Морфометрические особенности постнатального развития околоушной слюнной железы крыс в условиях питания диспергированной пищей 03. 03. 04 клеточная биология, цитология, гистология
| Вид материала | Автореферат диссертации |
- Особенности постнатального морфогенеза мышечной оболочки фундального отдела желудка, 394.65kb.
- Структурно-функциональная характеристика нонапептидергической гипоталамо-гипофизарной, 343.48kb.
- Формирование конечного мозга крыс после нарушения эмбрионального развития, вызванного, 370.65kb.
- Морфофункциональная характеристика слизистой оболочки кишечника потомства самок крыс, 303.36kb.
- Цитологические особенности вторичных миелодисплазий при лимфомах 03. 00. 25 гистология,, 526.98kb.
- Лимфоидные органы и миокард в системе мать-плод при вибрации, воздействии кадмием, 640.36kb.
- Онтогенетические особенности морфофизиологического состояния продуктивных животных, 585.31kb.
- Ультраструктурная и цитохимическая характеристика макрофагов, инфицированных рнк-содержащими, 636.4kb.
- Закономерности дегенерации и адаптации сетчатки глаз при экспериментальных ретинопатиях,, 745.16kb.
- Влияние биологически активных клеточных компонентов растений на структурные изменения, 324.85kb.
На правах рукописи
СЕМЕНОВА МАРИНА АНАТОЛЬЕВНА
МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ПОСТНАТАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
ОКОЛОУШНОЙ СЛЮННОЙ ЖЕЛЕЗЫ КРЫС
В УСЛОВИЯХ ПИТАНИЯ ДИСПЕРГИРОВАННОЙ ПИЩЕЙ
03.03.04 – клеточная биология, цитология, гистология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Оренбург - 2011
Работа выполнена при Государственном образовательном учреждении
высшего профессионального образования «Ульяновский государственный университет»
Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор
Хайруллин Радик Магзинурович
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор
Валов Сергей Дмитриевич
доктор биологических наук, профессор
Сеитов Марат Султанович
Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Мордовский государственный университет
имени Н.П. Огарева».
Защита диссертации состоится «____»____________2011 года в ______ часов на заседании Диссертационного совета Д 208.066.04 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию РФ» по адресу: 460000,
г. Оренбург, ул. Советская, 6, зал заседаний диссертационного совета.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию РФ», а с авторефератом на сайте ВУЗа – .ru.
Автореферат разослан «____» _________________ 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
доктор биологических наук, профессор Н.Н. Шевлюк
Актуальность работы
В классических опытах И.П. Павлова по изучению секреторной функции слюнных желез показано, что количество выделяемой слюны определяется химическим составом и физическими свойствами пищи и регулируется специальными рефлексами в ответ на разные виды механической и химической возбудимости (Павлов И.П., 1949). От физических свойств пищи зависит также состав секрета слюнных желез (Ikawa M. et al., 1991). Влияние консистенции пищи на деятельность околоушной слюнной железы изучалось, главным образом, с точки зрения ее влияния на размеры, строение и секреторную функцию сероцитов и эпителиоцитов (Wilborn W.H., Schneyer C.A., 1970; Scott J., Gunn D.L., 1991, 1994; Leal S.C. et al., 2003). Обнаруженные изменения трактовались авторами как следствие угнетения физиологического рефлекторного процесса синтеза слюны. В ряде исследований показано изменение числа рецепторов на мембране сероцитов для нейромедиаторов в слюнных железах взрослых крыс, находящихся на жидкой молочной диете (Ekström J., 1973; Schneyer C.A. et al., 1987b; Johnson D.A., Cardenas H.L., 1993), а также изменение ферментативной активности слюны (Johnson D.A., 1982; Zelles T. et al., 1989), снижение общей массы желез (Johnson, D.A., 1982; Scott J., Gunn D.L., 1994). В то же время результаты исследования W.H. Wilborn и C.A. Schneyer (1970) свидетельствуют о том, что содержание 180-суточных крыс в течение двух недель на жидкой диете не влияет на морфологические особенности вставочных и исчерченных протоков. Исследованиями P.N. Baer, T.N. Tarpley (1976) показано, что содержание крыс на жидкой диете с 13-го по 365-й день постнатального онтогенеза не вызывает каких-либо морфологических изменений клеточных структур слюнных желез. Перевод животных, питавшихся жидкой пищей, на диету, состоящую из целлюлозы и твердой пищи, также сопровождалось неоднозначными результатами (Schneyer C.A., Hall H.D., 1976; Humphreys-Beher M.G., Schneyer C.A., 1987).
Исследованиями последнего десятилетия убедительно продемонстрировано существенное изменение структуры питания не только человека, но и домашних, а также сельскохозяйственных и лабораторных животных (Покровский В.И., 2002; Kalka S.P., 1997; Robinson M.K., 1999; Center S.A., 2000; Anderson R., 2001). Потребление быстро съедаемой, мелкоизмельченной и пастообразной пищи, не требующей длительного пережевывания и сокращающей общее время питания (Уголев А.М., 1991; Волгарев М.Н., 1997; Kimua Y., 1996; Davis C.M., 1997), нарушает ассимиляцию биологически ценных веществ, что способствует снижению адаптационно-компенсаторных возможностей организма и развитию патологических процессов (Graham H.N., 1992; Jain A.K., 1993; Fuhrman B., 1997; Hollman P.C., 1997). С учетом этого явления, а также противоречивости результатов, полученных в предыдущих исследованиях, научная задача по изучению влияния физических свойств пищи на структурно-функциональные показатели околоушных слюнных желез остается актуальной.
Цель исследования
Установить особенности постнатального морфогенеза околоушной слюнной железы белых крыс на основе морфометрии ее структурных элементов при длительном питании диспергированной пищей.
Задачи исследования
- Определить динамику морфометрических показателей тканевых и клеточных структур околоушной слюнной железы в постнатальном онтогенезе белых крыс.
- Установить морфометрические особенности постнатального морфогенеза ацинусов околоушной слюнной железы белых крыс при длительном питании диспергированной пищей.
- Провести анализ возрастной динамики морфометрических показателей структур внутридольковых выводных протоков околоушной слюнной железы в условиях длительного питания диспергированной пищей.
- Выявить особенности морфогенеза околоушной слюнной железы белых крыс, длительно питавшихся диспергированной пищей, с последующим переходом на обычный рацион на основе ее морфометрических параметров.
Научная новизна
В настоящем исследовании автором впервые с использованием приемов количественного морфометрического анализа на клеточном и тканевом уровнях экспериментально обосновано морфогенетическое значение фактора физических свойств пищи в развитии околоушной слюнной железы в постнатальном онтогенезе белых беспородных крыс. На тканевом уровне установлено, что длительное питание диспергированной пищей вызывает обратимые морфологические изменения ацинусов железы, выражающиеся гипотрофией и последующей атрофией, сменяющиеся к периоду возмужания восстановлением их размеров до значений контрольных животных. Просветы выводных внутридольковых протоков сужаются в репродуктивном периоде онтогенеза животных, а толщина их стенок уменьшается к периоду возмужания. На клеточном уровне структурно-функциональные изменения железы опытных животных на протяжении большего периода постнатального развития характеризуются значительным снижением функциональной активности сероцитов, определяемой по ядерно-цитоплазматическому отношению, с последующим ее повышением к периоду возмужания.
Научно-практическая значимость работы
Результаты настоящей работы существенно расширяют представления о постнатальном развитии околоушной слюнной железы белых крыс, а также ее адаптивных преобразованиях в процессе развития и жизнедеятельности организма. Система новых данных об особенностях морфогенеза околоушной слюнной железы при потреблении диспергированной пищи представляет интерес для теоретических и прикладных разделов морфологии животных и биологии развития. Полученные данные могут быть использованы для разработки практических рекомендаций по профилактике функциональных расстройств и патологий пищеварительного тракта. Результаты исследования представляют интерес как информационная основа для разработки конкретных способов коррекции морфогенеза органов пищеварительной системы животных. Данные о возрастных изменениях околоушной слюнной железы, особенностях ее перестройки при длительном питании диспергированной пищей и адаптации к питанию пищей различной консистенции могут быть использованы в решении проблем ветеринарной и клинической медицины, зоотехнии и гигиены при обосновании рационального питания, профилактики заболеваний пищеварительной системы.
Положения, выносимые на защиту
- Длительное питание диспергированной пищей у беспородных белых крыс в фазу интенсивного роста вызывает снижение морфометрических параметров структурных тканевых элементов околоушной слюнной железы и функциональной активности сероцитов.
- Перевод опытных животных после длительного питания диспергированной пищей на обычный рацион характеризуется полной обратимостью значений морфометрических параметров контрольных животных в концевых отделах и частичной - во внутридольковых выводных протоках.
Апробация работы
Основные положения и результаты исследования доложены на VI Всероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Саратов, 2009),
III Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2009), III конференции молодых ученых медико-биологической секции Поволжской ассоциации государственных университетов (Ульяновск, 2009), Региональной научно-практической конференции «Экология, город и мы» (Ульяновск, 2009). По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, из них 4 – в журналах по Перечню, рекомендованному ВАК РФ для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертаций.
Внедрение
Результаты диссертации внедрены в программу обучения студентов медицинского факультета Института медицины, экологии и физической культуры Ульяновского государственного университета специальностей «Лечебное дело», «Педиатрия» по курсам «Гистология, цитология и эмбриология» и «Патологическая анатомия» на кафедре морфологии, а также студентов Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии ветеринарного факультета на кафедре морфологии, физиологии и фармакологии по дисциплинам «Гистология, цитология и эмбриология», «Морфология и физиология животных» и биотехнологического факультета на кафедре частной зоотехнии и технологии животноводства по дисциплине «Звероводство».
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, их обсуждения, выводов, списка литературы. Текст диссертации изложен на 148 страницах машинописного текста, иллюстрирован 32 рисунками и 9 таблицами. Список использованной литературы содержит 285 работ, из которых 104 отечественных и 181 иностранных авторов.
Содержание работы
Материал и методы исследования
Экспериментальные исследования проведены на 56 самцах беспородных белых крыс (табл. 1). Для периодизации постнатального онтогенеза крыс использована схема, предложенная В.И. Махинько и В.Н. Никитиным (1975). Забор материала осуществляли в возрасте 21 (поздний молочный период), 60 (препубертатный период), 120 (пубертатный период), 180 (репродуктивный период), 240 (период возмужания) суток развития. На 21-е сутки после рождения животных произвольно разделяли на контрольную и две
(I и II) опытные группы. Животные контрольной группы (контроль) содержались в обычных условиях вивария на естественном для грызунов корме. Животных I опытной группы (опыт I) с 21-х по 240-е сутки эксперимента кормили диспергированной пищей того же состава (измельченная в механической мельнице зерновая смесь, переработанные посредством мелкой терки овощи и мясной фарш). Животные II опытной группы (опыт II) питались диспергированной пищей до 120-х суток постнатального онтогенеза, после чего переводились до окончания эксперимента (240-е сутки онтогенеза) на корм животных контрольной группы. Забор материала животных II опытной группы, осуществляли на 180-е и 240-е сутки постнатального онтогенеза. Все эксперименты проводились в соответствии с «Правилами проведения работ и использования экспериментальных животных», утвержденных Приказом МЗ СССР №755 от 12 августа 1977г., а также положениями Хельсинкской Декларации от 1964 г., дополненной в 1975, 1983, 1989 и 2000 гг. На проведение исследований было получено разрешение Этической Комиссии Ульяновского государственного университета № 03 от 22 января 2010 г.
Описание, сравнительно-морфологический анализ и морфометрия структур околоушных слюнных желез производились на гистологических препаратах, окрашенных гематоксилин-эозином Майера и гематоксилин-пикрофуксином по методу Ван-Гизона с помощью бинокулярного микроскопа Motic B3 (Motic, КНР) при увеличении 10´100. Также срезы околоушной слюнной железы окрашивали метиловым зеленым-пиронином по Браше, а также проводили ШИК-реакцию (Елисеев В.Г., 1967). Для морфометрического исследования использовалась компьютерная система, включающая микроскоп, цифровую видеокамеру JVC (Victor company, Япония) и компьютерную программу денситофотометрии «Мекос-Ц1» (Россия). В процессе морфометрических исследований руководствовались рекомендациями Г.Г. Автандилова (1990).
Таблица 1
Материал и методы исследования
| Методы исследова- ния Гуппа животных, возраст (сутки) | Анатоми-ческие | Гистологи- ческие (количество животных / препаратов) | Морфометрические | ||||||
| Определение веса и длины тела | Измерение длины кишечника | Ацинусы (4 параметра) | Ядра сероцитов (2 параметра) | Вставочные протоки (6 параметров) | Ядра эпителио-цитов ВП (2 параметра) | Исчерченные протоки (6 параметров) | Ядра эпителио-цитов ИП (2 параметра) | ||
| Контроль-Опыт 21 | 5 | - | 5/12 | 251 | 1017 | 90 | 563 | 89 | 819 |
| Контроль-60 | 5 | 4 | 5/20 | 246 | 1045 | 87 | 547 | 96 | 863 |
| Опыт I-60 | 5 | 5 | 5/18 | 211 | 842 | 38 | 244 | 64 | 579 |
| Контроль-120 | 5 | 5 | 5/21 | 253 | 1091 | 88 | 589 | 114 | 1027 |
| Опыт I-120 | 5 | 5 | 5/22 | 231 | 946 | 58 | 365 | 107 | 940 |
| Контроль-180 | 5 | 5 | 5/19 | 251 | 1120 | 68 | 447 | 142 | 1318 |
| Опыт I-180 | 5 | 5 | 5/19 | 254 | 1171 | 55 | 356 | 133 | 1230 |
| Опыт II-180 | 5 | 5 | 5/27 | 231 | 1010 | 61 | 416 | 177 | 1660 |
| Контроль-240 | 5 | 5 | 6/14 | 261 | 1272 | 74 | 511 | 128 | 1213 |
| Опыт I-240 | 5 | 5 | 5/19 | 249 | 1168 | 64 | 444 | 164 | 1571 |
| Опыт II-240 | 5 | 5 | 5/17 | 254 | 1216 | 85 | 583 | 161 | 1526 |
| Всего | 55 | 49 | 56/217 | 2692 | 11898 | 768 | 5065 | 1375 | 12746 |
Морфометрические исследования включали определение:
- площади сечения ацинусов, просветов и стенок внутридольковых протоков, ядер и цитоплазмы сероцитов и эпителиоцитов внутридольковых протоков (мкм2);
- эквивалентного диаметра ацинусов, просветов внутридольковых протоков и их диаметра, ядер сероцитов и эпителиоцитов (мкм);
- количества клеток на площади сечения ацинусов, а также в стенке внутридольковых протоков на их поперечных срезах;
- ядерно-цитоплазматического отношения (ЯЦО) сероцитов и эпителиоцитов внутридольковых протоков.
Определялись также вес животных, индивидуальное количество потребляемой пищи в граммах, длина тела, тонкого и толстого кишечника в сантиметрах. Полученные данные подвергали статистической обработке с помощью пакета прикладной компьютерной программы «Statistica 6.0» (StatSoft Inc., USA). При описании данных использовались основные показатели описательной статистики (Реброва О.Ю., 2002). Сравнение выборок проводилось с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни. Поскольку в диссертации исследованы морфологические параметры органа животных разных возрастных групп, то проводился дисперсионный анализ Краскела-Уоллиса. Оценка прямолинейной зависимости параметров проводилась при помощи корреляционного анализа по методу Пирсона.
Результаты исследования и их обсуждение
Постнатальный морфогенез околоушной слюнной железы белых крыс
Ранние этапы постнатального морфогенеза околоушной слюнной железы белых крыс характеризуются статистически значимым уменьшением диаметра ацинусов с 16,92±0,12 мкм до 16,41±0,13 мкм, обуславливая тенденцию снижения их площади (табл. 2). При этом ЯЦО сероцитов последовательно увеличивается, а затем к 120-м суткам снижается и стабилизируется до 240-х суток. В более позднем периоде онтогенеза с 60-х по 240-е сутки происходит рост площади сечения и диаметра ацинусов, вероятно, обусловленный увеличением площади сечения цитоплазмы сероцитов, а в период возмужания (180-240-е сутки) увеличением их числа на площади сечения ацинуса.
Период с 60-х по 120-е сутки характеризуется статистически значимым увеличением площади сечения и диаметра просветов вставочных протоков, а также уменьшением их стенок и диаметра. Последнее, на наш взгляд, обусловлено снижением площади сечения ядер и цитоплазмы эпителиоцитов на фоне увеличения их количества в стенках протоков. В указанный период постнатального онтогенеза ЯЦО эпителиоцитов уменьшается (р<0,01). Последующему периоду (120-240-е сутки) свойственны как увеличение площади сечения стенок, так и просветов вставочных протоков, что сопровождается одновременным увеличением площади ядер и цитоплазмы эпителиоцитов и их числа на площади сечения протока, аналогично ацинусам. К концу периода возмужания (240-е сутки) величина ЯЦО эпителиоцитов вставочных протоков достоверно снижается (табл. 3). Возрастная динамика изменений морфометрических параметров исчерченных выводных протоков принципиально не отличается от таковой вставочных протоков.
Таким образом, в норме морфогенез околоушной слюнной железы в период с 21-х по 240-е сутки характеризуется увеличением в 1,5 раза площади сечения концевых отделов, в основе которого лежит увеличение как количества сероцитов на площади сечения ацинуса, так и размеров самих клеток. При этом, судя по ЯЦО, функциональная активность сероцитов отличается максимальной интенсивностью в пубертатном периоде (60-120-е сутки) постнатального онтогенеза. Изменения морфометрических параметров внутридольковых выводных протоков околоушной слюнной железы характеризуются двухэтапностью. Уменьшение площади сечения стенок вставочных и исчерченных протоков в раннем постнатальном онтогенезе сменяется их увеличением на более поздних этапах. Эти явления сопровождаются аналогичными изменениями размеров ядер и цитоплазмы эпителиоцитов. Функциональная активность эпителиоцитов внутридольковых выводных протоков наиболее интенсивно увеличивается на поздних этапах постнатального онтогенеза.