CC BY
8
DOI 10.31588/2413-4201-1883-246-2-43-48
УДК 636.4.051/.064:591.87
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭПИДЕРМАЛЬНОГО БАРЬЕРА КОЖИ СВИНЕЙ ПОЛТАВСКОЙ МЯСНОЙ ПОРОДЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ
ГЕНОТИПА
Гарская Н.А.1 - к.б.н., доцен, Перетятько Л.Г.2 - к.с.-х.н., ст.н.с.
1 ГОУ ВО ЛНР «Луганский государственный аграрный университет» ^Институт свиноводства и агропромышленного производства НААН Украины
Ключевые слова: полтавская мясная порода, хряки, генотип, защитная функция, эпидермис
Keywords: Poltava meaty breed, boars, genotype, protective function, epidermis
Кожа у млекопитающих представляет собой универсальную полифункциональную барьерную систему, объединяющую в себе структуры, которые обеспечивают естественную резистентность, неспецифическую иммунологическую реактивность, терморегуляцию, экскрецию и экс-терорецепцию [4].
Стабильность барьерных свойств кожи определяется прежде всего физико-химическими свойствами эпидермиса [8]. Именно эпидермальный барьер является физическим барьером, обеспечивающим защиту организма на границе двух сред [10].
В современной научной литературе, эпидермальный барьер - это собирательное название, подчеркивающее одну из основных функций эпидермиса - быть преградой на пути свободного проникновения различных соединений в организм и из него [9].
У человека эпидермальный барьер кожи хорошо изучен и установлено, что нарушению его функциональной активности могут способствовать различные факторы: климатические, не правильный уход за кожей, стрессы, медикаментозное лечение, генетическая предрасположенность, возраст, патологические состояния [5]. У животных эпидермальный барьер кожи, на наш взгляд, изучен неполно. Учитывая, что кожный покров у животных является индикатором физиологического состояния и интерьера [7], накопление знаний о строении и функциях кожи даст возможность решать важнейшие практические вопросы
формирования продуктивности и здоровья животных. Считаем, что это направление научных исследований также может послужить одним из подходов оценки конституциональной крепости животных, характера наследования структур, связанных с жизнеспособностью и адаптационными качествами, оптимизирует подбор пар животных при разведении и селекции.
Учитывая, что кожа млекопитающих характеризуется многообразием видовых, породных, возрастных морфофункци-ональных особенностей, обеспечивающих участие кожного покрова в защитно-адаптационных реакциях [2 ,6, 7], целью нашего исследования стало, изучение морфофункциональных особенностей эпи-дермального барьера кожи свиней полтавской мясной породы в зависимости от генотипа.
Материал и методы исследований. Исследования были проведены на свиньях, содержащихся в условиях ООО «Племзавод «Беловодский»» Луганской области на Украине.
Чистопородные хрячки полтавской мясной породы по принципу пар-аналогов были разделены на две группы: I группа -животные, заводских линий, полученные «в чистоте» (16 голов), II группа - животные, полученные методом «прилития крови» и содержащие 12,5 % крови финского ландраса (14 голов). Условия кормления и содержания всех групп соответствовали нормам кормления Института свиноводства и агропромышленного производства НААН Украины с учетом возраста, живой
массы и физиологического состояния. Тип кормления - концентратный с использованием кормов собственного производства.
Данные о генотипе и селекционно-генетических показателях хрячков были взяты из материалов племенного и зоотехнического учёта. Исследования были проведены при достижении животными живой массы 100 кг.
Взятие образцов и изучение морфо-функционального строения кожи животных проводили согласно методике Г.Д. Кацы (2013) [4]. В коже хрячков определяли толщину рогового слоя (как внешний слоя эпителия) и толщину подлежащих слоёв эпителия (как внутренние подлежащие слои эпителия), длину выступов эпидермиса в десятикратной повторяемости. На основании первичных данных рассчитывали общую толщину эпидермиса, соотношение внешнего и внутренних слоёв эпидермиса.
Статистическую обработку данных выполняли с использованием пакета компьютерных программ STATISTICA (6.0). Оценка степени соответствия параметров нормальному распределению осуществлялась с использованием числовых характеристик - коэффициента ассиметрии и эксцесса, а также графическим методом. Вычисляли среднюю величину признака (М), ошибку средней (тм), достоверность разницы средних значений (р), коэффициент вариации (Cv), значения минимальной и максимальной вариант совокупности (lim), размах вариации (R), границы 95 % доверительного интервала генеральной средней (M-tm^M+tm).
Результат исследований. К факторам, определяющим защитную функцию эпителия, прежде всего относят целостность и толщину пласта эпителия. Эпидермис кожи исследуемых животных обеих групп представлен хорошо развитым многослойным плоским эпителием. Наибольшего развития эпидермис достигает на коже хрячков финского ландраса, превышая показатели животных, полученных в чистоте, на 1,73 мкм или 2,13 % (Таблица 1), однако установленная разница была только физической.
Согласно данным литературы [3, 6],
утолщение эпителиального пласта неизбежно связано с действием внешних факторов и приводит к ухудшению его питания. В кожном покрове животных для улучшения питания эпителия и увеличения прочности взаимного сцепления эпидермиса и дермы, выступами эпидермиса образуются сосочки соединительной ткани, по которым проходят кровеносные сосуды и нервы [1]. Эпидермис кожи хрячков полтавской мясной породы обеих групп образует хорошо видимые длинные выступы, внедряющиеся в дерму, как правило, перпендикулярно к поверхности кожи. Существенной разницы между их длиной у животных обеих групп установлено не было. Преимущество животных с кровью финского ландраса составило лишь 0,45 мкм или 0,47 %. Следует отметить, что данные показатели в сравнении с другими изученными показателями эпителия имеют самые низкие значения групповой изменчивости.
Важнейшей составной частью эпи-дермального барьера, от которой зависит его функциональная активность, является роговой слой. Он играет определяющую роль в формировании защитного барьера [11]. Некоторые авторы [5] определяют эпидермальный барьер как собирательное понятие, характеризующее именно роговой слой, его состояние и происходящие в нём процессы.
Прилитие крови финского ладраса у хрячков полтавской мясной породы привело к изменению, как качественных, так и количественных показателей рогового слоя.
Роговой слой на многих участках эпидермиса исследуемых хрячков обеих групп слущен. У животных с кровью финского ландраса роговой слой более толстый (физическая разница составляет 2,74 мкм или 13,59 %), более подвержен роговому перерождению, более рыхлый, с ясно выраженной волокнистостью. Согласно данным Соколова В.Е. (1973) [6], при увеличении толщины рогового слоя в условиях выполнения защитных функций у наземных млекопитающих происходит его уплотнение. Нами установлено, что наиболее плотный роговой слой наблюдается у чистопородных хрячков, то есть
имеющих менее толстый роговой слой.
Сопоставление рогового слоя с толщиной эпидермиса также показало, преимущество развития рогового слоя у животных при изменении генотипа.
Утолщение рогового слоя у исследуемых животных является, вероятно, приспособлением к данным природно-технологическим условиям. Свидетельством данного факта может являться и рыхлость рогового слоя (воздух, заключённый между чешуйками, обладает наилучшими термоизоляционными свойствами [1]), и обильная липидная мантия рогового слоя. Липиды кожного покрова играют ключевую роль в формировании
водного барьера, препятствуя трансэпи-дермальной потере воды и обеспечивая водонепроницаемость эпидермиса. Кроме того, липиды составляют особый межклеточный матрикс, который выполняет роль цементирующего вещества и обеспечивает целостность кожи [11]. Липидная мантия на поверхности эпидермиса встречалась не у всех животных. В I группе число особей, имеющих липидную мантию, составило 56,25 %, во II группе - 64,28 %. Однако липидный слой эпидермиса животных «чистых» генотипов отличался большей равномерностью, однородностью и суда-нофилией (Рисунок 1, 2).
Таблица 1 - Морфофункциональные показатели эпидермиса хрячков полтавской мясной по-
роды различных генотипов, (M±m)
Генотип
Показатель животные, полученные «в чистоте» животные, полученные методом «прилития крови» финского ландраса
I группа, (n=16) II группа, (п=14)
Толщина эпидермиса, мкм 79,38±4,12 81,11±2,91
Lim (R) 48,94-99,15 (50,21) 60,88-109,01 (48,13)
M-tm-M+tm 70,59-88,17 (17,58) 74,82-87,4 (12,58)
Cv,% 20,77 13,43
Длина выступов эпидермиса, мкм 95,93±3,36 96,38±3,1
Lim (R) 67,7-118,72 (51,02) 75,72-121,04 (45,32)
M-tm-M+tm 88,76-103,1 (14,34) 89,68-103,08 (13,4)
Cv,% 14,02 12,04
Толщина рогового слоя (внешнего слоя эпидермиса), мкм 17,42±1,02 20,16±1,17
Lim (R) 12,46-26,29 (13,83) 14,2-27,69 (13,49)
M-tm-M+tm 15,25-19,59 (4,34) 17,63-22,7 (5,07)
Cv,% 23,36 21,78
Толщина рогового слоя по отношению к толщине эпидермиса,% 21,95±1,82 24,85±1,01
Lim (R) 15,48-46,41 (30,93) 19,44-32,16 (12,72)
M-tm-M+tm 19,29-27,06 (7,77) 22,59-26,96 (4,37)
Cv,% 31,41 15,29
Толщина внутренних подлежащих слоёв эпидермиса, мкм 61,96±3,14 60,95±2,2
Lim (R) 35,47-79,86 (44,39) 46,31-81,89 (35,58)
M-tm-M+tm 57,76-71,13 (13,37) 56,24-65,79 (9,55)
Cv,% 25,24 13,55
Соотношение внешнего и внутренних подлежащих слоёв эпидермиса 0,28±0,015 0,33±0,017 *
Lim (R) 0,18-0,38 (0,2) 0,24-0,46 (0,22)
M-tm-M+tm 0,24-0,31 (0,07) 0,29-0,37 (0,08)
Cv,% 22,5 20,3
- вероятность разницы между группами р<0,05.
*
Рисунок 1 - Эпидермис хрячков полтавской мясной породы, полученных «в чистоте» в возрасте достижения живой массы 100 кг (вертикальный срез х 400). (Окраска судан III и гематоксилин Караччи): а - роговой слой с липидной мантией
miß LS
Рисунок 2 - Эпидермис хрячков полтавской мясной породы, полученных «прилитием крови» финского ландраса в возрасте достижения живой массы 100 кг (вертикальный срез х 400). (Окраска судан III и гематоксилин Караччи): а - роговой слой с липидной мантией
Большее количество животных с липидной мантией и неравномерность её расположения могут свидетельствовать о нестабильности структуры рогового слоя, который, видимо, подвержен деструктивным изменениям у хрячков с кровью финского ландраса.
Эти отличия в структуре рогового
слоя указывают на его различную защитную, метаболическую и регуляторную функции, что отражает, видимо, генотипи-ческие различия.
Внутренние подлежащие слои эпидермиса хорошо развиты у всех хрячков, но их общая толщина у животных с кровью финского ландраса не существенно
уступает показателю животных, полученных «в чистоте», на 1,01 мкм или 1,63 %. Однако при сопоставлении с толщиной рогового слоя (внешнего слоя) установлено достоверное преимущество толщины внутренних подлежащих слоёв эпидермиса хрячков, полученных «в чистоте». Полученная разница в соотношениях внешнего и внутренних слоёв эпидермиса между хрячками разных генотипов составила 15,15 % (р<0,05).
Внутренние подлежащие слои эпидермиса хрячков, полученных «в чистоте», являются наиболее физиологически активными слоями, в большей степени подвергаются функциональным нагрузкам и более широко участвуют в приспособлении, о чём свидетельствует наибольший установленный показатель коэффициента вариации У животных с кровью финского ландраса основная функциональная нагрузка приходится на роговой слой.
Однофакторный дисперсионный анализ позволил установить достоверное влияние прилития крови финского ланд-раса на соотношение рогового (внешнего) и внутренних подлежащих слоёв эпидермиса ^=5,12, р=0,032). Влияние организованного фактора на признак составило 15,45 %.
Изученные показатели всех слоёв эпидермиса у хрячков полтавской мясной породы имели значения изменчивости, не превышающие 33 %, что свидетельствует об однородности полученных результатов. Установлено, что показатели эпидермиса хрячков полтавской мясной породы в основном имеют средний уровень варьирования (Оу).
В то же время прилитие крови финского ландраса приводит к значительному снижению изменчивости по всем изученным показателям эпидермиса, но способствует смещению размаха изменчивости и доверительного интервала в сторону увеличения вариант. Такое смещение в данном случае может указывать на несоответствие между физиологическим состоянием организма и внешними факторами. В результате этого защитные системы организма испытывают большую функциональную нагрузку.
У животных, «полученных в чистоте», минимальные и максимальные варианты совокупности значительно ниже, несмотря на больший размах вариации (Я). Нижние границы доверительных интервалов средних у хрячков этой группы ниже, а верхние границы - практически находятся на одном уровне (за исключением показателя толщины внутренних подлежащих слоёв эпидермиса), что указывает на значительные резервы увеличения защитных свойств организма в случае отбора из стада особей этого класса.
Заключение. Результаты исследования эпидермального барьера кожи свиней полтавской мясной породы позволили установить отличия в её морфофункцио-нальных особенностях у животных разного генотипа.
Использование метода «прилитие крови» для создания новых линий и семейств свиней, вызывает неблагоприятные изменения в показателях эпидермального барьера кожи. У хрячков нового генотипа отмечается напряжение функциональной активности защитных факторов эпи-дермального барьера при их некоторой дестабилизации. В тоже время необходимо обратить внимание на значительные возможности защиты эпидермального барьера кожи у отдельных животных полтавской мясной породы, полученных в чистоте, и активнее включать их в селекционный процесс с целью получения более крепких и устойчивых к действию данных природ-но-технологических факторов особей.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Иванов, И. Ф. Цитология, гистология, эмбриология / И.Ф. Иванов, П.А. Ковалевский. - М.: Изд. «Колос», 1976. - 448 с.
2. Кацы, Г.Д. Атлас кожи / Г.Д. Ка-цы. - Луганск: Изд. «Элтон-2», 2013. - 96 с.
3. Кацы, Г.Д. Кожа млекопитающих: теория и практика / Г.Д. Кацы. - Луганск: Изд. «Русь», 2000. - 144 с.
4. Кацы, Г.Д. Морфо-физиологическая оценка животных / Г.Д. Кацы. - Луганск: Изд. ООО «Полиграфический центр «Максим»», 2011. -103 с.
5. Мурашкин, Н.Н. Барьерные свойства кожи в норме и в патологии / Н.Н. Мурашкин, Э.Т. Амбарчан, Р.В. Епишев, А.И. Материкин // Педиатрия. - 2015. - Т. 94. - № 6. - С. 165-169.
6. Соколов, В.Е. Кожный покров млекопитающих / В.Е. Соколов. - М.: Изд. «Наука», 1973. - 478 с.
7. Староверова, И. Н. Особенности кожно-волосяного покрова пушных зверей (норок, песцов, лисиц) в постнатальном онтогенезе: диссертация на соискание учёной степени доктора биол. наук 03.01.04, 03.03.01 / Староверова Ирина Николаевна. - Москва, 2011. - 314 с.
8. Утц, С.Р. Методы не инвазивной оценки барьерных свойств кожи / С.Р. Утц,
А.В. Каракаева, Е.М. Галкина // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2014. - Т. 10. - № 3. - С. 512-517.
9. Эрнандес, Е. Липидный барьер кожи и косметические средства / Е. Эрнан-дес, А. Марголина, А. Петрухина // Косметика и медицина. - 2005. - № 6. - С. 35-38.
10. Danby, S.G. New understanding of atopic dermatitis: the role of epidermal barrier dysfunction and subclinical inflammation / S.G. Danby, M.J. Cork // J. Clin. Dermatol. -2010. - Vol. 1 (2). - P. 33-46.
11. Madison, K.C. Barrier function of the skin: «la raison d'etre» of the epidermis / K.C. Madison // J. Invest Dermatol. - 2003. -V. 121. - Р. 231-241.
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭПИДЕРМАЛЬНОГО БАРЬЕРА КОЖИ СВИНЕЙ ПОЛТАВСКОЙ МЯСНОЙ ПОРОДЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГЕНОТИПА
Гарская Н.А., Перетятько Л.Г.
Резюме
Накопление знаний о строении и функциях эпидермиса даст возможность решать важнейшие практические задачи формирования продуктивности и здоровья животных. Исследование проведено на двух породных группах: 1) хрячки, полученные «в чистоте», 2) хрячки, полученные с «прилитием крови» финского ландраса. Исследования были проведены при достижении животными живой массы 100 кг и проведении «контрольного убоя». Результаты исследования эпидермального барьера кожи свиней полтавской мясной породы позволили установить достоверные отличия в соотношении основных слоёв эпидермиса у животных разного генотипа. При этом влияние генотипа составило 15,45%. Животные с кровью финского ландраса имеют более низкие биологические возможности к жизнедеятельности в данных природно-климатических и технологических условиях, то есть менее перспективны для дальнейшей селекционной работы.
MORPHOFUNCTIONAL FEATURES OF POLTAVA MEATY BREED PIGS' EPIDERMAL BARRIER DEPENDING ON THEIR GENOTYPE
Garskay N.A., Peretiatko L.G.
Summary
The accumulation of knowledge about the structure and functions of the epidermis will make it possible to solve the most important practical tasks of forming the animals' productivity and health. Two breeding groups have been researched: 1) purebred young boars, 2) young boars with the blood of Finnish Landrace. The studies were carried out when the animals reached live weight of 100 kg, and the control slaughter was made. The results of the Poltava Meaty Breed pigs' skin epidermal barrier research made it possible to trace significant differences in the ratio of the main epidermis layers in animals of different genotypes. The genotype influence was 15.45 %. Animals with the blood of the Finnish Landrace have lower biological possibilities for life in the given climatic and technological conditions, that is, they are less promising for further breeding work.
