Морфогистологическая характеристика развития эмбриона лошади в зародышевый период

Ошуркова, Юлия Леонидовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Морфогистологическая характеристика развития эмбриона лошади в зародышевый период
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Морфогистологическая характеристика развития эмбриона лошади в зародышевый период"

Направахрукописи

ОШУРКОВА Юлия Леонидовна

МОРФОГИСТОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗВИТИЯ ЭМБРИОНА ЛОШАДИ В ЗАРОДЫШЕВЫЙ ПЕРИОД

03.00.13—физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Дивово - 2004

Работа выполнена в ГНУ Всероссийском научно-исследовательском институте коневодства РАСХН и на кафедре эмбриологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, доцент Лебедева Людмила Федоровна

Официальные оппоненты:

доктор ветеринарных наук, профессор Володин Владимир Алексеевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Храброва Людмила Александровна

Ведущее предприятие: Московская Государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К. И. Скрябина

Защита состоится 7 апреля 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.057.01 при Рязанской Государственной сельскохозяйственной академии им. профессора П. А. Костычева (390044, г. Рязань, ул. Костычева, 1)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Рязанской Государственной сельскохозяйственной академии им. профессора П. А. Костычева

Автореферат разослан марта 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета,

профессор

Н. И. Морозова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с бурным развитием исследований в области генной инженерии, расширением биотехнологических возможностей, нарастающим интересом к теме клонирования и получения эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) возникает необходимость в более подробных знаниях о нормальном протекании эмбриогенеза млекопитающих и его видовых особенностях.

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

Лошадь, благодаря позднему сроку имплантации, является уникальным экспериментальным животным для изучения раннего эмбриогенеза (с 6-8-х по 36-40-е сутки развития).

Представленная к защите диссертационная работа посвящена изучению нормального эмбриогенеза лошади в зародышевый период и входит составной частью в тематический план ВНИИКоневодства по программе отделения зоотехнии Россельхозакадемиии (задание 03.01, номер государственной регистрации 01.200.1 14185), утверждена ученым советом ВНИИКоневодства 17 апреля 2001 года, протокол N3.

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 морфогистологическис 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. ___

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

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 сельскохозяйственных 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, имеющие большое значение 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 предложений. Общий объем работы - 128 страниц компьютерного текста. Результаты исследований приведены

в 6 таблицах. Работа иллюстрирована 42 рисунками. Список литературы содержит 109 литературных источников, в том числе 50 на иностранных языках.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования были проведены на эмбрионах лошади, полученных от молодых тяжеловозных кобыл кумысной фермы ВНИИКоневодства.

Исследования проводились по следующей схеме:

Рисунок 1

Схема проведения исследований

сравнение с другими видами животных

таблица нормального развития лошади

Основная часть работ по случке и извлечению эмбрионов была проведена в 2001-2003 гг. в периоды сезонной половой активности кобыл - с мая по сентябрь.

Извлечение эмбрионов из матки кобыл осуществляли нехирургическим методом в модификации доктора биологических наук Лебедева. С. Г. (1977) с помощью катетеров для вымывания эмбрионов. Возраст эмбрионов отсчитывали с момента овуляции.

Экспериментальная часть работы по

морфогистологической обработке полученного материала была проведена с сентебря по май 2002-2003 гг.

После извлечения эмбрионы оценивали по морфологическим признакам. Для гистологического исследования эмбрионы фиксировали в 4%-ном растворе формальдегида на основе фосфатно-солевого буфера (ФБС) Дюльбекко.

Приготовление гистологических препаратов проводили в центральной. научно-исследовательской лаборатории (ЦНИЛ) Рязанского государственного медицинского университета им. И. П. Павлова при содействии стажера исследователя Кугановой О. С.

Фотосъемку интактных эмбрионов и приготовленных из них гистологических препаратов, а также расшифровку полученного материала проводили на кафедре - эмбриологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова под руководством доцента Семеновой М. Л.

Автор • выражает глубокую признательность Семеновой М. Л. и Кугановой О. С. за помощь в подготовке материала диссертации.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Для изучения раннего эмбриогенеза лошади нами, было получено 33 зародыша в возрасте с 8-х по 36-е сутки развития и выполнено более 800 фотографий интактных эмбрионов и приготовленных из них гистологических срезов. По результатам собственных исследований зародышевый

Рисунок 2.

Схема

зародышевого периода развития лошади

период развития лошади мы условно разделили на три подпериода: донейруляционный (с момента оплодотворения до 16-х суток развития), нейруляционный (с 16-х по 21-е сутки развития) и поздний зародышевый - (с 22-х суток до имплантации)(рис. 2).

Морфологическая характеристика бластоцист лошади на 8-е — 16-е сутки развития.

На 8-е сутки развития, полученные зародыши лошади находились на стадии бластоцисты. Основным объектом исследования у бластоцист являются клетки зародышевого узелка или эмбриобласта.

Результаты наших исследований по развитию бластоцист лошади представлены в таблице 1.

Период с 8-х по 10-е сутки в развитии бластоцист лошади характеризуется активным перемещением и увеличением числа клеток эмбриобласта: клетки зародышевого узелка образуют зародышевое поле или зародышевый диск. Он состоит из двух листков: эпибласта и гипобласта.

У 11-дневного эмбриона хорошо становится заметным небольшое отверстие на поверхности зародышевого диска. На этой стадии происходит формирование первичной ямки, через которую начинается миграция поверхностных клеток внутрь зародыша.

13-16-е сутки в развитии зародыша характеризуются образованием мезодермальных клеток и первичной полоски. На 16-е сутки развития впереди первичной полоски закладывается нервная пластинка.

Морфогистологнческая характеристика зародыша лошади па 16 — 21-е сутки развития.

Период с 16-х по 21-е сутки в развитии зародыша лошади характеризуется процессами нейруляции, появлением сомитов, закладки сердца и нефротомов с последующей их дифференцировкой.

Таблица 1.

Морс дологическая характеристика бластоцист лошади.

Возраст эмбриона сутки Диаметр, мм Описание(основные »юрфологические признаки)

бласто-цисты зародыш, узелка

8 0,92 0,12 Стадия перехода однослойной бластоцисты в двухслойную: различают эмбриобласт и трофобласт. Клетки зародышевого узелка вначале рассредоточены отдельными островками, впоследствии они уплотняются в виде двойного валика. Из эмбриобласта начинают обособляться клетки энтодермы

1,24 0,19

9 0,92 0,18 Стадия двухслойной бластоцисты: стенка бластоцисты и эмбриобласт имеют двойную структуру. Увеличивается число клеток в эмбриобласте; клетки плотно прилегают друг к другу и сконцентрированы в центре: зародышевого диска

1,94 0,30

2,32 0,33

10 3,12 0,35 Стадия двухслойной бластоцисты: число клеток в эмбриобласте продолжает увеличиваться. Эмбриобласт имеет четкие границы

4,4881 -

11 4,00 0,40 Стадия двухслойной бластоцисты и формирования полости желточного мешка

5,44 0,49

5,944 -

13 8,024 0,6 0,7 Стадия ранней первичной полоски и трехслойного зародышевого диска: в области эмбриобласта заметна миграция поверхностных клеток и начало формирования первичной полоски

16 8,568 - Стадия поздней первичной иолсски и нервной пластинки: заканчивается миграция поверхностных клеток, первичная полоска имеет вид тонкой щели.

В течение 16-х суток развития у зародыша формируется нервная бороздка с боковыми валиками. С правой и левой стороны от бороздки расположены 9 пар сомитов. Важным признаком данной стадии развития является наличие трех ромбомеров. Они возникают как небольшие прогибы нервных валиков. Нервная бороздка заканчивается закладкой примитивной кишки.

На 18-е сутки развития была получена нейрула с 18 парами сомитов. Данная стадия развития характеризуется локальным, но не полным замыканием нервной трубки. На краях нервной трубки сформированы ростральный и каудальный нейропоры. Из внутренних органов на гистологических срезах обнаружена закладка сердца в виде сердечного мешка, заключенного в миоэпикардиальную манжету. Внутренняя стенка сердечного мешка сформирована кардиальным гелем и первичными эндокардиальными клетками. Внутри полости сердечного мешка находятся клетки крови. В сомитах появляются склеротомные клетки и начинает формироваться полость -миоцель.

На 19-е сутки развития зародыш лошади имел хорошо сформированный глубокий нервный желобок с расположенными по бокам сомитами. В хвостовой части зародыша мезодерма, расположенная по бокам нервного желобка, остается недифференцированной. Из внутренних органов также обнаружена закладка сердца.

На 20-е сутки развития нервная трубка замкнута на всем протяжении. Ростральный и каудальный нейропор открыты, видна выпуклость сердца. На гистологических срезах были обнаружены канальцы предпочки.

На 21-е сутки развития у полученного зародыша нейруляция еще не была завершена: происходит замыкание рострального нейропора. Задний отдел нервной трубки не замкнут и заканчивается широкой конусообразной закладкой хвостовой почки. В головной части начинается

формирование глазного пузыря, имеются закладки слуховых ямок и двух жаберных дуг. Хорошо видны закладки сердца и печени, имеется закладка канальцев мезонефроса. В закладке сердца различают предсердие и желудочек.

Морфогистологическая характеристика зародыша лошади на 22- 36-е сутки развития

Период с 22-х по 36-е сутки в развитии зародыша лошади характеризуется активным органогенезом, происходит дифференцировка органов и увеличение линейных размеров зародыша.

На 22-е сутки развития тело зародыша имеет С-образную форму. Передний и задний нейропор закрыты. Хорошо видны почки передних конечностей. В области головы сформирован зрительный пузырь. В глоточной области между двумя жаберными дугами имеются так называемые щели (или карманы). В полости тела видны закладки сердца и печени. Начинает развиваться сосудистая система самого зародыша. В туловищных сомитах можно различить дерматом, миотом и склеротом. В закладке канальцев мезонефроса находятся клетки крови (ядерные эритроциты).

На 23-е сутки развития тело зародыша согнуто в виде бараньего рога. В области головы сформированы глазные бокалы. В глоточной области видны 2 пары жаберных дуг и начало формирования третьей. Имеются почки передних и задних конечностей. В закладке первичной почки происходит дифференцировка мезонефрических канальцев на дистальные и проксимальные, и выделяется зона мальпигиевых телец. По нашим данным, к 23-му дню развития у зародыша лошади заканчивается сомитогенез, так как сомиты распространены до кончика хвоста.

На 26-е сутки развития тело зародыша все еще сохраняет форму бараньего рога. Хорошо развиты глазные бокалы с хрусталиками и три пары жаберных дуг. В висцеральной

части сформирована ямка стомодеума (будущего ротового отверстия). С вентральной стороны туловища между почками задних коненостей и хвостом видна закладка мочевого пузыря.

На 27-е сутки развития в мезонефросе хорошо развиты мальпигиевы клубочки, в туловищных сомитах начинается выселение миотома.

Полученные нами 30-36-дневные зародыши имели С-образную форму тела. Головной отдел значительно увеличен, хорошо выражены теменной и затылочный изгибы. Сформированы верхне- и нижнечелюстные дуги, образующие первичнре ротовое отверстие. Над верхнечелюстной дугой расположены носовые ямки. Глазной бокал пигментирован. Почки конечностей имеют два сегмента. К 36-м сугкам развития у эмбриона лошади имеются закладки всех систем и органов.

Развитие плодных оболочек эмбриона лошади в зародышевый период

Одной из основных структур в развитии зародыша лошади является желточный мешок; он является доминирующей структурой в первые 3-4 недели жеребости и играет важную роль в питании ранних эмбрионов.

Формирование желточного мешка у зародыша лошади начинается на 8-е сутки развития: клетки энтодермы, образующиеся из внутренней клеточной массы (ВКМ), начинают расползаться по внутренней поверхности трофобласта. На 11-12 сутки развития клетки энтодермы полностью окружают трофэктодерму изнутри, формируя полость желточного мешка

На 12-е сутки развития клетки трофэктодермы начинают вытягиваться, и к 14-м суткам развития принимают вид цилиндрического эпителия: высота клеток значительно превышает ширину. Клетки плотно соединены друг с другом

боковыми поверхностями. Ядра овальные и располагаются в центре клеток. Апикальный полюс клеток покрыт большим количеством микроворсинок. Клетки энтодермы становятся округлыми.

На 15-е сутки развития клетки мезодермы выходят за пределы зародышевого диска, и стенка зародышевого пузыря начинает становиться трехслойной.

На 16-е сутки развития мезодермальный слой охватывает более 1/3 стенки зародышевого пузыря и делится на соматический и спланхнический листки, разделенные целомической полостью. Спланхническая мезодерма плотно соприкасается с энтодермальными клетками, формируя двухслойный желточный мешок. В спланхноплевре в большом количестве видны кровяные островки и маленькие сосуды. С этого момента начинается кроветворная функция желточного мешка.

На 18-е сутки развития мезодермальный слой охватывает примерно 1\2 стенки зародышевого пузыря; становятся заметными желточные артерии и кольцевой сосуд.

На 20-е сутки развития на поверхности желточного мешка нами впервые были обнаружены выпуклые образования, которые мы назвали хориальными выростами. В доступной нам литературе по эмбриогенезу лошади сведений о подобных образованиях нет.

На гистологических срезах, прошедших через хориальные выросты, клетки имеют более вьтянгутый вид и приобретают многорядность, теряется базальность ядер. Энтодермальные клетки в основании хориальных выростов образуют плотное скопление.

Все полученные нами зародышевые пузыри лошади с 8-х по 20-е сутки развития были окружены прозрачной бесклеточной "капсулой" (или бластолеммой). На 21-е сутки и в более поздние сроки "капсулы" у полученных нами зародышей не обнаружено. Мезодермальный слой

охватывает более половины стенки плодного пузыря и содержит большое количество кровяных островков. Клетки трофэктодермы в области распространения мезодермы имеют цилиндрическую форму.

В 22-дневном возрасте зародыш полностью был заключен в амнион и располагался в верхней трети зародышевого пузыря. Рельефно выступающие желточные артерии и кольцевой сосуд содержат кровь. Рядом с кольцевым сосудом можно обнаружить хорионический пояс.

Зародыш лошади в 23-дневном возрасте также был заключен в прозрачный амниотический пузырь. В этом возрасте у зародыша был хорошо заметен развивающийся аллантоис, как мешкообразный наружный карман задней кишки эмбриона. В стенке аллантоиса видны кровяные островки. Мезодермальный слой с развитыми сосудами окружает примерно 2/3 стенки плодного пузыря.

У полученного на 26-й день зародыша хорошо васкуляризированный аллантоис занимал около 1/4 объема плодного пузыря; аллантоис расходится вокруг задней кишки эмбриона и распространяется над амнионом. Стенка хориона и аллантоиса на эмбриональном полушарии образует аллантохорион, однако, сращения этих оболочек в данном возрасте не наблюдается. Мезодерма теперь охватывает более V* стенки зародышевого пузыря, оставляя только маленькую неваскуляризированную площадь

хориожелточной оболочки на неэмбриональном полюсе.

На 30-36-е сутки развития граница распространения мезодермы по стенке зародышевого пузыря достигает неэмбрионального полюса, оставляя только маленькую площадь хориожелточной плаценты. Хорионический пояс состоит из плотно упакованных разветвляющихся ворсинок, отображающих поверхность подлежащего эндометрия.

У кобыл период ранней беременности — это время значительных эмбриональных потерь. В процессе эмбриогенеза зародыш лошади последовательно проходит несколько периодов, когда он становится особенно требовательным и одновременно очень чувствительным к любым воздействиям со стороны окружающей среды. Эти периоды принято называть критическими, так как именно в это время резко возрастает вероятность гибели эмбриона.

В раннем эмбриогенезе лошади нами было выделено несколько таких периодов, в которые наиболее вероятна возможность эмбриональных потерь:

1. 5-6-й день развития - выход эмбриона в матку и

освобождение от zona pellucida;

2. 11-16-е сутки развития: 11-е сутки - формирование

желточного мешка; 13-15-е сутки - максимальная подвижность бластоцисты и распознание беременности материнским организмом; 16-е сутки - начало кроветворной деятельности желточного мешка.

3. 16-21 -е сутки развития - нейруляция, закладка сердца и

первичной почки (мезонефроса);

4. 21-23-е сутки развития - переход от хориожелточной

плаценты к хориоаллангоисной и начало совместного их функционирования;

5. 25-26-е сутки развития - формирование хрусталиковой

плакоды при дифференцировке глаза;

6. 36-е сутки — начало имплантации.

При сравнении полученных нами данных по развитию эмбриона лошади с литературными данными по развитию эмбрионов крупного рогатого скота, овец и человека мы пришли к выводу, что зародыш лошади на 16-е сутки развития соответствует 21-22-суточным зародышам челозека и крупного рогатого скота, но к 26-27-м суткам достигает одинаковой степени развития с крупным рогатым скотом. К

36-му дню, т.е. к концу зародышевого периода развития, эмбрион лошади соответствует по развитию 34-дневному зародышу крупного рогатого скота, но так и не достигает уровня развития 36-дневного эмбриона человека.

Однако, учитывая, как минимум, 20%-ную изменчивость в эмбриональном развитии вида, указанные различия могут сглаживаться или, наоборот, возрастать.

На основе полученных данных по развитию зародыша лошади и сравнительного анализа развития сельскохозяйственных животных и человека, мы предлагаем вариант таблицы нормального развития лошади в зародышевый период (таблица 2).

Таблица 2

Последовательные стадии нормального развития зародыша лошади _в сравнении с кроликом и человеком._

ста дия Основные морфологические признаки стадии лошадь | человек | кролик

возраст в сутках

I Оплодотворение, стадия зиготы: одноклеточные диплоидные зародыши распологакггся в ампуле яйцевода 1 1 22 часа

2 Стадия деления: дробящаяся зигота превращается в морулу 1-5(6) 2-3 1-2,5

3 Стадия однослойной (ранней) бластоцисты: в бластоцисте выделяют ВКМ и трофобласт 6-7(8) 3-4 4

4 Стадия двухслойной бластоцисты: появление энтодермалькых клеток 8 5-6 5

5 Стадия двухслойного зародышевого диска: энтодерма полностью обросла бластоцель, в эчбриобласте различают 2 слоя" эпибласт и гипобласт 8-12 7-11 6

6 Стадия ранней первичной полоски и трехслойного зародышевого диска: образовалась первичная полоска, закладывается зародышевая и внезародышевал мезодерма 13-14 12-14 7

7 Стадия поздней первичной полоски: заканчивается миграция мезодермы, максимальная длина первичной полоски 15-16 15-16(17) 7

продолжение таблицы 2

8 Стадия головного отростка и нервной пластинки, в теле зародыша имеется нервная пластинка, головной отросток, нервные валики, переднее кишечное выпячивание 16 17-19 7,5

9 Стадия глубокого нервного желобка" нервный желобок глубокий, открыт по всей длине. Появляются сомиты, возникают зачатки сердца 16-19 19-21 8

10 Стадия образования нервной трубки: формируется нервная трубка, появляется внутренняя структура сомитов, нейропоры открыты 18-20 21-23 8-9

И Стадия закрытия рострального нейропора, формирования зрительного пузыря , слуховых ямок и 2 жаберных складок 21 23-25 9-10

12 Стадия почек передних конечностей: закладываются почки передних конечностей, закрывается каудальный нейропор 22 25-27 10

13 Стадия почек задних конечностей: 4 пары конечностей, глазной бокал, формирование 3-х жаберных дуг 23-25 28-29 11

14 Стадия развития хрусталика: хрусталик в зрительном бокале, 4 жаберные дуги 26-29 30-32 12

15 Стадия носовых ямок: появляются носовые ямки, пигментация сетчатки, формирование верхнечелютной и нижнечелюстной дуги 30 33-36 13

16 Стадия перехода зародышевого периода в предплодный: исчезновение сегментации 36

выводы

1.Зародыши лошади можно извлекать из матки нехирургическим методом 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 сельскохозяйственных 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) донейруляциониый: с 1-х по 16 сутки (1-8 стадии);

б) нейруляционный: с 16-х суток до 21-го 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 методом 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 герминальных 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 ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ошуркова Ю. Л. Причины ранней эмбриональной гибели у кобыл // Кони Петербурга. - 2002. - Август. - с. 49.

2. Ошуркова Ю. Л. Морфология раннего эмбрионального развития лошади (8-11-е сутки после овуляции) // Научные основы сохранения и совершенствования пород лошадей. — Дивово, 2003.-с. 113-117.

3. Ошуркова Ю. Л., Лебедева Л. Ф., Сидорова Н. В. Раннее эмбриональное развитие лошади // Материалы 4-й науч. -практич. конференции по болезням лошадей. — М., 2003. — с. 92-97.

4. Ошуркова Ю. Л., Лебедева Л. Ф. Развитие эмбриона лошади на 2-3-й неделе жеребости // Проблемы сохранения генофонда, повышения плем. и продук. качеств завод, и местных пород лошадей: Тезисы. - Дивово, 2003. - с. 55-58.

5. Ошуркова Ю. Л., Лебедева Л. Ф., Сидорова Н. В. Критические стадии в раннем эмбриогенезе лошадей // Орловская рысистая порода. - Дивово, 2004 (в печати).

Ошуркова Ю. Л. Морфогистологическая характеристика развития эмбриона лошади в зародышевый период: Автореф. дисс. ... канд.,биол. наук. - Дивово, 2004. -20 с.

Подписано в печать 01.03.2004. Тираж 70 экз. Заказ № 28.

Издат. лиц. ИД № 05806 от 10.09.01 Участок печати ВНИИКоневодства Рыбновского района, Рязанской области

» -5110

Содержание диссертации, кандидата 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 Диссертация по биологии, 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.

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.

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

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).

Заключение Диссертация 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).

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

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.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Ошуркова, Юлия Леонидовна, Дивово

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

Информация о работе

Ошуркова, Юлия Леонидовна
кандидата биологических наук
Дивово, 2004
ВАК 03.00.13

Диссертация

Морфогистологическая характеристика развития эмбриона лошади в зародышевый период - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы