МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГРАНУЛ ЗИМОГЕНА ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ

Дилекова О. В.

ORCID: 0000-0003-0247-8633, кандидат биологических наук, Ставропольский государственный аграрный университет

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГРАНУЛ ЗИМОГЕНА ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ

Аннотация

В работе приведены данные площади гранул зимогена в зависимости от вида, возраста и типа питания млекопитающих. При статистическом анализе было установлено, что имеется прямая зависимость между морфометрическими показателями и возрастным периодом изученных видов млекопитающих, а также имеется индивидуальная видовая зависимость в возрастном аспекте в зависимости от морфофункционального состояния организма. У всех возрастных и видовых групп млекопитающих выявлено два критических периода синтеза ферментов экзокринными панкреатоцитами. Первый период - это один месяц постнатального онтогенеза, что связано с введением прикорма животным. Второй период – это шесть месяцев жизни самцов, что связано с началом полового созревания животных. Критические периоды синтетической активности экзокринных панкреатоцитов имеют эволюционную адаптацию на изменения биологически-неоднородных систем целого организма. Полученные результаты можно использовать в качестве константных при изучении морфофункциональных показателей поджелудочной железы в научных целях, а также учитывать возрастные показатели животных при отборе поджелудочной железы для производства ферментативных препаратов. В ветеринарной практике использовать с целью постановки правильного диагноза при оценке повреждений этого органа у млекопитающих.

Ключевые слова: млекопитающие, постнатальный онтогенез, поджелудочная железа, экзокринные панкреатоциты, зимоген.

Dilekova O. V.

ORCID: 0000-0003-0247-8633, PhD in Biology, Stavropol State Agrarian University

MORPHOMETRIC PARAMETERS OF GRANULES OF ZYMOGENE THE PANCREAS OF MAMMALS IN POSTNATAL ONTOGENY

Abstract

The paper presents data area of the granules zymogen depending on the species, age and the type of food mammals. The statistical analysis established that there is a direct relationship between the morphometric parameters and the age period studied mammal species, but also include individual species dependence in the age aspect depending on the morphofunctional state of the organism. In all age groups and species, mammals identified two critical periods of the synthesis of enzymes exocrine pancreatectomy. The first period is one month of postnatal ontogenesis, which is associated with the introduction of food animals. The second period is the six months of life males, which is associated with the onset of puberty of the animals. Critical periods the synthetic activity of the exocrine pancreatitits have an evolutionary adaptation to changes in biological inhomogeneous systems of the whole organism. The obtained results can be used as a constant in the study of morphofunctional indices of the pancreas for research purposes, and to take into account the age of the animal performance in the selection of the pancreas for the production of enzymatic preparations. In veterinary practice used with the purpose of correct diagnosis in the evaluation of the damage of this organ in mammals.

Keywords: mammals, postnatal ontogenesis, pancreas, exocrine pancreatitis, zymogen.

Ферменты играют основную роль в процессах метаболизма всего организма, обеспечивая широкий спектр биохимических реакций в клетках. У млекопитающих гидролитические ферменты необходимы в процессе пищеварения. Они расщепляют жиры, белки, углеводы которые дают строительный материал для физиологической регенерации тканей и клеток организма. Основным органом выделяющих гидролитические ферменты является поджелудочная железа [1, С. 1-12] [2, С. 152] [3, С. 67]

Синтез гидролитических ферментов осуществляется в основном в рибосомах, и гранулированной эндоплазматической сети экзокринного панкреатоцита поджелудочной железы. В аппарате Гольджи осуществляются мембранные процессы, связанные с концентрированием ферментов в гранулах зимогена. Количественные и качественные изменения в ферментативном спектре поджелудочной секреции находятся в зависимости от потребностей пищеварения. Экзокринный панкреатоцит синтезирует и выделяет ферменты на протяжении двух или трех часов. Общий секреторный цикл ферментов может быть воспроизведен неоднократно в течение суток. Поджелудочная железа является органом с исключительно большой метаболической активностью [4, С.53-54] [5, С. 67].

В последнее время изучение панкреатических ферментов сводится к определению видовых различий в количественном содержании определенных ферментов в гранулах зимогена, а также к их физико-химическим характеристикам.

Однако исследования площади гранул зимогена в зависимости от вида, возраста и типа питания млекопитающих в настоящее время отсутствуют, что определило цель нашего изучения в экзокринных панкреатоцитах поджелудочной железы.

Материал и методы

Исследование проведено в Научно-диагностическом и лечебно-ветеринарном центре Ставропольского государственного аграрного университета.

В качестве объектов для исследования были выбраны домашние животные, из класса млекопитающие (Mammalia), которые были отобраны по роду потребляемой пищи – растительноядные травоядные, плотоядные хищники и всеядные. В группу растительноядных травоядных животных вошли: крупный рогатый скот (Bovinae) айрширской породы, овцы (Ovis aries) ставропольской породы. В группу плотоядных хищников вошли: собака (Canis lupus familiaris) немецкой породы и русской пегой гончей и кошка (Felis silvestris catus) тайской и британской пород. В группу всеядных вошла свинья (Suidae) крупной белой породы.

В работе была исследована поджелудочная железа млекопитающих. Всего было отобрано 300 самцов в разные периоды постнатального онтогенеза: 1-суточные, 1-, 3-, 6-месячные, 1 год и 3 года (по 10 животных в каждой возрастной группе). Отбор самцов продуктивных животных проводился с соблюдением Директивы 2010/63/EU Европейского парламента и Совета от 22 сентября 2010 года по охране животных, используемых в научных целях. Отбор непродуктивных животных проводили после их гибели, вследствие полученных травм несовместимых с жизнью и не связанные с патологией желудочно-кишечного тракта, с соблюдением этических норм «Директива 2010/63/EU Европейского парламента и Совета от 22 сентября 2010 года по охране животных, используемых в научных целях».

У каждого животного проводили отбор целой поджелудочной железы, которую фиксировали в 10% нейтральном забуференном формалине. В области головки железы вырезали кусочки размером 1см^3. Материал проводили с использованием гистологического процессора замкнутого типа Tissue-Tek VIP™ 5 Jr (Sakura, Япония), а затем заливали в гистологическую среду «Гистомикс» (БиоВитрум, Россия) на станции парафиновой заливки Tissue-Tek® TEC™ 5 (Sakura, Япония). Из полученных блоков делали гистологические срезы толщиной 5 - 7 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином.

Микроскопию срезов проводили на световом микроскопе Olympus BX45 со встроенным фотоаппаратом C 300 (Япония). Для микроскопии были использованы окуляры ×10, объектив ×100. С каждого препарата поджелудочной железы выполняли по 10 цифровых снимков (в формате jpg, размером 3136×2352 пикселей в палитре 24 бит) случайно выбранных полей зрения.

Морфометрические исследования проводили с использованием программы ВидеоТест-Мастер Морфология 4.0 для Windows. В гистологических препаратах для определения функциональной активности экзокринных панкреатоцитов проводили измерения площади гранул зимогена.

Полученные цифровые данные были анализированы с применением статистического метода однофакторного дисперсионного анализа и критерия множественных сравнений Ньюмена-Кейсла в программе Primer of Biostatistics 4.03 для Windows. Достоверными считали различия при р≤0,05.

Результаты исследований

Анализируя площадь гранул зимогена экзокринных панкреатоцитов поджелудочной железы у крупного рогатого скота установлено, что в первые сутки после рождения площадь их составляет 0,405±0,023 мкм². К первому месяцу жизни значение данного показателя уменьшается на 35,45% (р≤0,05). К возрасту трех месяцев площадь гранул зимогена увеличивается на 37,79% (р≤0,05). К шестимесячному возрасту жизни животного значение данного показателя опять уменьшается на 72,39% (р≤0,05). Однако к одному году происходит увеличение площади гранул зимогена 22,18% (р≤0,05), и продолжает расти к возрасту морфофункциональной зрелости – три года на 15,07% (таблица 1).

У овец площадь гранул зимогена экзокринных панкреатоцитов в односуточном возрасте составляет 0,289±0,016 мкм² и остается без изменений до одномесячного возраста. К возрасту трех месяцев жизни животного данный показатель уменьшается на 13,84%. С шестимесячного возраста и до трех лет постнатального онтогенеза овец площадь гранул зимогена постепенно увеличивается. К шести месяцам незначительно увеличивается на 6,72%, к годовалому возрасту – на 42,22% (р≤0,05), к трем годам жизни – на 19,79% (р≤0,05) (таблица 1).

Таблица 1 - Площадь гранул зимогена, мкм²

Примечание: статистическая значимость различий (р≤0,05) с более ранним возрастом обозначена ^*- (р≤0,05) обозначена по тексту  

У свиней площадь гранул зимогена экзокринных панкреатоцитов в односуточном возрасте составляет 0,278±0,014 мкм² и к одномесячному возрасту незначительно уменьшается на 3,73%. К трем месяцам жизни животного значение данного показателя увеличивается на 44,03% (р≤0,05). К шестимесячному возрасту регистрируется уменьшение площади гранул зимогена на 35,44% (р≤0,05). К возрасту одного года значение данного показателя увеличивается на 34,74% (р≤0,05) и продолжает повышаться до морфофункциональной зрелости организма на 11,72% (таблица 1).

Анализ площади гранул зимогена экзокринных панкреатоцитов поджелудочной железы собак показал, что в первые сутки их площадь составляет 0,294±0,014 мкм². К одному месяцу жизни значение данного показателя уменьшается на 23,01% (р≤0,05). К трехмесячному возрасту регистрируется незначительное увеличение площади гранул зимогена на 8,78%. К шести месяцам жизни животного и до одного года опять происходит понижение данного на 30,00% (р≤0,05). Однако к трехлетнему возрасту регистрируется мощный скачек увеличения площади гранул зимогена на 86,29% (р≤0,05) (таблица 1).

У кошек площадь гранул зимогена экзокринных панкреатоцитов поджелудочной железы в односуточном возрасте составляет 0,371±0,017 мкм². К одномесячному возрасту данный показатель уменьшается на 12,09%. К трехмесячному возрасту площадь гранул зимогена увеличивается на 32,35% (р≤0,05). К шестимесячному возрасту регистрируется уменьшение данного показателя на 47,01% (р≤0,05). К первому году жизни животного происходит увеличение площади гранул зимогена на 52,40% (р≤0,05). С одного года и до трех лет жизни данный показатель уменьшается на 60,06% (р≤0,05) (таблица 1).

Обсуждение полученных данных

При статистическом анализе полученных данных площади гранул зимогена было установлено, что имеется прямая зависимость между морфометрическими показателями и возрастным периодом изученных видов млекопитающих. Кроме того отмечается индивидуальная видовая зависимость в возрастном аспекте в зависимости от морфофункционального состояния организма.

У всех изученных групп животных регистрируются по нашему мнению два критических периода ферментативной активности экзокринных панкреатоцитов. Первый период - это один месяц постнатального онтогенеза самцов. В этом возрасте животным активно вводят прикорм, что отражается на функционально слабой активности гранул зимогена и перестройке синтетического аппарата экзокринных панкреатоцитов, которое заканчивается в трехмесячном возрасте, так как происходит увеличение площади гранул зимогена. Вторым периодом является шестимесячный возраст самцов. К этому возрасту у всех животных начинается период полового созревания, которое характеризуется выбросом гормональных индукторов направленных в первую очередь на реализацию физиологической перестройки организма, что приводит к снижению пищевой потребности особями и как следствие снижению синтеза ферментов.

К возрасту морфофункциональной зрелости организма происходит становление синтетического аппарата клетки и ее активной работе в связи в физиологической и по нашему мнению патологической регенерацией поджелудочной железы млекопитающих на протяжении постнатального онтогенеза.

Таким образом в поджелудочной железе млекопитающих в постнатальном онтогенезе синтетическая активность экзокринных панкреатоцитов имеет ярко выраженную эволюционную адаптацию на изменения биологически-неоднородных систем целого организма.

Список литературы / References

1. Брещенко Е. В. Выделение пептидов из панинтестина и изучение их биологических свойств железы : дис. канд. биол. наук. – Краснодар. – 2003. – 148 с.
2. Доржин С. Ц. Исследования пищеварительной функции гомогената поджелудочной железы лошади // Вестник Бурятской ГСХА им. В. Р. Филиппова. – 2013. - № 3 (32). – С. 151 – 153.
3. Еропкина Е. М. Секреторная активность ацинозных клеток поджелудочной железы в разное время суток и последовательность процессов созревания секреторных гранул // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1983. - № 1. – Т. LXXXIV. – С. 67 – 71.
4. Можейко Л. А. О гетерогенности экзокринного отдела поджелудочной железы и его физиологических резервах // Журнал ГрГМУ. – 2009. - № 4. – С. 66 – 69.
5. МожейкоЛ. А. Основные закономерности становления экзокринного отдела поджелудочной железы в постнатальном онтогенезе // Журнал ГрГМУ. – 2004. - № 1. – С. 52 – 55.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Breschenko E. E. Vydelenie peptidov iz panintestina i izuchenie ih biologicheskih svojstv zhelezy [Isolation of peptides from panintestina and the study of their biological properties of gland]: dis. of PhD Biology: 03.00.04 : defense of the thesis 16.02.03 / Breschenko Elena Evgenievna.. – Krasnodar, 2003. – 148 p [in Russian]
2. Dorzhin S. C. Issledovanija pishhevaritel'noj funkcii gomogenata podzheludochnoj zhelezy loshadi [Research digestive function of the pancreas homogenate horse] / S. C. Dorzhin // Vestnik Burjatskoj GSHA im. V. R. Filippova [Bulletin of the Buryat State Agricultural Academy them. V. Filippov]. – 2013. - № 3 (32). – P. 151 – 153 [in Russian]
3. Yeropkina E. M. Sekretornaja aktivnost' acinoznyh kletok podzheludochnoj zhelezy v raznoe vremja sutok i posledovatel'nost' processov sozrevanija sekretornyh granul [The secretory activity of acinar cells of the pancreas at different times of the day and the sequence of processes of maturation of secretory granules] / E. M. Yeropkina // Arhiv anatomii, gistologii i jembriologii [Archives of Anatomy, Histology and Embryology]. - 1983. - № 1. – V. LXXXIV. – P. 67 – 71 [in Russian]
4. Mozheyko L. A. O geterogennosti jekzokrinnogo otdela podzheludochnoj zhelezy i ego fiziologicheskih rezervah [On the heterogeneity of exocrine pancreatic department and its physiological reserves] / L. A. Mozheyko // Zhurnal GrGMU [Journal GrGMU]. – 2009. - № 4. – P. 66 – 69 [in Russian]
5. Mozheyko L. A. Osnovnye zakonomernosti stanovlenija jekzokrinnogo otdela podzheludochnoj zhelezy v postnatal'nom ontogeneze [Basic laws of formation of exocrine pancreatic department in postnatal ontogenesis] / L. A. Mozheyko // Zhurnal GrGMU [Journal GrGMU]. – 2004. - № 1. – P. 52 – 55 [in Russian]