Изменение костных структур костей пальцев телят в постнатальном онтогенезе

 

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ П. А. КОСТЫЧЕВА» (ФГБОУ ВПО РГАТУ)

 

Всероссийский конкурс на лучшую научную работу среди студентов,

аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений

Министерства сельского хозяйства Российской Федерации

по Центральному федеральному округу

 

 

 

 

 

ТЕМА:   «ИЗМЕНЕНИЕ КОСТНЫХ СРУКТУР

КОСТЕЙ ПАЛЬЦЕВ ТЕЛЯТ

В ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ»

 

 

 

 

 

СТУДЕНТА 13 ГРУППЫ 1 КУРСА ФАКУЛЬТЕТА ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ

И БИОТЕХНОЛОГИИ

ХЛЕВТОВА АЛЕКСАНДРА ДМИТРИЕВИЧА

 

 

 

 

 

         

 

 

 

Студент                                                 А. Д. Хлевтов

Научный руководитель

канд. вет. наук, доцент                              В. В. Яшина

Ректор ФГБОУ ВПО РГАТУ

д-р техн. наук, профессор                        Н. В. Бышов

 

 

Рязань, 2014

Оглавление

стр.

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..3

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………...…….5

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ……………...…………….15

3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………..……………………16

3.1. ИЗМЕНЕНИЕ МАКРОМИКРОСКОПИЧЕСКИХ  СТРУКТУР КОСТЕЙ ПАЛЬЦЕВ ГРУДНЫХ И ТАЗОВЫХ КОНЕЧНОСТЕЙ ТЕЛЯТ…………………………………….…………………………………………16

3.1.1. КОРОТКИЕ ТРУБЧАТЫЕ КОСТИ (ПУТОВЫЕ И ВЕНЕЧНЫЕ)…….16

3.1.2. КОПЫТЦЕВЫЕ КОСТИ…………………………………………………22

3.2. МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ  КОСТЕЙ ПАЛЬЦЕВ ГРУДНЫХ И ТАЗОВЫХ КОНЕЧНОСТЕЙ ТЕЛЯТ……………………………...…26

3.2.1. МАССЫ ПУТОВОЙ, ВЕНЕЧНОЙ, КОПЫТЦЕВОЙ КОСТЕЙ…….…26

3.2.2. ДЛИНА ПУТОВЫХ И  ВЕНЕЧНЫХ КОСТЕЙ………………………....27

3.2.3.  ПЕРИМЕТР ДИАФИЗА  ПУТОВЫХ И ВЕНЕЧНЫХ КОСТЕЙ……...28

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………30

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ…………………………………..……32

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………….…33

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 Рост и формирование  костей скелета животных в  основе своей определяется генетическим кодом, но вместе с тем постоянное влияние на них оказывают многочисленные эндо - и экзогенные факторы (нейрогуморальные, алиментарные, механические и т.д.), обеспечивая возможность адаптационных преобразований.

 При рождении плод  из водной среды плодных оболочек  попадает в наземные условия суши, в новое гравитационное поле. В этих условиях на новорожденного действует большое количество факторов , «запускающих» врожденные реакции. Живой организм, согласно биологической закономерности, в первые 10 -15 дней жизни обладает высокой способностью воспринимать все раздражители, поступающие из среды обитания и незамедлительно реализовывать все существующие в организме генотипические возможности структурно-функциональной адаптации, обуславливающие его дальнейшее развитие, выживаемость и сопротивляемость.

В сегодняшних условиях экосистемы животноводческих комплексов телята в раннем постнатальном онтогенезе, а именно, с первых часов жизни до 20-ти суток содержатся в клетках площадью 1- 1,25 мˆ2  при постоянстве параметров газового состава воздуха, температурного и светового режимов,  звуковых раздражителей и ограничения реализации генетической потребности в движении. Это неизбежно обуславливает изменение морфофункционального состояния всех без исключения органов и систем. 

В настоящее время накоплен большой фактический материал по костной системе продуктивных животных, по которому можно сделать вывод, что наиболее изучены и освещены структурно-функциональные особенности длинных трубчатых костей (1).  Сведения о костных органах пальца (путовая, венечная, копытцевая кости), как органе, испытывающего в период локомоции действия, как статики живой массы, так и противоударных сил при постановке конечности на почву, с учетом местоположения фаланг в пальце, вида, возраста животного в научной литературе малочисленны.

Нами проведены исследования, целью которых было выяснение изменений костных структур костей пальцев телят в постнатальном онтогенезе.

Задачи исследования:

1. Исследовать  возрастные  изменения костных структур пальцев телят на макро-, макро-микроскопическом уровнях.

2. Изучить морфометрические показатели костных органов пальцев грудных и тазовых конечностей.

 

 

1. ОБЗОР  ЛИТЕРАТУРЫ

Вся эволюция животных – доказательство единства организма и среды его обитания и характеризуется колоссальными различиями  формы  тела, как формы аппарата движения, формирующего  в связи с разнообразием характера и степенью двигательной активности, Видимо, поэтому движение явилось одним из условий существования и совершенствования  организма.

Костная система, как основная часть аппарата движения, благодаря своей полифункциональности, привлекает  к себе внимание исследователей различного направления. Большое количество работ  посвящено изучению кости, как органу, в связи с освоением космического пространства и технического прогресса, позволяющим уменьшить долю физического труда, тем самым ограничить действие биомеханических нагрузок. Эти два фактора позволили выяснить значимость костных  органов и всей костной системы  в жизнедеятельности организма.

Доказано, что в филогенезе скелет развивался как опорная система, и совершенствование его шло в направлении повышения  биомеханических свойств – упругости, твердости  с одновременной легкостью. Совершенствуясь в процессе филогенеза, костные органы  приобрели способность быстро перестраивать  свои  структуры и реагировать на механические воздействия, возникающие при движении, что в свою очередь привело к активному   участию  их в трофических и кроветворных функциях и поставило эти функции в зависимость от движения животного. Таким образом, костная система млекопитающих и птиц стала не только опорной конструкцией, но и поставщиком полипотентных клеток гемопоэза и иммуногенеза, участником обмена веществ (особенно минерального: Са,  Р), источником пъезоэлектричества, электролитического баланса организма. Лабильность костной системы определяется ее постоянным разрушением и созиданием – ремоделяцией, что приводит к обновлению в соответствии с запросами всего организма. Следовательно, процессы морфогенеза кости и поддержание его структурно-функционального гомеостаза обеспечиваются механизмами тканевого, органного, системного и организменного уровней.

Изучая скелет на системном уровне, исследователи (8) отмечают, что рост и формирование костей скелета животных в основе своей определяются генетическим кодом, однако, вместе с тем, постоянное  влияние на них оказывают  и многочисленные эндо- и экзогенные факторы (нейрогуморальные, алиментарные, экологические, механические и др.). Авторами так же установлено, что биомеханическая нагрузка, падающая на скелет во время  локомоции (статика и динамика), является основным фактором, обеспечивающим  его морфофункциональное состояние, каждой кости как органа. Во время движения силы, возникающие при упругих деформациях в костях, определяют их строение, придают им соответствующую  величину и форму, приводят к тому, что структура костной ткани, ее биофизические свойства проявляются  в зависимости от расположения кости в определенных звеньях скелета  (3, 9).

В настоящее время  уже  ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что каждая кость скелета является самостоятельным  органом, способным изменять форму и внутреннюю структуру в  связи с возрастом, видом, породой, полом, рационом  кормления и условиями функционирования локомоторного аппарата млекопитающих (5) . Доказано, что в структуре каждой кости заложено два начала: статическое  (морфологическое), генетически обусловленное; динамическое (функциональное), приобретенное на поздних антропогенезах. Условия же состояния статики и динамики костных органов неизбежно изменяются в течение всей жизни индивидуума.  Ко всем этим условиям кость приспосабливается путем изменения внутренней  архитектоники, сочетая два разнонаправленных процесса – восстановление и разрушение (6). 

Основным фактором, вызывающим регенерацию  и резорбцию кости являются две формы биомеханической нагрузки, действующей на кость в процессе движения – сжатие и растяжение. Костные поверхности, подвергающиеся непосредственному давлению, растут на базе хряща, а все костные поверхности, подвергающиеся влиянию растяжения, растут на основе соединительной ткани.

Костная ткань млекопитающих и птиц в зависимости от характера действия биомеханической нагрузки формируется в двух направлениях: там, где кость испытывает больше силы на излом, строится компактное вещество кости, там, где действуют больше силы сжатия, формируется губчатое вещество (спонгиоза).

Под действием механической нагрузки в костях возникают упругие деформации, силы и энергия которых оказывают влияние не только на кость, но и на ее рецепторный аппарат (посылая эфферентные импульсы в мозг) и на условия оттока и лимфы по сосудам (направляя кровь в сердце). Биомеханический фактор, действующий на скелет, явился той необходимой причиной, тем стимулом, который помимо основной филогенетически более древней опорно-двигательной функции скелета обусловил в кости кроветворение, электролитические и трофические функции, обеспечивающие гомеостаз организма. Влияние  биомеханического фактора на физиологическую перестройку костной ткани человека и животных в возрастном аспекте характеризуется периодичностью процессов резорбции и костеобразования.

Криштофорова  Б.В. (5), исследуя костную систему крупного рогатого скота и кур в постнатальном онтогенезе при различной локомоции с учетом кормления и содержания, установила четыре основных периода:1 –замедленного роста и развития; 2- интенсивного роста и замедленного развития;  3- замедленного роста и интенсивного развития; 4-4-постоянной и постепенной ремоделяции.  Автор отмечает, что действие гиподинамии изменяет последовательность стадийности созревания костных структур и увеличивает одни и сокращает другие периоды роста и развития костей.

Бамбуляк  Н .  Ф.(2) выделяет два периода роста и развития трубчатых костей ремонтных свинок и указывает на тот общебиологический факт, что проявление структурных изменений при различной степени локомоции больше в том периоде. В котором происходит наиболее интенсивный рост и развитие органов, а значит и чем моложе животное. Следовательно, различная степень двигательной активности в динамике влияет на размеры, массу костей, физическую плотность, объем, а также  на процессы синтеза и резорбции кости, характеризующиеся временными величинами: скоростью образования и созревания костной ткани, интенсивностью аппозиционного и остеохондрального остеогенеза. Недостаточность в двигательной активности обусловливает снижение массы и объема диафиза при неизменных плотности и длине кости.

Харченко Л.Г. (11), учитывая функциональную дифференциацию между конечностями, указывает, что масса путовой и венечной костей грудной конечности крупного рогатого скота, независимо от уровня двигательной активности, закономерно выше, чем тазовой, исключая копытцевую кость. Автор отмечает, что интенсивность роста костей акроподия в постнатальном онтогенезе незначительна по сравнению  с проксимальными звеньями конечностей. В постнатальном онтогенезе закономерно уменьшается в костной ткани  органические и увеличиваются минеральные компоненты, обусловливающие плотность и характеризующие ее реактивность и  устойчивость   к патологическим процессам. Плотность костной ткани и кости в целом изменяется не только с возрастом животного, но и с положением кости в скелете, а также участка в одной и той же кости. Плотность каждой кости изменяется в зависимости от падающей на нее биомеханической нагрузки. Снижение нагрузки на костную систему вызывает нарушение белкового и минерального (Са и Р) обменов, что приводит к уменьшению плотности костей. Доказано, что повышенная двигательная активность способствует увеличению плотности в костях, обусловливая их прочность. Линейные параметры костей конечностей млекопитающих и человека в онтогенезе также обусловлены величиной и характером функциональных нагрузок. Мельник К.П., Клыков В.И. (8)констатируют, что продольные размеры костей тазовых конечностей всегда больше грудных. Однако, влияние динамических и статических нагрузок на изменение линейных размеров костей по данным исследователей носит противоречивый характер. Усиленная функция мышц в результате активации движения стимулирует продольный рост трубчатых костей, Интенсивность этого роста повышается при умеренно увеличенных динамических и физических нагрузках, чрезмерные  же нагрузки вызывают замедление роста костей. Повышенная статическая нагрузка на конечности  вызывает увеличение, в основном, поперечных размеров скелетных элементов.