Ультраструктурные основы патологии пищеварительной системы животных

15. Кузнецова, Е. В. Заболевания сиговых рыб в водоемах Ленинградской области при современных методах выращивания / Е. В. Кузнецова // Проблемы воспроизводства, кормления и борьбы с болезнями рыб при выращивании в искусственных условиях: матер. науч. конф. 14-18 октября 2002 г. - Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского госуниверситета, 2002. - С. 142.

16. Кирюшина, М. Паразиты пресноводных и морских рыб Латвии: систематический каталог / М. Кирюшина, К. Висманис. - СПб., 2004. - С. 58-59.

17. Основы профилактики болезней животных, птиц и рыб с применением современных препаратов: под ред. М. В. Якубовского. -Минск, 2008. -С. 155-156.

18. Микулич,Е. Л. Болезни рыб/Е. Л Микулич.-Горки: БГСХА, 2011.-С. 17-19.

19. Линник, В. Я. Диплостомоз рыб и ветеринарно-санитарная оценка при этом заболевании / В. Я. Линник, М. П. Го-ленкова, А. И. Чигир // Актуальные проблемы ветеринарной медицины в условиях современного животноводства: матер. Междунар. науч.-практ. конф., посвягц. 75-летию Института экспериментальной ветеринарии им. С. Н. Вышелесского НАЛ Беларуси и 100-летию со дня рождения академика Р. С. Чеботарева. - Минск, 2004. - С. 320-321.

УДК 611.341-076.4

УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ОСНОВЫ ПАТОЛОГИИ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ

СИСТЕМЫ ЖИВОТНЫХ

В. В. МАЛАШКО, Д. В. МАЛАШКО, И. В. КУЛЕШ, Н. К. ГОЙЛИК, А. М. КАЗЫРО, А. С. ЮШКЕВИЧ, А. С. АСАНОВА

УО «Гродненский государственный аграрный университет» г. Гродно, Республика Беларусь, 230008

Резюме. Исследованы нарушения структуры тонкого кишечника телят и поросят при диарейном процессе. Ультраструктурные изменения связаны с разрушением микроворсинок энтероцитов и нарушениями в кровоснабжении слизистой оболочки тонкой кишки. Ультраструктурные перестройки способствуют ухудшению тканевого газообмена и повреждению слизистой оболочки тонкой кишки, что является морфологической основой нарушения ее секреторной, переваривающей, всасывающей и барьерной функции.

Ключевые слова: телята, поросята, кишечник, электронная микроскопия, диарея, патология, ворсинки, кровеносные сосуды, слизистая оболочка, энтероциты.

Summary. We examined the deformation of calves' and piglets' small intestine in case of diarrhea. Ultrastructural changes are linked with the destruction of enterocyte microvilli and the disorder in blood supply of the small intestine mucous membrane. Ultrastructural changes affect gaseous metabolism and small intestine mucous membrane, which is a morphological base of derangement of its secretory, digestive, absorbing and barrier functions.

Key words: calves, piglets, intestine, electronic microscopy, diarrhea, pathology, microvilli, blood vessels, mucous membrane, enterocytes.

Введение. Изучение нарушений функции органов пищеварения у молодняка сельскохозяйственных животных является одной из актуальных проблем [3-6]. Возрастные особенности в физиологии, строении органов и тканей, обмене веществ, иммунобиологии новорожденных телят и поросят обусловливают развитие целого ряда заболеваний, которые встречаются чаще у животных раннего постнатального периода [11]. В связи с этим при исследованиях по отработке ведения животноводства, адаптации животных к условиям содержания, кормления, получения жизнеспособного и с высокой живой массой молодняка важное значение имеет объективная и полная характеристика особенностей обменных процессов в организме телят и поросят [1, 7-9].

Анализ источников. Необходимость в исчерпывающей информации о гематологических, биохимических, иммунологических особенностях и ростовых показателях животных раннего постнатального периода вызвана потребностью в разработке принципиально новых, нетрадиционных подходов к решению вопросов повышения жизнеспособности. Решение данной проблемы позволит существенно повысить продуктивность животных и уменьшить потери при выращивании молодняка сельскохозяйственных животных [2, 10].

Недостаточная изученность морфологических, гистохимических и ультраструктурных особенностей пищеварительной системы телят и поросят как в норме, так и в динамике болезни не позволяет раскрыть основные моменты патоморфогенеза заболеваний алиментарной системы.

Все функциональные процессы деятельности цитологических структур пищеварительной системы, в том числе метаболические и энергетические, развертываются на определенном морфологи-

ческом субстрате клеточных и субклеточных структур. Изучение показателей функционирования эн-тероцитов, желез, нервно-клеточных элементов и микроциркуляторного русла способствует более глубокому пониманию природы пластичности и адаптации пищеварительной системы в норме и при патологии. Раскрытие тонких особенностей механизмов деятельности алиментарной системы позволит организовать рациональные и эффективные лечебно-профилактические мероприятия по предотвращению развития ранней патологии у новорожденных животных.

Цель работы - исследовать ультраструктурные механизмы патологических процессов в пищеварительной системе на фоне алиментарных нарушений при выращивании телят и поросят.

Материал и методика исследований. Для электронно-микроскопического исследования брали соответствующие участки тонкого кишечника телят и поросят длиной 3-6 см, которые были лигиро-ваны, и внутрилюминально вводили методом диффузии 2 %-ный раствор глютарового альдегида. В последующем ткани помещали в 5 %-ный раствор глютарового альдегида на 2 часа. Затем делали вертикальные разрезы по отношению к оси кишки и изготовляли кубики с длиной края 1-1,5 см. После 3-кратной промывки в 0,1 М фосфатном буфере материал обрабатывали 2 %-ным раствором че-тырехокиси осмия, дегидрировали в спиртах, возрастающей концентрации, контрастировали уранил ацетатом в ультрастейнере фирмы LKB Bromma 2168 (Швеция) и заключали в аралдит. Ультратонкие срезы изготавливали с помощью алмазных ножей LKB JUMDI (Япония) на ультрамикротомах LKB Ultrotome Ш 8800 и LKB Ultrotome Bromma Nova (Швеция). Срезы изучали с помощью трансмиссионного электронного микроскопа JEM-100B и JEM-100CX фирмы JEOL (Япония).

Всего было исследовано 7 голов телят молозив но-молочного периода и 9 голов поросят 5-12 -дневного возраста из которых 4 теленка и 5 поросят были с патологией тонкого кишечника.

Выбор объекта исследований тонкого кишечника обусловлен тем, что тонкая кишка обеспечивает тесную интеграцию трех типов пищеварения - полостного, мембранного и внутриклеточного, а также всасывание продуктов гидролиза. Филогенетически кишечник является первым локализованным органом гемопоэза, объединяющим все виды кроветворения. Кишечный эпителий не утратил связи с процессами созревания и дифференцировки гемопоэтических клеток.

Результаты исследований и их обсуждение. Наиболее существенным недостатком тонкого кишечника новорожденных животных является повышенная проницаемость слизистой оболочки для макромолекул, что может играть существенную роль в возникновении иммунных и инфекционных заболеваний, так как пищеварительная система новорожденных телят до 4-дневного возраста и поросят до 2-дневного возраста функционирует по эмбриональному типу. Как показывают наши исследования, переход на дефинитивный тип пищеварения у новорожденных животных зависит от их живой массы при рождении. Например, у поросят-гипотрофиков этот процесс удлиняется на несколько дней (рис. 1 ).

Рис. 1. Размеры кишечных пор в микроворсинках кишечника у поросят-гипотрофиков: а - в 1-е сутки;

б - на 2-е сутки; в - на 3-4-е сутки

В механизмах тканевого гомеостаза одно их важных мест занимает обмен веществ между кровью и внутритканевой средой - гемато-тканевый, или транскапиллярный, обмен. Как показывают наши данные, в области соединения эндотелиальных клеток имеются щели, во многих случаях частично или полностью перекрытые непрерывными или прерывистыми (пунктирными) поясками межклеточных контактов, имеющих разную электронную плотность. В интактных условиях межклеточные щели на всем своем протяжении от просвета до базальной поверхности чаще были пушистыми. При патологической ситуации межклеточные щели были заполнены электронно-плотным матриксом. При сравнении строения стенок нормальных микрососудов и при патологии обнаружено, что в основе органных различий в гемато-тканевом обмене лежат определенные ультраструктурные перестройки, такие как истончение эндотелия и формирование в нем пор или фенестр, возникновение широких межклеточных щелей (люков), трансформация базальных мембран от типичной формы строения до «невидимой».

Отмечен факт дезорганизации фибриллярных систем в результате деструктивных процессов, нерегулируемого и избыточного их образования. В результате возникает нарушение трофики тканей, обусловленное повреждением нормальных путей перикапиллярного и интерстициального транспорта веществ. Вещества, выйдя из сосуда, попадают в этом случае в лабиринт фибриллярных структур, минуя специализированные клетки, сбрасываются назад в кровеносное русло или лимфатическую систему. Такой внутритканевой (в лимфу) или периваскулярный (в кровоток) шунт, несомненно, отрицательно сказывается на трофике клеток. Особенно такая ситуация более выражена у телят на 4-6-й день патологического процесса.

Анализ результатов проведенных исследований позволяет выделить ряд морфологических критериев, лежащих в основе капилляро-трофических нарушений. В частности, отмечена редукция истинных капилляров через 4 дня патологии, связанная с продолжительной ишемией слизистой оболочки тонкой кишки. Исчезающие капилляры, как правило, замещаются соединительной тканью. Избыточное развитие соединительной ткани мы выделяем таким понятием, как «колла-генез слизистой оболочки тонкого кишечника». Об этом свидетельствует пролиферация фиб-робластов, которые более резистентны к неблагоприятным факторам и синтезируют коллаген. Возможно, это один из специфических механизмов, лежащих в основе накопления коллагена в патологических условиях.

Появление фибриллярных отложений в просветах гемокапилляров и больших вакуолей в перика-пиллярных пространствах свидетельствует о нарушении трофической функции и эндотелиально-железистых отношений. В цитоплазме эндотелиоцитов встречаются единичные пиноцитозные везикулы, матрикс цитоплазмы уплотнен, что свидетельствует о снижении везикулярного транспорта и угнетении мембранных процессов. В перикапиллярных пространствах выявлялось обилие уплощенных пучков коллагеновых фибрилл, иногда были видны мембранные структуры.

При анализе слизистой оболочки тонкой кишки телят, больных диспепсией, в ультраструктуре ге-мокапилляров обнаружено увеличение количества «светлых» и «темных» эндотелиоцитов. Цито-плазматический матрикс «темных» клеток содержал множество пиноцитозных везикул, что свидетельствует об активном функциональном состоянии по сравнению со «светлыми» клетками. Подобных категорий клеток было в среднем 66 % и 34 % соответственно, однако в межклеточном и пери-капиллярных пространствах регулярно выявлялись пучки коллагеновых волокон, отсутствующие у здоровых животных.

Самыми частыми и наиболее выраженными были сосудистые изменения со стороны тонкого кишечника при гастроэнтеральной патологии. Эти изменения проявлялись неравномерностью калибра сосудов (21-58 %) (рис. 2, а), нарушением соотношения диаметров артериол и соответствующих их венул (45-59 %) (рис. 2, б), венулярными саккуляциями (12-36 %), сетевидной структурой сосудов (30-44 %) (рис. 2 в, г), нарушением параллелизма сосудов (22-33 %), микроаневризмами (8-16 %).

а 6 6 г

Рис. 2. Структурные изменения микроциркуляторного русла тонкого кишечника при диарейном процессе:

а, б-телята; в, г - поросята

Строение капилляров отображает своеобразие гемодинамики и вместе с коллатералями обеспечивает регуляцию кровообращения тканей. Архитектура сетей капилляров складывается под влиянием особенностей обмена веществ, интенсивности тока крови и состояния. Все это позволяет рассматривать микрососудисто-железистый комплекс как структурно-функциональную единицу микроциркуляторного русла слизистой оболочки тонкой кишки - гландулоангионом.

Существует мнение о том, что внеклеточное (интерстициальное) пространство обеспечивает стабильную и хорошо регулируемую среду для клеток. Уменьшение внеклеточного пространства происходит в процессе ишемии, сжатие его может достигать в экстремальных условиях до 60 %. Изменение параметров межклеточного пространства оказывает большое влияние на осмотическое равновесие между межклеточным и внеклеточными компартментациями.

Электронно-микроскопический анализ показал, что межклеточные щели относительно широкие, размер их колеблется от 80 нм до 105 нм, чаще они имеют треугольную форму. В первые два дня патологии расширение щелей между клетками эпителия свидетельствует о повышении его абсорбционной способности. В районе интерстициального пространства протекает активный трансцитоз (рис. 3).

Рис. 3. Формирование окаймленных (клатриновых) везикул в слизистой оболочке тонкого кишечника поросят: а - по обе стороны мембраны; б - выход везикул в межклеточное пространство

По обе стороны межклеточных щелей встречаются гирлянды везикул, вакуоли пиноцитозного характера. Кроме этого наблюдается процесс формирования окаймленных пузырьков размером 60-120 нм. Окаймленные (coated vesicles) везикулы содержат основной белковый компонент - кла-трин (клатриновые везикулы) и транспортируют вновь синтезированные лизосомальные ферменты в форме высокомолекулярных «пробелков» в первичные лизосомы.

При явных клинических признаках диареи изменения проявляются в виде десквамации эпителиального слоя, а также повреждения апикальной мембраны и микроворсинок энтероцитов (рис. 4). Это в свою очередь приводит к нарушению мембранного пищеварения. Микроворсинки имеют ампуло-образные расширения, что приводит к разрушению структурных связей между плазмолеммой и мик-рофиламентами. Выпячивание плазмолеммы чаще всего наблюдается на верхушке микроворсинок, реже - на ее латеральной поверхности. Длина и толщина измененной микроворсинки колеблется от 0,21-0,5 мкм до 0,25-0,55 мкм.

а б

Рис. 4. Разрушение микроворсинок и гликокаликсного слоя энтероцитов тонкой кишки поросят при диарейном процессе: а - десквамация эпителиального слоя; б - повреждение апикальной мембраны и микроворсинок энтероцитов

Над поверхностью микроворсинок энтероцитов выступают тонкие, формирующие разветвленную сеть нити толщиной 2,5-5 нм, получившие название «гликокаликс». При патологии происходит разрушение и атрофия гликокаликсного слоя. При физиологической норме толщина его достигает

120-450 нм, при патологии - 110-350 им. Атрофия гликокаликса часто является причиной повреждающего действия веществ химуса на липопротеиновую мембрану энтероцитов.

В этот же период установлено максимальное увеличение концентрации числа свободных рибосом в цитоплазме энтероцитов (на 62 %, Р<0,05), которые обеспечивают повышенный уровень пластических процессов в клетке. Ультраструктурный стереологический анализ энтероцитов тонкой кишки поросят при гастроэнтеральной патологии приведен в таблице.

Морфометрический анализ энтероцитов тонкой кишки поросят на 3-й день развития

патологического процесса

Показатели Клинические здоровые Больные животные

животные

Объемная плотность структур (Уу), %:

ядрышка 4,4±0,21 3,5±0,12

митохондрий 17,9±0,19 13,6±0,14*

гранулярной эндоплазматическои сети 14,2±0,15 8,7±0,21*

лизосом 2,3±0,18 8,4±0,12*

Численная плотность структур:

митохондрий 8,3±0,11 6,6±0,18

прикрепленных рибосом к эндоплазматической сети 5,1±0,28 3,2±0,12*

свободных рибосом (полисом) 25,7±1,16 43,2±1,67**

лизосом 1,3±0,15 2,3±0,10*

*Р<0,05; **Р<0,01.

Характер количественных ультраструктурных изменений энтероцитов тонкой кишки поросят позволяет выделить прогрессивные и регрессивные процессы. К регрессивным изменениям в процессе развития патологии можно отнести снижение объемной плотности митохондрий, гранулярной эндо-плазматической сети. В то же время происходит увеличение объемной плотности лизосом. Следует отметить, что при энтероцитах у больных поросят увеличивается на 68,1 % (Р<0,01) число свободных рибосом, что свидетельствует об активизации синтеза белка для нужд клетки. Увеличение количества лизосом в цитоплазме энтероцитов больных животных на 76,9 % (Р<0,05), очевидно, связано с утилизацией внутриклеточных разрушенных структур. В то же время увеличение количества и разнообразия лизосом свидетельствует об активном обновлении клеточных структур.

Заключение. Следствием нарушения структуры тонкого кишечника является изменение пассивной проницаемости слизистой оболочки тонкого кишечника, вследствие чего крупные макромолекулы могут проникать в субэпителиальный слой, например, для ферретина, аденовирусов, повышая вероятность функционального повреждения межклеточных связей. На почве диарейного процесса происходит увеличение скорости размножения и схождения энтероцитов со слизистой оболочки кишечника. Следствием является уменьшение числа зрелых энтероцитов. Уменьшение популяции дифференцированных клеток связано с падением уровная ферментов в кишечнике и подавлением функции переваривания и всасывания питательных веществ. Это в дальнейшем проявляется в атрофии ворсинок и гиперплазии крипт слизистой оболочки.

Гиперфибриллогенез вызывает ряд неблагоприятных последствий, а именно, сохранение иммунных комплексов и детрита, что обусловливает возможность развития хронического воспалительного процесса.

Микроциркуляторные нарушения в слизистой оболочке тонкой кишки связаны с умеренным сужением просвета микрососудов, утолщением и усилением электронной плотности базальной мембраны гемокапилляров, в отдельных участках капилляров наблюдается агрегация эритроцитов и тромбоцитов. В совокупности подобные изменения способствуют ухудшению тканевого газообмена и повреждению слизистой оболочки тонкой кишки, что является структурной основой нарушения ее секреторной, переваривающей, всасывающей и барьерной функций.

ЛИТЕРАТУРА

1. Абрамян, Э. Г. Иммунобиохимические показатели молозива коров и крови новорожденных телят / Э. Г. Абрамян, С. М. Левонян, А. С. Авокян // Совершенствование мер борьбы с незаразными болезнями молодняка сельскохозяйственных животных: межвуз. сб. науч. тр. - Омск, 1999. - С. 35-40.

2. Карпуть, И. М. Иммунология и иммунопатология болезней молодняка / И. М. Карпуть. - Минск: Ураджай, 1993. - 288 с.

3. Криштофорова, Б. В. Статус организма и жизнеспособность новорожденных телят / Б. В. Криштофорова, Т. Р. Ко-раблева, П. Н. Гаврилин // Ветеринария. - 1993. - № 1. - С. 17-24.

4. Кузнецов, H. И. Биохимические критерии полноценности новорожденных поросят / Н. И. Кузнецов //Профилактика болезней молодняка на животноводческих комплексах: тезисы докладов. -Воронеж, 1981. -С. 159-161.

5. Курдеко, А. П. Совершенствование лечебно-профилактических мероприятий при желудочно-кишечных заболеваниях поросят в условиях промышленных комплексов / А. П. Курдеко // Ветеринарная медицина Беларуси. - 2001. - № 2. -С. 33-34.

6. Курдеко, А. П. Гипотрофия поросят / А. П. Курдеко, А. П. Демидович. - Витебск, 2005. - 43 с.

7. Малашко, В. В. Гастроэнтеральная патология и реабилитация больных животных / В. В. Малашко, Е. JI. Микулич, Е. М. Кравцова // Актуальные проблемы животноводства: сб. науч. тр. - Горки, 2000. - С. 242-245.

8. Плященко, С. И. Получение и выращивание здоровых телят / С. И. Плященко, В. Т. Сидоров, А. Ф. Трофимов. -Минск: Ураджай, 1990. - 220 с.

9. Самохин, В. Т. Своевременно предупреждать незаразные болезни животных / В. Т. Самохин, А. Г. Шахов // Ветеринария. - 2000. - № 6. - С. 3-6.

10. Baldwin, R. Г. Manipulating metabolic parameters to improve growth rate and milk secretion /R. Г. Baldwin, N. E. Smith, J. Taylor // J. Anim. Sei. - 2000. - Vol. 51, № 6. -P. 1416-1428.

11. Paragon, B. M. Tes diarrhées d'origine alimentaire chez les bovins / B. M. Paragon // Ree. Med. veter. - 2003. - Vol. 159, № 3. - P. 203-215.

УДК 619:616.99:636.39

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ГЕЛЬМИНТОЗОВ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА РАЗЛИЧНЫХ ВОЗРАСТНЫХ ГРУПП В НЕКОТОРЫХ РАЙОНАХ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

А. И. ЯТУСЕВИЧ, Е. Л. БРАТУШКИНА, В. М. МИРОНЕНКО, Р. Н. ПРОТАСОВИЦКАЯ, М. В. СКУЛОВЕЦ, А. В. МИНИЧ

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

г. Витебск, Республика Беларусь, 210026

Резюме. В статье приведены данные о фасциолезе, парамфистоматозе, стронгилятозах пищеварительного канала, строгилоидозе, трихоцефалезе крупного рогатого скота, а также зараженность данными гельминтозами молодняка и взрослых животных в некоторых районах Республики Беларусь.

Ключевые слова: гельминт, крупный рогатый скот.

Summary. The article presents data on fasciolosis, paramphistomatosis, strongylatoses of the alimentary tract, strogyloidosis, trichocephalosis of cattle, as well as infestation of young and adult animals by these helminthes in some areas of the Republic of Belarus.

Key words: helminthes, cattle.

Введение. Агропромышленный комплекс Республики Беларусь представлен преимущественно основными отраслями животноводства: скотоводством, свиноводством и птицеводством. Производство молока, мяса и других полноценных продуктов питания является одним из главных компонентов экономики роста страны и оптимизации внешнеэкономических связей. Несмотря на высокую технологичность животноводческих отраслей, продуктивность животных не всегда достаточно высокая. Одной из причин снижения продуктивности животных является широкое распространение паразитарных болезней. Природные и климатические условия республики способствуют развитию и длительному сохранению инвазионного начала во внешней среде. В сравнении со свиньями и птицами крупный рогатый скот более тесно контактирует с окружающим животным миром, выпасаясь на пастбищах. Это обусловливает более сильное инвазирование различными паразитами именно крупного рогатого скота всех возрастных групп.

Анализ источников. Трематоды в организме животных вызывают тяжелые патологические изменения, особенно в период их преимагинального развития (острое течение), когда отмечается падеж животных. Все трематоды - биогельминты, развиваются с чередованием поколений и смены хозяев. Половозрелые гельминты (мариты) паразитируют у позвоночных животных - дефинитивных хозяев, личиночная фаза - у промежуточных и дополнительных хозяев (водные и сухопутные моллюски, кольчатые черви, ракообразные, членистоногие и рыбы).

Фасциолез - трематодозное заболевание многих видов сельскохозяйственных и диких животных, а также человека, характеризующееся нарушением деятельности желудочно-кишечного тракта, желтухой, анемией. В Республике Беларусь у жвачных животных паразитирует фасциола обыкновенная -