CC BY
47
РОЛЬ ЭПИФИЗА В ФОРМИРОВАНИИ РЕПРОДУКТИВНОЙ ФУНКЦИИ СВИНЕЙ О.Б. Сеин, Д.О. Сеин, С.А. Кизилов, М.А. Волошанова
Аннотация. В статье приводятся результаты исследований гистологических и функциональных особенностей эпифиза у свиней в возрастном аспекте. Показано, что наиболее существенные перестройки в эпифизе происходят в связи с наступлением половозрелости и в период формирования половой функции.
Ключевые слова: атрезия, гормоны, половая функция, пинеалоциты, паренхима, свиньи, серотонин, эпифиз.
Эпифиз - железа внутренней секреции, которая относится к промежуточному мозгу и располагается между передними буграми четверохолмия головного мозга. Эпифиз является фотонейроэндокринным органом, он связан со зрительной системой и регулирует циркадные ритмы у животных. В дневное время в эпифизе вырабатывается серотонин, а в ночное время-мелатонин. Эти гормоны тесным образом связаны между собой, так как серотонин является предшественником мелатонина.
Важной функцией эпифиза является его участие в регуляции половой функции животных. По данным отечественных и зарубежных исследователей, эпифиз оказывает блокирующее действие на функцию гипофиза до момента полового созревания (В.А Исаченков и др.,1972;
В.П Грищенко, 1979; D.J. Kennaway et al.,1983;
D.Gupta,1986). Экспериментально было подтверждено, что мелатонин снижает продукцию гонадотропинов (ДА Линкольн,1987; MEbadi,1984), изменяет амплитуду секреции гонад олиберина
(L.I.Petterborq,1984) и количество рецепторов к го-надолиберину в гипофизе (MHaaq et al., 1992).
Учитывая вышеизложенное, целью нашей работы являлось изучение морфофункциональных особенностей эпифиза у ремонтных свинок крупной белой породы в период формирования половой функции.
Исследования проводились на животных, принадлежащих учебно-опытному хозяйству
Информация об авторах
Сеин Олег Борисович, доктор биологических наук, профессор, декан факультета ветеринарной медицины, заведующий кафедрой терапии и акушерства Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П.П. Иванова, тел. (4712) 53-14-04, E-mail: [email protected].
Сеин Дмитрий Олегович, кандидат биологических наук, ассистент кафедры терапии и акушерства Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П.П. Иванова.
Кизилов Сергей Анатольевич, кандидат биологических наук, ассистент кафедры терапии и акушерства Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова.
Волошанова Марина Анатольевна, аспирант Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова.
Курской ГСХА и свиноводческому комплексу «Магнитный» Курской области.
В опыт были включены здоровые свинки 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9- и 12-месячного возраста. Содержание и кормление подопытных животных осуществлялось по общепринятым нормам. У всех свинок ежемесячно брали кровь и мочу, в которых определяли содержание серотонина флюорометрическим методом. С наступлением полового созревания, содержание серотонина также определяли на 1, 2, 3, 11, 16 и 20 сутки полового цикла.
Отбор эпифизов у животных проводили после их убоя. С этой целью отделяли голову животного от туловища и распиливали кости черепа в нескольких плоскостях (рисунок 1). Затем извлекали мозг и путем визуального его обследования обнаруживали эпифиз, который отсоединяли от мозговой ткани (рисунок 2).
После извлечения эпифиза определяли его массу с использованием торсионных и электронных весов, измеряли линейные параметры штангенциркулем и определяли объем методом погружения в мерный сосуд с жидкостью.
С целью изучения морфологической структуры эпифиза изготавливали гистологические препараты по общепринятой методике. Для общей оценки, подсчета и измерения линейных параметров пинеалоцитов, а также их плотности
Рисунок 1 - Распил костей черепа и извлечение головного мозга у подопытной свинки
залегания в железе использовали микроскоп МБИ-15, винтовой окуляр-микрометр и окуляр-сетку. С помощью цифровой видеокамеры с гистопрепаратов делали фотоснимки.
Учитывая то, что в источниках литературы имеется мало сведений об анатомических особенностях эпифиза у свиней, нами были изучены его параметры у ремонтных свинок до полового созревания и в период половозрелости.
Результаты исследований показали, что эпифиз у свиней располагается между полушариями головного мозга, непосредственно у зрительных бугров, с которыми он соединяется узкой уздечкой. Основание эпифиза лежит в борозде между передними холмами среднего мозга, а узкая его сторона находится в межпо-лушарной борозде между затылочными долями полушарий.
Форма эпифиза овальная, цвет от интенсив-но-розового до бледно-розового. Масса эпифиза и его линейные параметры у свиней колеблются в относительно широких пределах. Так, у ремонтных свинок 3-месячного возраста масса эпифиза составляла 31,2±0,22 мг, у 4- и 5-месячных свинок соответственно 33,5±0,40 мг и 34,2±0,25 мг. С наступлением полового созревания масса эпифиза увеличилась до 36,3 ±0,4 8 мг. В последующем, с увеличением возраста, масса эпифиза постепенно возрастала, достигая максимального значения у 12-месячных животных (46,8±0,55 мг).
Показатели объема железы имели такую же направленность, как и показатели массы. Так, наименьший объем эпифиза был у 3-месячных
Рисунок 2 - Расположение эпифиза у подопытной свинки в головном мозге
поросят (20,2±0,20 мм3), к периоду полового созревания он составлял 25,0±0,63 мм3, а у 12-месячных свинок достигал максимальных показателей - 36,0±0,63 мм3.
Определение линейных параметров эпифиза у свиней разного возраста показало, что у 3-месячных поросят размеры железы были наименьшими (длина - 0,51±0,05; ширина -0,19±0,03; толщина - 0,18±0,02 см), а у взрослых свиней (12 мес) - наибольшими (длина -0,85±0,11; ширина - 0,42±0,06; толщина -0,30±0,05 см).
Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что анатомические параметры эпифиза у свиней изменяются с возрастом животных и имеют выраженную зависимость от индивидуальных особенностей.
Проведенные нами гистологические исследования показали, что снаружи эпифиз покрыт соединительнотканной капсулой, от которой во внутрь отходят тонкие трабекулы, делящие его паренхиму на дольки. Вдоль трабекул располагаются кровеносные сосуды, разветвляющиеся на сеть мелких капилляров. Паренхима эпифиза представлена эпифизарными клетками - пинеа-лоцитами и глиоцитами.
Было установлено, что у 3-месячных животных соединительнотканное деление эпифиза выражено нечетко. Большая масса тонких, нежных ретикулярных элементов локализуется в капсуле и прикапсулярной зоне. Вся ткань железы представлена плотно расположенными паренхиматозными элементами со скоплением
пинеалоцитов, равномерно распределенных по всей паренхиме эпифиза, между которыми встречаются единичные глиоциты.
Средний диаметр пинеалоцитов составляет 12,4±0,95 мкм. Они имеют крупные размеры, гомогенную оксифильную цитоплазму, занимающую большую часть тела клетки и отростков. В субкапсулярной и периваскулярной зонах определяются одиночно расположенные светлые пинеалоциты, имеющие округлую или овальную форму. Ядро их овальное, располагается эксцентрично, обрамлено узким ободком цитоплазмы. К цитоплазме плотно прилегают терминали нервных окончаний и длинные отростки других пинеалоцитов.
У свинок 4-месячного возраста отмечается целлюлярно-трабекулярный тип строения, когда соединительнотканные волокна, отходящие от капсулы железы, проникают в паренхиму, не достигая центра. Наибольшая локализация их отмечается в адвентиции крупных кровеносных сосудов. В паренхиме наряду со светлыми клетками встречаются также темные, более мелкие, округлой формы. Они располагаются чаще обособленно, по 2-3 клетки, локализуясь вблизи трабекул и периваскулярно. Средний диаметр темных пинеалоцитов сравнительно небольшой и составляет 11,7±0,96 мкм.
В 5-месячном возрасте эпифиз свинок четко разделен трабекулами на дольки. При этом трабекулы не доходят до центральной части эпифиза. Вдоль трабекул проходят кровеносные сосуды. Анализ гистопрепаратов свидетельствует о том, что к 5-месячному возрасту строение стромы эпифиза изменяется, приобретая трабекулярный тип. В паренхиме выявляются округлые, овальные и полигональные пинеа-
Рисунок 3 - Гистологическая структура эпифиза у ремонтной свинки 6-месячного возраста. Железа имеет трабекулярно-альвеолярное
лоциты, однако чаще встречаются овальные клетки (рисунок 3). Диаметр этих клеток достигает 17,5±0,85 мкм.
После полового созревания (6-8 мес.) в железе происходят определенные перестройки. Трабекулы формируют широкие тяжи, проходящие через всю железу, как бы окружая скопления пинеалоцитов. В середине долек, окруженных трабекулами, пинеалоциты расположены раздельно (рисунок 4). Поэтому некоторые дольки имеют очаговое расположение пинеалоцитов, чередующееся со свободными участками от клеток. Вдоль капилляров, глубоко проникающих в дольки, органиченные трабекулами, также образуются зоны свободные от пинеалоцитов. Встречаются одиночные, а также в виде необлыпих групп клетки. Темные пинеалоциты имеют преимущественно овальную форму, их диаметр достигает 12,2± 1,03 мкм, что значительно меньше диаметра светлых пинеалоцитов (17,5±0,85 мкм).
С увеличением возраста свинок структура железы изменяется. Она приобретает выраженное дольчатое строение, паренхиматозные элементы приобретают упорядоченное распределение. У 12-месячных свиней структура эпифиза характеризуется тем, что трабекулы, проходящие через паренхиму, тесно соприкасаются с кровеносными сосудами. При этом некоторые трабекулы соединяются между собой тонкими соединительнотканными перегородками, образуя ячеистую структуру. Перегородки состоят как из ретикулиновых, так и эластических волокон. Морфологически было выявлено, что у свинок 12-месячного возраста количество светлых пинеалоцитов было значительно больше,
Рисунок 4 - Гистологическая структура эпифиза у ремонтной свинки 12-месячного возраста. Паренхиматозные элементы железы имеют
строение. Окраска гематоксилин-эозином, увеличение: а) 10x15; б) 20><15 чем темных. Светлые пинеалоциты располагаются не плотно, среди них встречаются клетки с элементами дегенерации, которые у неполовозрелых свинок не обнаруживались. Средний диаметр светлых пинеалоцитов у свинок 12-месячного возраста составлял 22,7± 1,08 мкм. Темных пинеалоцитов в эпифизе свинок этого возраста было мало, их диаметр достигал 17,5±1,11 мкм.
Анализ результатов гистологических исследований свидетельствует, что гистологическая
упорядоченное распределение. Окраска гема-токсилин-эозином, увеличение: а) 10x15; 6)20x10 структура эпифиза у ремонтных свинок претерпевает определенные изменения с их возрастом. При этом наиболее существенные перестройки в эпифизе происходят в связи с наступлением половозрелости.
Как свидетельствуют данные, представленные в таблице, содержание серотонина в крови подопытных свинок во все возрастные периоды было достоверно выше, чем в моче. При этом динамика его содержания в крови и моче была практически одинаковой.
Таблица 1 - Содержание серотонина в крови и моче ремонтных свинок
в возрастном аспекте
Показатели Возраст животных, мес
3 4 5 6 7 8 9 12
серотонин в крови мкмоль/л м ±т 1,37 0,15 2,77* 0,25 2,20* 0,36 1,60 0,17 1,30 0,26 1,00 0,06 0,94 0,08 0,74* 0,03
серотонин в моче мкмоль/л М ±т 0,64 0,08 1,90* 0,29 1,54* 0,29 0,84 0,16 0,62 0,03 0,56 0,02 0,50 0,04 0,45 0,09
Примечание: *-при р<0,05, достоверность различий по сравнению с данными, полученными у 3-месячных свинок
0,8 у
0,7 -0,6 -0,5 -
§
§ 0,4 -^ 0,3 -0,2 -0,1 -0,0 -
І
І
І
І
І
3 11
Сутки полового цикла
□ - в крови; Я - в моче
16
20
Рисунок 5 - Содержание серотонина в крови и моче свинок в течение полового цикла
У 3-месячных свинок содержание серотонина было максимальным, в крови его уровень составлял 1,37±0,15 мкмоль/л, а в моче 0,6±0,08 мкмоль/л. В 4 месяца отмечалось резкое увеличение серотонина, в крови его содержание повысилось в 2 раза, а в моче - в 3 раза. В 5-месячном возрасте содержание серотонина несколько понизилось, однако оставалось еще на относительно высоком уровне (в крови -2,20±0,36; в моче - 1,54±0,29 мкмоль/л). В 6 месяцев отмечалось уменьшение содержания серотонина, в крови до 1,60±0,17 мкмоль/л, а в моче до - 1,54±0,29 мкмоль/л. В последующие периды уровень его продолжал постепенно снижаться и у 12-месячных свинок соответственно составлял 0,74±0,03 и 0,45±0,09 мкмоль/л.
Анализ динамики содержания серотонина с учетом индивидуальных особенностей показал, что его увеличение в крови и моче в 4 и 5 месяцев и уменьшение у 6-месячных животных, по-видимому, связано с приближением сроков по-ловозрелости свинок. Повышение в крови гонадотропных гормонов перед половым созреванием оказывало блокирующее влияние на серотонинергическую систему организма, в том числе и функцию эпифиза.
Исследование содержания серотонина в течение полового цикла представлено на рисунке 5, из которого видно, что во время половой активности уровень его в крови и моче свинок понижался. На 11 и 16 сутки цикла концентрация серотонина у большинства свинок повысилась, а на 20 сутки вновь уменьшилась. Такая динамика серотонина была аналогичной для его содержания как в крови, так и в моче.
Таким образом, выполненный нами комплекс исследований позволил выявить морфологические и функциональные особенности
эпифиза у ремонтных свинок в период формирования половой функции. Полученные результаты дополняют существующие представления о причастности эпифиза к регуляции половых процессов у животных, а установленные ин-терьерные показатели могут быть использованы при разработке новых средств и способов биологической стимуляции репродуктивной функции у свиней.
Список использованных источников
1 Грищенко, В.И. Роль эпифиза в физиологии и патологии женской половой системы /В.И. Грищенко //Харьков: Вшца школа, 1979.-248с.
2 Исаченков, В.А Эпифиз и гонадотропная функция гипофиза /В.А. Исаченков, Ю.М. Селезнёва, Г. А. Живодёрова и др.// Актуальные проблемы физиологии, биохимии и патологии эндокринной системы. -М Медицина, 1972.-С.З 5 -39.
3 Kennaway D.I. The role of the pineal qland and melatonin in the onset of puberty in sheep // D.I. Kennaway, T.A Gilmore, E.A Dunstan // Proc. Endocr. Soc. Austral. -1983. -V.26. -P. 119-122.
4 Gupta D. The pineal qland in relation to qrowth and development in chieldren / D.Gupta // J. Naural Transmiss. -1986. -Suppl.21 -P.217-232.
5 Ebadi M. Requlation of the synthesis of melatonin and its siqnificance to neuroendocrinoloqy / M Ebadi // The Pineal Gland. -New Yoik.-1984. -P.1-37.
6 Petterborq L.I. Effect of melatonin administration on the neuroendocrine - reproductive axis of the Whitefooten mouse / L.I. Petterborq // Adv. in the biosciences. -1984. -V.53. -P.133-138.
7 Haaq М., Theron 1.1. Die effekte van mela-tonien op molekulere vlak / M.Haaq, 1.1. Theron // S.A. Tydskrif. Natuurwetenskap. -1992. -V.ll. -N. 11. -P. 15-19.
