1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Анатомия, гистология и физиология яичников коров
Яичники – парные органы, в них образуются половые клетки самки, половые гормоны, играющие важную роль в развитии и функционировании половой системы, ее подготовки к акту спаривания или искусственному осеменению, процессу оплодотворения, наступлению и сохранению беременности.
Яичник сверху покрыт однослойным кубическим зачатковым эпителием, под которым находится белочная оболочка из плотной соединительной ткани. В яичнике выделяют две зоны: наружную – корковое вещество и внутреннюю – мозговое. В основе обеих зон лежит рыхлая соединительная ткань. В мозговом веществе она типичного строения, а в корковом состоит из плотно расположенных веретеновидных клеток. По периферии коркового вещества, непосредственно под белочной оболочкой обнаруживают многочисленные первичные фолликулы, состоящие из ооцитов I порядка, окруженных одним слоем плоских фолликулярных клеток. По мере роста некоторые ооциты немного перемещаются в глубь коркового вещества. Вокруг усиленно развивающихся ооцитов формируется довольно плотная блестящая оболочка[12].
Клетки фолликулярного эпителия из плоских становятся кубическими, а затем призматическими, митотически делятся. Растущие фолликулы характеризуются наличием блестящей оболочки и многослойностью эпителия.
Фолликул окружен четко выраженной соединительнотканной оболочкой (текой), состоящей из двух слоев: наружного фиброзного – более глубокого с малым количеством сосудов, и внутреннего – из ретикулярной ткани, изобилующего капиллярами. От фолликулярного эпителия тека отделена тонкой базальной мембраной.
Среди клеток многослойного эпителия фолликула появляются отдельные щели, заполненные фолликулярной жидкостью. Число щелей увеличивается, затем они объединяются и образуют общую полость. С этого момента фолликул называется пузырчатым, или граафовым пузырьком.
Граафов пузырек сильно увеличивается в размерах, обусловливая выпячивание стенки яичника. Зернистый слой фолликулярных клеток сильно обжимается со всех сторон фолликулярной жидкостью, в связи с чем приобретает форму столбика или бугорка (яйценосный бугорок). У вершины бугорка располагается созревающая яйцеклетка, окруженная высокими фолликулярными трофическими клетками. Стенки граафова пузырька секретируют женский половой гормон эстроген, которым насыщена фолликулярная жидкость пузырька.
Во время течки граафовы пузырьки растут быстрее в связи с тем, что яичник обильно кровоснабжается. Усиливающееся кровяное давление приводит к тому, что граафов пузырек лопается: процесс называют овуляцией.
Во время овуляции содержимое граафова пузырька выбрасывается на поверхность яичника. Зрелая яйцеклетка, окруженная лучистым венчиком, или короной, из высоких фолликулярных клеток, споверхности яичника попадает на ворсинки яйцевода, а затем в его просвет, где может встретиться со спермием и оплодотвориться.
Во время каждой течки у однородящих самок обычно овулирует один граафов. При овуляции один граафов пузырек может выбросить на поверхность яичника две, три и более зрелых яйцеклетки.
После овуляции стенки лопнувшего граафова пузырька спадаются, а из оставшихся в пузырьке фолликулярных клеток зернистого слоя начинает формироваться желтое тело, представляющее собой временную эндокринную железу. Фолликулярные клетки в желтом теле размножаются путем митоза, приобретают многоугольную форму и желтую окраску, что обусловлено образованием в них пигмента лютеина. В массу лютеиновых клеток врастает соединительная ткань, и вместе с кровеносными сосудами образуются прослойки, разделяющие желтое тело на крупные дольки. Вместе с кровеносными сосудами внутрь желтого тела проникают и тонкие безмиелиновые нервные волокна[14].
Различают желтые тела полового цикла и желтые тела беременности. Желтые тела полового цикла характеризуются меньшим размером и непродолжительностью функционирования. Они образуются в тех случаях, когда созревшая половая клетка не оплодотворяется. Срок их жизни – 7-12 дней после овуляции, затем они рассасываются. Если зрелая яйцеклетка оплодотворится, тогда развивается желтое тело беременности, размер которого иногда достигает половины размера яичника. Оно существует до поздних сроков беременности. Гормон желтого тела, выделяемый непосредственно в кровь, способствует разрыхлению слизистой оболочки матки, подготовляя к имплантации оплодотворенной яйцеклетки, предотвращает возможность овуляции других созревших граафовых пузырьков во время беременности, стимулирует развитие молочных желез животного и подготовку их к лактации. В середине и к концу плодоношения желтое тело беременности подвергается инволюции. Лютеиновые клетки уменьшаются в размере и распадаются, постепенно желтое тело замещается волокнистой соединительной тканью.
Помимо желтых тел с временной гормональной деятельностью в яичниках постоянно функционирует гормональный аппарат, выделяющий в кровь половой гормон. Он представлен интерстициальными клетками, встречающимися в виде островков в соединительной ткани коркового и мозгового вещества. Кроме того, к эндокринным структурам относят стенки граафова пузырька.
В процессе созревания гибнет свыше 99,5 % яйцеклеток. Процесс гибели созревающих яйцеклеток называют атрезией, а разрушающиеся фолликулы с яйцеклетками –атретическими[22].
1.2. Краткая характеристика гипоталамо-гипофизарно-овариальной эндокринной системы
Эндокринная система представлена центральными структурами, эндокринными железами и рядом органов и систем смешанной секреции.
Функция размножения у животных обеспечивается деятельностью многих органов и систем, которые связаны воедино нейрогуморальной регуляторной системой. Она включает так называемую триаду: гипоталамус, гипофиз и гонады.
Гипоталамус, как основная часть промежуточного мозга, является отделом нервной системы, обеспечивающим сложные биологические процессы, связанные с функцией эндокринных желез, в том числе и половых. Клеточные тела гипоталамических нейронов располагаются диффузно среди глиальных клеток, а образуют группы, называемые ядрами. Таких ядер много, но лишь некоторые из них играют важную роль в регуляции размножения. От тел клеток, расположенных в гипоталамических ядрах, аксоны направляются к одному из четырех следующих крупных образований:
1) другим отделам головного мозга;
2) другим ядрам гипоталамуса;
3) срединному возвышению;
4) задней доле гипофиза.
В результате такой организации возникает очень сложная сеть межнейронных связей и взаимодействий между нервными и эндокринными регуляторными центрами. Эти особенности анатомического строения и близость к гипофизу придают гипоталамусу особое значение как звену, связывающему центральную нервную и эндокринную системы. Его можно рассматривать как очень сложный коммутатор, соединяющий головной мозг с расположенной «ниже» эндокринной системой[21].
Гипоталамус имеет сложную сосудистую связь с гипофизом, а также с различными отделами центральной нервной системы. От клеток супраоптических и паравентрикулярных ядер отходят нервные волокна к гипофизу. К ним присоединяются волокна и других ядер гипоталамуса. Все они через ножку гипофиза проходят в заднюю долю, а по кровеносным сосудам достигают аденогипофиза.
Супрахиазматическое и преоптическое ядра относятся к так называемому высшему центру регуляции половых рефлексов. Они морфофункционально связаны с таламусом, а вырабатываемый ими нейросекрет оказывает регулирующее влияние на функцию клеток низшего центра (вентромедиальное и аркуатное ядро).
В нейросекреторных клетках ядер низшего центра гипоталамуса секретируется гонадотропин – рилизинг – гормон (ГнРГ, гонадолиберин). Это вещество (декапептид) из гипоталамуса перемещается в ножку гипофиза и через соединения вилкообразных нервных окончаний с капиллярами (вазоневральные синапсы) попадает в кровь и благодаря особой системе кровообращения переносится в переднюю долю гипофиза. В гипофизе гормон связывается с мембраной секретирующей ткани и изменяет ее полярность, вследствие чего возрастает проницаемость для ионов кальция. По микроканалам кальций достигает секреторных гранул и вызывает освобождение их содержимого (гонадотропных гормонов). Ядра низшего центра обеспечивают непрерывную секрецию гонадотропинов. За счет клеток этой зоны постоянно выделяется небольшое количество секрета, необходимого для непрерывного выделения ФСГ и ЛГ, т. е. тонического их количества. Высший центр вырабатывает вещества, стимулирующие клетки низшего центра, а они, в свою очередь, активизируют гипофиз на выделение большого количества гонадотропина, который обеспечивает овуляцию и развитие желтого тела. Поэтому высший центр иначе называют овуляторным центром[24].
К центральной регуляции гонадотропной функции гипофиза имеют прямое отношение не только пептидэргические нейроны гипоталамуса, но моноаминэргические нейроны, вырабатывающие нейромедиаторы: катехоламины (норадреналин – НА, дофамин – ДА) и индоламины (серотонин – С). Их роль заключается в возбуждении (НА, ДА) или торможении (С) функциональной активности пептидэргических нейронов, продуцирующих гонадотропин-рилизинг-гормон. Они могут усиливать (ДА) и ослаблять (С) выработку гонадолиберина и гонадотропинов и тем самым стимулировать или ослаблять функциональную деятельность половых желез. В целом синтез и выделение Гн-РГ в кровь определяются соотношением ДА и С.
Определенную роль в механизмах регуляции эндокринной функции со стороны ЦНС и ряду эндогенных опоидных пептидов, выделяемых мозговой тканью (?– эндорфин, метэнкефалин). Свой эндокринный эффект они реализуют через структуры ЦНС путем изменения содержания биогенных аминов, а также простагландинов. Передняя доля гипофиза секретирует гормоны. Базофильные клетки вырабатывают ФСГ и ЛГ. Это гонадотропные гормоны. Они являются гликопротеидами. У самок ФСГ вызывает пролиферацию клеток гранулезы фолликулов в яичниках и способствует развитию их от полостной до преовуляторной стадии. Он активизирует также биохимические процессы в клетках гранулезы и оболочки фолликулов, обеспечивает синтез эстрогенов. ЛГ стимулирует синтез половых гормонов всеми клетками яичника: желтого тела, гранулезы и оболочки фолликулов и интерстициальными. Определенная базальная концентрация его является обязательным условием для осуществления синтеза гормонов в яичниках. ЛГ вызывает также увеличение кровотока в яичниках и овуляцию фолликулов, подготовленных фолликулостимулирующим гормоном. Секреция ЛГ передней доли гипофиза протекает в виде импульсов.
Поскольку секреция ЛГ гипофизом активизируется гипоталамическим гонадолиберином (люлиберином), секреции люлиберина гипоталамусом предшествует активация лютеонизирующей функции гипофиза, а так как секреция совершается прерывисто, то и последняя должна протекать прерывисто (дискретно). Секреция ЛГ и ФСГ контролируется двумя функционально раздельными, но взаимно перекрывающимися регуляторными системами – тонической и циклической. Тоническая система поддерживает базальные уровни гипофизарных гормонов в крови, которые обеспечивают развитие, как половых клеток, так и эндокринных элементов гонад. Циклическая система в отличие от тонической функционирует довольно кратковременно, причем ее действие проявляется лишь на протяжении 12-24 ч в течение каждого полового цикла самки.
Такой волнообразный (циклический) характер секреции вызывает крайне выраженное (иногда в несколько сотен раз) увеличение содержания гонадотропина в крови, главной функцией которого является индукция овуляции у самки[5].
Дискретность выделения гормонов подразумевает, что при некоторых обстоятельствах кванты (порции) достигают величины, которой достаточно, чтобы преодолеть порог интенсивности, необходимый для начала функционирования эффекторного органа или системы (например, наступления овуляции в яичнике).
Предовуляторный выброс лютеинизирующего гормона приводит к значительному (приблизительно в 50 раз), по сравнению с исходным значением, повышению уровня последнего в крови, что обуславливается резким увеличением амплитуд импульсов гипоталамического люлиберина.
Действие ФСГ и ЛГ гормонов на эффекторную клетку тканей-мишеней обеспечивает различные ферментативные внутриклеточные реакции. Вначале гормон влияет на фермент мембраны клетки – аденилатциклазу, который служит передаточным механизмом между гонадотропным гормоном и внутриклеточными ферментативными секретами. Аденилатциклаза влияет на аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ), преобразует ее в циклический аденозин-3-5-монофосфат.
Циклический АМФ влияет на активность внутриклеточных ферментов. При этом повышается проницаемость клеточных мембран, усиливается синтез прогестерона клетками желтого тела и других гормонов.
Половые гормоны – гестагены, андрогены, эстрогены – секретируются половыми железами, надпочечниками, плацентой. Они относятся к группе стероидных гормонов и имеют общую основную структуру.
Прогестерон – секретируется желтым телом, в небольших количествах – гранулезой и текой фолликулов перед овуляцией, надпочечниками и плацентой. Превращает эндометрий из пролиферативного в секреторный.
Прогестерон тормозит развитие фолликулов и овуляцию, а также способствует развитию дольчато-альвеолярной системы вымени.
Эстрогены – являются стероидными гормонами С18, имея в основе структуры ядро. Основные эстрогены: Е1 – эстрон, Е2а – 17? – эстрадиол, Е2в – 17? – эстрадиол, Е2 – эстриол. Секретируются эстрогены яичниками, главным образом клетками внутренней оболочки и гранулезой, в которой содержаться ферментативные системы, обеспечивающие превращение андрогенов в эстрогены. Эстрогены вызывают васкуляризацию и усиление кровообращение тканей половых органов, разрастание слизистых оболочек матки и влагалища и шейки матки, увеличение секреции слизи клетками влагалища и шейки матки, способствуют разрастанию миометрия, повышают тонус и усиливают спонтанные сокращения матки, обуславливают поведение животного, характерное для течки и охоты.
Особенно важное специфическое действие эстрогенов направлено на различные звенья репродуктивной системы. Эстрогены регулируют рост и созревания ооцита, формирование вокруг зрелого ооцита гематофолликулярного барьера путем регулирования роста гранулезы и теки определяют темп увеличения рецепторов эстрадиола, ФСГ и ЛГ, вызывают сенсибилизацию и десенсибилизацию гипофиза к ЛГ-РГ, регулируют функцию гипоталамуса и экстрагипоталамических структур, определяют поведенческие реакции и функцию органов-мишеней[11].
В регуляции воспроизводительной функции самок большая роль принадлежит простагландинам. Простагландины – это биологически активные липиды, которые содержатся в небольших количествах практически в каждой ткани тела. Биосинтез всех наиболее известных групп простагландинов (А, Б, Е, и Ф) происходит из ненасыщенных жирных кислот – арахидоновой, линоленовой. У самок ПГ – Ф2? проявляет два важных действия. Во-первых, он усиливает сокращения яйцепроводов и матки, способствуя передвижению спермиев, а также участвует в механизме передвижения зигот. Во – вторых, ПГ – Ф2? обладает сильным лютеолитическим действием.
Система гипоталамус – гипофиз – яичники представляет собой части цепи в гомеостатических механизмах обратной связи, посредством которых каждый гормон регулирует скорость собственной секреции в определенных пределах по принципу обратных связей.
