«ОСОБЕННОСТИ ПОСТНАТАЛЬНОГО ОНТОГЕНЕЗА БЕЗВОЛОСЫХ КРЫС» специальность 03.03.01 – физиология

На правах рукописи
БЕЛЯЕВ ДМИТРИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ
«ОСОБЕННОСТИ ПОСТНАТАЛЬНОГО ОНТОГЕНЕЗА БЕЗВОЛОСЫХ
КРЫС»
специальность 03.03.01 – физиология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Москва 2013 г.
Работа
выполнена
в
Российском
государственном
аграрном
университете – МСХА имени К.А. Тимирязева кафедре зоологии.
Научный руководитель:
Официальные
оппоненты:
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор, заведующий кафедрой зоологии
РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева
Блохин Геннадий Иванович
доктор биологических наук,
профессор кафедры морфологии,
физиологии и биохимии животных
РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева
Шевелев Николай Серафимович
кандидат биологических наук,
директор ГНУ ВНИИФБиП
Россельхозакадемии
Ушаков Александр Сергеевич
Ведущая организация:
ФГБОУ ВПО «Российский университет
дружбы народов»
Защита диссертации состоится 19 июня 2013 г. в 13.00 на заседании
диссертационного совета Д 220.043.09 при Российском государственном
аграрном университете – МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, г.
Москва, ул. Прянишникова, д.15 (тел./факс: 8(499) 976-24-92).
С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке
Российского государственного аграрного университета – МСХА имени
К.А. Тимирязева.
Автореферат разослан «13» мая 2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
2
А.А. Ксенофонтова
1.Общая характеристика работы
Грызуны (Rodentia) являются самым многочисленным отрядом
современных млекопитающих.
Очень часто грызуны являются удобным объектом для изучения
природных закономерностей, а также для постановки многих
экспериментов, связанных со здоровьем человека. К числу видов,
которые имеют особо тесные связи с человеком, принадлежат
представители рода крысы (Rattus) – серая крыса (Rattus norvegicus
Berkenheut) и черная крыса (Rattus rattus L.). Серая крыса – это первое
животное, одомашненное в большей степени для научных целей (The laboratory
rat, 2006). Крыса нетребовательна к условиям содержания, не занимает много
места, плодовита и быстро взрослеет, её диета схожа с человеческой, она очень
чувствительна к фармакологическим препаратам и токсинам, а её
высокоразвитая нервная система и сложное поведение идеальны для изучения
работы мозга и психики (Котенкова Е.В. и др., 1989). Крысы стали важной
моделью для токсикологии, нейробиологии и физиологии, а также в
молекулярной генетике и геномике.
Безволосые крысы впервые были получены в 1953 году в Абердине
(Шотландия) в Rowett Research Institute (The laboratory rat, 2006). Безволосые
крысы стали использоваться как экспериментальные модели для различных
иммунологических,
хирургических,
инфекциологических,
трансплантологических и онкологических исследований (The laboratory rat,
2006). Такие мутации, как отсутствие волосяного покрова, несомненно, могут
влиять на многие стороны физиологии крыс. Данные животные привлекательны
для различного рода опытов, направленных на изучение влияния веществ,
изменяющих метаболизм, гормональных и препаратов для дерматологии, а
также для других видов биомедицинских и доклинических исследований.
Кроме того, на этих крысах косметические компании тестируют различные
средства для ухода за кожей. В последнее же время безволосых крыс все чаще
заводят просто в качестве домашнего питомца. Несмотря на то, что крысы в
целом изучены достаточно хорошо как один из самых популярных объектов
лабораторных исследований, безволосые крысы пока еще изучены крайне
неполно. В отечественной научной литературе мы не нашли работ,
посвященных этим животным. Несколько лучше их биология изучена за
рубежом, но и те работы, которые были нам доступны, в основном охватывают
только некоторую, довольно узкую область физиологии безволосых крыс.
В связи с этим, целью данной работы было изучить особенности
постнатального онтогенеза безволосых крыс.
Для выполнения данной цели нами были поставлены следующие задачи.
1. Изучить особенности роста и развития.
2. Изучить особенности их репродукции.
3. Изучить гистологическое строение кожного покрова и молочных желез.
4. Изучить морфологический и биохимический состав крови.
5. Изучить особенности температуры тела.
3
6. Определить скорость прохождения пищи по ЖКТ.
7. Изучить особенности поведения.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые изучены особенности
постнатального онтогенеза безволосых крыс. Получены данные о росте и
развитии безволосых крыс, их воспроизводительных качествах, дана
характеристика
анатомических
особенностей
организма,
морфобиохимического состава крови, изучены особенности терморегуляции и
поведения безволосых крыс в сравнительном аспекте.
Научно-практическая значимость работы состоит в том, что на основании
исследований могут быть дополнены данные справочной литературы по
физиологии лабораторных животных, оптимизированы условия содержания и
воспроизводства безволосых крыс, а также более эффективно использованы
анатомические, физиологические и этологические особенности крыс,
лишенных волосяного покрова при использовании их в качестве
перспективных биомоделей.
Апробация работы
Основные положения диссертации были доложены и обсуждены:
на
VII
научно-практической
конференции
«Биомедицина
и
биомоделирование» (Московская обл., Светлые горы – май 2011г.);
- на международной конференции молодых ученых и специалистов (Москва июнь 2011г.);
- на научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и
сохранения биоразнообразия России и сопредельных стран» (Владикавказ - май
2012г.).
Публикация результатов работы
По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 3 статьи в
журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем
Диссертация изложена на 152 страницах, содержит 9 таблиц и 27
рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части,
обсуждения, выводов и предложений, библиографического списка и
приложения. Список литературы включает 137 источников, в том числе 46
иностранных авторов.
Положения, выносимые на защиту:
- особенности роста, развития и воспроизводства безволосых крыс;
- особенности морфо-биохимического состава крови безволосых крыс;
- особенности поведения безволосых крыс.
4
2. Материал и методика исследований
Для проведения работы крысы с различным волосяным покровом:
нелинейные крысы с нормально развитым волосяным покровом, безволосые
крысы, волосяной покров которых практически не развивался в течение жизни
и гибриды F1 между крысами из групп 1 и 2 с промежуточным состоянием
волосяного покрова. Крысы находились в одинаковых условиях содержания и
кормления. Содержались в клетках типа Т-3 при световом цикле 12:12.
Кормление производилось преимущественно сухим гранулированным кормом
(полнорационный комбикорм производства ООО «Лабораторкорм»,
рецепт ПК-120) двух разновидностей: для содержания и для разведения
(с повышенным содержанием сырого протеина). Вода была в свободном
доступе. В качестве подстилочного материала использовалась древесные
опилки. Всего в нашей работе была использована 161 крыса с нормально
развитым волосяным покровом, 151 безволосая крыса и 226 помесных крыс
разного возраста (всего 538 крыс).
Опыт включал несколько направлений исследований (рис.1).
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Контрольная группа 1:
крысы с нормально развитым
волосяным покровом
Рост и развитие
молодняка
Морфологические
показатели
Опытная группа 2:
безволосые крысы
Опытная группа 3:
помесные крысы
ИЗУЧАЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Морфо-биохимические
показатели крови
Функции
ЖКТ
Территориальное
поведение
Температура тела
Рис. 1. Схема исследований
Рост и развитие молодняка
Для изучения роста и развития молодняка, проводили еженедельное
взвешивание крыс в возрасте от 2 недель до 27 недель, наблюдения за
родительским поведением и определение таких показателей как
среднесуточный прирост, темп роста и темп прироста. Темп роста был
рассчитан как отношение средней массы в конечный период (Mi) к средней
массе в начальный период (Mo), выраженное в процентах: (Mi/Mo)×100%.
5
Темп прироста был рассчитан как отношение разности конечной и начальной
масс к начальной массе, выраженное в процентах: (Mi-Mo)/Mo×100%.
Также фиксировали такие показатели развития как возраст
открытия глаз, выхода из гнезда, начала самостоятельного питания и
появления игрового поведения.
Взвешивание проводилось на электронных весах с точностью деления 1 г.
Всего было исследовано 32 выводка крыс.
Репродуктивные показатели самок
Фиксировали плодовитость самок, количество детенышей в помете и
количество детенышей, которые доживали до половой зрелости (3-и месяца).
Было исследовано 37 выводков.
Анатомические и гистологические исследования
Для проведения исследований из каждой группы было взято по 5
животных в возрасте 2-х месяцев и взрослые (в возрасте 5-и месяцев). Была
определена масса основных мышц тела: длиннейшая спины, жевательная,
височная, ягодичная, двуглавая и трехглавая плеча, двух- и четырехглавая бедра
и грудная мышцы; масса печени, почек и селезенки (на электронных весах с
точностью до 0,01 г); измерена длина отделов желудочно-кишечного тракта
(рулеткой, с точностью до 0,1 см); отмечалось наличие или отсутствие тимуса.
Проведены гистологические исследования кожного покрова и молочных
желез. Изучены гистологические особенности кожи с лопаточной области и
молочных желез на 2-3 день лактации. Для этих исследований были
использованы взрослые самки на 2-3 день после родов (по 3-и животных из
каждой группы). Микропрепараты кожи окрашивались гематоксилиномэозином и изучали состояние и развитие сальных и потовых желез, состояние и
расположение волосяных фолликулов, а также измеряли толщину эпидермиса,
дермы и подкожно-жировой клетчатки, диаметр фолликулов, число фолликулов
в группе, число фолликулов в поле зрения. Срезы молочных желез исследовали
качественно: отмечали степень развития железы, ее протоков, состояние
альвеол и секретирующего эпителия.
Исследования морфо-биохимического состава крови
Для проведения исследований кровь была взята у крыс в возрасте 1-о и 2х месяцев, а также у взрослых. Были изучены морфологические показатели
(общее количество лейкоцитов, количество лимфоцитов, моноцитов,
гранулоцитов; их процентное соотношение; количество эритроцитов;
гематокрит; содержание гемоглобина; средний объем эритроцита; среднее
содержание гемоглобина в эритроците; средняя концентрация гемоглобина в
эритроците; широта распределения популяции эритроцитов; количество
тромбоцитов; широта распределения тромбоцитов; средний объем тромбоцита;
тромбокрит; СОЭ; осмотическая резистентность эритроцитов) и биохимические
показатели (содержание холестерина, глюкозы, билирубина прямого,
триглицеридов, общего белка, мочевины, альбумина; активность щелочной
фосфатазы, аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, общей
амилазы и лактатдегидрогиназы). Была прослежена возрастная динамика
6
указанных показателей. Биохимические исследования проводились на
гематологическом анализаторе Abacus Junior Vet и биохимическом анализаторе
Labio 200 на базе кафедры морфологии и физиологии животных РГАУ-МСХА
им. К.А. Тимирязева. Кровь для исследований брали натощак в утреннее время
из яремной и хвостовой вен в опытах “in vivo” у наркотизированных
диэтиловым эфиром животных. Для гематологических исследований кровь
собирали в пробирки с антикоагулянтом ЭДТА-К2; для биохимических – в
пробирки с активатором свертывания. Для получения сыворотки кровь
центрифугировали.
Исследования скорости прохождения пищи по ЖКТ
При проведении данного опыта была использована методика В.Ю.
Литвина и И.Л. Кулика (1969), частично модифицированная нами. Для данного
опыта использовали взрослых крыс – по 11 животных из каждой группы.
Животные помещались индивидуально в небольшие клеточки, под которым
стоял поддон для сбора фекалий.
Крыс не кормили сутки до начала
эксперимента, затем каждой давали кусочек хлеба массой 2 г с введенным в него
1 мл эозина. Далее каждый час проверяли состояние животных, убирая
найденные экскременты. Отмечали время первого появления фекалий,
окрашенных эозином.
Измерения температуры тела
Для изучения особенностей температуры тела были сформированы 3
группы из взрослых крыс: крысы с нормально развитым волосяным покровом
(n=30), безволосые крысы (n=41) и помесные крысы (n=26). Измерения
температуры тела проводили электронным термометром ректально с точностью
до 0,10 С в одно и то же время суток – 12-14 ч.
Этологические исследования
Было изучено проявление территориального поведения путем проведения
15-иминутных ссаживаний на занятой территории (Mitchell Р., 1993; Miczek K.,
de Boer S., 2005). Проводились ссаживания как самцов с самцами, так и самок с
самками. В ящик размером 57×41×23 см помещалось на 3 суток животное,
затем к нему на 15 минут подсаживали животное того же пола.
Регистрировались
основные
формы
поведения
–
агонистическое,
ориентировочно-исследовательское и др. (Гольцман М.Е. и др., 1977; Смирин
В.М., 1986; Mitchell P., 1993). Было проведено 30 ссаживаний. Проводились
ссаживания и на нейтральной территории. Ящик, применяемый для
предыдущей серии экспериментов, тщательно мыли водой для устранения
запаха крыс и высаживали в него незнакомых крыс одного пола, которые здесь
не бывали раньше и регистрировали основные формы поведения. После
проведения каждого ссаживания ящик снова промывали. Было проведено 29
ссаживаний на нейтральной территории.
Кроме того, регистрация поведенческих компонентов производилась в
Научном центре биомедицинских технологий РАМН (НЦБМТ РАМН) на
системе Laboras (Metris B.V., Нидерланды), которая позволяла вычислять
длительность таких форм поведения как локомоции (горизонтальная
7
активность), неподвижность, стойки (вертикальная активность), груминг
(Руководство…, 2010). Также оценивалось время так называемых
нераспознанных системой движений. В результате длительность каждой формы
поведения (в процентах) безволосых крыс сравнивалась с аналогичным
показателем в группе крыс с нормальным волосяным покровом.
Коммуникативные особенности животных в виде их вокализации в
ультразвуковом диапазоне фиксировались (Руководство…, 2010) с помощью
специальных микрофонов системы Sonotrack (Metris B.V., Нидерланды) в
НЦБМТ РАМН одновременно с проведением эксперимента на системе Laboras.
Микрофоны устанавливались дистантно, на расстоянии 20-25 см от головы
животных. Частота дискретизации составляла 200 кГц, сигнал записывался в
цифровом формате. Регистрация ультразвуковых колебаний (в течение 30 мин.)
у каждого животного проводилась в состоянии спокойного бодрствования, в
одно и то же время суток (13.00-17.00 ч.). Всего произведено 5 замеров.
Данные наших исследований были обработаны статистически (Куликов
Л.В., Никишов А.А., 2006).
3. Собственные исследования
3.1. Рост и развитие молодняка
Наши исследования показали, что безволосые крысы по ряду
физиологических и анатомических показателей существенно отличаются от
крыс с нормально развитым волосяным покровом и помесных крыс.
Безволосые крысята имеют меньший вес, чем помесные крысята того же
помёта и крысята контрольной группы. В 24-х недельном возрасте безволосые
крысы весят 68,6 % массы крыс с нормально развитым волосяным покровом
того же возраста.
Относительный прирост (темп прироста) безволосых крыс до периода
полового созревания ниже, чем у крыс с нормально развитым волосяным
покровом, а с началом полового созревания до физиологической зрелости
относительный прирост становится выше.
Крысы набирают массу скачкообразно, особенно чётко это наблюдается у
крыс с нормальным волосяным покровом. При их развитии можно выделить: 1ую фазу – от рождения до 6 недель, 2-ую фазу – до 10 недель, 3-ю фазу – до 1417-и недель и 4-ую фазу с уменьшением темпов роста. У безволосых крыс эти
пики не столь ярко выражены, но можно выделить 1-ую фазу – до 8 недель, 2ую фазу – до 13 недель, 3-ю фазу – до 16 недель и, так же, 4-ую фазу со
снижением темпов роста. Аналогичные выводы складываются и из данных по
среднесуточному привесу: в период с 14 до 42 дней и с 42 до 112 дней
наибольший привес у крыс контрольной группы, а в период с 112 до 154 дней –
у помесей. У безволосых крыс наименьший среднесуточный привес в первый и
третий периоды. В то же время детеныши безволосых крыс по скорости
развития не уступают свои сверстникам с нормальным волосяным покровом.
Такие показатели развития крысят как открытие глаз, выход из гнезда, проба
твёрдой пищи не являются отличительными у разных групп и не зависят
напрямую от типа крысы.
8
3.2. Плодовитость самок и родительское поведение
У безволосых крыс наблюдается достоверно наименьшая плодовитость, у
помесных - наибольшая плодовитость. При этом крысята, рождённые у
безволосой самки, не выживают независимо от величины выводка.
Наибольшую сохранность выводков мы наблюдали у крыс с нормально
развитым волосяным покровом (при смертности 5,13 %). У безволосых крыс
смертность составляла 58,82%%, а у помесных крыс – 14,86%.
Общая смертность смешанных выводков (рожденных от безволосого
самца и помесной самки) – 31,6%, из которых 4/5 приходится на безволосых
крысят и лишь 1/5 – на помесных крысят.
В заботе о потомстве могут принимать участие как самцы, так и самки,
однако превалирующую роль в воспитании играют самки.
3.3. Анатомические особенности
Наши исследования показали, что относительная масса наиболее крупных
мышц безволосых крыс достоверно не различается с таковой у крыс с
нормально развитым волосяным покровом и помесных крыс. Длина тонкого
кишечника 2-хмесячных безволосых крыс была достоверно больше, чем у их
ровесников из двух других групп, что может быть связано с особенностями
терморегуляции безволосых крыс и повышенной потребностью в питательных
веществах для поддержания оптимальной температуры тела. У взрослых
безволосых крыс масса почек была достоверно больше, чем у крыс двух других
групп. В целом, абсолютная масса печени была всегда выше у безволосых крыс,
хотя различия были не всегда достоверны. Ее размеры могут служить одним из
главных морфофизиологических индикаторов. Индекс печени – основного
органа теплопродукции в организме – был наибольшим у безволосых крыс (4,1
%). Индекс почек также был выше у безволосых крыс (2,9 %), что говорит о
напряженном обмене у этой группе крыс.
3.4. Особенности строения кожного покрова и молочных желез
Измерение слоев кожи (эпидермис, дерма и подкожно-жировая клетчатка)
показали, что более толстую кожу имели крысы с нормально развитым
волосяным покровом: у них была более толстая дерма, хотя эпидермис самым
толстым оказался у помесных крыс (рис.2).
9
Слои кожи, мк
эпидермис
к
о
п
ы
т
н
а
я
о
г
н
р
т
у
р
п
о
п
л
а
дерма
ПЖК
ь
2
опытная группа 3
Рис. 2. Толщина слоев кожи у крыс с различным волосяным покровом
Измерения диаметра волосяных фолликулов показали, что достоверно
самым большим он был у крыс с нормально развитым волосяным покровом, а
самыми маленькими фолликулы были у безволосых крыс. Если рассматривать
строение и расположение волосяных фолликулов в ряду «крысы с нормально
развитым волосяным покровом» → «помесные крысы» → «безволосые крысы»,
то наблюдаются следующие явления: у контрольной группы фолликулы
расположены в упорядоченных вытянутых группах, группы располагаются
цепочкой, каждой волосяной фолликул окружен сальной железой, в целом
фолликулы мелкие. Однако у помесей появляется тенденция к увеличению
фолликулов и потере упорядоченности групп. У безволосых крыс заметно
снижена плотность расположения фолликулов в поле зрения, отдельные группы
не упорядочены, фолликулы расположены в округлых группах, число
фолликулов в группе ниже. Также у безволосых крыс фолликулы залегают
более поверхностно.
Исследование молочных желез крыс показало, что крысы с нормально
развитым волосяным покровом имеют совершенно нормальные развитые железы, соответствующие сроку лактации (рис.3). У безволосых крыс молочные железы недоразвиты – при нормально сформированном соске у них очень слабо
развит железистый эпителий, наблюдается несоответствие развития железы
сроку лактации (рис.4). Поэтому, у безволосых самок детеныши погибают в
100% случаев. Вероятно, слабое развитие молочной железы может быть следствием недостаточной концентрацией женских половых гормонов, либо их дисбалансом, а также гипофизарных гормонов, таких как пролактин и гонадотропные гормоны.
10
Рис. 3. Гистосрез молочной железы крысы контрольной группы
Рис. 4. Гистосрез молочной железы крысы 2-й опытной группы
3.5. Морфологические показатели крови
Наши исследования показали, что состав крови безволосых крыс
изменяются в течение онтогенеза по ряду показателей, как гематологических,
так и биохимических. Среди гематологических показателей довольно резко
менялось с возрастом количество лейкоцитов. Оно было высоким у месячных
крысят (19,5×109/л) и взрослых крыс (14,6×109/л) и низким у 2-х месячных
крысят (7,0×109/л). Количество эритроцитов с возрастом увеличивалось с
7,4×1012/л у месячных крысят до 9,4×1012/л у взрослых крыс. Такая же
тенденция наблюдалась и при измерении содержания гемоглобина. Средний
объем эритроцитов с возрастом уменьшался с 64,4 фл у месячных до 53,1 фл у
взрослых.
11
Таблица 1. Гематологические показатели крови крыс с разным волосяным
покровом
Возраст
Показатели
Лейкоциты,×109/л
Лимфоциты,×109/л
Моноциты, ×109/л
Гранулоциты,×109/л
Лимфоциты %
Моноциты %
Гранулоциты %
Эритроциты,×1012/л
Гемоглобин, г/л
Гематокрит, %
СКО, фл
ССГ, пг
Месячные
Контроль
Опытная 2
16,5±1,78
19,5±2,52
11,5±0,52
10,3±1,33
1,3±0,19
2,3±0,32
3,7±1,28
6,9±1,19
70,5±4,85
53,3±2,72
8,0±0,39
12,0±0,81
21,5±4,74
34,7±2,96
8,4±0,26
7,4±0,17
169,5±3,14
158,0±3,49
51,9±1,12
47,8±1,18
61,8±0,87
64,4±1,23
20,2±0,43
21,2±0,32
Взрослые
Контроль
Опытная 2
6,9±2,05
14,6±2,07
3,6±1,03
7,7±1,39
0,4±0,23
1,7±0,39
3,1±1,04
5,2±0,67
53,4±3,00
51,6±3,34
3,7±0,94
9,8±1,48
42,9±2,80
38,6±3,12
8,8±0,55
9,4±0,28
180,4±11,67
172,1±3,30
40,8±2,38
49,5±1,80
45,0±0,35
53,1±1,97
19,9±0,23
18,5±0,49
СКГ, г/л
326,3±2,60
330,0±1,82
441,4±4,31
351,7±11,60
ШРПЭ, %
13,8±0,71
15,0±0,28
18,2±0,42
15,7±0,60
762,8±14,06
0,5±0,03
6,8±0,29
16,6±0,40
724,4±60,94
0,4±0,03
5,9±0,05
14,5±0,04
495,2±235,10
0,4±0,22
8,4±0,50
32,0±1,48
566,6±101,58
0,4±0,08
7,1±0,32
21,6±2,40
Тромбоциты,×109/л
Тромбокрит, %
СОТ, фл
Широта
распределения
тромбоцитов, %
При сравнении гематологических показателей между группами было
выявлено, что месячные безволосые крысята отличаются пониженным
содержанием гемоглобина и эритроцитов, соответственно, у них ниже и
гематокрит (табл.1). Вероятно, это может быть одной из причин их слабости и
медленного роста при сравнении с ровесниками с нормальным волосяным
покровом. Также было выявлено, что средний объем эритроцитов достоверно
меньше у взрослых помесных крыс, чем у безволосых крыс и крыс с нормально
развитым волосяным покровом (на 3,6% и 4,4% соответственно). У взрослых
безволосых крыс средний объем эритроцитов также был достоверно больше,
чем у крыс с нормально развитым волосяным покровом. Соответственно,
гематокрит у безволосых крыс также был достоверно выше, чем у крыс
контрольной группы (в 1,2 раза), и чем у помесных крыс (в 1,3 раза). Кроме того,
безволосые крысы характеризовались наиболее низкой концентрацией
гемоглобина в эритроците (в 1,2 раза – по сравнению с помесными крысами; в
1,3 раза – по сравнению с крысами с нормально развитым волосяным
покровом). У безволосых крыс по сравнению с крысами с нормально развитым
волосяным покровом было также достоверно более низкое значение среднего
содержания гемоглобина в эритроците (в 1,1 раза), все это связано с крупными
размерами эритроцитов у взрослых безволосых крыс. Помимо этого безволосые
крысы характеризовались достоверно наименьшей широтой распределения
12
популяции эритроцитов. Средний объем тромбоцитов и широта их
распределения также были достоверно наименьшими у безволосых крыс.
Первый показатель был ниже в 1,2 раза ниже у безволосых крыс по сравнению
с двумя другими группами. Широта распределения тромбоцитов была ниже у
безволосых крыс в 1,5 раза, чем у других групп.
3.6. Биохимические показатели крови
У 2-х месячных безволосых крыс активность общей амилазы была
достоверно ниже в 1,6 раз, чем у крыс контрольной группы. У взрослых
безволосых крыс также наблюдаются достоверные различия в активности
амилазы в крови по сравнению с другими группами крыс. Активность амилазы
у безволосых крыс в 2,4 раза ниже, чем у крыс с нормально развитым
волосяным покровом. Взрослые безволосые крысы также достоверно
отличались от крыс контрольной группы по активности ЛДГ. Она была в 1,8
раза выше у безволосых крыс. Кроме указанных различий в биохимическом
составе крови для безволосых крыс были характерны и половые различия. При
сравнении безволосых самцов и самцов с нормально развитым волосяным
покровом было выявлено, что следующие показатели были достоверно выше у
самцов контрольной группы: АСТ – в 2,8 раза; общий белок – в 1,5 раза;
альбумин – в 1,4 раза. У безволосых самцов наблюдается небольшая
гипопротеинемия и гипоальбуминемия. У безволосых самок при сравнении с
самками с нормальным волосяным покровом выявлено достоверно более низкая
активность амилазы (в 2,8 раз) и более высокое содержание глюкозы в крови (в
1,4 раза). Это, скорее всего, связано со спецификой углеводного обмена у
безволосых крыс.
3.7. Температура тела и скорость прохождения пищи по ЖКТ
При исследовании таких показателей метаболизма как температура тела и
скорость прохождения пищи по ЖКТ, нами было выявлено, что ректальная
температура тела безволосых крыс составляет 34,3±0,120С (при температуре
воздуха в помещении +15…+180С), что достоверно ниже, чем у крыс с
нормально развитым волосяным покровом (35,9±0,230С) и помесных крыс
(35,3±0,030С), а скорость прохождения пищи по ЖКТ составляет 10,5 ч, что
также больше, чем у других групп крыс. Это, по-видимому, связано со
специфической терморегуляцией и метаболизмом безволосых крыс.
3.8. Особенности поведения
При исследовании территориального поведения крыс методом ссаживаний
и при тестировании на системе Laboras было выявлено, что безволосые самцы
менее активны и их уровень ориентировочно-исследовательского поведения
достоверно ниже, чем у самцов с нормально развитым волосяным покровом и
помесных самцов. У безволосых самок же, напротив, активность была
достоверно выше. По всей видимости, самцы безволосых крыс обладают менее
подвижным типом ВНД, чем безволосые самки, а также, чем самцы других
групп, а у самок тип ВНД более подвижный. Большей степени социализации
безволосых крыс в связи с отсутствием у них волосяного покрова мы не
13
выявили, как самцы, так и самки на занятой территории довольно нетерпимо
относились к особям своего пола.
При изучении ультразвуковой вокализации крыс нами было выявлено, что
частотные составляющие двух кривых в диапазоне 15-47 кГц буквально в
точности аналогичны друг другу, что говорит о схожести коммуникативных
особенностей данных групп животных. В области 50-100 кГц УЗВ безволосых
крыс более «скачкообразна» по сравнению с крысами контрольной группы. В
целом, основным отличием УЗВ безволосых крыс от крыс с нормально
развитым волосяным покровом является наибольшая мощность издаваемого
ультразвукового сигнала.
Таким образом, безволосые крысы обладают рядом выраженных
морфологических, физиологических, биохимических и этологических
особенностей.
Выводы
1. Безволосые крысы характеризуются не только отсутствием волосяного
покрова, но и обладают рядом особенностей роста, развития, воспроизводства,
физиологии и поведения. Для этих животных характерны существенные различия в особенностях постнатального развития в сравнении с крысами с нормально развитым волосяным покровом.
2. Безволосые крысята имеют достоверно меньшую живую массу, так в
24-недельном возрасте они достигают 68,6 % массы крысят с нормально развитым волосяным покровом того же возраста, при этом по основным показателям
развития они практически не отставали.
3. Кожа в целом и дерма безволосых крыс имели достоверно меньшую
толщину на 31%, чем у крыс с нормально развитым волосяным покровом. Волосяные фолликулы безволосых крыс имели достоверно меньший диаметр (в
1,4 раза), по сравнению с фолликулами крыс контрольной группы. Фолликулы у
безволосых крыс располагались неупорядоченно, что нехарактерно для гистологического строения кожных покровов серой крысы. Плотность их расположения на 1 мм2 была в 2,2 раза достоверно ниже, чем у крыс с нормально развитым волосяным покровом.
4. Безволосые крысы имеют слабо развитые протоки молочных желез,
железистый эпителий у рожавших самок очень скудный и спавшийся и находится в состоянии покоя. Сосок также слабо развитый. Все эти особенности
ставят под вопрос способность этих крыс к выкармливанию потомства, так как
не замечены ни малейшие изменения в молочной железе, характерные при беременности и после родов.
5. У безволосых крыс наблюдалась достоверно меньшая в 1,3 раза плодовитость (М=4,7), чем у крыс контрольной группы (М=6,0), а также наименьшая
сохранность выводков: смертность безволосых детенышей составила 58,82%,
при смертности крысят контрольной группы 5,13 %.
6. Безволосые крысы отличались особенностями показателей энергетического обмена. Так, ректальная температура у них на 1,60 С достоверно ниже, чем
14
у крыс контрольной группы. Индекс печени – основного органа теплопродукции в организме - у безволосых крыс был также достоверно выше (4,1%), по
сравнению с крысами контрольной группы (2,9%). Также у безволосых крыс
достоверно выше и индекс почек. Он составлял 1,3% против 0,6% у крыс с нормально развитым волосяным покровом.
7. Безволосых крыс отличало достоверно более высокое процентное содержание моноцитов – в 3,4 раза. Это явление может быть компенсаторным механизмом поддержания иммунитета безволосых крыс при вероятном недостаточном колостральном иммунитете, а также дисфункции органов лимфатической системы, прежде всего тимуса. У безволосых крыс достоверно более высокий средний объем эритроцитов, и ниже средняя концентрация гемоглобина в
эритроците (в 1,3 раза).
8. Для безволосых крыс были характерны гендерные различия констант
биохимического гомеостаза крови. Содержание глюкозы у самцов было в 1,6
раз достоверно ниже, чем у самок, содержание общего белка и альбуминов у
самцов также было достоверно ниже – в 1,5 и 1,4 раза соответственно, а активность амилазы в 2,5 раза достоверно выше, чем у самок. У крыс контрольной
группы таких гендерных различий обнаружено не было. В целом, безволосые
крысы отличались от крыс с нормально развитым волосяным покровом достоверно более низкой активности амилазы (в 3,8 раз) и более высокой – лактатдегидрогиназы (в 1,8 раза). Данная особенность может служить показателем особого состояния углеводного обмена через повышение эффективности превращение глюкозы и молочной кислоты в АТФ, что в свою очередь, влияет на энергетический обмен.
9. Безволосые крысы имеют гендерные различия в поведении при отсутствии таковых различий у крыс контрольной группы. Самцы безволосых крыс
характеризуются пониженной возбудимостью (у них достоверно снижена частота проявления ориентировочного поведения в 3,7 раза, и исследовательского
поведения – в 4,1 раза). Также у безволосых самцов достоверно снижена горизонтальная активность в 8,2 раза по сравнению с безволосыми самками. При
сравнении с крысами контрольной группы безволосые самцы также продемонстрировали достоверно более низкий уровень ориентировочного и исследовательского поведения (в 2 раза), а самки – напротив – достоверно более высокие
уровни проявления данных паттернов поведения: ориентировочного поведения
– в 1,5 раза, горизонтальной активности – в 5,8 раз. Особенностью же УЗВ безволосых крыс была достоверно более высокий показатель фактора СПМ, то
есть более высокая мощность издаваемого ими ультразвукового сигнала.
15
ПРЕДЛОЖЕНИЯ
1.
Полученные экспериментальные данные по анатомическим,
физиологическим и этологическим свойствам безволосых крыс можно
использовать в справочной литературе и ветеринарной практике.
2.
Безволосые самки не способны выкармливать свое потомство,
поэтому рекомендуется использовать для получения потомства помесных самок
и безволосых самцов.
3.
Безволосые крысы более требовательны к температуре окружающей
среды, лучше для них поддерживать температуру воздуха около +22…+250С.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
Публикации в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1. Беляев Д.А. Особенности гистологического строения кожных покровов
и молочной железы безволосых крыс / Блохин Г.И., Беляев Д.А., Пекелис М.М.,
Губская Е.М., Казакова Л.Х. // Биомедицина. – 2011. - №3. – С. 50-52.
2. Беляев Д.А. Анализ некоторых физиологических и этологических
характеристик бесшерстных крыс как новая модель биомедицинских
исследований / Беляев Д.А., Пекелис М.М., Фокин Ю.В., Казакова Л.Х. //
Биомедицина. – 2012. - №1. – С. 29-36.
3. Беляев Д.А. Этологические аспекты крыс разных генетических линий
на занятой и нейтральной территории / Беляев Д.А., Пекелис М.М., Фокин
Ю.В., Казакова Л.Х. // Биомедицина. – 2012. -№4. – С.80-92.
Статьи в других изданиях
4.
Беляев Д.А. Особенности роста и развития крыс с нормально
развитым волосяным покровом и голорожденных / Д.А. Беляев, М.М. Пекелис /
Сохранение разнообразия животных и охотничье хозяйство России: Материалы
4-й Международной научно-практической конференции. М.: Изд-во РГАУМСХА имени К.А. Тимирязева, 2011. – С. 232-234.
5.
Беляев Д.А. Различия в гистологическом строении кожного покрова
и молочной железы крыс с различным волосяным покровом / Д.А. Беляев, Е.М.
Губская, М.М. Пекелис / Проблемы современной биологии: Материалы II
Международной научно-практической конференции (19.10.2011). – М.: Изд-во
«Спутник +», 2011. – С. 91-100.
6.
Беляев Д.А. Некоторые особенности терморегуляции безволосых
крыс / Д.А. Беляев, М.М. Пекелис / Актуальные проблемы экологии и
сохранения биоразнообразия России и сопредельных стран. Вып.6: Сев.-Осет.
гос. ун-т им. К.Л. Хетагурова. Владикавказ: Изд-во СОГУ, 2012. – С. 15-20.
7.
Беляев Д.А. Некоторые особенности гистологического строения
кожного покрова и молочной железы безволосых крыс / Д.А. Беляев, Е.М.
16
Губская, М.М. Пекелис / Международная научная конференция молодых
ученых и специалистов: Сборник статей. В 2-х томах. Том I. М.: Изд-во РГАУМСХА, 2012. – С. 139-142.
8.
Беляев Д.А. Рост и развитие молодняка крыс с разным волосяным
покровом / М.М. Пекелис, Д.А. Беляев / Международная научная конференция
молодых ученых и специалистов: Сборник статей. В 2-х томах. Том I. М.: Издво РГАУ-МСХА, 2012. – С. 180-183.
17