CC BY
38
УДК / UDC 636.22/.28.084:636.22/.28.087.72
ВЛИЯНИЕ РАЗНОГО УРОВНЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ МОРФОЛОГИЮ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ РЕМОНТНЫХ ТЕЛОК
INFLUENCE OF DIFFERENT MINERAL NUTRITION LEVEL ON THE FUNCTIONAL MORPHOLOGY OF THYROID GLAND OF HEIFERS
Менькова А.А., доктор биологических наук Menkova A.A., Doctor of Biological Sciences Бобкова Г.Н.*, кандидат биологических наук Bobkova G.N., Candidate of Biological Sciences Брянский государственный аграрный университет, Брянск, Россия Bryansk State Agrarian University, Bryansk, Russia
Андреев А.И., доктор сельскохозяйственных наук Andreev A.I., Doctor of Agricultural Sciences Чикунова В.И., кандидат биологических наук Chikunova V.I., Candidate of Biological Sciences Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева, Саранск, Россия Mordovia State University named after N.P. Ogarev, Saransk, Russia
*E - mail: olesyabobkova291101@mail.ru
АННОТАЦИЯ
Изучение функциональной морфологии щитовидной железы, ассоциированной с возрастом и уровнем минерального питания, проведённое с помощью морфометрического метода исследования, наглядно показывает наличие выраженной возрастной динамики морфофункционального состояния тиреоидной паренхимы. У животных с оптимальным уровнем минерального питания в рационах в 12-ти, 15-ти и 18-месячном возрасте концентрация тироксина и трийодтиронина ниже, что свидетельствуют о повышении концентраций эндогенных гормонов. Установлена положительная корреляция между массой щитовидной железы и массой тела животных. Взвешивание щитовидной железы телок различного возраста свидетельствует о том, что происходит достоверный рост массы органа к 9- ти и 12-ти месячному возрасту. С возрастом у животных колеблется относительный объем коллоида щитовидной железы. При развитии полноценных половых циклов этот показатель снижается, что свидетельствует о повышении эндокринной функции железы. Причем в большей степени достоверно это происходит у телок с оптимальным уровнем минерального питания. Противоположную закономерность отмечается в отношении эпителия щитовидной железы. Относительный объем стромы органа остается довольно стабильным и изменяется незначительно.
ABSTRACT
The studying of functional morphology of the thyroid gland associated with age and the level of mineral food, which is carried out by means of a morphometric method of research demonstrates existence of the expressed age dynamics of a morphofunctional condition of a thyroid parenchyma. At animals with an optimum level of mineral food in diets in 12, 15 and 18-month age concentration of a thyroxine and triiodothyronine is lower that testify to increase of concentration of endogenous hormones. Positive correlation between the mass of a thyroid gland and body weight of animals is established. Weighing of a thyroid gland of girls of various age testifies that there is a reliable growth of mass of body to 9 and 12 monthly age. With age at animals the relative volume of a colloid of a thyroid gland fluctuates. At development of full-fledged sexual cycles this indicator decreases that testifies to increase of endocrine function of gland. And more authentically it happens at girls to an optimum level of mineral food. Opposite regularity it is noted concerning an epithelium of a
thyroid gland. The relative volume of a stroma of body remains quite stable and changes slightly.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
телки, оптимизация, рацион, макроэлементы, микроэлементы, морфология, щитовидная железа, рост, активность, микроскопия, гистохимия.
KEY WORDS
Heifers, optimization, diet, macronutrients, micronutrients, morphology, thyroid, growth, activity, microscopy, histochemistry.
Повышение продуктивности животных и улучшение их воспроизводительной способности можно обеспечить только при условии полноценного кормления в соответствии с потребностями организма во всех элементах питания, в том числе минеральных веществах [1,2]. Минеральные элементы играют важную роль во всех физиологических процессах синтеза и распада, всасывания и выведения веществ; создают благоприятную среду для нормального действия ферментов, гормонов и витаминов; поддерживают осмотическое давление и кислотно - щелочное равновесие; участвуют в процессах пищеварения, дыхания и кроветворения, защитных и репродуктивных функциях животных, что в конечном счете, способствует улучшению состояния их здоровья и повышению продуктивности [3,4,5,6,7]. Дефицит или дисбаланс макро- и микроэлементов сопровождается глубокими морфофункциональными изменениями в клетках, тканях и органах, снижением естественной резистентности и иммунобиологической реактивности организма [8,9,10,11].
В период полового созревания телок в их организме происходят существенные изменения, характер которых в динамике изучен недостаточно [12,13,14,15,16]. В литературе нет сведений о влиянии условий кормления на развитие овариальных и эндокринных желез телок 6 -18-месячного возраста, что обусловило необходимость исследований направленных на изучение обмена веществ и морфофункционального состояния организма телок на этапе полового созревания с целью создания оптимальных условий для роста, развития и формирования репродуктивной системы путем оптимизации рационов по всем элементам питания, в том числе по минеральным веществам.
Цель исследований - изучить функциональную морфологию щитовидной железы у телок, выращенных на рационах с недостатком макро- и микроэлементов и с оптимальным уровнем минерального питания.
Исследования проводились на телках черно-пестрой породы с 6 до 18-ти месячного возраста содержащихся в условиях ГУПЭСХ «Дятьково» Дятьковского района Брянской области. Рационы кормления подопытных животных были сбалансированы по всем питательным веществам в соответствии с детализированными нормами РАСХН (2003) с учетом их возраста, живой массы, продуктивности и химического состава местных кормов. В состав основных рационов включали в летний период: зеленую массу многолетних злаковых трав и ячменную дерть, в зимний период: сено, силос, кормовую свеклу, ячменную дерть. Телки первой контрольной группы (15 голов) получали хозяйственный рацион, который был дефицитен по некоторым макро- и микроэлементам, а рацион животных второй (опытной) группы (15 голов) был с оптимальным уровнем минерального питания. В основных рационах телок контрольной группы дефицит минеральных элементов по отношению к детализированным нормам составлял в среднем по возрастам : кальция -23 %, фосфора -19 %, натрия -27 %, магния-18 %, меди-35 %, цинка-29 %, марганца -17 %. Восполнение макроэлементов до оптимального уровня в рационах телок опытной группы осуществляли за счет соответствующего количества динатрийфосфата, мела, окиси магния и поваренной соли, а микроэлементов - за счет включения их сернокислых солей.
Контрольные убой телок (по три головы каждого возраста) проводили в 6, 9, 12, 15 и 18-месяцев в убойном цехе БАЗ по общепринятой методике ВИЖа. При этом определяли размеры, массу органов и тканей и отбирали образцы для дальнейших исследований.
Материал, зафиксированный в жидкости Карнуа или в 10% растворе нейтрального формалина, обезвоживали и заливали в парафин по схеме Г. А. Меркулова.
С помощью роторного микротома получали срезы толщиной 5-6 мкм и после депарафинирования окрашивали их гематоксилином Майера и эозином, паноптическим методом по Pappenheim, по Романовскому - Гимзе.
Коллагеновые волокна выявляли по ван Гизону, Маллори, дезоксирибонуклеопротеиды (ДНП) и рибонуклеопротеиды (РНП) - по Einarson гликоген и нейтральные гликозаминогликаны - по А. Л. Шабадашу, кислые гликозаминоглифориканы - по Н. Steedman.
Из материала, фиксированного в формалине срезы получали на замораживающем микротоме и окрашивали Суданом черным по Лизосону, Суданом Ш - по Дадди, импрегнировали солями серебра - по Билыповскому - Грос.
Электронную микроскопию проводили по общепринятой методике. Материал фиксировали в охлажденном 2,5% глютаральдегиде на фосфатном буфере с рН 7,3 с последующей дофиксацией 1% раствором осьмиевой кислоты на фосфатном буфере. Кусочки заливали в эпонаралдитную смесь. После получения, окраски полутонких срезов, блоки окончательно затачивали и готовили ультратонкие срезы на ультратоме Ultrakut, монтировали их на опорные сетки и бленды, контрастировали цитратом свинца - по E.Reynolds. Просматривали в электронных микроскопах ЭМФ-100И и ЭМ-125 при увеличениях на 6000-22000.
Данные подвергали математической обработке с помощью прикладных программ на персональном компьютере с использованием критериев Стьюдента. Наряду с описательной статистикой рассчитывали среднее арифметическое и его ошибка, среднее гармоническое, геометрическое, квадратическое и кубическое, коэффициент вариации, точность среднего арифметического, асимметрия, эксцесс, доверительный интервал. Проводили корреляционный, регрессионный и двуфакторный дисперсионный анализ полученных данных.
Взвешивание щитовидных желез телок различного возраста свидетельствует о том, что происходит достоверный рост массы органа к 9-ти и 12-месячному возрасту. Об этом свидетельствует расчет относительного прироста массы органа по - Броди. Этот показатель к 9-месячному возрасту достигал 33,4-35,8 %, к 12-месячному возрасту - 24,3-24,5 % в первой и второй группах соответственно, а в дальнейшем значительно снижался.
Отмечали тесную положительную связь увеличения массы железы и массы тела. С помощью двухфакторного дисперсионного анализа установили, что сила влияния фактора В (оптимизация рациона) в отношении массы щитовидной железы достигал 5,09 %.
Таким образом, на макроскопическом уровне доказано влияние оптимизации рациона на массу щитовидной железы.
С помощью метода точечного счета в срезах, окрашенных гематоксилином и эозином, определили относительное количество точек приходящихся на коллоид, эпителий и строму органа. Все это приняли за 100% и определили относительные объемы этих структур (табл. 1).
Таблица 1 - Относительные объемы коллоида, эпителия и стромы в щитовидной железе телок, %
Возраст, мес. 6 9 12 15 18
Группы 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Коллоид 57±3 56±2 59±3 57±4 56±2 52±4 53±3 48±4 49±3 45±4
Эпителий 36±2 38±3 33±1 34±2 36±3 41±2 40±2 45±3 45±4 48±2
Строма 7±1 6±2 8±3 9±2 8±3 7±1 7±2 7±1 6±3 7±2
Установили, что с возрастом относительный объем коллоида колеблется. При развитии полноценных половых циклов этот показатель снижается, что свидетельствует о повышении эндокринной функции железы. Причем в большей степени достоверно это происходит у телок второй группы. Противоположную закономерность отмечали в отношении эпителия щитовидной железы. Относительный объем стромы органа остается довольно стабильным и изменяется недостоверно.
Эти закономерности хорошо отражает индекс активности, который мы рассчитывали делением относительного объема эпителия на относительный объем коллоида (табл. 2).
Таблица 2 - Индекс активности щитовидной железы
Возраст, мес 6 9 12 15 18
1-я группа 0,6 0,6 0,6 0,8 0,9
2-я группа 0,7 0,6 0,8 0,9 1,1
Характерно, что у телок первой группы этот показатель до 15-месячного возраста остается стабильным и начинает расти только при формировании полноценных половых циклов у телок. В тоже время у телок второй группы этот показатель несколько снижается к 9-месячному возрасту, а к 12-ти месяцам и далее происходит интенсивный рост индекса активности.
Микроскопическая структура и гистохимические показатели щитовидных желез телок второй группы были следующими. В центральных участках долей щитовидной железы преобладали фолликулы среднего размера. Фолликулярный эпителий кубический или цилиндрический. Апикальные концы клеток вакуолизированы. Ядра тиреоцитов крупные.
Дезоксирибонуклеопротеиды в них имеют структуру небольших глыбок, расположенных по периферии кариоплазмы. Рибонуклеопротеиды в цитоплазме тироцитов расположены равномерно и количество их умеренное. Гликоген содержался только в отдельных клетках. В коллоиде выражены вакуоли резорбции. В общем, он оксифильный и проявляет интенсивную ШИК-реакцию. В более крупных пузырьках в центре коллоид базофильный. Соединительная ткань умеренно развита. Гранулированных форм тучных клеток не много.
У телок первой группы, по сравнению с животными второй группы, отмечали большую величину фолликулов. Образующий их эпителий был кубический или даже плоский. Ядра тироцитов более темные гиперхромные, а в плоских эпителиоцитах уплощенные. В некоторых фолликулах находили десквамированный эпителий в состоянии дистрофии и некроза. Рибонуклеопротеидов и ШИК-положительных веществ в цитоплазме тироцитов меньше при визуальной оценке. Коллоид гомогенный с выраженными эозинофильными свойствами, без вакуолей резорбции. При окраске по Маллори он синий. У 9-ти и 12-месячных телок наблюдали единичные кистовидно расширенные фолликулы, образованные в результате слияния, выход коллоида в окружающую соединительную ткань. Количество гранулированных форм тучных клеток увеличено.
Провели радиоизотопное исследование тироксина и трийодтиронина по связыванию эритроцитами экзогенных гормонов, меченных йодом-125. У телок второй группы в 12-ти, 15-ти и 18-месячном возрасте концентрация тироксина и трийодтиронина была на 4 % и 2 % ниже по сравнению с животными первой группы (Р<0,05). Эти показатели свидетельствуют о повышении концентраций эндогенных гормонов, что подтверждается и морфологическими исследованиями.
Выводы:
В результате проведенных исследований было установлено, что оптимизация рационов ремонтных телок по макро- и микроэлементам приводит к умеренной активизации функции щитовидной железы, что обеспечивает более интенсивный рост тела и органов, оптимальное наступление половой и физиологической зрелости животных.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Андреев А.И. Применение силоса из суданской травы в рационах дойных коров/ А.И. Андреев, И.П. Таракин, В.И. Каргин, А.А. Расстригин // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2007.- № 5.- С 86 - 87.
2. Каргин И.Ф. Качество силоса, приготовленного из сорго сахарного и сорго в смеси с клевером / И.Ф.Каргин, А.И. Андреев, И.П. Таракин, В.В. Демин // Кормопроизводство.- 2010.- № 4.- С.36 - 39.
3. Андреев А.И. Оптимизация минерального питания ремонтных телок при травяном типе кормления: автореф. дис... доктора сельскохозяйственных наук /А.И. Андреев - Саранск, 1997. - 37 с.
4. Андреев А.И. Нормирование цинка в рационах ремонтных телок / А.И. Андреев, С.А. Лапшин, Н.А. Давыдов // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук.- 2002.- № 6.- С. 68 - 71.
5. Васина С.К. Влияние минеральной подкормки на организм супоросных свиноматок и их потомство / С.К. Васина, Н.А. Любин, Л.Б. Кокова // Ветеринария сельскохозяйственных животных.- 2007.- № 8. - С. 62.
6. Крисанов А.Ф. Нормирование макроэлементов при откорме скота силосом/ А.Ф. Крисанов // Зоотехния.- 1988.- № 1. - С. 39 - 41.
7. Прытков Ю.Н. Научно-практическое обоснование применения селеносодержащих препаратов в кормлении крупного рогатого скота: монография / А.А. Кистина, Ю.Н.Прытков. - Саранск: Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, 2010.- 140 с.
8. Абрамкова Н.В. Обмен минеральных веществ у молодняка черно - пестрого голштинизированного скота в зависимости от возраста и условий кормления: автореф. дис. ... канд. биологических наук / Н.В. Абрамкова. - Орёл, 2002. - 26 с.
9. Андреев А.И. Нормирование минеральных элементов при выращивании телок на зеленых кормах/ А.И. Андреев // Зоотехния.- 1998.- № 7 . - С. 20 - 22.
10. Шевелев Н.С. Особенности обмена и использования микроэлементов у телок старше 6 - месячного возраста/ Н.С. Шевелев // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - 1996. - С. 170 - 183.
11. Шленкина Т.М. Особенности возрастных изменений минерального профиля крови под воздействием различных добавок / Т.М. Шленкина, И.И. Стеценко, Н.А. Любин // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.- 2013.-№3 (23). - С. 72 - 79.
12. Андреев А.И. Особенности минерального обмена в организме телок при половом созревании/ А.И. Андреев, А.А. Менькова, В.И. Чикунова, В.Н. Пронин // Вестник Орловского государственного аграрного университета. - 2012.- № 6 (39) - С. 72 - 73.
13. Баймишев Х. Б. Структурные преобразования в матке крупного рогатого скота при гипо - и гипердинамии/ Х.Б. Баймишев // Морфология. - 2002. - С. 18.
14. Садирова У.А. Возрастная морфология половой системы телок в зависимости от различной степени двигательной активности: автореф. дис. . канд. биологических наук / У.А. Садирова. - Москва, 1994. - 16 с.
15. Сковородин Е.Н. Развитие яичников крупного рогатого скота в онтогенезе / Е.Н. Сковородин, В.И. Чикунова, А.И. Андреев // Морфология. - 2000.- № 3. - С. 110 -111.
16. Менькова А.А. Физиологическая оценка продуктивного потенциала телят разного возраста/ А.А. Менькова, А.В. Мамаев, Б.Л. Белкин // Вестник Курганской ГСХА. -2012.- № 8.- С. 68-70.
