Физико-химические и структурные особенности трубчатых костей лося

Ложкин Эдуард Федорович,

доктор ветеринарных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующий кафедрой анатомии и физиологии животных,

Пименов Михаил Юрьевич,

аспирант кафедры анатомии и физиологии животных.

Костромская государственная сельскохозяйственная академия.

Лось европейский (Alces Alces), обитающий на большей части лесной территории нашей страны, является самым крупным парнокопытным промысловым животным. В немалой степени он представляет интерес и как объект спортивной охоты. В последние десятилетия довольно успешно предпринимаются попытки одомашнивания лосей, при этом наиболее ценным продуктом, получаемым от лосих, является их молоко, обладающее целым рядом полезных, в том числе и целебных свойств [Г. А. Новиков, 1959].

Влияние антропогенных факторов в связи с масштабными вырубками привычных мест обитания лосей приводит к увеличению расстояний кормовых миграций животных, а повсеместное загрязнение внешней среды промышленными отходами разного происхождения являются факторами, могущими вызывать экологический дисбаланс и функциональные изменения в организме животных, причем довольно резких за краткостью исторического обозреваемого периода по сравнению с филогенетическим периодом формирования лося как вида.

Поскольку лоси обладают большой подвижностью (до 8-10 км в сутки) и массой (взрослые самцы до 430-490 кг, а самки до 280-340 кг, Е. П. Кнорре, Е.К. Кнорре, 1956), функции опорно-двигательного аппарата (скелет + мышечная система) играют одну из первостепенных ролей в жизнеобеспечении животного, как для активного передвижения, так и при обменных функциях, в том числе и при энергетическом и минеральном обменах веществ.

Объектом представленных исследований послужили трубчатые пястные кости (ossis metacarpi). - 8 лосей взрослых животных (от 18 мес. до 2 лет.) поскольку на эти кости ложится наибольшая по массе и физическая при движении нагрузка.

Исследовались: макроморфологические параметры разных отделов пястной кости: ее соотношение к другим отделам скелета, механическая плотность на сжатие, содержание влаги, содержание кальция.

Для сравнения исследовались пястные кости крупного рогатого скота соответственного пола и возраста.

Использовались общепринятые методики физических, химических исследований. Статистический анализ проводился по Г.А. Новикову, 1959; А.В. Баранову, 2005.

Определялись следующие макроморфометрические показатели: длина пястной кости лося, ее отношение к длине кости плеча, предплечья, лопатке; кости голени и бедра; площадь поперечного сечения диафиза и эпифизов, соотношения костей переднего пояса конечностей к другим частям конечностей и скелета.

Методика

Для определения макроморфометрических показателей использовалась измерительная лента полуавтомат максимальной длиной 3 метра (с миллиметровой градуировкой). Промеры производились на 6 животных в возрасте от 18 мес. до 2 лет. Затем проводилась суммация всех промеров, определялась общая длина конечности.

Таблица 1.

Макроморфометрические показатели костей 6 взрослых лосей (18 мес. до 2 лет). Длина костей, см.

Общая длина костей переднего пояса конечностей составила в см, 156±2,5; костей заднего пояса конечностей соответственно, 143±3,3.

Таблица 2.

Макроморфометрические показатели 6 взрослых лосей (от 18 мес до 2 лет). S- разных участков пястной кости, см².

Из таблицы 1 видно, что в переднем поясе конечностей пястная кость является четвертой по длине. Следует отметить следующую особенность: разница между пястной костью и остальными костями передней конечности составляет не более 7-8 см. Тогда как в заднем поясе конечностей разница в длине по отношению к плюсневой кости почти не существенна – не более 1,5-3 см. По отношению к длине скелета, который в среднем составляет около 205 см, кости передней конечности относятся как 1:1,3; кости задней же конечности – как 1:1,4.

Анализируя площадь поперечного среза разных участков пястной кости лося, видно по показателям из таблицы 2, что проксимальный эпифиз имеет площадь большую, чем дистальный эпифиз.

Для определения упругости пястную кость предварительно распилили на несколько костных отрезков длиной около 4,5-5 см, затем измерили массу каждого из них в отдельности на электронных весах. Принимая во внимание анализ литературных данных о том, что в диафизе пястной кости содержится воды 14-16%, а в эпифизе – 19-22%, был скорректирован и оптимальный, в соответствии с такими показателями промежуток времени нахождения диафизов и эпифизов в термостате. Температура, при которой проводился эксперимент, была доведена до 180ºС, а время нахождения в нем для диафизов составило 35 мин, для эпифизов при той же температуре – 50 мин. Для получения достоверных показателей силоизмерителя на прессе ПМ-3 обе поверхности костного отрезка были тщательно отшлифованы. В дальнейшем для получения статистически показателей были вычислены площади как всей поверхности костного отрезка, так и площади костномозговых каналов. Плотность костного отрезка определялась на плите прессовальной машины (ПМ-3) по шкале силоизмерителя после полного разрушения костного отрезка. Использовались пястные кости лосей в возрасте от 18 мес до 2 лет.

Таблица 3.

Определение средней упругости пястной кости, кг/см² 6 взрослых лосей (от 18 мес до 2 лет).

Разные участки пястных трубчатых костей их устойчивость и сопротивление по отношению к нагрузке различно. Диафиз менее устойчив, чем эпифизы. Имеются и различия в сопротивлении силе давления на проксимальный и дистальный эпифизы.

В костной ткани, как известно из всех неорганических веществ более всего содержится кальция – 21-25%. Поэтому именно на определение содержания этого элемента в разных участках пястной кости была направлена примененная ниже методика (в нашей модификации).

Декальцинация проводилась с применением водного раствора азотной кислоты. Концентрация, составляла 7,5- 8,5 %. Продолжительность выдержки 2,5-3 суток. В колбу объемом 100 мл с плотно притертой резиновой пробкой помещался костный осколок пястной трубчатой кости. Этот осколок подвешивался на пластмассовом шнуре в центральной части колбы. Используемая кислота менялась каждые сутки. Объем жидкости превышал средние размеры костного осколка в 60-70 раз. Перед началом декальцинации, и по окончании ее проводилось взвешивание костных осколков. По разнице в весе и определялось содержание кальция.

Таблица 4.

Среднее содержание кальция в кости (гр/см²) 6 взрослых лосей (от 18 мес до 2 лет).

Содержание кальция в пястных трубчатых костях, а именно в разных ее участках отличалось. Наибольшее количество кальция было в эпифизе, особенно в дистальном. Меньше всего содержания кальция в диафизе, что может быть объяснено более равномерным его распределением по всей длине.

По сравнению с крупным рогатым скотом у лосей наблюдаются значительные отличия в макроморфометрических и физико-химических показателях, как в общих соотношений частей скелета, так и в размерах пястной кости. Отличия наблюдаются и в отношении площади поперечного сечения разных участков пястной трубчатой кости у крупного рогатого скота, которая превышает среднюю площадь поперечного сечения проксимального и дистального эпифизов соответственно в 1,7-2,0 и 1,8- 2,2 раза, а диафиза – 1,7 раза. Упругость костных отрезков в разных участках пястной кости меньше таковой у лосей в среднем на 1,2-1,4 раза. Содержание кальция в пястной кости у крупного рогатого скота составляет в среднем по всем участкам кости от 1,7 до 1,9 гр/ см³, что в 1,2 - 1,3 раза меньше чем у лосей.

Выводы

1.                   Пояс передних конечностей, к которому относится пястная кость, составляет 1/3 в скелете, тогда как пояс задних конечностей составляет 1/2 скелета.

2.                   Устойчивость и сопротивление по отношению к нагрузке в разных участках трубчатой кости различна. Диафиз менее устойчив, чем эпифиз. Имеются различия и в сопротивлении силе воздействия давления, между проксимальным и дистальным эпифизами.

3.                   Наибольшее количество кальция в дистальном эпифизе, чуть меньше его содержится в проксимальном эпифизе. Содержание его в диафизе на 22-25 % меньше, чем в эпифизах.

Литература

1.                   Ковешников В.Г., Гомон В.А. Морфологические, гистохимические и физико-химические изменения в костной системе при гиподинамии и повышенной физической нагрузке // общие закономерности морфогенеза и регенерации. Тернополь, 1975 с. 127-128.

2.                   Луценко В.Г. Прочность компактного вещества трубчатых костей у животных с различным уровнем естественных функциональных нагрузок // Тез. Докл. 2 Всесоюзной конференции по проблемам биомеханики. Рига, 1979. т. 3 с. 196-198.

3.                   Лебедев П.Т. Методы исследования кормов, органов и тканей животных. М.: Россельхозиздат, 1976, с. 389.

4.                   Мельник К.П. Возрастные изменения прочности скелета у крупного рогатого скота // Тез. докл. Межвузовской научной конференции УСХА. Киев, 1966 т.3 с 117-118.

5.                   Методология и лабораторные занятия по гистологии. Алма-Ата, 1990 с. 323-327.

Поступила в редакцию 01.04.2010 г.