CC BY
24
УДК 619:616.161.2:391:577-092.4
ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КЛИНИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ И НАРУШЕНИЙ ФОСФОРНО-КАЛЬЦИЕВОГО ОБМЕНА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ РАХИТЕ У ПОРОСЯТ
© 2004 г. Т.Н. Дерезина
If a pig has experimental rachitis we can observe interrelation between clinical aspects, change in biochemical composition of blood and functional state of parathyroid and thyroid glands.
Вопросам патогенеза рахита посвящено немало исследований, но они не дают полного представления обо всех механизмах нарушения фосфорно-кальциевого обмена, которые во многом определяют клиническую картину заболевания.
Гомеостаз кальция и фосфора в организме, как известно, обеспечивается нормальным функциональным состоянием парашитовидных желез и С-клеток щитовидной железы, продуцирующих паратгормон и кальцитонин [1]. Кроме этого доказано, что определенное соотношение и оптимальный уровень активных форм витамина Д, обладающих гормоноподобными свойствами, также контролируют этот процесс [2, 3].
Имеющиеся в литературе сведения о гормональной и Д-витаминной регуляции фосфорно-кальциевого обмена у свиней в основном касаются различных физиологических состояний животных [4]. Однако особенности функционирования этого механизма на фоне заболевания рахитом, когда в патологический процесс вследствие развивающихся в организме ранних и достаточно четко выраженных нарушений обмена кальция и фосфора вовлекаются, вероятно, эндокринные железы, продуцирующие кальцийрегулирующие гормоны, изучены недостаточно. Целью настоящей работы было изучение в возрастной динамике морфологии и функционального состояния парашитовидных и щитовидной желез, как основных регуляторов минерального обмена в организме при экспериментальном рахите у поросят.
Рахит воспроизводили путем содержания свиноматок на протяжении всей су-поросности и родившийся впоследствии молодняк на «рахитогенном» рационе, дефицитном по минеральным веществам и витаминам. Опыт проводили в осенне-зимний период с тем, чтобы подопытные свиноматки и поросята были лишены ультрафиолетового облучения. Опыты проводили на пяти свиноматках, от которых получили 44 поросенка. Для проведения морфологических и биохимических исследований молодняк подвергали убою в 15-, 30-, 45- и 60-дневном возрасте. Образцы эндокринных желез (щитовидная, паращитовидная) фиксировали в 10%-м растворе нейтрального формалина в течение 10-15 сут, заливали в парафин, срезы толщиной 5-7 мкм окрашивали гематоксилин-эозином и по Ван-Гизону.
Состояние фосфорно-кальциевого обмена у подопытных поросят контролировали путем определения в сыворотке крови уровня паратгормона и кальцитонина методом радиоиммунологического анализа, активности щелочной фосфатазы- с
применением стандартного набора фирмы «Лахема», содержания общего кальция- по де-Ваарду, его фракций - методом обменной адсорбции с помощью ка-тионообменника по методу Ю.П. Рожкова (1982), неорганического фосфора- по Бригсу.
Поросята, полученные от свиноматок, содержавшихся на «рахитогенном» рационе, в первые 15 дней жизни нормально росли и развивались, хотя некоторые из них имели низкую массу тела и признаки гипотрофии. Клинических проявлений рахита не наблюдали. Показатели фосфорно-кальциевого обмена у подопытных поросят несущественно отличались от таковых у здоровых животных (таблица). Однако уже в таком раннем возрасте у больных отмечали гипокальциемию. Причем уровень общего кальция в сыворотке крови находился в пределах физиологических колебаний, ионизированного - достоверно снизился на 0,55 ммоль/л. Повышенными оказались активность щелочной фосфатазы и продукция паратгормо-на. Содержание кальцитонина не отличалось от такового у здоровых животных.
Динамика показателей фосфорно-кальциевого обмена и кальцийрегулирующих гормонов у поросят, больных экспериментальным рахитом
Показатель Здоровые Больные, дни жизни
15 30 45 60
Общий кальций, ммоль/л 3,23 ± 0,30 2,98 ±0,60 3,12 ±030 2,73 ± 0,90 2,30 ± 0,09*
Ионизированный кальций, ммоль/л 1,50 ± 0,06 0,95 ± 0,04*” 1,43 ± 0,02 0,83 ± 0,05*** 0,79 ± 0,07***
Неорганический фосфор, ммоль/л 1,26 ±0,01 1,35 ± 0,30 1,12 ±0,02* 1,09 ±0,07* 1,06 ± 0,04***
Активность щелочной фосфатазы, ммоль, ч/л 2,03 ± 0,02 7,30 ± 0,50*” 8,30 ± 1,20*** 10,40 ±2,90* 12,60 ± 3,70*
Паратгормон, пмоль/л 6,8 ± 0,5 8,9 ±0,4” 15,9 ±2,7” 17,3 ± 2,6” 13,2 ±1,8”
Кальцигонин, нг/л 27 ± 0,8 26 ± 1,5 24 ±2,7 28 ±3,1 24 ±2,8
Примечание: *Р < 0,05; "Р < 0,01; *** Р < 0,001.
Паращитовидную железу у поросят макроскопически не обнаруживали, поскольку она располагалась на поверхности щитовидной железы под плотной соединительнотканной капсулой и выявлялась только микроскопически. Она имела вытянутую форму, размеры варьировали в пределах (40 - 60) х (175 - 200) мкм. Паренхима паращитовидной железы состояла из эпителиальных тяжей или скоплений железистых клеток округлой формы. Среди них с трудом различались главные и оксифильные клетки. В щитовидной железе у 15-дневных поросят часть фолликулов была переполнена коллоидом, характеризующимся резко выраженной оксифилией и имеющим ШИК-положительную реакцию. Большинство эпители-
86
альных клеток фолликулов были плоскими или кубическими. Цитоплазма тирео-цитов вакуолизирована, ядра вытянуты по поперечному диаметру клетки.
Гистологическое исследование образцов костной ткани выявило недостаточное энхондральное окостенение с избыточным образованием хрящевой ткани. Наблюдали усиленное образование остеоидной ткани со стороны эндо- и периоста. Надкостница ребер состояла из плотных пучков соединительнотканных волокон с незначительным количеством камбиальных клеток вытянутой формы. Эпифизарная часть костномозговой полости ребер была расширенной. Наблюдали неравномерное разрастание периостального наслоения в области параллельных костных пластинок ребра и островков костномозгового кроветворения, очаги которого функционировали в пределах нормы.
В возрасте 30 дней поросята становились беспокойными, много двигались. Во время отдыха сильно вздрагивали от внезапного шума. Ярко выраженных клинических симптомов рахита не наблюдали, однако на ребрах отчетливо прощупывались «рахитические четки». В сыворотке крови выявлены биохимические изменения, характерные для гипофосфатемического рахита. Достоверно снижено количество неорганического фосфора, повышена активность щелочной фосфатазы, почти вдвое увеличено количество паратшрмона. Уровень общего и ионизированного кальция находился в пределах физиологических колебаний.
У поросят старшего возраста в паренхиме паращитоеидной железы железистая структура ярко выражена, главные клетки имели увеличенный объем и светлую цитоплазму.
В щитовидной железе картина аналогична наблюдаемой в 15 дней, но количество больших фолликулов с плоскими тиреоцитами с развитием заболевания увеличивалось. Их цитоплазма становилась ячеистой и вакуолизированной. Некоторые тиреоциты были заполнены гомогенной оксифильной массой, занимающей значительную часть клетки. При этом в отдельных фолликулах они изменялись и десквамировались в просвет, нарушая архитектонику фолликулов.
В ребрах, преимущественно в области рахитических четок, хрящевая ткань пролиферировала очагами. Ближе к гипертрофированной хрящевой ткани ребер выявлены участки выраженного истончения компактного слоя костной ткани, имевшие ориентированную костномозговую полость. В местах резорбции наружных вставочных пластин костной ткани наблюдали очаговое расширение надкостницы с пролиферацией камбиальных клеток, в костномозговой полости происходило заметное угнетение миелоидного кроветворения.
Развитие рахитического процесса в организме 45-дневных поросят прогрессировало. Животные грызли и облизывали различные предметы, содержащие известь, поедали фекалии. Вследствие этого появлялись поносы, сменяющиеся запорами. У некоторых особей наблюдали повышенную возбудимость, переходящую в тетанию, которая проявлялась при раздаче корма или перегруппировке. Ярко выраженной была гипотония скелетной мускулатуры, что проявлялось в виде отвиса-
ния живота. Булавовидные расширения на ребрах стали более выраженными. В этот период болезни в крови вновь проявлялась гипокалъциемия, усугублялась ги-пофосфатемия, продолжали повышаться активность щелочной фосфатазы и количество паратшрмона. Достоверных изменений содержания кальцитонина не отмечено.
С развитием заболевания главные клетки в паращитовидной железе увеличивались в объеме, цитоплазма приобретала светлую окраску. Железисто-дольчатая структура органа стала более четко выраженной благодаря хорошо развитой соединительной ткани. При этом количество главных и оксифильных клеток железы, находившихся в состоянии гипертрофии и дистрофии цитоплазмы, значительно увеличилось, что, по-видимому, связано с гиперсекрецией органа.
В стадии клинического проявления рахита в щитовидной железе усиливались дистофические процессы. В мелких фолликулах коллоид полностью вакуолизиро-вался или растворялся, что приводило к их опустошению.
Развитие рахитических изменений в концевых отделах ребер прогрессировало. Их булавовидное расширение происходило за счет интенсивного развития хрящевой ткани, в которую диффузно внедрялись единичные кровеносные капилляры миелоиднош кроветворения. В местах перехода хрящевой ткани в костную толщина слоя пролиферирующихся хондробластов значительно увеличивалась. При этом в костномозговой полости ребер клетки миелоидного кроветворения находились в состоянии дистрофии различной степени.
К двухмесячному возрасту у поросят развились характерные клинические признаки рахита. Животные старались меньше двигаться, подолгу лежали, вставали неохотно, медленно, с усилием, после подъема у них дрожали и подкашивались ноги. Отмечали утолщение суставов, хромоту, общую вялость, гипотонию гладкой и скелетной мускулатуры. Привесы в этот период были минимальными, у некоторых животных прогрессировала потеря массы тела.
В этот период болезни в крови наблюдали стойкую гипокальциемию (причем было достоверно снижено и количество общего кальция), гипофосфатемию, увеличение количества паратгормона и повышение до максимума - активности щелочной фосфатазы. Однако количество кальцитонина достоверно не изменялось.
Дистрофические изменения железистой ткани паращитовидной и щитовидной желез прогрессировали. В дистрофический процесс были вовлечены клетки интерфолликулярной ткани щитовидной железы.
В костной ткани проникновение хрящевых капсул и отложение остеоида происходило как на границе костномозговой полости ребер с эпифизарным хрящом, так и на различной глубине ткани. Четкая граница между костномозговой полостью и хрящом отсутствовала. Костные пластинки и костномозговые полости ребер были деформированными. Костный мозг находился в состоянии гипофункции, костномозговое и миелоидное кроветворение угнетено.
Таким образом, при экспериментальном рахите наблюдается четкая стадийность патологического процесса с постепенным вовлечением в него эндокринных желез, костной ткани и некоторых других органов. Субкжшческая стадия болезни характеризуется отсутствием клинических признаков, гипокальциемией и повышением активности щелочной фосфатазы. Уровень паратгормона достоверно повышается, что является компенсаторной реакцией на гипокальциемию, т.к. он высвобождает кальций из костей и замедляет его клиренс в почках. Эта реакция продолжается до 30-дневного возраста и практически нормализует содержание ионизированного и общего кальция в сыворотке крови больных поросят. Возрастание концентрации партгормона в крови способствует повышению уровня кальция в плазме, но в то же время усиливает почечный клиренс фосфата, что, в свою очередь, приводит к гипофосфатемии. Гистологические исследования в этот период выявляют гиперсекрецию паращитовидных желез и нарушение процессов минерализации в костной ткани. В 45-дневном возрасте у поросят проявляются первые клинические симптомы рахита легкой степени тяжести. Так как кальций, фосфор и витамин Д в организм поступают в недостаточном количестве, патологический процесс продолжает развиваться. В этот период в крови сохраняется гипофосфате-мия, вновь проявляется гипокальциемия, что сопровождается снижением содержания ионизированного кальция. Активность щелочной фосфатазы и продукция паратгормона также повышены. В возрасте 60 дней у поросят развиваются клинические признаки, характерные для рахита средней степени тяжести. В крови отмечаются стойкая гипофосфатемия, гипокальциемия. Продукция паратгормона снижается, но это изменение не достоверно. Морфологические изменения в паращито-видных железах свидетельствуют о преобладании дистрофических процессов. Хотя продуцирование кальцитонина на протяжении развития заболевания остается постоянным, в щитовидной железе имеют место изменения, свидетельствующие о гипофункции органа.
Таким образом, в генезе выявленных биохимических нарушений и клинических проявлений заболевания важная роль принадлежит функциональному состоянию паращитовидных и щитовидной желез. В частности, определенная дисфункция этих органов может возникать под влиянием ряда факторов, воздействующих на организм поросят в анте- и постнатальном периодах развития.
Литература
1. БакпДж. Гормоны животных. М., 1986.
2. Кеттайл В.М, Арки РА. Патофизиология эндокринной системы. М., 2001.
3. Нарушение обмена кальция. М., 1985.
4. Понд У.Д, Хаупт КА. Биология свиньи. М., 1983.
Донской государственный аграрный университет 14 мая 2004 г.
