Сравнительный анализ гистоструктуры
трубчатой (пястной) кости лосей и крупного рогатого скота
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.
Трубчатую кость взрослых животных
образуют следующие тканевые компоненты: пластинчатая костная ткань (textus osseus) в составе компактного (substancia compacta) и губчатого вещества (substancia spongiosa) костей и грубоволокнистая ткань
в области бугорков кости.
В надкостнице, или периосте (periosteum) принято различать два слоя:
наружный (волокнистый) и внутренний (клеточный) [3].
В диафизе длинной кости остеоны
располагаются преимущественно параллельно длинной оси. Каналы остеонов анастомозируют
друг с другом [4]. Большую часть диафиза составляет компактное вещество трубчатых костей. На
внутренней поверхности диафиза, граничащей с костномозговой полостью,
пластинчатая костная ткань образует костные
перекладины губчатого вещества кости [2].
Методика исследования
Материалом для изучения
гистологической структуры пястных трубчатых костей крупного рогатого скота и
лосей послужили костные осколки диафизов и эпифизов: 5 коров в возрасте 15
месяцев и 5 телят в возрасте 6 месяцев и, соответственно, 5 лосей в возрасте 15
месяцев и 5 лосят в возрасте 4-5 месяцев. Далее 16 специальных емкостей с плотно
притертой крышкой, 700 мл раствора 7,5% азотной кислоты, 700мл - 40% спирта,
700мл - 70% спирта, 700мл - 90% спирта, 700 мл - хлороформа, дистиллированная
вода, парафин, квадратной формы картонные формочки размером 1,5*1,5см, пинцет.
Первым этапом в данном исследовании
стало проведение декальцинации.
Декальцинация достигается обработкой
костной ткани с помощью декальцинирующих жидкостей, обладающих свойствами растворять
неорганические соли не повреждая структурные элементы кости.
Исследование проводилось
ступенчато:
1) использовалось
большое количество декальцинирующей жидкости и при этом она сменялась ежедневно;
объем жидкости был больше помещенного в раствор объекта не менее чем в 50 - 70
раз;
2) декальцинируемый объект помещался
в верхнем слое жидкости, обеспечивая тем самым опускание на дно растворяющихся солей,
подвешивался при этом на нитке;
3) проводилась декальцинация до
полного удаления минеральных солей в течение 2,5-3 суток. Дольше исследуемый
костный материал в жидкостях не передерживался, так как это обычно приводит к
набуханию фибрилл и ухудшению окрашиваемости структур.
Декальцинация трубчатых костей проводилась
в водном растворе азотной кислоты 7,5-8,5 %. для приготовления рабочего
раствора в мерную посуду наливалась 7,5-8,5 мл химически чистая
концентрированная азотная кислота и доливалась до 100 мл дистиллированной
водой.
После того, как, налив нужное
количество жидкости в специальную стеклянную колбу объемом 100 мл с плотно
притертой резиновой пробкой, подвешивался подготовленный к декальцинации
костной осколок пястной трубчатой кости. Раствор сменялся ежедневно до
наступления полной декальцинации. Средняя продолжительность декальцинации осколков
трубчатой кости составляет 1,5-2 суток. По окончании декальцинации для того, чтобы
устранить набухание волокнистых структур препарат подвешивался на 36 часов в 5%
раствор сульфата натрия. По истечению определяемого временного отрезка костный
осколок тщательно промывался в течение 1-2 суток в проточной воде.
Следующим этапом, сущность
которого заключается в проведении костных осколков через ряд спиртов
возрастающей концентрации: 40%, 70% + раствор йода 5% и 90%.
Для удаления спирта и подготовки к
пропитыванию парафином материал обрабатывался одним из растворителей парафина обладающим
способностью вытеснять спирт. К таким веществам относятся хлороформ, бензол,
ксилол. Для удаления использовался хлороформ.
Обезвоженные и уплотненные костные
осколки перекладывались из 90% спирта в смесь 90% с хлороформом (1:1) на 6
часов, а затем в чистый хлороформ, где они вначале плавают
выступая над поверхностью, а затем по мере пропитывания постепенно погружаются.
В процессе удаления спирта хлороформ меняют 2-3 раза на протяжении 4-6 часов при
величине костного осколка 1*1 см, его держат в хлороформе 60 минут. Затем соблюдая
принцип постепенного замещения хлороформа парафином - объект помещался в смесь равных
объемов парафина и хлороформа осколки, где находился при температуре 37 °С 4-6 часов. Для полного освобождения
от парафина костные осколки проводились через 2-3 порции расплавленного
парафина. Время нахождения определяется величиной костных осколков. При исследовании
использовались костные осколки величиной 5мм и поэтому находились 5 часов. Предназначенный
для заливки парафин подогревался до 58-60°С и аккуратно наливался в
подготовленную (из картона в виде квадрата 1,5*1,5 см) формочку заполняя ее до
самых краев и избегая образования пузырьков воздуха. Затем подогревался пинцет и
быстро переносился на нем подготовленный к заливке объект в формочку с парафином
и ориентировался в необходимом положении (продольном или поперечном по
отношению к поверхности разреза). После чего формочка, содержащая костный
осколок, залитый в парафин, постепенно опускалась в сосуд с водой и оставалась
плавать до полного застывания парафина. Получение срезов осуществлялось при
помощи санного микротома (МС-2), полученные срезы достигали в толщину 6-8 мкм.
Для окрашивания
декальцинированной костной ткани использовалась окраска гематоксилин-эозином
по общепринятой методике.
Окрашенные срезы проводились
через 90% спирт и заключались в канадский бальзам. Морфометрические
исследования проводили в программе «Motic Images Plus 2,0».
Результаты исследования
В результате проведенных
исследований были получены следующие результаты, сущность которых заключалась в
получении структурных особенностей микроархитектоники пястных трубчатых костей крупного
рогатого скота и лосей. Окрашенные гистологические срезы диафизов и эпифизов
двух различных возрастных периодов, как у крупного рогатого скота, так и у лосей
были детально изучены под бинокулярным микроскопом. Выявленные особенности показали,
что на один квадратный миллиметр диафиза приходится в среднем 10-14 гаверсовых
систем (остеонов) у лосей, тогда как их количество на соответствующей площади, в
диафизе крупного рогатого скота колеблется в около
7-9. Количество костных пластинок формирующихся в виде цилиндров в среднем
составляет в возрастном разделении у крупного рогатого скота: телят 6 месяцев –
3-6 костных пластин, в возрасте 15 месяцев достигает 10-12 костных пластин. В
отношении лосей положение несколько иное: у лосят в возрасте 4-5 месяцев
количество костных пластин составляет в среднем от 7 до 10, а в возрасте 15
месяцев в основном колеблется в пределах 19-26. Такое соотношение в количестве костных
пластин в остеонах (гаверсовых системах) у лосей означает превышение в 2-2,5
раза таковых у крупного рогатого скота, вследствие чего ширина гаверсовых
систем у лосей будет больше, чем у крупного рогатого скота. Это свидетельствует
о том, что нагрузка на костную ткань со стороны внешней среды у лосей более
значительна, чем в отношении крупного рогатого скота. В другом участке пястной
трубчатой кости-эпифизе количество и видовые различия находятся в относительно
схожем состоянии, как и в диафизе. Толщина костных пластинок у обоих видов животных
колеблется примерно в одинаковых пределах и составляет от 8 до 15 мкм. При изучении костных срезов была отмечена следующая особенность:
длина гаверсовых каналов у лосей довольно значительна и составляет от 190 до
270 мкм, ширина же, напротив, очень незначительна и составляет всего 43-57 мкм.
У крупного рогатого скота отмечается несколько другая особенность, ширина
гаверсовых каналов составляет 61-73 мкм, длина соответственно доходит до 134-168
мкм.
В эпифизах у лосей при
рассмотрении продольных срезов костной ткани под микроскопом видно, что каналы
остеонов имеют укороченную и, в некоторой степени, волнообразную на всем своем
протяжении форму. Напротив, эти же каналы у крупного рогатого скота имеют четко
выраженную, почти без искажений форму цилиндра.
Выводы
1.
На один квадратный миллиметр площади среза участка костной ткани у лосей
приходится в 2-2,5 раза более остеонов (гаверсовых систем), чем таковых у
крупного рогатого скота.
2.
Такое же соотношение при исследовании пястных трубчатых костей наблюдается
и в отношении костных пластин формирующихся в виде цилиндров, что свидетельствует
об увеличенной нагрузке на костную ткань трубчатых костей со стороны ареала
обитания лосей.
3.
Длина и ширина гаверсовых каналов у обоих видов
животных имеет зависимость, как от анатомических особенностей этих животных,
так и от оказываемого на пястные кости влияния экзогенных факторов, в число
которых входит особенности ареала.
Литература
1.
Евненьева Т. П. Гистологические методы в экспериментальной зоологии: Крат. метод. пособие. - М.: Наука, 1983.с. 28-33.
2.
Заварзин А.А. Избранные труды. В 4-х т. Ред. Коллегия: Д.Н. Насонов (гл.ред). Т. 2. работы по сравнительной гистологии животных. М.
- Л., 1953, с. 215-247.
3.
Кавешников В.Г., Гоман 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. 116- 119.
4.
Кацнельсон З.С. Практикум цитологии, гистологии и эмбриологии. Л.: Колос,
ленинградское отделение, 1979 с. 314- 317.
5.
Лебедев П.Т., Усович А.Т. Методы исследования кормов, органов и тканей.
М.: Россельхозиздат,1968 с. 476- 481.
6.
Методология и лабораторные занятия по
гистологии. Алма-Ата, 1990 с. 323-327.
Поступила в редакцию 01.04.2010 г.