CC BY
31
УДК 611.018;591.8+591.4:636;591.8:636
Морфофункциональная характеристика семенников бычков разных генотипов*
Р.Ф. Третьякова, канд. биол. наук; Ф.Г. Каюмов, д-р с.-х. наук, профессор ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
С использованием комплекса методов (обзорные гистологические, гистохимические, иммуногистохими-ческие и морфометрические) исследованы семенники 18-месячных помесных абердин-ангусскиххкалмыцких бычков и аналогов чистопородной калмыцкой породы (по 6 животных каждой породы). Результаты исследования показали, что у 18-месячных бычков всех пород наблюдается полноценный сперматогенез. Структурные элементы соединительнотканной части стенки извитых канальцев демонстрировали морфологические эквиваленты целостности гематотестикулярного барьера. Доля канальцев с выраженной деструкцией сперматогенного эпителия составляет 2 - 3 %. Диаметр извитых семенных канальцев у животных всех генотипов был выше 200 мкм. Популяция клеток Лейдига характеризовалась разнообразием клеточных форм, преобладающими были округлые и полигональные клетки со светлыми ядрами и хорошо развитой цитоплазмой. Морфология клеток Лейдига указывала на их способность к активному синтезу половых гормонов. Сравнительный анализ семенников бычков двух исследованных групп не выявил выраженных различий в структуре мужских половых желёз. Это свидетельствует о том, что морфофункциональная характеристика семенников является стабильным и консервативным показателем, который мало изменяется в процессе селекционной работы.
Ключевые слова: помесные и чистопородные бычки, семенники, семенные канальцы, ткань интерсти-циальная, диаметр, ядро клетки.
Изучению различных аспектов морфологии и физиологии репродукции животных посвящено большое количество исследований [1, 2]. Однако данных о многих закономерностях морфофунк-циональной организации семенников животных недостаточно, что требует дальнейшего углублённого исследования, дополнения и уточнения.
Целью исследования стало выяснение мор-фофункциональных характеристик семенников помесных абердин-ангусских х калмыцких бычков (^2) и аналогов чистопородной калмыцкой породы крупного рогатого скота.
Материал и методы исследования. Для проведения научно-исследовательской работы были сформированы две группы бычков. В I гр. вошли помеси абердин-ангусской х калмыцкой (^2) пород, во II гр. - чистопородные бычки калмыцкой породы. Объектом исследования служили семенники помесных бычков абердин-ангусской х калмыцкой пород второго поколения и чистопородной калмыцкой породы, выращенных в ООО «Агрофирма «Адучи» Республики Калмыкии в период 2018 - 2020 гг. В процессе выращивания определяли массу бычков после рождения, в возрасте 3, 8, 12, 15 и 18 мес. Образцы семенников для исследования были взяты у 18-месячных животных в марте 2020 г. при убое бычков на мясокомбинате в с. Дивное Ставропольского края. Для гистологических исследований материал фиксировали в 12%-ном водном растворе формалина, обезвоживали в этаноле возрастающей концентрации, заливали в парафин. Парафиновые срезы толщиной 5 - 7 мкм, изготовленные на ротационном микротоме, окрашивали обзорными гистологическими (гематоксилин Майера
и эозин), гистохимическими (ШИК-реакция) и иммуногистохимическими методиками (на выявление антитела к Ю67 и Р53). Для этих целей использовали моноклональные мышиные антитела к протеину Р53, клон DO-7 в разведении 1:100, моноклональные мышиные антитела к К167, в разведении 1:600, клон ММ1 sameas МВ67 (DiagnosticBioSystems) и систему визуализации (BioGenex, США). На гистологических срезах проводили морфометрию структурных элементов семенников (определяли диаметр извитых семенных канальцев, долю извитых семенных канальцев и интерстициальной ткани, диаметр ядер клеток Лейдига и их число на условной единице площади среза семенника (на площади квадрата со стороной 35 мкм), содержание клеток Лейдига с различными размерами ядер, соотношение стромальных и эндокринных компонентов в интерстиции органа). Полученные цифровые показатели подвергали статистической обработке с использованием программы <^а^йса-8».
Результаты исследования. Темпы нарастания массы животных свидетельствовали о хороших темпах прироста массы у бычков всех исследованных групп. Убойная масса составляла у помесных бычков 480,7 ± 11,94 кг, у чистопородных - 448,90 ± 12,51 кг (табл. 1).
Анализ гистологических препаратов показал, что у бычков исследуемых групп в семенниках наблюдася полноценный сперматогенез (рис. 1 и 2).
В извитых семенных канальцах выявлялись все клетки, свойственные стадиям сперматогенеза (сперматогонии, сперматоциты первого и второго порядка, сперматиды и сперматозоиды),
* Исследования выполнены в соответствии с планом НИР на 2017-2021 гг. ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН (0761-2020-0006).
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 ■ № 5 (85)
наблюдались митотические деления спермато-гоний и мейотические деления сперматоцитов. Патологические формы сперматогенных клеток в большинстве извитых семенных канальцев были единичными. Доля извитых семенных канальцев с выраженной деструкцией (дезорганизация сперматогенного эпителия, наличие многоядерных клеток, большое количество патологически изменённых клеток сперматогенного эпителия, нарушение целостности гематотести-кулярного барьера) у животных исследованных генотипов была незначительной и варьировала в пределах 2 - 3 %, что соответствовало морфо-функциональной характеристике нормального семенника [1 - 3]. Диаметр извитых семенных канальцев превышал 200 мкм (табл. 2), что является характерным для половозрелых особей этих животных. Обращает на себя внимание значительное содержание коллагеновых фибрилл и ШИК-позитивных мукополисахаридов в соединительнотканной части стенки извитых семенных канальцев. Клеточные и неклеточные элементы соединительнотканной части стенки извитых семенных канальцев демонстрируют структурные эквиваленты целостности гемато-тестикулярного барьера.
Популяция клеток Лейдига у бычков исследованных генотипов характеризовалась разнообразием форм. Основное количество клеток Лейдига на срезах имели округлую либо полигональную форму, в небольшом количестве присутствовали
также клетки отростчатой и веретеновидной формы. Округлые клетки имели диаметр 11 - 13 мкм. Длина овальных и полигональных клеток колебалась в пределах 11 - 15 мкм, а ширина составляла 8 - 11 мкм. Эти клеточные формы характеризовались ядрами средних и крупных размеров, хорошо развитой цитоплазмой. В ядрах эухроматин был распределён равномерно по всей площади, содержание гетрохроматина варьировало. Анализ объёмов ядер клеток Лейдига показал, что в семенниках бычков всех исследованных групп преобладали клетки со средними объёмами ядер (от 50 до 100 мкм3). Например, в семенниках помесных абердин-ангусскиххкалмыцких бычков (^2) их содержание составляло 66,2 ± 2,2 %, а содержание клеток с крупными ядрами (свыше 100 мкм3) - 26,5 ± 1,2 %. Нами не было выявлено различий в характеристике популяции клеток Лейдига среди исследованных бычков. Морфофункциональная характеристика клеток Лейдига интерстициальной ткани в семенниках всех исследованных животных свидетельствует об их способности к активному стероидогенезу.
Сопоставление структурно-функциональной характеристики извитых семенных канальцев и клеток Лейдига семенников свидетельствует о хорошем репродуктивном потенциале исследованных животных двух групп.
Площадь интерстициальной ткани в семенниках бычков исследованных генотипов была значительной (табл. 2), что является характерной
1. Динамика роста массы бычков разных генотипов (X ± Sx)
Группа - порода Возраст, мес.
новорождённые 8 12 15 18
I - помеси абердин-ангусская х калмыцкая (^2) 29,7 ± 1,94 210,5 ± 3,07 327,1 ± 3,51 420,7 ± 3,34 495,7 ± 7,82
II - калмыцкая порода 21,7 ± 1,69 198,6 ± 2,81 304,7 ± 4,12 387,6 ± 6,29 461,5 ± 4,28
Рис. 1 - Извитые семенные канальцы и
интерстициальная ткань семенника абердин-ангусскогохкалмыцкого бычка (^2) в возрасте 18 мес. Окраска: гематоксилин Майера и эозин
Рис. 2 - Извитые семенные канальцы и
интерстициальная ткань семенника бычка чистопородной калмыцкой породы в возрасте 18 мес. Окраска: гематоксилин Майера и эозин
особенностью мужских гонад этих животных. По этому показателю выявлены значимые различия среди исследованных групп.
2. Морфометрические показатели семенников 18-месячных бычков разных генотипов (X ± Sx)
Так, содержание интерстициальной ткани в семенниках помесных животных было ниже, чем у чистопородных бычков калмыцкой породы. Сходные различия были выявлены и по содержанию стромальных компонентов соединительной ткани в семеннике (табл. 2). Сравнительный анализ показал, что по таким показателям, как диаметр извитых семенных канальцев и содержание клеток Лейдига, не выявлено выраженных различий между животными исследованных генотипов (табл. 2). Сходные данные приводили и другие исследователи [4 - 9] при изучении семенников быков других пород крупного рогатого скота. Несмотря на выявленные нами некоторые особенности гистофизиологии семенников, наши данные и сопоставление их с данными литературных источников указывают на отсутствие выраженной специфичности семенников по основным характеристикам органа (диаметр извитых семенных канальцев, состояние спер-матогенного эпителия, морфофункциональная характеристика популяции интерстициальных эндокриноцитов) у этих животных.
Экспрессия белка Р53 в извитых семенных канальцах и в интерстициальной ткани была невысокой, при этом более выражена экспрессия этого белка в извитых семенных канальцах в сравнении с интерстициальной тканью семенника.
Экспрессия Ki67 выявлялась в сперматогенном эпителии в сперматогониях и сперматоцитах, в интерстициальной ткани - в клетках фибробласти-ческого дифферона. В клетках Лейдига экспрессия белка антитела к Ki67 не обнаружена. Анализ результатов выявления экспрессии антитела к Ki67 подтверждает имеющиеся в литературе сведения о том, что популяция клеток Лейдига относится к стабильным клеточным популяциям, а восстановление численности клеток Лейдига может происходить за счёт их дифференцировки из малодифференцированных предшественников мезенхимного происхождения (малодифференцированных клеток фибробластического дифферона).
Вывод. Полученные результаты свидетельствуют о том, что основные показатели семенников (диаметр извитых семенных канальцев, состояние сперматогенеза, содержание клеток Лейдига) у исследованных помесных и чистопородных животных не имеют значимых различий, следовательно, структура половых желёз в первую очередь определяется наследственными факторами, детерминирующими морфогенез половых желез. Это свидетельствует о том, что морфофункциональная характеристика семенников является стабильным и консервативным показателем, который мало изменяется в ходе селекционной работы.
Литература
1. Шевлюк Н.Н. Основные принципы и закономерности структурно-функциональной организации эндокринных и герминативных структур семенников позвоночных // Морфология. 2002. Т. 121. № 2 - 3. С. 179 - 180.
2. Сравнительная морфофункциональная характеристика семенников представителей различных отрядов класса млекопитающих / Н.Н. Шевлюк, Ф.Г. Каюмов, Т.Ж. Умбетов [и др.] // Морфология. 2017. Т. 152. № 5. С. 16 - 24.
3. Fijak M., Meinhardt A. The testis in immune privilege// Immunol. Rev. 2006. Vol. 213. № 1. P. 66 - 81.
4. Gofur M.R., Khan M.Z.I., Karim M.R., Islam Bangl M. His-tomorphology and histochemistry of testis of indigenous bull (Bosindicus) of Bangladesh // J. Vet. Med. 2008. Vol. 6. № 1. P. 67 - 74.
5. Goyal H.O., Dhingra L.D. A study on the postnatal histology of the testis in buffalo (Bubalusbubalis) from birth to one year// Actaanatomica. 1973. Vol. 84. P. 237 - 250.
6. Lombardy J. Comparative vertebrate reproduction. New York: Springer, 1998.
7. Sinowatz F., Amselgruber W. Zur Morphologie der Leydig-Zellen und Light-intercalated-cells in Rinderhoden // Wien. Tierarztl. Mschr. 1987. Ig.74.H.8. P. 274 - 277.
8. Wrobel K.H. The postnatal development of the bovine Leydig cell population // Zuchthygiene. 1990. Vol. 25. № 2. P. 51 - 60.
9. Wrobel K.H., Dostal S., Schimmel M. Postnatal development of the tubular lamina propria and intertubular tissue in the bovine testis //Cell and Tissue Res. 1988. Vol. 252. № 3. P. 639 - 653.
Параметр Группа
I II
Диаметр извитых семенных канальцев, мкм 202,1 ± 3,2 203,8 ± 2,6
Доля интерстициальной ткани, % 15,13 ± 0,62 15,25 ± 0,41
Средний объём ядер клеток Лейдига, мкм3 73,10 ± 3,39 77,13 ± 3,11
Количество клеток Лейдига на условную единицу площади интерстициальной ткани, ед. 14,14 ± 0,63 13,49 ± 0,46
Доля стромальных компонентов в семеннике, % 8,11 ± 0,13 8,24 ± 0,15
Доля клеток Лейдига в семеннике, % 7,91 ± 0,30 8,01 ± 0,29
Третьякова Рузия Фоатовна, кандидат биологических наук
Каюмов Фоат Галимович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий РАН»
Россия, 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29
Е-mail: vniims.or@mail.ru; nazkalms@mail.ru; 04051957 saa@mail.ru
Morphological characteristics of the testes of steers with different genotypes
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 ■ № 5 (85)
Tretyakova Ruziya Foatovna, Candidate of Biologу
Kayumov Foat Galimovich, Doctor of Agricultum, Professor
Federal Research Center for Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences
29, January 9 St., Orenburg, 460000, Russia
E-mail: vniims.or@mail.ru; nazkalms@mail.ru; 04051957 saa@mail.ru
Using a set of methods (review histological, histochemical, immunohistochemical and morphometric), the testes of 18-month - old crossbred Aberdeen-Angus and Kalmyk bulls and analogues of purebred Kalmyk breed (6 animals of each breed) were studied. The results of the study showed that 18-month-old bulls of all two groups have full-fledged spermatogenesis. Structural elements of the connective tissue part of the wall of convoluted tubules demonstrated morphological equivalents of the integrity of the hematotesticular barrier. The proportion of tubules with pronounced destruction of spermatogenic epithelium was 2 - 3 percent. The diameter of the convoluted seminal tubules in animals of all genotypes was higher than 200 microns. The Leydig cell population was characterized by a variety of cell forms, with rounded and polygonal cells with light nuclei and a well-developed cytoplasm predominating. The morphology of Leydig cells indicated their ability to actively synthesize sex hormones. Comparative analysis of the testes of gobies of the two studied groups did not reveal significant differences in the structure of the male sex glands of these animals. This indicates that the morphofunctional characteristic of the testes is a stable and conservative indicator, which changes little in the course of selection work.
Key words: crossbred and purebred bulls, testes, seminiferous tubules, interstitial tissue, the diameter of the cell nucleus.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-85-5-193-196
-♦-
Коррекция стрессов и её влияние на качественные достоинства мяса бычков в условиях интенсивной технологии
О.А. Ляпин1, д-р с.-х. наук, профессор; А.А.Торшков1, д-р биол. наук, профессор;
Р.Ш. Тайгузин1, д-р биол. наук, профессор; В.О. Ляпина2, канд. с.-х. наук
1 ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ
2 ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН
Целью исследования являлось изучение влияния различных комплексов антистрессантов на качественную характеристику мяса. В статье приведены данные по изучению биологической ценности, кулинарно-технологических свойств длиннейшего мускула спины и мякотной части туши, пищевой ценности и коэффициента качества говядины. Установлено, что применение бычкам в период технологического прессинга комплексов антистрессантов не только повысило их устойчивость к воздействию стрессоров, но и улучшило (сохранило) качество мяса. Бычки опытных групп превосходили контрольных аналогов по биологической ценности на 10,71 (P > 0,05), 18,88 (P < 0,05) и 26,02 (P < 0,05). Бычки контрольной группы уступали опытным по кулинарно-технологическому показателю на 8,78 (P < 0,05), 20,27 (P < 0,01), 32,43 % (P < 0,001). Опытный молодняк имел также более высокие показатели пищевой ценности и коэффициента качества говядины - соответственно 8,26 - 9,95 и 0,77 - 1,10. Лучшими параметрами отличались бычки, получавшие комплекс, включающий 30 мг/кг антиоксиданта тиофана и 225 мг/кг живой массы солевой композиции.
Ключевые слова: бычки, стресс, комплекс антистрессантов, биологическая ценность, влагоёмкость, пищевая ценность, коэффициент качества говядины.
Увеличение производства говядины, одного из главных видов мяса для населения, а также повышение его питательной ценности является одной из стратегических задач агропромышленного комплекса страны. Эта задача может быть решена не только за счёт интенсификации производства, внедрения прогрессивных технологий выращивания молодняка, организации полноценного кормления и содержания, но и путём сокращения потерь мясной продукции и повышения её качества в процессе производства, реализации и хранения [1 - 8].
Одной из проблем, препятствующей стабильности при производстве говядины, следует считать
воздействие стресс-факторов на организм животных. По этой причине продуктивность животных может сократиться до 30 %. Полностью технологические стресс-факторы устранить невозможно, но можно ослабить их воздействие с помощью коррекции антистрессовыми препаратами [9 - 17]. В этой связи изучение влияния эффективности использования различных антистрессантов и их комплексов на качественные показатели мяса является актуальным, что послужило основанием к выполнению исследований в этом направлении.
Целью исследования являлось изучение влияния различных комплексов антистрессантов на качественную характеристику мяса-говядины.
