быков, Исеева, 2006; Сыч, 2005, 2007). Комплексное и детальное изучение органов пищеварения и в частности слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки, крупного рогатого скота, разных пород на тканевом и клеточном уровнях необходимо для практики, так как гибель телят от заболеваний органов пищеварения высока (Денисов, Чикирин, 2006).

В 1997 году в России получен патент на селекционное достижение № 03 71 по созданию новой красно-степной породы крупного рогатого скота. Зарегистрирована порода официально 16.09.1998 г. 50 % поголовья этой породы находится в Мордовии (Прудов, Бальцанов, 1994; Дудин, Бальцанов, Рыжова, 2010). Исследований по развитию слизистой оболочки стенки и ферментативной активности двенадцатиперстной кишки крупного рогатого скота красно-пестрой породы по этапам" развития не проводилось.

1.2. Цель и задачи исследования. Целью работы, является изучение морфофункционального развития слизистой оболочки и ее ферментативной активности двенадцатиперстной; кишки телят красно-пестрой породы от рождения до 15-суточного возраста.

В соответствии с целью поставлены следующие задачи:

1. Изучить, закономерности- морфофункционального развития, и возрастную - архитектонику слизистой- оболочки двенадцатиперстной кишки телят, красно-пестрой породы на этапе новорожденности.

2. Цито —, . гистологическими,. цитохимическими; электронномикроскопическими, люминесцентномикроскопическими, биометрическими и другими методами; исследования изучить возрастную динамику и локализацию нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, белковых, групп; аминокислот и углеводных компонентов в дифферонах эпителиальной, соединительной; и гладкомышечной тканей . слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки телят. ' .- ,

3'. Определить ферментативную! активность .: содержимого и гомогената слизистой оболочки двенадцатиперстной7 кишки? телят, красно- , пестрой породы от рождения до 15-суточного возраста.

Работа является., самостоятельным разделом комплексной: темы; кафедры морфологии и физиологии- животных; Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева «Морфогенез и закономерности индивидуального- развития? организмов? (в норме и при патологии)» (№ госрегистрации 01200704*777); Тема; 5.18 «Механизмы и. закономерности индивидуального- развития* организмов», рекомендована президиумом РАН (Поиск, № 35/745 от 29 августа 2003 г.), как фундаментальное направление биологической науки в.России:

1.3. Научная новизна. Впервые представлена возрастная архитектоника развития слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки и ее структур телят красно-пестрой породы на этапе новорожденное™. Получены биометрические, данные по возрастной динамике ядра, цитоплазмы и цитоплазменно-ядерных отношений клеточных. дифферонов кишечного эпителия. Прослежена динамика митотической активности, индекса апоптоза энтероцитов разньис " участков ворсинок, , крипт слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки телят от рождения до 15-суточного возраста.

Установлена специфичность возрастной динамики и локализации нуклеиновых кислот, ' нуклеопротеидов, суммарных,, основных, кислых белков- белковых групп и некоторых аминокислот, полисахаридов в клетках тканей слизистой оболочки стенки двенадцатиперстной кишки. ;

Впервые изучена' динамика, ферментативной активности протеаз, карбогидраз, энтеролипазы, щелочной фосфатазы гомогената эпителия ворсинок на разных уровнях , слизистой оболочки . и содержимого двенадцатиперстной кишки телят красно-пестрой породы от рождения до 15- , суточного возраста. ■ ";•;. . . ; 4V ';■■ л.

- Основные положения, выносимые на защиту: 1. Возрастная архитектоника и специфичность строения слизистой оболочки и ее структур двенадцатиперстной кишки телят красно-пестрой породь1 на новоролсденном этапе развития организма. ; 2: : Локализация и . динамика содержания нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, белков: и полисахаридов в клеточных дифферонах слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки телят,, красно-пестрой породы. .;„''

3. Ферментативна1Я активность протеаз^ карбогидраз, энтеролипазы и щелочной фосфатазы гомогената и содержимого двенадцатиперстной кишки телят красно-пестрой породы от рождения до 15-су точного возраста.

1.4. Научно-практическая значимость работы. Полученные данные по изучаемой породе крупного . рогатого скота впервые освещают: архитектонику и возрастную особенность, закономерность развития слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки;, дифференциацию клеток эпителиальной, соединительной и гладкомышечной тканей слизистой оболочки; локализацию нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, белковых и углеводных компонентов в клетках слизистой оболочки на новорожденном этапе развития телят. Изучена впервые ферментативная активность гомогената эпителия слизистой оболочки и содержимого двенадцатиперстной кишки телят красно-пестрой породы. Новые данные об особенностях морфогенеза и ферментативной активности слизистой оболочки стенки двенадцатиперстной кишки представляет интерес для фундаментальных, прикладных разделов биологии развития и практического животноводства.

1.5. Реализация результатов* исследования. Материалы исследования используются в научных и учебных целях на кафедрах анатомии, гистологии, физиологии и патологии: Мордовского, Брянского, Хакасского государственных университетов; Московской, Казанской академий ветеринарной медицины; Барнаульского, Воронежского, Краснодарского, Омского, Оренбургского, Ставропольского аграрных университетов; Брянской, Ивановской, Костромской сельскохозяйственных академий.

1.6. Апробация работы. Материалы диссертации доложены на ежегодных Огаревских чтениях — Естественные науки (Саранск, 2006—2009); на сессиях Российской академии естествознания «Успехи современного естествознания» (Москва, 2006, 2009); на ежегодных Республиканских научно-практических конференциях, посвященных памяти профессора С.А. Лапшина «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной продукции» (Саранск, 2007—2010); на Международной научно-практической конференции, посвященной памяти И.А. Спирюхова (Пенза, 2007); на Всероссийской научно-практической конференции «Достижения ветеринарной науки и практики» (Киров, 2008); на Международной научно-практической конференции «Роль биологии и ветеринарной медицины в реализации национального проекта «Развитие

АПК» (Оренбург, 2008); на IX и X Конгрессах Международной ассоциации морфологов (Санкт-Петербург, 2008; Ярославль, 2010); в Материалах II Конгресса физиологов СНГ (Кишинев, 2008) и физиологов России (Калуга, 2010); на Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения П.Г. Петского «Современные научные тенденции в животноводстве» (Киров, 2009).

1.7. Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 20 научных работах, в т.ч. в монографии: Тельцов Л.П., Романова Т.А., Музыка И.Г. Развитие кишечной стенки тонкой кишки и ее эпителиальной ткани в онтогенезе. - Саранск: Изд-во Мордов. госуниверситета, 2009. - 204 с. и в 10 журналах, входящих в перечень, рекомендованных ВАК России.

1.8. Структура и объем диссертации. Работа изложена на 147 страницах компьютерного набора и включает следующие разделы: общая характеристика работы; обзор литературы; материал и методы исследования; собственные исследования; обсуждение полученных результатов; выводы; практические предложения и список литературы, иллюстрирована 30 рисунками и 16 таблицами. Список использованных источников включает 286 источников, в том числе 49 иностранных авторов.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение диссертации по теме «Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных», Музыка, Иван Григорьевич

Выводы

1. Представлен морфофункциональный «статус» или физиологическая «норма» возрастной динамики и архитектоники стенки двенадцатиперстной кишки и ее слизистой оболочки телят красно-пестрой породы на новорожденном этапе , развития. Выявлены закономерности морфофункционального развития слизистой оболочки и ее структур двенадцатиперстной кишки телят от рождения до 15-суточного возраста.

2. Цито-, гистохимическими, биометрическими, люминисцентномикроскопическими, электронномикроскопическими и др. методами установлена специфичность локализации и возрастной динамики в клеточных дифферонах слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки телят: нуклеиновых кислот, нуклепротеидов, суммарных, основных и кислых белков, сульгидрильных, дисульфидных, карбоксильных, аминных групп белков, аминокислот - тирозина, аргинина и триптофана и углеводных компонентов.

3. Установлен специфический набор и определена активность ферментов (пептид-пептидгидролаз, энтерокиназы, диглицинглицинтрипептидазы, лейцинаминопептидазы, энтеролипазы, щелочной фосфатазы, альфа-амилазы, бета-фруктозитдазы, бетта-галактозидазы, альфа-глюкозидазы) в гомогенате эпителиия и в содержимом двенадцатиперстной кишки. Морфологические и биохимические исследования свидетельствуют о том, что на этапе новорожденности телят красно-пестрой породы ведущими являются внутриклеточное и мембранное пищеварение, по сравнению с полостным.

4. Слизистая оболочка двенадцатиперстной кишки телят краснопестрой породы от рождения до 5-7 суток подвергается перестройке и деструкции. Этот возраст является критической фазой для развития кишечной стенки и ее структур и характеризуется: 1) специфической перестройкой стенки и ее оболочек; 2) асинхронным развитием тканевых структур слизистой оболочки, ее клеточных дифферонов; 3) резким увеличением митотического индекса, индекса апоптоза и различным отношением этих показателей в эпителиоцитах разных участков ворсинок и крипт; 4) изменением площади ядра и цитоплазмы клетки, цитоплазменно-ядерных отношений клеточных дифферонов; 5) гистохимической перестройкой нуклеиновой кислоты, нуклепротеидов, белков, белковых групп, аминокислот и углеводных компонентов энтероцитов; 6) специфическим набором ферментов в гомогенатах эпителия и в содержимом кишки.

Практические предложения

1. Результаты исследований рекомендуются использовать, как фундаментальные, для написания соответствующих разделов и справочных руководств по сравнительной анатомии, гистологии, цитологии и физиологии.

2. Материалы исследования по морфофункциональному развитию стенки и её слизистой оболочки могут быть использованы в учебном процессе и используются уже в учебном процессе биологических, ветеринарных и зоотехнических факультетах 15 ВУЗах страны.

3. Данные исследования рекомендуем использовать при дифференцированной, сравнительной оценке морфофункционального развития стенки и ее слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки телят красно-пестрой породы, как морфофункциональный «статус» или «норма» при различных заболеваний.

4. Материалы по ферментативной активности слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки телят красно-пестрой породы от рождения до 15-суточного возраста рекомендуем для использования практическим врачам (диетотерапевтам), зооспециалистам — при создании рецептов заменителей молока и в практике животноводства, для составления научно-обоснованных рационов кормления телят на новорожденном этапе развития.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Музыка, Иван Григорьевич, 2011 год

1. Абзалова, А. Г. Биохимические изменения молозива по удоям здоровых коров и больных субклиническим маститом / А. Г. Абзалова // Сб. науч. работ Сиб. НИВИ. Омск, 1975. 123. - С. 139-143.

2. Акмаев, И. Г. Руководство по гистологии / И. Г. Акмаев, Ю. И. Афанасьев, Л. П. Бобова и др. Санкт-Петербург, Спецлит, 2001. Т.1 -495 с.

3. Акимов, Г. А. Руководство по гистологии / Г. А. Акимов. — СПб, Спецлит, 2001. Т.2. 735 с.

4. Алиев, А. А. Превращение и всасывание аминокислот и синтез плазменных белков в стенке желудочно-кишечного тракта у сельскохозяйственных животных /А. А. Алиев: докл. Междун. симпозиума. Боровск, 1973. - С. 211-214.

5. Алиев, А. А. Обмен липидов в организме молодняка крупного рогатого скота при скармливании гранулированных кормов и травяной смеси // А. А. Алиев, В. В. Гусманов // Тр. ВНИИ ФБ и П с.-х. ж-х. Боровск, 1978. 19.-С. 88-97.

6. Анохин, Б. И. Гастроэнтерология телят / Б. И. Анохин. Воронеж: Изд-воВГУ, 1985.-172 с.

7. Антошина, Л. П. Ферментативная активность тонкой кишки у новорожденных телят / Л. П. Антошина, Л. П. Тельцов, Г. Г. Щербаков // Возрастная, видовая, адаптационная морфология животных. — Улан-Удэ, 1992.-С. 5-6.

8. Антошина, Л. П. Функциональная морфология слизистой оболочки стенки тонкой кишки новорожденных телят черно-пестрой породы / Л. П. Антошина: автореф. дис. . канд. биол. наук. — Саранск, 1996. 20 с.

9. Аруин, Л. И. Эндокринные клетки желудочно-кишечного тракта / Л. И. Аруин, И. В. Зверков, В. А. Виноградов // Клиническая медицина. 1987, №6.-С. 22-31.

10. Аминова, Г. Г. Морфологические особенности лимфоидных структур у новорожденных детей / Г. Г. Аминова, Д. Е. Григоренко, А. К. Русина, Л. М. Ерофеева // Морфология, 2000. Т. 118. № 6. С. 53-56.

11. Астауров, Б. Л. Перспективы исследований в области молекулярных основ биологии развития / Б. Л. Астауров // Онтогенез, 1989. Т. 20. № 6.-С. 565-576.

12. Автандилов, Г. Г. Медицинская морфология. Руководство. / Г. Г. Автандилов. М.: Медицина, 1990. - 384 с.

13. Базанова, Н. У. Роль слизистой пищеварительного тракта жвачных в гидролизе питательных веществ / Н. У. Базанова, Т. У. Измаилов, А. М.15