Действие факторов окружающей среды на морфоструктурные особенности органов и тканей коров красной степной породы

УДК 502: [591.4.068.1:636.2]

Л. Р. Кузьмина, Н. А. Каниева Астраханский государственный технический университет

ДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА МОРФОСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ КОРОВ КРАСНОЙ СТЕПНОЙ ПОРОДЫ

В последнее десятилетие процессы, происходящие в высыхающих каплях биологических жидкостей (БЖ), представляющих собой естественную модель самоорганизующейся системы с широким спектром течения событий, привлекают все большее внимание исследователей.

Растущий научный интерес к изучению морфологии твердой фазы после дегидратации БЖ в значительной степени обусловлен успешным развитием новой междисциплинарной отрасли науки - синергетики, рассматривающей процессы самоорганизации, устойчивости, распада и возрождения структур живой и неживой материи.

В медицине и биологии появилось новое понятие - функциональная морфология. Оно «отражает морфологическое состояние молекулярных и надмолекулярных структур в момент выполнения ими функционального акта - взаимодействия с другими структурными элементами организма» [1].

Исследования в этой области знаний направлены на понимание закономерностей развития пространственно-временных событий в высыхающих каплях (фациях), выявление структурных маркеров в морфологической картине БЖ, свидетельствующих об определенном патологическом процессе, а также на установление причинно-следственных связей между характером структурирования и составом исследуемой жидкости [2-3].

Изучение системной организации БЖ позволяет оценивать гомеостаз организма, устанавливать ассоциативные связи особенностей кристаллизации БЖ с определенными патологическими состояниями. В экологии использование кристаллизационных проб в качестве индикаторов состояния позволяет фиксировать изменения структуры БЖ для определения на молекулярном уровне патогенного действия факторов окружающей среды, а также дает возможность создать тесты, выявляющие уровень загрязнения внутренней среды организма, определение эндотоксинов, мутагенов и болезнетворных организмов [4]. Биологические жидкости можно рассматривать как смесь воды, белка и жидких лиотропных кристаллов (биомолекул с жидкокристаллическим упорядочением). Одной из основ структурно-функционального баланса БЖ, подчиняющегося сложным механизмам гомеостаза, является особая молекулярная структура, спонтанно образующаяся из амфифильных биологических молекул в водной среде. Нарушения в этой структуре связаны с рядом биохимических изменений БЖ, способных вызывать функциональные расстройства и даже заболевания. Молекулярные агрегаты, которые образуются в БЖ, обладают анизотропией свойств, двулучепреломлением и оптической активностью.

Однако способность как низко-, так и высокомолекулярных веществ к образованию агрегатов различна и зависит не только от структуры молекул и межмолекулярных связей, но и от характера окружающей среды. При изменении вязкости среды, появления в ней избыточного количества продуктов незавершенного метаболизма, элементов деградации тканей, иммунных комплексов и других патологических образований создаются условия для развития «аномальных» текстур [5-6].

Одной из задач на современном этапе является поиск коррелятивных связей частоты встречаемости определенных морфотипов с конкретными видами патологии.

Целью наших исследований явилось изучение морфологической картины БЖ органов и тканей для оценки морфофизиологического состояния организма коров в зависимости от среды их обитания.

Материал и методы исследований

Объектом исследований были выбраны коровы красной степной породы шестисемилетнего возраста. Пробы органов животных отбирали в племенном совхозе им. В. И. Ленина Ростовской области. Изучение морфологической картины БЖ (гомогенатов) внутренних органов и тканей (печень, почки, мозг и мышцы) проводили с использованием метода краевой дегидратации в аналитических ячейках. Наблюдаемые текстуры оценивали согласно классификации [6]. Выявление образованных анизотропных структур осуществляли с использованием стереомикроскопа «Leica-MZ 12,5», оснащенного поляризационной насадкой и телевизионной камерой «Pixera». Морфологические исследования БЖ проводили на базе патоморфологической лаборатории НИИ по изучению лепры Минздрава РФ.

Результаты исследований и их обсуждение

Результаты исследований показали, что для анализа структурных образований биологических жидкостей наиболее информативным является метод поляризационной микроскопии. При просмотре в поляризованном свете оптических ячеек, приготовленных из гомогенатов мышц, морфологическая картина представлена нитевидными, игольчатыми, дендритными и полиморфными текстурами, имеющими разрозненный характер расположения. Отмечены отдельные монохромные пластинчатые и нитчатые структуры со слабо выраженными анизотропными свойствами. Около 20 % двулучепреломляющих кристаллов имеют либо цветные вставки в своей основной структуре, либо полностью отличаются цветовой гаммой - выраженный дихроизм (рис. 1).

Рис. 1. Морфотипы биологической жидкости мышечной ткани.

Цветные и монохромные полиморфные текстуры. Ув. X 100

Для морфологической картины гомогенатов БЖ печени животных характерен высокий уровень структурообразования. Наблюдается большое количество мелких полиморфных двулучепреломляющих структур. Кроме того, встречаются мелкие сферолиты, крупные конгломераты с высокой степенью анизотропии.

Исследование гомогенатов почек позволило установить, что большая часть поверхности фаций содержит мало анизотропных образований. Наблюдаются нитевидные текстуры, мелкие единичные сферолиты и полиморфные структуры. Встречаются пластинчатые формы с высокой анизотропией. Регистрируются цветные конгломераты с цветными вкраплениями (рис. 2).

Рис. 2. Морфотипы биологической жидкости почечной ткани. Крупный конгломерат с цветными вкраплениями. Ув. X 50

Гомогенаты мозговой ткани представлены нитевидными и коралловидными текстурами с ярко выраженными анизотропными свойствами. Отдельные фрагменты коралловидных текстур имеют различные цветные оттенки. На отдельных препаратах встречаются шаровидные образования малинового цвета, в отдельных случаях в составе анизотропных конгломератов отмечаются цветные вкрапления и монохромные скопления мицеллоподобных структур (рис. 3).

Рис. 3. Морфотипы биологической жидкости мозговой ткани.

Нитевидные, коралловидные структуры и шаровидное образование малинового цвета. Ув. X 50

При просмотре в поляризованном свете оптических ячеек, приготовленных из гомогена-тов легких, морфологическая картина в структуре фаций представлена полиморфными текстурами, единичными сферолитами и нитевидными и мелкими шаровидными образованиями, отмечены крупные анизотропные конгломераты.

Заключение

Морфологический анализ органов и тканей животных позволяет установить наличие, наряду с базисными формами (норма), множества иных текстур: возникают вторичные формы, появляются атипичные кристаллы. Наличие вторичных форм кристаллов (морфотипы адаптационного гомеостаза) указывает на процесс адаптации организма к изменившимся условиям существования, а появление атипичных форм (морфотипы неустойчивого гомеостаза) свидетельствует о выраженном нарушении механизмов гомеостаза. Показано, что характер кристаллизации химических соединений, растворенных в гомогенатах органов и тканей, неодинаков и четко коррелирует с тяжестью воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды данного региона. Установлено, что мышцы, почечная и нервная ткани изученных животных оказались наиболее чувствительными к условиям обитания, в них сильнее выражены отклонения от физиологической нормы, чем в печени и легких.

Результаты исследований согласуются с литературными данными. Так, известно, что появление атипичных текстур в гомогенатах органов и тканей под действием отдельных токсикантов и кумулятивного действия химических веществ является одним из признаков преждевременного угнетения организма и в конечном итоге - их гибели [7-9].

Таким образом, изучение морфологической картины БЖ органов и тканей коров красной степной породы может служить показателем действия факторов окружающей среды на морфофизиологическое состояние их организма.

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

1. Шабалин В. Н., Шатохина С. Н. Фундаментальные основы биологических ритмов // Вестн. Рос. акад. мед. наук. - 2001. - № 8. - С. 4-7.

2. Минц Р. И., Кононенко Е. В. Жидкие кристаллы (мезофазы) в организме человека // Архив патологии. -1981. - Т. 43, № 7. - С. 3-11.

3. ДеЖе В. Физиологические свойства жидкокристаллических веществ. - М.: Мир, 1999. - 176 с.

4. Чистяков И. Г., Усольцева В. А., Селезнев С. А. Жидкие кристаллы и их биологическое значение // Успехи современной биологии. - 1976. - Т. 82. - 89-101.

5. Албертс Б., Брей Д., Люис Дж. Молекулярная биология клетки. - М.: Мир, 1986. - Т. 1. - 224 с.

6. Шаболин В. Н., Шатохина С. Н. Клиническая кристаллография: становление, проблемы, перспективы // Кристаллографические методы исследования в медицине: Сб. науч. тр. - М., 1997. - С. 3-25.

7. Пат. № 22258926. Способ оценки токсического действия химических веществ на органы и ткани рыб // Н. А. Каниева, А. К. Аюпова / ФИПС. - М., 2005.

8. Каниева Н. А. Влияние нефти на морфофизиологические параметры рыб / Вестн. Рос. ун-та дружбы народов. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - 2005. - № 2 (12). - С. 67-70.

9. Козлова Н. В., Каниева Н. А. Морфологический анализ биологических жидкостей личинок севрюги при интоксикации // Современные проблемы адаптации и биоразнообразия: Тр. Междунар. науч. конф. - Махачкала: Изд. дом «Наука», 2006. - С. 31-33.

Статья поступила в редакцию 23.10.2006

INFLUENCE OF ECOLOGICAL ASPECTS ON MORPHO-STRUCTURAL FEATURES OF ORGANS AND TISSUES OF RED STEPPE COWS

L. R. Kuzmina, N. A. Kanieva

The results of investigations of floatings of the red steppe cows’ tissues and organs are represented in this work. The characteristics of qualitative and quantitative composition of biological fluid morphotypes of studied organs and tissues are discovered by means of polarization optical microscopy.