УДК 636.932.3: 636.32/.38
Дилекова О.В., Квочко А.Н. ФГБОУ ВО "Ставропольский государственный аграрный университет", г. Ставрополь
Поджелудочная железа играет значительную роль в пищеварительном процессе из-за высокой ферментативной активности панкреатического секрета и наличию в нем ферментов, гидролизующих практически все группы питательных веществ, что обеспечивает процесс кишечного полостного и пристеночного пищеварения [1, 4, 9, 10].
Экзокринная секреция поджелудочной железы - сложный физиологический процесс, контролируемый множеством регуляторных механизмов, результатом которого является выработка панкреатического секрета, в виде зимогенов, которые остаются неактивными до тех пор, пока они не достигают просвета двенадцатиперстной кишки [3, 6, 7, 8].
Несмотря на то, что имеются многочисленные работы, касающиеся функциональной морфологии и патологии поджелудочной железы, у продуктивных животных эти данные фрагментарны и посвящены в основном вопросам кровоснабжения органа.
Комплексное изучение поджелудочной железы продуктивных животных в постнатальном онтогенезе позволяет раскрыть многие аспекты патогенеза незаразных заболеваний желудочно-кишечного тракта, в том числе экзокринной недостаточности, а также для определения сроков функциональной и морфологической зрелости органа.
Целью нашего исследования являлось изучение последовательности формирования и роста структур экзокринной паренхимы поджелудочной железы у овец.
Материалы и методы исследований. Исследования проведены в Научно-диагностическом и лечебно-ветеринарном центре Ставропольского госагроуниверситета.
В работе была исследована поджелудочная железа овец ставропольской породы. Для исследований было отобрано 60 самцов в разные периоды постнатального онтогенеза: 1-суточные, 1-, 3-х, 6-ти месячные, годовалые и 3-х летние (по 10 животных в каждой возрастной группе). Отбор самцов проводился с соблюдением Директивы 2010/63/EU Европейского парламента и Совета от 22 сентября 2010 года по охране животных, используемых в научных целях.
От каждого животного проводили отбор целой поджелудочной железы, которую фиксировали в 10%-ном нейтральном забуференном формалине (БиоВитрум, Россия). После фиксации в области головки железы вырезали кусочки размером 1 см3. Материал проводили через спирты возрастающей концентрации и ксилол, а затем заливали в гистологическую среду "Гистомикс" (БиоВитрум, Россия) с использованием гистологического процессора замкнутого типа Tissue-Tek VIPTM 5 Jr и станции парафиновой заливки Tissue-Tek® TECTM 5 (Sakura, Япония). Из полученных блоков делали гистологические срезы толщиной
5-7 мкм, которые окрашивали красителями (Bio-Optica, Италия и БиоВитрум, Россия) на автоматическом мультистейнере PrismaTM.
Для изучения структуры строения поджелудочной железы окраску срезов проводили гематоксилином и эозином. Коллагеновые волокна выявляли трихромной окраской по Массону. Для выявления кислых углеводсодержащих биополимеров срезы окрашивали альци-ановым синим при pH 2,0.
Микроскопию гистологических препаратов проводили на световом микроскопе Olympus BX45 со встроенным фотоаппаратом C 300 (Япония). Для микроскопии были использованы окуляры х10, объективы *4, *10, *20, *40, *100.
С каждого препарата поджелудочной железы выполняли по 10 цифровых снимков (в формате jpg, размером 3 136*2 352 пикселей в палитре 24 бит) случайно выбранных полей зрения при увеличении *100, *200, *400 и *1000.
В гистологических препаратах для определения функциональной активности экзокринной части железы проводили измерение площади панкреатических ацинусов, подсчет количества экзокринных панкре-атоцитов в ацинусах, площадь гранул зимогена, площадь экзокринных панкреатоцитов и их ядер, а также произведен расчет ядерно-цитоплазматического отношения (ЯЦО) в экзокринных панкреатоцитах.
Морфометрические исследования проводили с использованием программы "ВидеоТест-Мастер Морфология 4.0" для Windows.
Анализ числовых показателей проводили с помощью однофакторного дисперсионного анализа и множественных сравнений по критерию Ньюмена-Кейсла в программе "Primer of Biostatistics 4.03" для Windows. Достоверными считали различия при р<0,05.
Результаты исследований. При микроскопическом исследовании у односуточных самцов поджелудочная железа (*40) покрыта соединительнотканной капсулой, в которой много внеклеточного матрикса, мало волокон, представленных тонкими длинными параллельно организованными коллагеновыми волокнами. Клеточный состав стромы железы состоит из фибробластического дифферона, а также небольших единичных скоплений липоцитов, расположенных в толще органа.
Отмечается, что железа построена из долек I-порядка, в которых продолжаются процессы их разделения на дольки II-порядка путем врастания волокнистого компонента стромы в паренхиму дольки I-порядка. Разделение железы на дольки более выражено в области капсулы, так как имеет место наличие отдельно расположенных на небольшом расстоянии друг от друга долек II-порядка (рисунок 1).
Рис. 1. Разделение железы на дольки II-порядка у односуточного самца (эокраска гематоксилином и эозином; ув. х100)
В одномесячном возрасте отмечается полное разделение железы на дольки II-порядка. Они расположены на небольшом расстоянии по отношению друг к другу. Между дольками проходят тонкие коллагеновые волокна с большим количеством внеклеточного матрикса и клеток фибробластического дифферона.
От шестимесячного возраста и до трех лет происходит незначительное утолщение стромы железы, за счет разрастания коллагеновых волокон и, как следствие, дольки железы с одного года до трех лет у овец расположены друг к другу компактно.
Однако, в междольковых выводных протоках и вокруг крупных кровеносных сосудов отмечается более выраженное утолщение стромы железы, причем процессы разрастания начинают регистрироваться уже на третьем месяце постнатального онтогенеза (рисунок 2).
Выводная система железы у животных всех возрастных групп представлена вставочными протоками с центроацинозными клетками, расположенными внутри ацинуса.
Рис. 2. Соединительная ткань вокруг протокового дерева у трёхлетнего самца (окраска по Маллори; ув. х200)
В каждой дольке I-порядка имеется по 1-2 внутридольковых выводных протока. От односуточного возраста до одного года у овец протоки выстланы кубическим эпителием, а к трём годам происходит увеличение его рядности и он становится низкопризматическим.
Междольковые выводные протоки у всех изучаемых возрастных групп расположены между "триадой" долек I-порядка, и всегда имеют обязательно добавочный проток. Вокруг междольковых протоков в рыхлой соединительной ткани собственной пластинки располагаются слизистые железы, сосуды микроциркуляторного русла, лимфатические сосуды. Количество междольковых выводных протоков от односуточного до трёхлетнего возраста визуализируется от 2 до 3 (*100). Эпителий протоков низкопризматический, содержит единичные бокаловидные клетки (рисунок 3). В одномесячном возрасте, происходит увеличение количества слизистых желез в междольковых протоках от 3 до 5 (*100).
К трёхмесячному возрасту и до трёх лет постнатального онтогенеза овец, количество слизистых желез насчитывается от 5 до 7 (*100).
Pис. 3. Бокаловидные клетки междолькового выводного протока у односуточного самца (окраска альциановым синим рН 2.0; ув. х400)
В экзокринной части железы панкреатические ацинусы у односуточных самцов расположены рыхло по отношению друг к другу. Форма ацинусов округлая, овальная или имеют вид округло-треугольных образований, состоящих из переходящих друг в друга панкреатических ацинусов.
Экзокринные панкреатоциты плотно прилегают друг к другу, из-за чего границы клеток имеют стертый вид. Клетки трапециевидной формы с крупными шаровидными ядрами. Гранулы зимогена расположены в зимогенной зоне плотно.
В одномесячном возрасте происходит разделение округло-треугольных образований панкреатических ацинусов, и они приобретают форму овальных или округлых структур.
С шестимесячного возраста до трех лет панкреатические ацинусы начинают располагаться близко друг к другу, что приводит к уменьшению просвета между ними и уплотнению паренхимы органа (рисунок 4).
В три года панкреатические ацинусы так плотно прилежат друг к другу, что между ними (в местах артефактов - сжатия панкреатических ацинусов при фиксации) просматриваются фрагменты тонких длинных параллельно организованных коллагеновых волокон.
При сопоставлении зимогенной зоны к гомогенной их соотношения равны как 2:1 в односуточном возрасте, но с одного года до трех лет соотношение меняется и становится 1:1.
Рис. 4. Панкреатические ацинусы у годовалого самца (окраска гематоксилином; ув. х1000)
У всех возрастных групп взаимодействие между вставочными протоками и секреторными концевыми отделами в панкреатических ацинусах характеризуются как расположение секреторного концевого отдела на конце вставочного протока. В редких случаях секреторный концевой отдел присоединяется к вставочному протоку сбоку.
При анализе морфометрических показателей установлено, что площадь панкреатических ацинусов в первые сутки после рождения составляет 1626,0±64,02 мкм2 и является наибольшей по сравнению с другими возрастными группами (табл. 1). К одномесячному возрасту данный показатель незначительно уменьшается на 7,05%, и продолжает уменьшаться на 16,94 % до трех месяцев жизни животного. Однако, к шести месяцам происходит незначительное увеличение площади панкреатических ацинусов на 9,86%. К возрасту один год данный показатель снова уменьшается на 7,30%, а к морфофункциональной зрелости организма овец опять наблюдается увеличение площади панкреатических ацинусов на 12,34%, что составляет 1494,0±53,74 мкм2.
Таблица 1. Морфометрические показатели структурных компонентов панкреатических ацинусов
|
| Панкреатический ацинус | |||
|---|---|---|---|---|
| Возраст | Площадь ацинусов мкм2 (M±m) | Количество экзокринных панкреатоцитов (M±m) | ЯЦО экзокринных панкреатоцитов (M±m) | Площадь гранул зимогена мкм2 (M±m) |
| 1 сутки (n=30) | 1626,0±64,02 | 8,33±0,32 | 0,25±0,008 | 0,289±0,016 |
| 1 мес. (n=30) | 1519,0±95,12 | 8,2±0,33 | 0,25±0,006 | 0,288±0,014 |
| 3 мес. (n=30) | 1299,0±58,07 | 7,83±0,29 | 0,19±0,01* | 0,253±0,014 |
| 6 мес. (n=30) | 1427,0±61,52 | 7,4±0,29 | 0,26±0,01* | 0,270±0,012 |
| 1 год (n=30) | 1330,0±53,27 | 6,86±0,24 | 0,15±0,006* | 0,384±0,019* |
| 3 года (n=30) | 1494,0±53,74 | 5,96±0,20* | 0,18±0,006* | 0,460±0,120* |
Исходя из данных таблицы при анализе количественных показателей экзокринных панкреатоцитов в панкреатических ацинусах было выявлено, что в односуточном возрасте они составляют 8,33±0,32. Однако, данный показатель постепенно незначительными темпами снижается с увеличением возраста животного. С односуточного возраста до трёх лет происходит уменьшение количества экзокринных панкреатоцитов на 39,76% (р<0,05), причем активное снижение данного показателя на 15,11% (р<0,05) регистрируется от одного года до трех лет постнатального онтогенеза овец.
Анализ площади гранул зимогена экзокринных панкреатоцитов показал, что в суточном возрасте их площадь составляет 0,289,0±0,016 мкм2 (табл. 1). К трем месяцам жизни животного отмечается увеличение площади на 13,84 %, но к шестимесячному возрасту происходит незначительное уменьшение данного показателя. С шестимесячного до однолетнего возраста отмечается резкое увеличение площади гранул зимогена на 42,22% (р<0,05), и продолжает увеличиваться к трем годам жизни животного на 19,79% (р<0,05).
Значение ЯЦО экзокринных панкреатоцитов поджелудочной железы в односуточном возрасте самцов овец составило 0,25±0,008 (табл. 1). С одномесячного до трехмесячного возраста данный показатель снижается на 32,80% (р<0,05). К шести месяцам жизни животного регистрируется увеличение ЯЦО на 35,98% (р<0,05). К возрасту один год опять происходит снижение данного показателя на 67,97% (р<0,05). В три года ЯЦО экзокринных панкреатоцитов снова увеличивается на 17,65% (р<0,05).
Результаты и обсуждение полученных данных. Оценивая полученные показатели поджелудочной железы овец от односуточного до трехлетнего возраста постнатального онтогенеза можно констатировать, что при рождении микроскопическое строение железы сформировано, однако продолжаются структурные перестройки, которые захватывают большие временные промежутки между возрастными периодами животных, что является признаком динамически активного состояния этого органа даже после рождения.
Основные структурные преобразования в органе наблюдаются в двух возрастных периодах: от односуточного до одномесячного возраста и от одного года до трех лет. В первом периоде железа полностью дифференцируется, что проявляется разделением её на дольки II-порядка, образуются отдельные округлые или овальные фигуры панкреатических ацинусов. Второй период характеризуется разрастанием соединительной ткани вокруг протокового дерева и крупных кровеносных сосудов, а также уплотнением экзокринной паренхимы железы и уменьшением зимогенной зоны и ее соотношением к гомогенной как 1:1. По данным Е.В. Нахатовой (2003), у новорожденных ягнят все структурные элементы поджелудочной железы сформированы, а в последующем происходит дальнейшая дифференцировка органа [2]. Также с возрастом происходит уменьшение соединительной ткани в экзокринной паренхиме.
Анализируя количественные данные отмечено, что с рождения до трёх месяцев жизни животного происходит снижение всех показателей, что по нашему мнению связано с дифференцировкой железы к первому месяцу после рождения и со сменой молочного типа питания на грубые корма в двухмесячном возрасте. Это приводит к перестройке экзокринной части железы к трем месяцам постнатального онтогенеза, что согласуется с данными А.Д. Шевченко (2013).
Период морфофункциональной зрелости организма характеризуется увеличением всех изученных нами показателей, кроме количества экзокринных панкреатоцитов. Увеличение площади панкреатических ацинусов, гранул зимогена и ЯЦО, по нашему мнению, связано с повышением секреторной активности экзокринной паренхимы, увеличением концентрации содержащихся в гранулах зимоге-на пищеварительных ферментов, на фоне уменьшения количества экзокринных панкреатоцитов участвующих в образовании проферментов. Уменьшение количества клеток синтезирующих зимоген, может привести к снижению количества панкреатического сока и, как следствие, к неполному расщеплению химуса, уменьшению всасываемости трофических веществ и нарушению обмена веществ во всем организме, что приводит к снижению продуктивности животного.
Таким образом, структурная и физиологическая организация поджелудочной железы овец протекает на протяжении всего постна-тального онтогенеза. Сопоставляя изученные данные можно заключить, что в экзокринной части железы происходит согласованная ритмика отдельных проявлений жизнедеятельности ацинуса в целом как системы, но состоящей из отдельных клеток.
Список литературы:
Резюме. Целью исследования стало изучение последовательности формирования и роста структур экзокринной паренхимы поджелудочной железы у овец. При рождении поджелудочная железа овец сформирована, покрыта соединительнотканной капсулой. Экзокринная часть железы состоит из долек I-порядка, которые продолжают делиться на дольки II-порядка. В месячном возрасте происходит полное разделение железы на дольки II-порядка. С 6-ти месячного возраста до 3-х лет происходит утолщение стромы железы, особенно в области протокового дерева и крупных кровеносных сосудов. В экзокринной части железы панкреатические ацинусы в месячном возрасте приобретают округлую или овальную форму. В 3 года они плотно прилежат друг к другу, что приводит к вытеснению внеклеточного матрикса. При сопоставлении в экзокринных пан-креатоцитах зимогенной зоны к гомогенной их соотношения равны как 2:1 в 10 суточном возрасте, но к 3-м годам соотношение меняется и становится 1:1. При анализе морфометрических показателей установлено, в первый триместр жизни животного площадь панкреатических ацинусов уменьшается на 25,17%, а к морфофункциональной зрелости организма увеличивается на 12,34%. Количество экзокринных панкреатоцитов от суточного возраста до 3-х лет постепенно снижается на 39,76% или от 8,33±0,32 до 5,96±0,20, соответственно.
Площадь гранул зимогена начинает изменяться только к концу триместра жизни животного. С рождения это показатель увеличивается на 13,84% и продолжает постепенно повышаться до 3-х лет на 81,81%. Значение ЯЦО экзокринных панкреатоцитов с рождения до 3-х месяцев снижается на 32,80%. Однако, в 3 года данный показатель увеличивается на 17,65%. Таким образом, структурная и физиологическая организация поджелудочной железы овец протекает на протяжении всего постнатального онтогенеза.
Ключевые слова: овцы, самцы, постнатальный онтогенез, поджелудочная железа, панкреоциты, ацинус, микроморфология, функция, дифференцировка, количественные показатели.
Сведения об авторах:
Дилекова Ольга Владимировна, кандидат биологических наук, доцент кафедры паразитологии и ветсанэкспертизы, анатомии и патанатомии им. проф. С.Н. Никольского ФГБОУ ВО "Ставропольский государственный аграрный университет"; 355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12; тел.: 8(918)877-94-03; e-mail: dilekova2009@yandex.ru.
Ответственный за переписку с редакцией: Квочко Андрей Николаевич, доктор биологических наук, профессор РАН, заведующий кафедрой физиологии, хирургии и акушерства ФГБОУ ВО "Ставропольский государственный аграрный университет"; 355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12; тел.: 8(918)750-35-79; е-mail: kvochko@yandex.ru.
http://vetkuban.com/num5_201603.html