Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эмбриогенез тазобедренного сустава свиней с различным генотипом по локусу чувствительности к галотану при гипокинезии

ВАК РФ 03.00.11, Эмбриология, гистология и цитология

Автореферат диссертации по теме "Эмбриогенез тазобедренного сустава свиней с различным генотипом по локусу чувствительности к галотану при гипокинезии"

НОВОСИБИРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУЛЬЧИЦКИЙ ВАЛЕРИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

ЭМБРИОГЕНЕЗ ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА СВИНЕЙ С РАЗЛИЧНЫМ ГЕНОТИПОМ ПО ЛОКУСУ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К ГАЛОТАНУ ПРИ ГИПОКИНЕЗИИ

03.u0.il - Эмбриология, гистология

и цитология животных 06.02.01 - Разведение, селекция и

Автореферат диссертации на соискание дченой степени кандидата биологических наук

На правах рукописи

воспроизводство сельско хозяйственных животных

Новосибирск - 1992

Работа выполнена в Новосибирском ордена Трудового Красного Знамени государственном аграрном университете.

Научные руководители: доктор медицинских наук

профессор Зайдман A.M.

доктор биологических наук профессор Петухов В.Л.

Официальные оппоненты: доктор ветеринарных наук

профессор Муков В.М.

доктор сельскохозяйственных наук Бекенев B.fl.

Ведущая организация: ; Московская ветеринарная

академия им. К.И.Скрябина

Защита состоится \ЗЗЪ г. в 10 час. на

заседании специализированного совета К 120.32.02 по присуждению ученой степени кандидата наук в Новосибирском ордена Трудового Красного Знамени государственном аграрном университете по адресу: '630039, г.Новосибирск-39, ул.Добролюбова. 160.

С диссертацией модно ознакомится в библиотеке Новосибирского ГАУ.

Автореферат разослан 1332, г.

Иченый секретарь специализированного совета С(Б<цщ-

Баяндина Г.

i. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные условия содержания сельскохозяйственных животных, особенно свиней, связаны со значительным ограничением их подвижности. Известно, что доместикация свиней и условия гипокинезии имеют прямую связь с заболеваниями опорно-двигательного аппарата (S.Reiland,1974; Т.А.Саркисова, 1987; и др.). Кроме того, интенсивная селекция, направленная на увеличение мышечной массы привела к изменению пропорции тела (В.Л.Петухов с соавт.,1989) и смещению центра тяжести животного, изменению функциональной нагрузки, особенно в области тазобедренного сустава (S.Reiland, 1974; Т.Casimiro. 1983), В последние годы в литературе всё чаще появляются сведения о патологии костно-суставной системы. нехарактерной для животных - вывих бедра, остеохондроз, слабость конечностей и т.д. (P.Gajewczyk, 1980; R.L.Adams, H.S.Stadelman. 1980; T.Casimiro. 1983). Особенности развития патологии по данным О.П.Тимошенко (1990) связаны со специфическим действием гипокинезии на систему "клетка-матрикс" костно-суставного аппарата.

В силу значительного сходства по морфофункциональным признакам с человеком, использование свиней как модельных животных для выяснения защитно-приспособительных возможностей опорно-двигательного аппарата в пренатальном периоде при гипокинезии имеет важное общебиологическое значение.

Вместе с тем, устойчивость животных к воздействию различных стресс-факторов, в том числе и гипокинезии, неодинакова и является генетически детерминированной, В настоящее время для определения стресс-чувствительности свиней, как один из надежных критериев, применяется галотановый тест, что позволяет проводить индивидуальный отбор в селекционной работе в целях повышения устойчивости животных к требованиям промышленной технологии.

В литературе имеется достаточно обширный материал относительно влияния неблагоприятных факторов на эмбриогенез животных и человека (И.А.Аршавский. 1983; Л.М.Махаридзе, 1983; Л.Кабак, 1983; Т.С.Бешетя. 1984; Л.В. Серова, 1 986 ; С.Г.Ай-рапетова, 1987; В.В.Банкова, 1987; П.Д.Туляганов с соавт., 1987; Л.В.Рзаева, 1988 ; U.S.Uasan. J.Н.Lash. 1979; I.R.Dic-

сон, 1985; et all.). Данных относительно наследственного влияния материнского организма на морфогенез костно-сустав-ной системы плодов яивотных при гипокинезии в отечественной и зарубежной литературе не приводится.

Цель исследования. Изучить особенности морфогенеза тазобедренного сустава в пре- и постнатальный период в зависимости от генотипа материнского организма по локусу чувствительности к галотану при гипокинезии.

Задачи исследования.

1. Исследовать влияние генотипа свиней по локусу чувствительности к галотану на эмбриогенез плодов в условиях длительной гипокинезии матерей.

2. Изучить особенности возрастных изменений структурных компонентов тазобедренных суставов плодов свиней при гипокинезии.

3. Исследовать зависимость структурно-метаболических изменений костной и хрящевой тканей формирующегося тазобедренного ного сустава плодов от генотипа свиней по галотан-чувстви-тельности при гипокинезии.

4. Изучить силу влияния различных факторов на степень упорядоченной организации основных биополимеров ВКМ эпифизарного хряща головки бедра плодов свиней к концу пренатального периода онтогенеза при гипокинезии матерей.

5. Исследовать влияние гипокинезии матерей на морфогенез суставного хряща в период раннего постнатального онтогенеза поросят.

Научная новизна. Впервые методом количественной гистохимии определен характер возрастных изменений в структурных компонентах тазобедренных суставов плодов свиней при гипокинезии. Показана зависимость структурно-метаболических изменений костной и хрящевой тканях плодов свиней при гипокинезии от генотипа по локусу чувствительности к галотану. Установлено влияние генотипа свиней по галотан-чувствительности на ход адаптационных изменений эмбрионального суставного хряща поросят, развивавшихся во внутриутробный период при гипокинезии матерей.

Практическое значение исследования. Получены новые данные об особенностях защитно-приспособительных реакций хрящевой ткани плодов от свиноматок с различным генотипом по ло-

кусу чувствительности к галотану при гипокинезии, а также о последствии этих реакций в период раннего постнатального он-онтогенеза.

Результаты исследования в значительной степени дополняют имеющиеся сведения о влияния гипокинезии на опорно -двигательный аппарат плодов животных и возможных последствиях этого влияния в постнатальный период. Полученные данные о структурно - метаболических изменениях основных биополимеров хрящевой ткани плодов в зависимости от галотан-чув-ствительности их матерей при гипокинезии представляют определенный интерес при. изучении ряда вопросов генетики онтогенеза, разведения и селекции свиней, для специалистов медико-биологического профиля, занимающихся вопросами прогнозирования состояния здоровья плодов и новорожденных, а также могут быть использованы в процессе обучения специалистов зооинженерного и ветеринарного факультетов вузов. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы включены в материалы 1-ой Республиканской научной конференции "Управление морфогенезом тканей и органов в процессе адаптации" в Иркутске (1989); IU-ro Всесоюзного симпозиума "Кровообращение в условиях высокогорья и экспериментальной гипоксии" в Душанбе (1990); Ulli школы по биологии опорно-двигательного аппарата в Киеве (1990); научной конференции "Реактивность и регенерация тканей" в Лененграде (1990); научной конференции морфологов Сибири и Дальнего Востока в Улан -Удэ (1990); 5-й конференции республик Средней Азии и Казахстана (1991).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 7 научных статьях, тезисах, материалах научных конференций.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 23 таблицы и 17 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований, обсуждения, выводов и предложений. Список литературы включает 256 наименований, в том числе 164 иностранных.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальная часть работы заключалась в моделировании эмбриопатий тазобедренного сустава путем создания ус-

ловий жесткой гипокинезии свиноматкам. Исследования проводились на базе кафедры анатомии и гистологии ветеринарного факультета Новосибирского ГйУ и опытно-учебного хозяйства университета "Тулинское".

Опытные и контрольные животные содержались на стандартном рационе свинокомплекса хозяйства. Условия гипокинезии создавались путем помещения свиноматок после оплодотворения в специально изготовленные клетки с S пола 1,4 мг,не препятствующих свободному кормлении и водопою. Контрольные животные после оплодотворения содержались свободно с предоставлением им моциона. Состояние охоты выявлялось с использованием хряков-пробников.

Генотип маток определяли по галотан-реактивности потомства, полученного при первом опоросе от хряков с известным генотипом. Для получения поросят по второму опоросу матки кемеровской породы были покрыты хряками создаваемого сибирского типа новой мясной породы, при этом были отобраны только галотан-чувствительные хряки (галатан - реактивность хряков была определена заранее в возрасте 45-70 дней).

На 30, 60 и 110 -й день беременности,что соответствовало предплодному, началу и концу .плодного периодов, животных выводили из опыта (с соответствующим контролем ) и осуществляли убой. Часть экспериментальных животных была оставлена для исследований в постнатальный период онтогенеза. Убой поросят производили на 40 сутки.Всего исследовано 270 плодов от 23 свиноматок.

Биометрическая обработка полученных результатов оптико-структурного анализа производилась на персональном профессиональном ЭВМ IBM/PC XT "ИСКРА-ЮЗОМ".Вычисление степени влияния различных факторов на исследуемые признаки осуществлялось при помощи однофокторного дисперсионного анализа.

Морфогистохимические исследования

Структурные компоненты формирующегося тазобедренного сустава исследовали морфогистохимическими методами.В качестве фиксирующих веществ применяли Ш-ный нейтральный формалин при t 0-+4 С, зарекомендовавший себя как лучший фиксатор (В.В.Виноградов.1971;А.М.Зайдман,1973;H.Luppa,1980; J.H. WI1 son.iЭ8Э; и др.),и спиртово-формалиновый раствор в соотношении 4:1для фиксации углеводных компанентов ДМ.Керн и др.

1987 : НЛирра, 1980 ) при Ь 0-+4 С. Для декальцинации костной ткани использовали 102-ный раствор этилендиаминтетраацетата СЭДТЙ или трилон Б) на боратном буфере рН 7,2 при Ь 0-+4 С. Проводка применялась хлороформ - парафиновая и хлороформ-целлоидин-парафиновая,с последующей заливкой в парафин-воск. Серийные срезы изготавливались толщиной 3-5 мкм соответственно. Для изучения общей морфологической картины применялись общепринятые методы окрашивания гистосрезов гематоксилином Эрлиха и эозином,пикрофуксином по Ван-Гизону. Поляризационно-оптические исследования Для иследования макромолекулярной организации внеклеточного матрикса применяли методы поляризационной гистохимии разработанной б.ЯошЬапу* (1Э63) и теоретически обоснованные Ь.МосИб (1374). Изучение степени упорядоченной организации и процессов синтеза макромолекул гликозаминогликанов (ГЙГ), гликопротеидов и коллагенов проводили с использованием поля-риционно-интеренференционного микроскопа "ЕНо1аг-Р1". Препараты окрашивались реактивами со специфически дипольной структурой -М-Н-дизтилпсевдоизоцианином и толлуидиновым синим. Идентификация гиалуроновой кислоты (ГК). хондроитин-. и кератансульфата (ХС, КС) осуществлялась при постановке реакции с толлуидиновым синим, а также ферментативной обработкой тестикулярной и бактериальной гиалуронидазами. Выявление типов коллагенов и изучение их макромолекулярной организации проводилось при помощи реакции с пикросириусом красным.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Влияние гипокинезии свиноматок с различным генотипом по локусу чувствительности к га-лотану на процессы эмбриогенеза При гипокинезии свиноматок масса плодов на различных этапах эмбриогенеза, пред- и постимплантационная смертность у свиней не имеют отличий от животных контрольной группы. Вместе с тем, к концу пренатального периода онтогенеза у плодов свиней опытной группы наблюдались достоверные различия по массе тела, находившиеся в зависимости от генотипа их матерей по локусу чувствительности к галатану, что отсутствовало в контрольной группе- животных. Масса плодов животных с НН генотипом составила 1.ЗЭ6±0.026 кг. что в 1,23 раза больше, чем у плодов свиней с ЬЬ генотипом (РсО.ООП. При

номаток с генотипом при наименьших размерах головки бедра наблюдается крупный очаг эпифизарного окостенения, либо его отсутствие.

Таблица 1

Диаметр головки бедра (Б) и площадь эпифизарной кости (5) экспериментальных животных к концу плодного периода онтогенеза (в мм)

Генотип Сус-

свино- тавы D С v S С v

маток (n)

ОПЫТ 61 11.14+0,12 4,47±0,72 4,79±0,82 56,83± 8,45

Н Н 16 11,55±0,15 5,11+0,90 8,74+0,68 30,90± 5,46

Н h 20 11,18+0,14 4,59+0,72 2,86±0,33 52,98± 8,48

h h 25 10,64±0,08 3,72±0,53 2,78±1,45 86,61±11,40

КОНТРОЛЬ 47 11,19+0,14 5,16±0,62 5,10±0,87 66,14± 7,85

Н Н И 10,90+0,11 5,28±0,72 2,90±0 54 58,34± 7,94

Н h 18 11,64+0,17 5,66±0,65 9,49±1,84 72,37± 8,30

h h 18 11,03+0,13 4.54Ю.48 2,92±0,17 67,71± 7,30

При сравнении препаратов суставов плодов животных опытной и контрольной групп, изменения выявлены в основном на макромолекулярном уровне. Так при гипокинезии наблюдается тенденция к увеличению гликопротеидов и снижение степени упорядоченной организации коллагенов во внеклеточном матриксе (ВКМ) глубоких слоев суставного хряща на 6,0У. (Р<0,05). У плодов свиноматок с различным генотипом по галотан-чувстви-тельности наблюдаются неодинаковые изменения в процессах синтеза хондроцитами и степени упорядоченной организации коллагеновых белков во ВКМ и перицеллюлярных капсулах. Так в хряще плодов от свиноматок с НН генотипом идентифицируется коллаген I и II типа, тогда как с Hh и hh генотипом - преимущественно коллаген только II типа. При этом степень упорядоченной организации коллагена во ВКМ хряща плодов от животных с НН генотипом на 6,82 выше (Р<0.05), по сравнению -с hh генотипом (табл. 2).

Присутствие коллагена I типа во ВКМ зоны гипертрофированных дегенерирующих хондроцитов по данным H.ft.Horton et all., 1983; A.Paulovsky et all.,1986 ) является нормальным фи-

зиологическим процессом. Изменения метаболизма ВКМ в базаль-ной зоне являются необходимыми этапами для последующей минерализации хрящевого матрикса при энхондральном костеобразо-вании (.] .й.ВискыаНег е1 а 11.. 138?).

Таблица 2

Рефракция макромолекул коллагена зпифизарного хряща экспериментальных животных с различным генотипом по На1 локусу к концу плодного периода (нм)

Суставной хрящ Генотип животных

H H H h j h h

ОПЫТ

.Слой изоген.групп:

а).Капсулы клеток 27,42+0,55 27,07+0,59 28,2210,88

б).ВКМ 24.12Ю.42 21,8710,66 20,57+0,71

.Слой гипертрофиро-

ванных хондроцитов

а).Капсулы клеток 34,74+0,52 36. u7J-0,52 37,30+0,76

б). ВКМ 28.37+0,48 27,5310,61 26,43+0,69

КОНТРОЛЬ

.Слой изоген.групп:

а).Капсулы клеток 27,69+0,42 28,43+0,65 27,5010,76

б).ВКМ 23.46Ю.58 24,2010,55 23.17+0,63

Слой гипертрофиро-

ванных хондроцитов

а).Капсулы клеток 36,6410,50 38.3010.68 36.57+0,61

б).ВКМ 28,2510,54 30,6710.57 28.57+0,62

При гипокинезии у плодов от свиноматок с hh генотипом

наблюдается увеличение степени ориентационно-упорадоченной организации коллагеновых белков в перицеллюлярных капсулах хондроцитов на 5,1 У. (Р<0,05) по сравнению - с НН генотипом.

В работах G.J.Gibson, M.H.Flint (1Э85) показана прямая зависимость между гипертрофией хондроцитов и инициацией синтеза коллагена X типа, что позволяет предполагать его прямое участие в процессах костеобразования (Р.Castagnola et.all., 1987: T.M.Schmid, T.F.Zinsenmayer.1987 ). Принимая во внимание данный факт вполне допустимо, что на фоне преобладания

этом сила влияния гипокинезии на массу плодов галотан-устой-чивых свиноматок (НН и НЫ в 9,5 раза меньше, по сравнению с галотан-чувствительными (М), Согласно данным Н.П.Шабало-иа, Н.Н.Шабаловой (1987), Л.А.Корякиной (1988), С.Г.Айрапе-товой (1989) развивающийся плод, как и любой внутренний орган, находится в непосредственной зависимости от особенностей генетически детерминированных механизмов регуляции основных физиологических функций центральной нервной системой. Выраженная неравномерность развития плодов свиней при гипокинезии с нашей точки зрения связана с особенностями перестройки метаболизма у стресс-устойчивых животных и является общебиологической закономерностью.Вероятно в условиях стресса (гипокинезии) пластические процессы в организме стресс-устойчивых матерей успевают перестроится благодаря своевременному включению приспособительных механизмов (И.В.Воложин, Ю.К.Субботин, 1987; О.П.Тимошенко, 1989).

3.2. Зависимость морфогенеза костной и хрящевой тканей гсловки бедра от генотипа свиноматок по галотан-чувствительности при гипокинезии

Методами морфогистохимических исследований установлено что при гипокинезии процессы гистогенеза тазобедренного сустава в первой половине пренатального периода развития соответствуют норме. Процессы хондрогенной дифференцировки мезе-нхимальных клеток протекают как в опытной, так и в контрольной группе аналогично, что можно связать с эволюционно закрепленными жестко детерминированными механизмами раннего эмбриогенеза.

К 60 дневному возрасту, в препаратах контрольной группы наблюдается преимущественно синтез ХС, как маркера хондрогенной дифференцировки клеток. При гипокинезии выявлено увеличение процессов синтеза КС в 2,5 раза по сравнению с препаратами суставов контрольных животных, при снижении ХС. Изменение синтетической активности клеток расценивается нами, как признак нарушения экспрессии генного аппарата при гипокинезии.

К концу пренатального периода онтогенеза наблюдается зависимость размеров головки бедра плодов от генотипа свиноматок по галотан-чувствительности (табл. 1), что отсутствует в препаратах суставов контрольных животных. И плодов от сви-

процессов остеогенеза над процессами хондрогенеза (либо на фоне замедления степени интенсивности обоих процессов) и ослабления процессов синтеза хондроцитими коллагеновых белков во ВКН базальной зоны суставного хряща при формировании тазобедренного сустава плодов животных с М1 генотипом в условиях гипокинезии матерей, к концу пренатального периода онтогенеза происходит компенсаторное увеличение минорных кол-коллагенов, а именно - коллагена X типа.

При одинаковом содержании в хрящевой ткани плодов свиней опытной и контрольной групп гликозаминогликанов (ГАГ), при гипокинезии выявлено перераспределение процессов биосинтеза сульфатированных ГАГ. Как показано в таблице 3, степень упорядоченной организации макромолекул КС увеличивается на 12,3У. (Р<0,05), а ХС-уменьиается на 6,9%. При этом сила влияния генотипа свиней по галотан-чувствительности на степень макромолекулярной организации КС (табл. 4) в слое изогенных групп суставного хряща плодов на 73,9У. больше, по сравнению с препаратами суставов контрольных животных.

В условиях гипокинезии у плодов наблюдается зависимость процессов синтеза и степени упорядоченной организации макромолекул ГАГ и коллагеновых белков в глубоких слоях от генотипа свиноматок, что отсутствует в контрольной группе животных (табл. 2,3).

Как показали результаты исследований, наибольшее увеличение при гипокинезии синтезируемого КС на единицу площади в суставном хряще плодов свиней с 1Л генотипом, что на фоне равномерного развития головки бедра рассматривается нами,как один из этапов компенсаторного процесса при выраженном снижении процессов синтеза ГАГ. Застойные явления в кровеносных сосудах структурных компонентов тазобедренных суставов плодов свиноматок с Ы1 генотипом согласуются с данными Е.А.Коваленко, Туровского (1976), М.К.Каримова (1983,1987) о нарушении функционального состояния микроциркудяторного русла при гипокинезии.

В условиях гипокинезии у плодов животных с НН генотипом в процессе формирования тазобедренного сустава к концу пренатального периода развития идентифицируются морфологические признаки ускоренного остеогенеза. В базальной зоне суставного хряща наблюдается резкий переход слоя формирующихся изо-

Таблица 3

Рефракция макромолекул структурных компанентов ВКМ эпифизарного хряща плодов экспериментальных животных к концу плодного периода (нм)

Генотип свиней по На1 локусу Суставной хрящ Метаэпифизарный хрящ

тангенциальный слой слой изоген-ных групп промежуточный слой пузырчатый слой

Рефракция ГАГ

ОПЫТ 10,19+0,33 24,95+0,43 24,66±0,48 28,03+0.44

н н 10,6710,32 26.12+0,39 25,96+0,42 ' 29,21+0,37

н ь 9,8 0±0,42 24,67+0.46 24,40+0.37 27,83±0,44

ь ь 10,10+0,24 24,03+0,62 23.63±0.65 27,03±0,50

КОНТРОЛЬ 10,26+0,29 25,30+0,47 25,02+0,53 29,00±0,50

н н 9,75±0,32 24,81+0,38 24.62+0,45 28,44±0.31

Н 11 И.00+0.36 26.37+0.50 26,03+0,61 30,20+0,54

»1 ь 10,03±0,22 24.73±0,41 24,43+0,53 28,37±0,46

Р е ф р а к ц и я X С

ОПЫТ 8.11+0,23 15.65+0.44 15,69+0,50 18,53±0,44

Н Н 8,21+0,24 16.33±0,36 16,83±0,52 19,25±0,39

Н 11 8.03+0.18 15,20±0,43 15,43±0,41 18.10+0.44

И 11 8.10+0,27 15,43+0,54 15,02±0,58 18,23±0,47

КОНТРОЛЬ 8,15±0,24 16.81+0.4? 17,14±0,48 19,39±0,46

н н 8,06±0,26 16,19±0,39 .16,94+0,42 19.06±0,37

н ь 8,33±0.29 17,83+0,58 17,63+0,47 20,17±0,54

1-1 ь 8.03±0,16 16,43±0,43 16,82+0,55 18,87+0.46

Р е ф р а к ц и я К С

ОПЫТ 7,60+0,25 12,36±0,53 12,73+0,56 15.20±0.52

Н Н 8,08+0.21 12,96+0,44 13,42±0,48 16,21+0,51

Н Ь 7.37+0,23 И 80+0,50 12,37±0,55 14,63±0,46

И »1 7.33+0.30 12.32±0.64 12.40+0.65 14.73+0,58

КОНТРОЛЬ 7,47+0.28 10,84+0,50 10,77±0,43 13.83i0.46

н н 7,75+0,29 10,62+0,51 10,31±0,38 13,62+0.42

н ь 7,67±0.24 11.47+0.56 11,60+0.49 14.20+0.56

ь ь 7.5710.32 10.43+0.43 - 10.40+0.42 13,67+0.41

генных групп б короткий слой гипертрофированных хондроцитов, а также довольно значительное изменение характерной цитоар-

хитектоники. Здесь же встречаются некротизированныег локальные участки ВКМ, чаще с выраженными границами. Содержимое такого участка заполнено бесструктурным аморфным веществом, воспринимающем как кислые, так и основные красители. Появление локальных участков некроза ВКМ на наш взгляд связано с

Таблица 4

Сила елияния генотипа матерей по локусу чувствительности к галатану на степень макромолекулярной организации структурных компанентов зпифизарного хряща плодов экспериментальных животных к концу плодного периода (в 7.)

Компоненты Суставной хрящ Метаэпифизарный хрящ

тангенциальная зона слой изоген-ных групп промежуточный слой пузырчатый слой

ОПИТ

ГАГ 6,08±2,38* 12,50±2,22*** 28,78+1,80*** 25,09+1,90*** ГК 4,67+2,41 37,85+1,58*** 31,98+1,72*** 23,19+1,94*** ХС 0,50±2,52 5,98±2,38* 23,31+1,94*** 6,03±2,38* КС 38,40+1,56*** 85,34±0,39*** 55,80+1,12*** 79,52+0,52*** Неколагеновые белки 15,19+2,15*** ,83.56±0,47*** 82,32+0,45*** 67,55+0,82*** КОНТРОЛЬ

ГАГ 1.0,86+2,44*** 21,89±2,14*** 20,75±2,17*** 4,49±2,62 ГК 40,03±1,64*** 34,03±1,81*** 19,85±2,20*** 8,06±2,52** ХС 1,74±2,69 18,12±2,24*** 6,66±2,56* 13,28±2,38*** КС 0,38±2,73 10,72±2,45*** 13,59±2,37*** 3,66±2,64 Неколагеновые белки 0,46±2,73 27,27±1,99*** 21,32±2,16*** 19,02±2,22***

* - Р<0.05; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001

нарушением функции хондрогематического барьера при гипокине-

зии (А.М.Зайдман, А.В. Сахаров,1990), т.к. локализация таких участков, как показали результаты исследований, находятся в месте ранее пролегавших кровеносных сосудов. Начавшиеся процессы ускорения остеогенеза к концу пренатального периода развития на фоне характерного нарушения функции хондрогема-

тического барьера у плодов свиней с НН генотипом при гипокинезии вероятно и привели к появлению локальных участков некроза.

Известно (Л.И.Слуцкий. 1985; В.Н.Павлова с соавт. , 1989 ), что выполнение специфических функций хряща и сохранение его гомеостаза осуществляется благодаря постоянству качественного состава и определенного расположения макромолекул структурных компонентов ВКМ, особенно сульфатированных ГАГ. Перераспределение сульфатированных ГАГ в сторону повышения КС КС свидетельствует о развитии предпатологического состояния. Вместе с тем, как показали результаты исследований, степень этого состояния выражена не в одинаковой мере у плодов свиней опытной группы, и находится в определённой зависимости от генотипа их матерей.

Интенсивные синтетические процессы и высокая степень упорядоченной организации структурных компонентов ВКМ зпифи-зарного хряща при наличии выявленного ускорения процессов кальцификации рассматриваются нами как только начинающиеся процессы дезадаптации к концу пренатального периода развития у плодов свиней с НН генотипом при гипокинезии.

Выявленная неравномерность развития головки бедра (замедление оссификации или ускорение кальцификации), а также наиболее выраженное перераспределение сульфатированных ГАГ при повышении КС во ВКМ эпифизарного хряща к концу пренатального периода развития у плодов свиней опытной группы с Ы1 генотипом рассматривается нами как процесс нарушения остео-генеза на фоне менее интенсивных метаболических процессов, способствующих более раннему периоду возникновения дезадаптации в процессе адаптоциоморфоза.

У плодов свиноматок опытной группы с НЬ генотипом изме-изменения в процессах роста и развития костной и хрящевой тканей в пернатальном периоде онтогенеза выявлены только на макромолекулярном урсзне.

Известно (Ф.З.Меерсон,М.Г.Пшенникова,1989), что по мере прекращения действия стресс-фактора происходит либо нормализация физиологических функций системы, либо, в зависимости от ряда факторов, в том числе и стадии процесса - истощение адаптационных возможностей системы и развитие патологии. В данном случае проблема разрешается рождением плода, включе-

нием самостоятельно функционирующих систем организма, а также всё более полной реализацией генетических особенностей индивидуума.

3.3. Морфогенез суставного хряща поросят, развивавшихся в условиях гипокинезии свиноматок с Ы1 генотипом В постнатальный период развития наиболее интенсивная двигательная активность у поросят наблюдается после 35 дневного возраста (С.Г.Финогенов,1988 К этому времени цито-архитектоника и структурная организация ВИН суставного хряща уже существенно отличается от эмбрионального и приобретает характерные черты хряща взрослых животных.

По данным Л.Е. Денисовой (1985), изменения в структурной организации хрящевой и костной тканей, выявленные при гипокинезии в эмбриональный период у плодов крыс нивелируются в постнатальный период развития животного. Данный факт автор связывает с потоянным ростом, что характерно для таких животных,как крысы. Полученные в ходе экспериментального исследования данные о последствии влияния гипокинезии на морфогенез хрящевой и костной тканей поросят не соответствуют результатам, полученным на крысах, хотя,по данным ряда авторов CE.fi.Коваленко. Н.Н.Гуровский, 1976; Т.С.Бешетя, 1984; А,В.Сахаров, 1990), в пренатальный период развития и тем, и другим животным свойственны определённые общебиологические закономерности в проявлении механизмов защитно-приспособительных реакций хрящевой и костной тканей при гипокинезии.

Если к концу пренатального периода развития плодов свиней опытной группы структурно-функциональные изменения в хрящевой ткани были выявлены в основном на макромолекулярном уровне, то в постнатальный период результаты морфогистохими-ческих исследований свидетельствуют о развитии патологии в-суставном хряще 40 дневных поросят. Ввиду того, что наиболее выраженные изменения при гипокинезии были выявлены в зпифи-зарном хряще у плодов свиней с ЬЬ генотипом по локусу чувствительности к галотану, этот факт послужил предпосылкой для исследования на макромолекулярном и клеточном уровнях суставного хряща тазобедренного сустава в постнатальный период у поросят, полученных от животных опытной группы с (^генотипом. Результаты морфогистохимических исследований расцени-

ваются нами как срыв механизмов адаптации и развития патологии на тканевом уровне. В этот период в суставном жряще животных опытной группы морфологически выявляются нарушения структурной организации ВКМ: локальные.иногда довольно крупные участки разволокнения ВКМ; некротизированные и кистозные полости. Обращает внимание замедление процессов остеогенеза, что выражается в преимущественном содержании в более тонких балках эпифизарной коллагена I типа, тогда как у поросят контрольной группы - преимущественно коллаген II типа.

Методы оптико- структурного анализа позволяют идентифицировать значительное увеличение синтеза и повышение степени упорядоченной организации структурных компонентов ВКМ (ГАГ, неколлагеновых и коллагеновых белков),что связано с утолщение суставного хряща у животных, развивавшихся в условиях гипокинезии матерей, и с нашей точки зрения является компенсаторным процессом на фоне дестабилизации функциональной системы. Вероятно,действие компрессионных сил сжатия, действующих на суставной хрящ, находившийся к моменту рождения животных на стадии истощения своих физиологических возмож-ностхй, послужило фактором, способствующим срыву механизмов защитно - приспособительных реакций и развитию патологии на тканевой уровне в период наиболее интенсивной двигательной активности животного.

ВЫВОДЫ

1. Содервание свиноматок в условиях жесткой гипокинезии не повлияло на вивуп массу потомства в течение всего периода пренатального онтогенеза.

2. Выявлена зависимость вивой массы плодов от галотан-чувст-вительности свиноматок при гипокинезии. К моменту рождения масса плодов составила у свиней с НН генотипом -1.396+0,026кг,с № - 1,241+0,079 кг и с ЬЬ - 1,132±0,"042 кг.

3. У плодов, полученных от галотан-чувствительных свиноматок опытной группы,выявлено замедление процессов оссификации или ускорение кальцификации головки бедра. Площадь эпифизарной кости равна 2,78±1,45 мм, что на 4?,9% меньше (Р<0,001), чем у плодов от галотан-устойчивых животных. При этом фено-типически вариабельность данного показателя у плодов от галотан-чувствительных свиноматок значительно выше, в сравнении с галотан-устойчивыми.

4. Результаты оптико-структурного анализа свидетельствуют о нарушении макромолекулярной организации матрикса хряща у плодов свиней при гипокинезии, что выражено в перераспределении процессов синтеза хондроцитаыи ХС - КС и увеличении гликопротеидов. Наибольшее увеличение КС и гликопротеидов наблюдается в промежуточном слое метазпифизарного хряща, соответственно 12,73+0,56 нм и 20,88±0,48 нм, что на 15,4% (Р<0,01) и на 6,2% СР<0.05) больше, чем у плодов животных контрольной группы.

5. Установлена наибольшая сила влияния генотипа отцов и матерей (82,0-86,1%) на увеличение содержания КС и гликопротеидов в суставном хряще плодов при гипокинезии свиноматок.

6. При гипокинезии наиболее высокая степень макромолекулярной организации ВКМ хряща наблюдается у плодов, полученных от галотан-устойчивых свиноматок, по сравнению с галотан-чувствительными. Интенсивность рефракции ГАГ, коллагеновых белков во ВКМ глубоких слоев суставного хряща у плодов от свиноматок с НН генотипом составила соответственно 26,12±0,39 нм и 28,39±0,48 нм. что на 5.5% и 9.3% больше (РсО.ОП, чем у гетерозигот на 8,0% и на 14,7% больше (Р<0,001). чем с 1111 генотипом.

7. В период раннего постнатального онтогенеза у поросят, развивавшихся во внутриутробный период при гипокинезии матерей с Ыг генотипом, в суставном хряще головки бедра наблюдается увеличение основных биополимеров ВКМ в 1,5-2,5 раза по сравнению с контрольными и развитие патологии: локальные участки дезорганизации матрикса, некротизированные и кистоз-ные полости.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Выявленная зависимость адаптационно-компенсаторных процессов в костной и хрящевой тканях плодов свиней от галотан-чувствительности их матерей, дает возможность:

1. Разрабатывать научно-обоснованные методы ранней профилактики нарушений метаболизма соединительной ткани животных в условиях длительного ограничения подвижности.

2. Рекомендовать для селекционной работы галотан-устойчивых свиней, как наименее чувствительных к влиянию гипокинезии.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кульчицкий В.А., Сахаров А,В Нарушение эмбриогенеза внутренних органов плодов при гипокинезии матерей // Проблемы реализации продовольственной программы Сибирского региона в новых условиях хозяйствования: Тез. докл. научно-прдктич. конф. профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников, аспирантов и специалистов производства 21-24 нояб. 1989 г.- Новосибирск, 1989. - С.114-116.

2. Кульчицкий В.А., Сахаров A.B. Морфофункциональные изменения в организме животных при гипокинезии // Управление морфогенезом тканей и органов в процессе адаптации: Тез.докл 1-й Респ. конф. 1989 г.- Иркутск, 1989.- С.61-62.

3. Сахаров A.B., Кульчицкий В.А. Морфологические исследования эмбриогенеза животных при гипокинезии // Сб. науч. тр. Бурятского отд. ВрНОАГЭ / Материалы науч. конф. морфологов Сибири и Дальнего Востока 8-9 июня 1990 г. - Улан-Удэ, 1990.- С.67-68.

4. Зайдман А.М., Сахаров A.B., Кульчицкий В.А. Влияние гипокинезии матерей на эмбриогенез костной и хрящевой тканей крыс // Кровообращение в условиях высокогорья и экспериментальной гипоксии: Тез. докл. IY Всесошз. симп, 2-4 октября 1990 г.- Душанбе. 1990. - С.59.

5. Кульчицкий В.А., Мартынов H.H. Влияние гипокинезии на формирование элементов тазобедренного сустава крыс с различными типологическими особенностями // Адаптационно-компенсаторные и восстановительные процессы в тканях опорно-двигательного аппарата: Тез. докл. YIII школы по биологии опорно-двигательного аппарата 19-21 июня 1990 г.- Киев, 1990. С.80-81.

6. Кульчиукий В.А. Реактивные изменения компонентов тазобедренного сустава а пренатальном онтогенезе при гипокинезии // Реактивность и регенерация тканей: Тез. докл. науч. конф. 5-6 апреля 1990 г. - Ленинград. 1990. - С.36-37.

7. Зайдман А.М., Сахаров A.B.. Кульчицкий В.А.. Акиншин A.B. Критерии адаптации хрящевой ткани плодов при гипокинезии матерей // Проблеммы морфологии / 5-я конф. респ. Средней Азии и Казахстана. - Чолпон-Ата. 1991. - С.84-85.

IG

Подписано к печати 06.01.93 г. Формат С0х84/К Объем I п.л. Заказ Л 34. Тираж 100 экз.

Редакционно-полиграфическое объединение СО РАСХН,ротапринт 633128.Говосттбирская область,п.Краснообск