Статья: Состояние гипофизарно-овариального комплекса у свиней в период пубертата

ВЕТЕРИНАРИЯ

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________

Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии.-2008.-№3.

2

СОСТОЯНИЕ ГИПОФИЗАРНО-ОВАРИАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА У СВИНЕЙ В ПЕРИОД ПУБЕРТАТА

О.Б. Сеин, доктор биологических наук, профессор, декан факультета ветеринарной медицины,

заведующий кафедрой терапии и акушерства; Д.О. Сеин, кандидат биологических наук

Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова

Пубертат, или половое созревание у самок животных - сложный, генетически детерминированный процесс, в основе которого лежит перестройка функционирования гипоталамо-гипофизарно-овариального комплекса, обеспечивающая формирование качественно новых отношений между отдельными его звеньями, и закрепление цикличности как определяющего признака деятельности репродуктивной системы взрослого организма.

Изучению физиологических основ полового созревания у самок животных посвящены экспериментальные исследования, результаты которых широко обсуждаются в отечественной и зарубежной литературе. Однако до сих пор нет точного определения понятия «пубертация» и сам процесс недостаточно конкретизирован.

Половое созревание у самок животных характеризуется каскадом морфологических, физиологических и поведенческих процессов, повышением овариальной активности. При этом некоторые биологические изменения протекают в этой фазе развития дискретно и могут быть оценены количественно, другие - менее очевидны и их оценка более сложна. Однако большинство исследователей сходятся во мнении, что нет возможности зафиксировать начало и конец пубертационного процесса с определенной степенью достоверности, тем более показать хронологию событий, ибо они рассматриваются как процесс индивидуального развития в ходе пубертации.

За последние десятилетия концепции, имеющие отношение к контролю полового созревания, менялись по мере расширения органов и систем, связанных с контролем репродуктивных процессов. Сначала внимание исследователей было сосредоточено на гонадах, как главных структурах, вызывающих половое созревание, о чем стало известно исследователям с того момента, когда они впервые столкнулись с последствиями кастрации. Уже в ХVII веке было известно, что пубертационные изменения активности гонад имеют гуморальную природу.

В дальнейшем, по мере выяснения роли гипофиза и центральной нервной системы в формировании половой функции животных, все внимание исследователей было акцентировано на них. В результате появились работы, указывающие на причастность гипофиза к управлению соматическими компонентами, определяющими пубертацию. Так, 1927 г. P.Smith и E.Engle установили, что имплантация гипофизарных фрагментов взрослых особей неполовозрелым крысам или мышам приводила к преждевременному половому созреванию у этих видов.

С появлением современного понимания нервной регуляции аденогипофизарной функции роль гипофиза в процессе полового созревания трансформировалась в роль «ассистента» мозга. Доказательством того, что у неполовозрелых животных гипофиз не является причиной покоя гонад в ходе препубертатного развития, свидетельствуют эксперименты G.W.Harris et al. (1952), которые установили, что гипофизы неполовозрелых крысят, трансплантированные в область медиальной эминенции их гипофизэктомированных матерей, восстанавливали у взрослых самок эстральный цикл, обеспечивали нормальное спаривание, беременность и развитие плода.

В настоящее время у исследователей нет сомнения, что гипофиз, наряду с гипоталамусом, играет первостепенную роль в процессах полового созревания, тем не менее требуются дополнительные сведения о перестройках происходящих в гипофизе и репродуктивных органах самок в период пубертата. Учитывая это нами были проведены эксперименты по изучению особенностей гипофизарно-овариального комплекса у свиней в период полового созревания.

Объектом исследований являлись ремонтные свинки крупной белой породы, которые содержались в типовых свинарниках и получали полноценный рацион.

Материалом исследований были гипофизы, яичники и кровь, которые отбирали у свинок после их убоя с учётом возраста и физиологического состояния. Гипофизы у свинок получали путём распила головы в нескольких плоскостях с использованием электропилы (рис.1). После продольного распила черепа обнаруживали гипофиз и извлекали его. Одновременно у свинок проводили отбор яичников.

а.

б.

Рис 1. Технические приёмы получения гипофиза у свиней: а - вскрытие черепа с использованием электропилы; б- извлечение гипофиза из «турецкого седла» клиновидной кости

Рис. 2. Общий вид гипофизов ремонтных свинок в возрастном аспекте

Полученный материал подвергали исследованию. Массу, линейные и объёмные параметры устанавливали с применением электронных весов, штангенциркуля и путём погружения органов в сосуд с жидкостью. Гистологические исследования проводили с использованием общепринятых методик (Д.С. Саркисов и др., 1996) на кафедре гистологии Курского государственного медицинского университета. Определение в крови эстрадиола-17в и прогестерона осуществляли иммуноферментным методом. Гонадотропные гормоны, после предварительного насыщения сернокислым аммонием (М.И. Прокофьев, Ю.А. Селивёрстов, 1977), определяли методом биологического тестирования. Полученные в ходе проведения экспериментов данные подвергались биометрической обработке.

Визуальное обследование извлечённых гипофизов показало, что у свинок в раннем возрасте (3-4 мес) они были сплюснуты с боков и имели овальную форму (рис.2). Передняя (аденогипофиз) и задняя (нейрогипофиз) доли в гипофизе неполовозрелых свинок практически были неразличимы. В то же время у некоторых свинок гипофизы имели неопределённую форму: в виде треугольника или вытянутого образования.

У свинок старшего возраста (5-10 мес) форма гипофизов приобретала определенную стабильность. Практически у всех животных гипофиза были округлыми, слегка сдавленными с боков, с хорошо выраженной передней и задней долями.

Определение массы и объёма гипофизов, а также линейных параметров показали, что у неполовозрелых свинок изучаемые показатели колебались в широких пределах (табл.). Однако после наступления полового созревания они находились в более узких границах, чем у свинок, не достигших половой зрелости.

С использованием гистологических методов в аденогипофизе были выявлены три группы клеток: хромофобные, ацидофильные и базофильные.

Хромофобные клетки характеризовались относительно небольшой величиной, преимущественно округлыми крупными ядрами, отсутствием в цитоплазме секреторных гранул и органоидов.

Ацидофилы имеют округлую форму с характерной ацидофильной грануляцией. На долю этих клеток приходилось 30-35% клеточных элементов аденогипофиза.

Базофилы крупнее ацидофилов, их цитоплазма воспринимает основные красители. Среди этой группы клеток выделяются тиреотропоциты, вырабатывающие тиреотропный гормон (ТТГ) и гонадотропоциты, вырабатывающие фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ) гормоны.

Тиреотропные и гонадотропные клетки аденогипофиза дифференцировали с использованием ШИК-реакции. Тиреотропоциты отличались от гонадотропоцитов неправильной полигональной формой. Большинство из них имели овальные ядра, которые располагались в центральной части клетки. В ядре слабо просматривалось ядрышко. Мелкая зернистость в цитоплазме давало слабо выраженную ШИК-положительную реакцию бледно-розового цвета. Отмечено, что тиреотропоциты располагались преимущественно в центральной зоне аденогипофиза, и к сосудам не прилегали.

Гонадотропные клетки аденогипофиза имели характерные морфологические особенности. Как правило, у них была овоидная форма, округлые или эллипсовидные ядра с грубыми глыбками хроматита. При этом ядра эксцентрично смещены к одному из краев клетки (рис.3а). Цитоплазма гонадотропоцитов заполнена ШИК-положительными гранулами, которые маскируют ядро. Харктерной особенностью для гонадотропных клеток является их тесный контакт с капиллярами той стороной, к которой смещено ядро (рис.3б).

Было отмечено, что гонадотропоциты обычно выявляются в виде отдельных групп, располагаясь на некотором расстоянии друг от

Масса, объём и линейные параметры гипофизов у ремонтных свинок в возрастном аспекте друга. Большинство гонадотропных клеток размещаются по периферии аденогипофиза, преимущественно в заднем и переднем его отделах. Однако эти клетки встречаются и в центральной зоне аденогипофиза, но в значительно меньшей степени. При этом в цитоплазме клеток, расположенных в центре аденогипофиза, зернистого материала содержится меньше, чем в клетках, расположенных по периферии аденогипофиза.

а. б.

Рис. 3. Гистологическая структура аденогипофиза ремонтной свинки: а - стрелками указаны гонадотропоциты - крупные овальные клетки с эксцентричным расположением ядра (ув.45х10);

б - характерное скопление гонадотропоцитов у кровеносного капилляра. Окраска гематоксилин-эозином, увеличение 20х10

Анализ результатов гистологических исследований свидетельствует о том, что у неполовозрелых свинок площадь ядер в гонадотропных клетках была достоверно меньше (Р<0,05), чем у половозрелых животных. Так, у 3- и 4- месячных свинок площадь ядер колебалась в пределах 22,3±1,5 - 23,8±1,4 мкм2. В 5 месяцев она составляла 28,8±2,0 мкм2, а с 6 до 10 месяцев находилась в пределах 30,5±1,8 - 33,0±1,9 мкм2 (рис. 4).

С учетом кариометрических измерений гонадотропные клетки были разделены на две группы. Первая группа включала гонадотропные клетки, площадь ядер которых колебалась в границах от 15 до 40 мкм2. Во вторую группу включались гонадотропоциты с более крупными ядрами, их площадь варьировала от 20 до 55 мкм2. Результаты исследований показали, что у свинок, достигших половозрелости количество гонадотропных клеток с крупными ядрами было достоверно (Р<0,05-0,01) больше, чем у неполовозрелых животных.

В свою очередь было выявлено, что с увеличением возраста у свинок количество гонадотропных клеток повышалось. Так, у животных 3-5-месячного возраста в краевой зоне аденогипофиза количество гонадотропоцитов составляло 3-4, а в центральной зоне - 2-3 в поле зрения микроскопа. У свинок 6-10-месячного

Рис.4. Гистологическая структура аденогипофиза у неполовозрелой (а) и половозрелой (б) ремонтных свинок. Окраска гематоксилин-эозином, увеличение 20х15

возраста эти показатели соответственно составляли 4-7 и 2-5 в поле зрения.

С целью изучения динамики содержания гонадотропных гормонов в крови ремонтных свинок в период полового созревания отбирали у них пробы, в которых определяли уровень ЛГ и ФСГ. При этом у неполовозрелых свинок, в связи с низкой чувствительностью метода биологического тестирования, гонадотропные гормоны исследовали только в 120- и 180- суточном возрасте. У половозрелых животных гормоны определяли в период первых пяти половых циклов. Кровь исследовали в первый день половой охоты.

Результаты исследований показали, что содержание ЛГ и ФСГ до полового созревания колебалось соответственно в пределах 2,1±0,3 - 2,4±0,2 мкг/100мл и 108,0±11,9 - 111,5±15,4 мкг/100мл. С наступлением полового созревания у ремонтных свинок наблюдалась общая тенденция к увеличению как ЛГ, так и ФСГ. Во время первых аритмичных половых циклов содержание гонадотропных гормонов составляло: ЛГ 5,7±0,06 - 6,2±0,3 мкг/100 мл; ФСГ 188,0±7,9 - 190,5±5,4 мкг/100 мл. В период ритмичных 4-5 половых циклов уровень гонадотропных гормонов повышался и приобретал стабильный характер: ЛГ 8,0±0,6 - 8,7±0,8 мкг/100мл; ФСГ 208,5±6,0 - 210,6±8,8 мкг/100мл.

Таким образом, гонадотропная активность гипофиза у ремонтных свинок в период формирования половой функции согласуется с изменениями его морфологической структуры.

Параллельно с исследованием гипофизов у ремонтных свинок изучали морфофункциональные особенности яичников. Было установлено, что у неполовозрелых свинок 3-4-месячного возраста яичники небольшие, имеют продолговатую форму, и несколько сплюснуты с боков. На поверхности просматривались фолликулы в виде стекловидных, прозрачных образований размером с просяное зерно, имеющих плоскую поверхность не выступающую за границы яичника.