Динамика возрастной морфологической перестройки щитовидной железы кур

2. ВЕТЕРИНАРНАЯ МЕДИЦИНА

УДК 636.52/.59.087.72:611.441

ДИНАМИКА ВОЗРАСТНОЙ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ПЕРЕСТРОЙКИ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ КУР

И. В. КЛИМЕНКОВА, Н. В. СПИРИДОНОВА

УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины»,

г. Витебск, Витебская обл., 210026

Резюме. Получен комплекс структурных и морфометрических параметров щитовидной железы в сравнительном возрастном аспекте в качестве нормативной биологической базы для морфологического обоснования широкого спектра целенаправленных воздействий человека на организм птицы технологического, физиологического, лечебного и профилактического характера.

Ключевые слова: цыплята, куры, щитовидная железа, морфометрия, тироциты, нервные волокна.

Summary. The paper focuses on a variety of structural and morphometric parameters of thyroid gland in a comparative perspective as a normative biological base for morphological substantiation of a wide spectrum of directed technologic, physiological, therapeutic and prophylactic impacts of man on the organism of the chicken.

Key words: chickens, hens, thyroid gland, morphometry, thyrocyte, nerve fibres.

Введение. Функциональное состояние щитовидной железы определяет уровень активности обменных процессов, протекающих в организме, и во многом зависит от обеспеченности рациона животных йодом и его метаболизма. Гормоны щитовидной железы регулируют процессы роста и развития органов, величину энергетического, жирового, белкового, водного и минерального обменов, влияют на нервную систему, сердце и половые железы.

Анализ источников. Исследования, касающиеся гормональной регуляции физиологических функций организма сельскохозяйственных животных, стали ведущей отраслью биологической науки, без глубокого знания которой трудно понять сущность метаболизма и тем более целенаправленно им управлять. Определение и анализ таких показателей выступает в качестве надежного критерия за эффективностью вмешательства в процессы, которые тесно связаны с нейрогормональными механизмами, например, репродукции и развития человека и животных. Они также могут служить эффективным средством прогноза возникновения явных форм патологии [5, 10].

Тз и Т4 - основные гормоны щитовидной железы. Т4 секретируется только в щитовидной железе, в то время как 80 % Тз образуется из Т4 в периферических тканях (печень, почки, сердце, мышцы, мозг). Часть Т4 переходит в неактивный обратный Тз [7]. Преобладающим гормоном в крови, по данным большинства авторов, является Т4 - 134,0±13,20 нг/мл, Тз - 2,3±0,31 нг/мл. Уровень Т4 практически в 50 раз больше уровня Тз. Основное количество Тз и Т4 (70-90 %) связано с альбумином, преаль-бумином - 2 и альфа-глобулином. 11 % связывалось с липопротеидами с очень низкой плотностью. Для полной дифференцировки высших отделов в центральной нервной системе в онтогенезе необходим достаточный уровень тиреоидных гормонов. Инъекция Т4 и Тз в яйца на 25 день инкубации значительно улучшала выводимость цыплят.

При введении максимальных доз тироксина в желточные мешки отмечается гибель куриных эмбрионов. Инъекция низких доз тироксина уменьшала смертность эмбрионов, а средних - повышала их выживаемость на 15-20 % на 19-м дне развития. Некоторые исследователи обнаружили линейную регрессионную зависимость между массой эмбриона и уровнем тироксина в 13-дневном возрасте. На других стадиях инкубации масса эмбриона не коррелировала с уровнем этого гормона [2, 6].

Ряд исследователей доказали влияние трийодтиронина на усиление репликации ДНК, а также важную регулирующую роль Тз в процессе роста мышечной ткани. Некоторые из них пришли к вы-

воду, что тироксин стимулирует переход медленных мышечных волокон в быстрые и синтез «нового» изофермента миозина, не присутствующего ранее в мышечных симпластах. Наблюдали они за развитием грудной мышцы и широчайшей мышцы спины [8, 10, 12, 14].

В отдельных работах описано влияние гормонов щитовидной железы на всасывание питательных веществ в кишечнике цыплят. Так, усвоение глюкозы и лейцина было резко снижено при добавлении в корм тканей щитовидной железы. Ряд авторов полагают, что тироксин необходим для морфогенеза эпителиальных клеток на ворсинках в 12-перстной кишке эмбрионов кур. Известно, что гипергипотиреоз вызывали снижение желчеотделения в печени [6].

Некоторыми исследователями определено влияние щитовидной железы на рост и формирование костной ткани. В настоящее время несомненным является факт положительного воздействия гормонов щитовидной железы на гомеостаз и репаративную регенерацию костной ткани. Тиреоидные гормоны щитовидной железы ускоряют рост костей, активизируют процессы их консолидации. Любая причина, вызывающая недостаточность трийодтиронина, ведет к нарушению процессов пролиферации, к снижению барьерной стойкости окружающих тканей. Активное функционирование тиреоид-ного комплекса щитовидной железы обеспечивает своевременную пролиферацию малодифференци-рованных клеточных элементов [3, 9, 11].

Значительный ряд авторов изучили цикличность овариальной функции и морфологическое состояние яичников при гипо- и гипертиреозе. Ими выяснено значение эндогенного профиля тиреоидных гормонов для физиологической цикличности овариальной функции, процессов роста фолликулов и реализации овуляции. У кур после удаления щитовидной железы концентрация эстрадиола снижалась, а концентрация прогестерона возрастала [1, 9].

В литературе обнаруживаются данные, определяющие степень влияния гормонов щитовидной железы на процессы линьки и рост шерсти [1, 4]. После удаления щитовидной железы рост шерсти у баранов снижается более чем на 60 %. Обеспечение концентрации тироксина в крови на уровне 30 % от нормального полностью восстановило рост шерсти [13]. Исходя из проведенного анализа литературных данных, было установлено, что подробные данные по возрастной морфологии щитовидной железы у кур отсутствуют, что и послужило причиной проведения наших исследований.

Цель работы - получение общедоступными гистологическими методами комплекса структурных, морфометрических параметров щитовидной железы в сравнительном возрастном аспекте в качестве нормативной биологической базы для морфологического обоснования широкого спектра целенаправленных воздействий человека на организм птицы технологического, физиологического, лечебного и профилактического характера.

Материал и методика исследований. Объектом для гистологических и морфометрических исследований явились куры 1, 10, 20, 30, 60, 120-дневного, годовалого, 2-летнего возрастов.

Предметом изучения были щитовидные железы кур разных возрастных групп. Для проведения сравнительного изучения возрастных особенностей микроскопического строения железы и выявления критериев ее морфологической зрелости у кур гистосрезы были окрашены гематоксилин-эозином. Степень развития нервных структур в тканях щитовидной железы выявляли в гистопрепара-тах, подвергнутых импрегнации солями серебра по методам Бильшовского и Кампоса. Морфометри-ческие исследования проводили с помощью микроскопа Биоскан с прикладной программой «8сореРЬо1о».

Результаты исследований и их обсуждение. В суточном возрасте орган построен по компактному типу. Толщина капсулы составляет 20-25 мкм. Мелкие фолликулы располагаются между средними небольшими группами по 6-8 штук. В фолликулах среднего размера коллоид розового цвета с небольшим количеством пиноцитозных пузырьков, расположенных в основном у апикальных полюсов тироцитов, незначительное их количество обнаруживается в центральной части фолликула. Между фолликулами находятся достаточно развитые прослойки рыхлой соединительной ткани - 12-14 мкм. Значительной толщины капсула и межфолликулярные прослойки образуют достаточно существенную часть стромальных компонентов, в которых располагаются кровеносные сосуды и нервные структуры, однако, долек железы они еще не формируют.

У 10-суточных цыплят толщина капсулы органа существенно не изменяется, но ее волокна располагаются более рыхло и в них залегают кровеносные сосуды. Параметры межфолликулярной соединительной ткани уменьшаются до 6-8 мкм. Фолликулы в основном средней величины, округлые, плотно прилегающие друг к другу, коллоид с пиноцитозными пузырьками, преимущественно у апикальных полюсов клетки. Количество стромальных элементов уменьшается на 25 %.

Р и с. 1 - Микроструктура щитовидной железы 10-суточного цыпленка. Ветвление крупных интракапсулярных сосудов. Мик рофото - «Биоскан». Ув. х 280. Гематоксилин-эозин

Р и с. 2 - Микроморфология щитовидной железы курицы в возрасте 1 года. Единичные крупные фолликулы. Микрофото - «Биоскан». Ув. х 280. Гематоксилин-эозин

Толщина капсулы 20-суточных цыплят несколько уменьшается и составляет 15-20 мкм, ее волокна плотно прилегают друг к другу, окрашиваются интенсивно в розово-фиолетовый цвет, хорошо просматриваются ядра фибробластов, толщина межфолликулярных прослоек 5-7 мкм. Сохраняется тенденция уменьшения компонентов стромы как за счет уменьшения толщины капсулы на 25 %, так и межфолликулярных прослоек в 3,75 раза. Обнаруживается уже процесс формирования дольковой организации органа. Мелкие фолликулы располагаются по периферии органа, причем у самой капсулы лежат очень мелкие фолликулы, не содержащие коллоид, за ними обнаруживаются полоса фолликулов, в которых находится равномерно окрашенный коллоид без пиноцитозных пузырьков. Фолликулы среднего размера с признаками резорбции содержимого занимают центральную часть органа.

У 30-суточных цыплят толщина капсулы составляет 20-25 мкм с хорошо развитыми волокнистыми структурами. Межфолликулярная прослойка несколько увеличивается и составляет 7-9 мкм. Увеличение толщины капсулы и межфолликулярных соединительнотканных прослоек обусловливает увеличение общего количества компонентов стромы на 16,7 %.

На гистосрезах, полученных от 60-дневных цыплят, в подкапсулярной периферической зоне органа и в его центральной части обнаруживаются группы (по 10-12 штук) мелких фолликулов, размером 30-35 мкм, с бледно-розовым коллоидом. Кроме того, выявляется увеличение числа интерфолликулярных клеток, что свидетельствует об активизации новообразования фолликулярных структур паренхимы, а это надо считать подтверждением функциональной активизации железы. Уменьшается количество секреторных отделов в поле зрения микроскопа с одновременным увеличением их диаметра. Количество паренхиматозных структур увеличивается в 1,03 раза. Эти морфологические изменения указывают на факт становления щитовидной железы как сформированного и полноценно секретирующего органа, способного проявить свои регуляторные функции в ответственный период, подготавливающий организм к периоду яйцекладки.

У 120-дневных кур наблюдается существенный прирост живой массы птицы по сравнению с этим же показателем у 60-суточных цыплят в 3,47 и абсолютной массы органа в 4,34 раза. Толщина капсу-

лы практически не изменяется, а соединительнотканных прослоек несколько уменьшается, существенно увеличивается количество паренхиматозных структур - на 8,42 %. Они представлены в основном фолликулами среднего размера, плотно прилегающими друг к другу, с оптимизированной величиной диаметра, которая несколько уступает предыдущему возрастному периоду. Коллоид бледно-розового цвета. В нем обнаруживается много пиноцитозных пузырьков, распределенных по всему коллоиду равномерно - как в центральной части, так и у апикальных полюсов тироцитов.

У годовалых кур, несмотря на их еще активную яйцекладущую функцию, отмечается незначительный прирост массы железы. Изменения соотношения стромы и паренхимы носят несущественный характер. Толщина капсулы увеличивается в 1,03, а межфолликулярных прослоек - в 1,1 раза. Вместе с тем наблюдается увеличение размеров секреторных отделов и, как следствие, уменьшение их числа в поле зрения. Среди средних, которые составляют 85-90 % паренхимы железы, обнаруживаются крупные фолликулы овальной формы, величиной 150-170 мкм.

К 2-годам, в связи с ослаблением репродуктивной способности организма, отмечается спад и секреторной активности железы, что сопровождается значительным увеличением размеров фолликулов и снижением числа паренхиматозных элементов. Снижается относительная масса органа. Обнаруживается уменьшение количества паренхиматозных структур на 14,36 %. Капсула истончается, волокна в ней располагаются рыхло, между ними обнаруживаются прослойки жировой ткани, а толщина межфолликулярных прослоек значительно увеличивается - в 2,14 раза по сравнению с этими же структурами в щитовидной железе 120-дневных кур. В гистосрезах теперь обнаруживается увеличение числа крупных фолликулов. Они составляют 25-30 % паренхимы железы. При этом их полости заполнены густым и плотным коллоидом, который растягивает стенки и изменяет форму фолликулов до неправильно овальной. Отдельные из них объединены с соседними в лакуноподобные образования. Тироциты у крупных фолликулов теряют кубическую форму и становятся плоскими.

О функциональной активности железы у кур свидетельствует и процентное соотношение фолликулов разного диаметра. На ранних этапах постнатального развития количество средних и мелких фолликулов является вариабельным показателем: так, количество средних фолликулов увеличивается к 10-суточному возрасту на 8,24 %, стабилизируется в течение следующей декады, заметно снижается в месячном и особенно в 2-месячном возрасте, а максимальных величин достигает к периоду начала яйценоскости. У 120-дневных кур-молодок этот показатель составляет 93 % от всего количества фолликулов. У годовалых и 2-летних особей количество средних фолликулов опять снижается на 6,45 % и 21,5 % соответственно.

Большее число мелких фолликулов обнаруживается в щитовидной железе цыплят на ранних этапах их постнатального развития, максимальное количество - 24 % достигается в органе 60-суточных животных. Этот факт свидетельствует о бурно протекающих ростовых, формообразовательных и дифференцировочных процессах, о рокировке структурных компонентов щитовидной железы с целью формирования оптимально секретирующего эндокринного органа. Поэтому в 120-дневном и годовалом возрасте количество мелких фолликулов составляет всего 7 % и 8 % соответственно. Такое процентное соотношение свидетельствует о стабилизации перестроечных факторов и становлении органа как полноценно секретирующей железы.

Одним из важнейших показателей, свидетельствующих о функциональной активности щитовидной железы, является индекс Брауна, который определяется отношением диаметра фолликулов к высоте тироцитов. При этом надо обратить внимание на обратную зависимость цифровых значений индекса и физиологического состояния органа - низкие его показатели указывают на высокий уровень активности железы. Наименьшим индекс Брауна оказался у 120-дневных кур, что меньше, чем у цыплят суточного возраста на 50 %. В дальнейшем этот коэффициент подвергался изменениям, как в сторону его повышения, так и понижения. Не столь заметные колебания произошли к годовалому возрасту, увеличение составило всего лишь 4,39 %. Самое значительное повышение этого показателя -в 2,86 раза у 2-летних кур.

На материале 10-, 60- и 120-дневных цыплят, годовалых и двухлетних кур нами изучен нервный аппарат. Он слагается из пучков и стволиков разной толщины, а также одиночных, преимущественно безмякотных волокон, заканчивающихся афферентными и эффекторными нервными окончаниями.

При этом следует отметить, что большая часть нервов входит в железу через ее капсулу в составе сосудисто-нервных пучков, меньшая - самостоятельно.

Нервные стволики, пучки, одиночные волокна, сопровождающие сосуды, формируют вокруг последних и в толще стенки нервные сплетения различной степени сложности. Подавляющее большинство волокон таких сплетений образуют нервные окончания на составных компонентах самих сосудов и оказывают свое трофическое и регуляторное воздействие на фолликулярные и клеточные структуры через количество приносимой к ним крови. Некоторая часть волокон, отщепляясь от сосудистых сплетений, объединяется с ветвями, идущими вне сосудов, и образуют вокругфолликулярные нервные сплетения, посылающие свои веточки уже непосредственно к клеточным элементам.

В щитовидной железе 10-суточных цыплят диаметр нервных пучков, расположенных в капсуле щитовидной железы, составляет 29,84 мкм, между волокнами пучков выявляются рыхло расположенные соединительнотканные структуры с мелкими кровеносными сосудами. Входя в паренхиму органа, пучки веерообразно разветвляются и погружаются в междольковую соединительную ткань. Диаметр их составляет 9,63 мкм. Последние, в свою очередь, распадаются на тонкие нервные стволики (2-3) и волокна, которые располагаются на и в базальной мембране фолликулов. Проникая в дальнейшем между тироцитами, они охватывают практически по всему периметру секретообразующие клетки.

В щитовидной железе 60-суточных цыплят характер ветвления нервных структур не претерпевает существенных изменений. Несколько увеличивается лишь толщина внутрикапсулярных пучков в основном за счет утолщения соединительнотканных прослоек между нервами, и они приобретают более петлистый ход. Наиболее активные формообразовательные процессы в нервных структурах щитовидной железы наблюдаются у 120-дневных кур. Диаметр внутрикапсулярных пучков существенно не изменяется, но более плотными становятся вокругсосудистые нервные сплетения. Перифоллику-лярные волокна густой сетью окружают каждый фолликул и, анастомозируя своими веточками, формируют своеобразный наружный каркас из нервных элементов. От этих структур многочисленные волоконца погружаются в фолликул, между тироцитами, опоясывают их, образуя на телах клеток концевые пуговчатого типа окончания, часть которых проникает и в коллоид фолликула.

У годовалых кур диаметр внутрикапсулярных пучков несколько уменьшается, преимущественно за счет некоторого истончения прослоек рыхлой соединительной ткани. Диаметр перифолликуляр-ных волокон, хотя незначительно, но уменьшается. Нервы располагаются в органе множественными стволиками, с большим количеством анастомозов. Нервные стволы и волокна образуют в поверхностных слоях органа - крупнопетлистое, а в глубоких - мелкопетлистое нервные сплетения.

Р и с. 3. Щитовидная железа 60-суточного цыпленка. Капсулярные нервы. Вход нервных пучков в железу. Микрофото - «Биоскан». Ув. х 280. Импрегнация серебром

Р и с. 4. Источники формирования перифолликулярных нервных сплетений в щитовидной железе 120-дневных кур. Микрофото - «Биоскан». Ув. х 280. Импрегнация серебром

У 2-летних кур увеличение диаметра внутрикапсуляных и междольковых пучков происходит за счет разрыхления и увеличения количества жировых клеток в прослойках рыхлой соединительной ткани. Нервы в пучках характеризуются неровными контурами, неоднородной плотностью их окраски, причем обнаруживаются участки с наплывами нейроплазмы, а также максимально истонченные и даже фрагментированные с признаками уолеровской дистрофии. В сплетениях уменьшается количество анастомозов, они приобретают широкопетлистое строение.

Анализ полученных морфометрических результатов позволил установить, что в интервале 10-60 суток происходит увеличение толщины внутрикапсулярных пучков и междольковых нервов соответственно на 7,78 и 4,98 %, а к 120-дневному возрасту эти показатели не претерпевают существенных изменений. В органе годовалых кур отмечается уменьшение диаметра этих структур на 6,67 и 4,65 % соответственно. Несколько иная тенденция прослеживается в изменении диаметра вокругфоллику-лярных волокон. В интервале 10-60 суток отмечается незначительное увеличение этого показателя, а у 120-дневной птицы диаметр повышается в 1,31 раза. В органе годовалых и двухлетних кур обнаруживается отрицательная динамика - уменьшение составляет 1,11 и 1,61 раз.

Полученные данные о развитии нервных структур свидетельствуют об их мобильной морфологической и морфометрической перестройке, которая коррелирует с уровнем функциональной активности органа на разных этапах постнатального онтогенеза.

Заключение. Предложен комплекс гистологических, морфометрических показателей для оценки морфофункционального состояния щитовидной железы кур в самые ответственные периоды их жизни, который может служить в качестве нормативной основы для дальнейшего совершенствования и накопления знаний в области морфологии и физиологии щитовидной железы птиц при нормальных и патологических состояниях.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бурова, А. А. Сравнительная морфология щитовидной железы пушных зверей клеточного содержания: автореф. дис. ... канд. вет. наук: 16.00.02. / А. А. Бурова; Санкт-Петербургская академия ветеринарной медицины. - СПб, 2000. -18 с.

2. Вахмянин, С. А. Влияние химических элементов в питании птицы / С. А. Вахмянин // Перспективные направления научных исследований молодых ученых и специалистов Урала и Сибири: материалы 6 науч.-практ. конференция - Троицк, 2002. - С. 64-65.

3. Вихрук, Т. И. Изменение тимуса и щитовидной железы под влиянием физических нагрузок / Т. И. Вихрук, О. С. Береснева // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. - 2000. - № 3. - С. 31.

4. Гугушвили, Н. Н. Цитохимические показатели активности щелочной фосфатазы у крупного рогатого скота / Н. Н. Гугушвили // Труды / Кубанский государственный аграрный университет. - 2001. - Т. 387. - С. 152-154, 189.

5. Клименкова, И. В. Микроморфология щитовидной железы у кур в постнатальном онтогенезе / И. В. Клименкова, Ф. Д. Гуков // Сельское хозяйство - проблемы и перспективы: сб. науч. тр. / ГГАУ. - Гродно, 2004. - С. 178-180.

6. Количественные показатели гормонального статуса сельскохозяйственных животных / В. П. Радченко [и др.] // Сельскохозяйственные животные. Физиологические и биохимические параметры организма: справочное пособие / ВНИИ физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных. - Боровск, 2002. - С. 235-258.

7. Манухина, А. И. Морфофункциональные особенности эндокринных желез и органов иммунной системы свиней разного потенциала продуктивности / А. И. Манухина, О. Б. Брускова // Актуальные проблемы биологии в животноводстве: тезисы докладов третьей Международной конференции, 6-8 сентября 2000 г., Россия, Боровск / Всероссийский НИИ физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных. - Боровск, 2000. - С. 323-325.

8. Марсакова, Н. В. Структура щитовидной железы крысы при дефиците I ", Cu2+, Co2+ / Н. В. Максакова, Г. В.Мартынов, Т. Г. Скрипник // Морфология: архив анатомии, гистологии и эмбриологии. - 2000. - № 3. - С. 75.

9. Микроморфология щитовидной железы цыплят первого месяца жизни / И. В. Клименкова [и др.] // Исследования молодых ученых в решении проблем животноводства: материалы III Международной научно-практической конференции. - Витебск, 2003. - С. 120-123.

10. Пилов, А. Х. Морфологическая и функциональная характеристика щитовидной железы домашних животных / А. Х. Пилов // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2003. - № 3. - С. 62-63.

11. Таратынова, М. В. Определение обеспеченности сельскохозяйственных животных йодом и обследование у них объема щитовидной железы / М. В. Таратынова, В. А. Чуйко // Образование, наука, производство: Международный студенческий форум, г. Белгород, 22-24 мая: сб. тезисов докладов. - Белгород, 2002. - Ч. 2. - С. 28-30.

12. Evaluation of thyroid in obese dogs and in dogs undergoing a weight loss protocol / S. Daminet [et al.] // J. Vet. Med. A. -2003. - № 4. - P. 213-218.

13. Forhead Alisan, J. Ontogenis regulation of hepatic and renal glucose-6-phosphtase actiwities by thyroid hormones in fetal sheep near term / Alisan J. Forhead, Imaes Marstone, Abigail L. Fowden // J. Physiol. Proc. - 2000. - P. 23-24.

14. Yu, S. Effect of low levels of dietary tyrosine on the hair lolour of cats / S. Yu, Q. R. Rogrs, J. G. Morris // J. Small Anim. Pract. - 2001. - № 4. - P. 176-180.