Введение к работе
Актуальность. Изучение морфофункциональных особенностей органов эндокринной системы у животных, обитающих в условиях Крайнего Севера, является одним из направлент1 современной экологической физиологии. Актуальность подобных исследований заключается в возможности формулирован1я не только частных, по, в дальнейшем, и общефизиологических закономерностей адаптивных свойств живого организма и их специфической направленности в тех или иных климато-географических условиях с учетом абиотических и биотических факторов.
Интенсивиое, зачастую необдуманное, освоение человеком полярных и приполярных облас^ей послужило причиной нарушения равновесия в экосистеме'арктической зоны (Крючков, 1983). Удобной моделью изучения эколого-физиологпческих исследований являются животные -биоиндикаторы, которые характеризуются высокой численностью, большой продолжительностью жизни, интенсивным размножением, малым индивидуальным участком, оседлостью, постоянным контактом с изучаемым антропогенным фактором, чувствительностью животного к изучаемому фактору, сравнительно крупными размерами для удобства анатомирования (Соколов с соавт., 1986).
Северный олень - типичный представитель одного из специализированных видов арктических животных, являющийся удобным объектом для эколого-физиологических исследований. Северные олени, являясь домашним видом животных, относятся к представителям "дикой" природы и находятся под непосредственным воздействием внешней среды, характерной для Севера. Они не защищены специальными укрытиями от воздействий неблагоприятных факторов окружающей среды. Миграции северных оленей Большеземельскои Тундры охватывают постоянные районы расположенные вдоль реки Печора В связи с тем что северный олень является одним из звеньев пищевой цепочки поступления радиоак-тивных продуктов - "лишайник - северный олень - человек" приобрета-ет важное значение изучение жизнедеятельности и физиологических осо-GcннoctciI северных оленей Европейского Севера России.
Особенности обмена веществ, терморегуляции, кардиореспиратор-ной системы, кровеносной системы, поведения, ареалов обитания, численности, миграции северного оленя подробно изучены (Зырянов, 1985; Семенов-Тян-Шанский, 1977; Чермных, Рощевский, Новожилова, 1980). В то же время, имеющиеся в литературе данные по изучению структуры и
функциональной активности органов эндокринной системы у исследуемого вида млекопитающих ограничены. Имеющиеся сведения в доступной литературе отрывочны и посвящены изучению только структуры надпочечников и особенностей гормонально-метаболического статуса у животных, обитающих на разных территориях и в отдельные сезоны года (Горбачев, 1991;Кацнельсои, 1974, 1976, 1976; Хлыновская с соавт., 1993).
Эндокринной системе, наряду с нервной, принадлежит ведущая роль в формировании защитно-приспособительных реакций организма в ответ на воздействие экологически неблагоприятных факторов окружающей среды.
Каждый орган эндокринной системы млекопитающих является целостной, многофункциональной системой, в которой все компоненты находятся в неразрывном функциональном единстве (Осипова, 1986). Исследование преобразований, происходящих в органах эндокринной системы в возрастном и сезонном аспектах, использование сравнительно-морфологических и физиологических методов, может расширить существующие представления об общих закономерностях мор-фогенетпческих процессов органов, внутрипопуляционных изменециях функциональной активности органов эндокшшной системы физиологических особенностях функционирования желез внутренней секреции в условиях Крайнего Севера.
Поэтому, особый интерес представляет изучение особенностей структуры органов эндокринной системы и гормонального профиля у северных оленей, обитающих на территории, прилегающей к архипелагу Новая Земля, с учетом возраста, пола и сезонов года.
Цель и задачи исследования. Целью работы явилось изучение мор-фофункционалыюго состояния органов эндокринной системы (надпочечники, щитовидная железа и яичники) в процессе постнатального морфогенеза у северных оленей Европейского Севера России. Для выполнения цели исследования были поставлены следующие задачи:
-
Изучить структуру органов эндокринной системы (надпочечники, яичники и щитовидная железа) с учетом основных этапов постнатального развития у северных оленей (новорожденные и ювенильные телята, половозрелые и старые особи);
-
Исследовать содержание уровня кортизола и тиреоидных гормонов в сыворотке крови у животных различных половозрастных групп;
-
Охарактеризовать морфофизиологические особенности желез внутренней секреции в зависимости от сезонов года, пола и физиологического состояния.
Научная новизна. Впервые проведены гистологические исследования надпочечников, яичников и щитовидной железы, у новорожденных телят северных оленей. В работе впервые дана морфологическая характеристика органов эндокринной системы - надпочечники, щитовидной железы и ЯИЧникоВ, у северных оленей Европейского Севера России в зависимости от возраста, сезона года, пола и физиологических особенностей. Впервые изучена структура щитовидной железы и надпочечников в сопоставлении с уровнем кортизола и тнреоидных гормонов (тироксин, трий-одтиронин). Впервые одновременно прослежены возрастные и сезонные преобразования в структуре органов эндокринной системы и в содержании гормонов в сыворотке крови животных.
Показано, что для надночечников и яичников новорожденных телят северных оленей характерно наличие всех структурных элементов, которые свойственны животным на дефинитивных стадиях развития. Щитовидная железа приобретает дефинитивное строение у ювенильных особей; у новорожденных телят она имеет строение с единичными мелкими фолликулами и значительным преобладанием интерфолликулярного эпителия.
Установлено, что щитовидная железа имеет максимальную активносгь у неполовозрелых особей и с возрастом ее активность уменьшается. Интенсивность функционирования разных зон надпочечника неодинакова. Ширина клубочковой зоны и, соответственно, ее активность выше у новорожденных и неполовозрелых телят и с возрастом она снижается. Функциональная активность клеток пучковой, сетчатой зон коры и ме-дуллы наиболее активна у половозрелых особей, с возрастом она постепенно снижается. В структуре надпочечников старых животных обнаружены активные аденоматозные разрастания. Структура яичника у самок подвержена возрастным колебаниям которые связаны с изменением со-отношения герминативного интерстициальиого и стромального типов строения органа.
В процессе работы были продемонстрированы сезонные изменения структуры надпочечников и щитовидной железы, а также уровня гормонов, продуцируемых этими железами. Исходя из особенностей строения, морфометрических показателей и уровня гормонов выявлено, что щитовидная железа у северных оленей наиболее функционально активна в летнее время года и наименее активна - зимой. Тогда как для надпочечников характерна обратная картина - летом их активность низкая, а зимой высокая. Исключение составляют сезонные изменения тироксина, уровень которого летом был незначительно ниже, чем зимой. Зимой в структуре
надпочечных желез у северных оленей различных половозрастных групп обнаружено большое количество микроаденом, свидстельствующих о мор-фофункциональном напряжении органа.
Отмечены физиологические особенности и половой диморфизм стрoения органов эндокрннной системы и уровня гормонов у животных различных половозрастных групп.
Выявлены различия в структуре органов эндокринной системы у нормальных и аномальных новорожденных телят. В структуре органов эндокринной системы у северных оленей обнаружены некоторые отклонения, которые могут быть вызваны неблагоприятной экологической обстановкой районов Крайнего Севера.
Теоретическая ценность. Получена новая информация, которая дополняет современные представления о морфофункционалыюм состоянии органов эндокринной системы (надпочечники, яичники, щитовидная железа) и гормонального статуса у млекопитающих, обитающих в районах Крайнего Севера. Полученные сведения в определенной мере расширяют теоретическую базу научных исследований данного профиля и могут представлять интерес не только в аспекте дальнейшего изучения экологической и возрастной физиологии, сравнительной морфологии, но и в развитии общебиологических проблем.
Практическая значимость. Материалы диссертации по изучению физиологии органов эндокринной системы северного оленя могут способствовать оптимизации принципов сохранения вида. Изучение возрастных особенностей морфофункционального состояния органов эндокринной системы у исследуемого вида животных может служить ориентиром при разработке мероприятий по рациональному регулированию возрастного состава стада. Полученные данные расширяют представления о морфофункциональиых особенностях состояния органов эндокринной системы у млекопитающих, обитающих в районах Крайнего Севера: северный олень является удобной моделью при исследовании состояния окружающей среды Крайнего Севера. Результаты исследования могут дополнить соответствующие разделы кvoca лекций по физиологии чело века и животных, биологии, экологии, гистологии и ветеренарни.
Положения, выносимые на защиту.
1. Степень морфофункционального развития органов эндокринной системы у новорожденных телят северных оленей Европейского Севера России имеет гетерогенный характер;
-
Морфофункциональные особенности органов эндокринной системы у северных оленей находатся в зависимости от этапов постнаталь-ного развития;
-
На структуру органов эндокринной системы и уровень вырабатываемых ими гормонов у северных оленей Европейского Севера России существенное влияние оказывают сезоны года.
Апробания работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на научных семинарах филиала Института Физиологии УрО РАН (1993-1997 г.г.); заседаниях Ученого Совета Института Физиологии КНЦ УрО РАН (1994, 1995 г.г.); на I Съезде физиологов России (1993); на Международной конференции "Город в Заполярье и окружающая среда" (1994); на I Съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (1995); Международной конференции (1сопе-95) (1995); на конференции молодых физиологов и биохимиков России (1995); на конференции молодых ученых в г.Сыктывкаре (1997).
Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 218 страницах машинописи и состоит из введения, четырех глав - 1. обзор литературы; 2. материалы и методы исследования; 3. результаты собственных исследований; 4. обсуждение результатов; выводов, списка литературы, приложения. Диссертация содержит 19 таблиц, 55 рисунков. Библиографический указатель включает 282 работ, из них 173 отечественных и 109 иностранных источников.