Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СКОРЛУПЫ КУРИНЫХ ЯИЦ

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СКОРЛУПЫ КУРИНЫХ ЯИЦ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

- О На правах рукописи

Кодрат СУНАРТО

физиолого-биохимические механизмы формирования скорлупы куриных яиц

03.00.13 — физиология человека и животных (сельскохозяйственных животных)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА —1977

«¡Ж ' §0 Ш^ОгЛ^-^д,

Диссертационная работа выполнена на кафедре физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных Московской сельскохозяйственной академии им, К. А. Тимирязева.

Научные руководители: доктор .биологических наук профессор В. И. Георгиевский, кандидат биологических наук старший научный сотрудник К- С. Заблоцкая.

Официальные оппоненты: доктор .сельскохозяйственных наук профессор С. О. Пельтцер^ кандидат биологических наук В. В. Кузнецова.

Ведущее предприятие — Всесоюзный научно-исследовательский и технологический институт птицеводства.

Защита состоится « ^АААяь&ф*-7 1977 г.

в » ч на заседании Специализированного совета

Д-120.35.06 (06.02.02; 03.00,13) при Московской сельскохозяй: ственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 125008, Москва, А-8, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

, С ¿диссертацией можно Ознакомиться в ЦНБ ТСХА (10-й учебный корпус).

Автореферат разослан « ЧЧ* 1977 г,

че

^ Ученый секретарь ________

Специализированного совета доцент ВгДТ Александров

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важных проблем промышленного птицеводства является повышение прочности скорлупы яиц и соответственно снижение их боя, который в птицеводческих хозяйствах нередко достигает больших размеров и наносит серьезный экономический ущерб.

■ Решение этой проблемы должно идти как по линии совершенствования технологии сбора и транспортировки яиц, так и по линии изучения факторов, определяющих прочность . -скорлупы. Однако прежде всего необходимы точные сведения ■ -о структуре, химическом составе и ф из и о л ого-бн ох им ическцх механизмах формирования скорлупы яйца. К сожалению, в Советском Союзе работы подобного рода весьма немногочисленны (Бауман В. К.', 1959, 1965; Георгиевский В. И., 1963; Шпиц И. С., 1967; Данилова А. К., Шпиц И. С., 1974; Околело-ва Т. М., 1974; Радеико В. Н., 1975). Исследования же, проводимые за рубежом, в основном посвящены изучению отдельных частных вопросов (Hertelendy F., Taylor Т. G., 1961; Simkiss К. 1969; Solomon S. E., 1971; Mongin Р., 1974). Между тем наибольший эффект можно ожидать при проведении ком-' .плексных фнзнолого-морфо-биохнмичееккх исследований. ' \

Исходя из изложенного, перед нами были поставлены' задачи:

1. Изучить изменения некоторых свойств к химического состава скорлупы по фазам ее формирования.

2. Изучить динамику некоторых биохимических показателей крови (уровень кальция, фосфора к магния, активность щелочной фосфатазы, величина pH, содержание структурных элементов кислых и-нейтральных мукополисахаридов) на раз- . ных стадиях формирования скорлупы.

3. Исследовать динамику некоторых биохимических пока* зателей маточной жидкости на разных стадиях формирования скорлупы, :

4. Выявить некоторые особенности химического состава и механизма формирования скорлупы тонко- и толстоскорлупных:

ЯНН. . ..

Цаитр. ка^нзя вк5(мота Есся, Л^нкка шыс».

ЗХ»Д. Й"-5 К ' Тин'мтк

Настоящая работа является одним из фрагментов комплексной темы «Структура и механизм формирования скорлупы яиц сельскохозяйственной птицы», над которой работает группа сотрудников и аспирантов кафедры физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных ТСХА под руководством профессора В. И. Георгиевского.

Новизна исследования. Впервые проведено комплексное фнзнолого-бнохимнческое исследование маточной жидкости, крови и скорлупы яиц в процессе ее формирования в яйцеводе кур.

Изучены динамика секреции маточной жидкости и содержание в ней органических и неорганических компонентов.

' В минеральной части скорлупы, помимо кальция, определено содержание магния и фосфора, а в органической матрице скорлупы — углеводных комплексов (гексозампнов, сиаловон и уроновой кислот). Обсуждается возможное участие этих компонентов в процессе кальцифнкацнн скорлупы.

Практическая значимость. В целом работа носнт теоретический характер. Однако полученные результаты могут быть использованы в селекционной работе с птицей, с целью улучшения.качества скорлупы яиц.

Апробация. Основное содержание диссертационной работы докладывалось .на научной конференции молодых ученых ТСХА в 1976, 1977 гг.; па научной конференции в 1976 г. в Горском СХИ,

- Всего по теме диссертации имеется две публикации (в сборниках «Доклады ТСХА», 1975 г.) и две сданы в печать.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материала и методики исследований, результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов, рекомендации н списка цитированной литературы. Материал изложен на 113 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы и 16 рисунков. Список литературы включает 162 работы, в том числе 135 иностранных источников.

Методика исследований

Объектом исследования служили куры-несушки 10-месячного возраста породы белый леггорн, кросса — 288, выращенные в виварии кафедры физиологии и биохимии животных ТСХА. Всего в эксперименте было использовано 60 голов, подобранных по методу аналогов, с учетом показателей толщины и упругой деформации скорлупы их яиц.

Условия содержания были одинаковыми для всех кур н поддерживались на уровне рекомендуемых норм.

На протяжении всего эксперимента подопытные куры по-2 ........ ,

лучали рацио»,"питательность которого - соответствовала нормам, рекомендуемым ВЛСХНИЛ (1972). В период проведения опыта яйценоскость1 кур составляла 70—75%.

В первой части эксперимента изучали биохимические изменения в крови, маточной жидкости и скорлупе яиц кур в связи с процессом формирования скорлупы. Для этого были взяты "образцы крови, притекающей к матке и оттекающей от нес, маточной жидкости п скорлупы яиц на разных стадиях каль-цнфикацнн, в соответствии с продолжительностью нахождения -яйца в матке. I стадия соответствовала 0—6 ч нахождения яйца в матке, II, Ш.н IV стадии — 7—10 ч, 11—15 ч и 16—20 ч. Стадия формирования скорлупы определялась расчетным путем, с учетом цикла яйцекладки, и уточнялась путем"пальпации, а иногда рентгенографии.

Во второй части эксперимента изучали особенности форми-: рования тонкой и толстой скорлупы янц. Для этого подопытные куры по показателям толщины и упругой деформации , (УД) скорлупы яиц были разбиты на 2 группы: несущие тон-; коскорлуиные яйца (УД=28—33 мкм) и несущие толстоскор-луппые яйца (УД= 16—20 мкм). Материал отбирался для исследования, как и в первой части эксперимента. . .

В соответствии с задачами опыта в плазме крови и маточной жидкости кур определяли pH (на рН-метре), содержание, кальция (с использованием реактива глиоксаль-бнс-{2-окси; анил]), фосфора (по Ивановскому), магния (с использованием ' реактива «магона»), активность щелочной фосфатазы (по Боданскому), содержание гексозамннов (по Roudie С., Morgan W„ 1955), сиаловой кислоты (по Warren L., 1959). . .

Образцы скорлупы, взятые для химического анализа, подвергались декальцинации с целью выделения органической матрицы. В последней определяли содержание гексозамннов "(но Elson L., Morgan \V„ 1933 в модификации Boas N. F.; ,1953), уроновой (по Bitter T„ Muir H, M., 1962) и сиаловой кислот (по Warren L., 1959 в модификации Frank F. R. et al., 1965), а в' неорганической части скорлупы — содержание кальция, фосфора и магния.

Контроль за качеством скорлупы и процессе эксперимента осуществляли путем определения толщины с помощью индикаторной головкн часового типа, измерения упругой деформации с помощью упругомера ПУД-1 (Царенко П. П., 1973), а также вычислением индекса прочности, т. е, веса скорлупы с оболочками'на единицу площади. Площадь скорлупы определяли по формуле Л=4,76- В».6^, где В — вес свежеснесенного яйца (Besch Е. L. et al, 1965). Маточную жидкость для исследования получали по методу, описанному' Гувером и Смитом (Hoover G. N;, Smith А. Н., 1958), в нашей модификации; '

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ . И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СКОРЛУПЫ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ

а. Физические свойства скорлупы разной степени кальцифнкации

Исследования скорлупы, полученной на разных стадиях кальцифнкации, показали, что по мере отложения скорлупного материала изменяются показатели, характеризующие ее прочность. Отложение последних 30—40% скорлупного материала или соответственно 50% общего палисадного слоя вызывает падение упругой деформации на 30% и увеличение веса скорлупы на единицу площади на 36%. Это означает, что по мере отложения-палисадного слоя прочность скорлупы возрастает.

Наши данные подтверждают мнение о том, что па прочность скорлупы в основном влияет толщина палисадного сдоя. Возможно, это обусловлено особенностями его структуры и химического состава.

б. Содержанке матрицы в скорлупе разной степени кальцифнкации

Под матрицей понимают общее органическое вещество скорлупы, без мембран и кутикулы, которое остается нерас-творенным после декальцинации.

В процентном отношении содержание матрицы в скорлупе яиц, полученных в период 60—70%-ной кальцифнкации, больше, чем в полностью сформированной скорлупе (табл. I). Это

Таблица 1

Состав органической части скорлупы разной степени к&льиификаини

Степень кальцифнкации <%) Содержание матрицы в скорлупе Гексозамнны Уроновая кислота Сиаловая кислота

% к сухой матрице Скорлупы

60— 70 2,07 ±0,12*** 2,79 ±0,07** 1,52 ±0,18* 0,68 ±0,03

90—100 1,47 ±0,03*** 3,24 ±0,12** 2,07+0,11* 0,74 ±0,04

* Разница достоверна при Р<0.05. ** Разница достоверна при Р<0,01. *** Разница достоверна при Р<0,001,

означает, что по'мере отложения скорлупного материала процентное содержание матрицы падает; иначе говоря, содержание матрицы уменьшается от внутреннего слоя к наружному.

в. Содержание гексозаминов, уроновой и сналовой кислот в скорлупе разной степени кальцификации

Показано, что во время отложения скорлупного материала матрица подвергается не только количественным, но н.качественным изменениям.'

Процентное содержание гексозаминов и уроновой кислоты в матрице полностью сформирован ной скорлупы выше, чем в матрице формирующейся скорлупы, тогда как содержание сп а лавой кислоты изменяется незначительно. Иначе говоря, по' мерс отложения скорлупного материала увеличивается содержание гексозаминов и уроновой кислоты (табл. 1).

Гексозамнны, уроиовая и сналовая кислоты являются структурными элементами кислых н нейтральных м у ко полисахаридов. Нарастание этих веществ, по-видимому, способствует улучшению процесса кальцификации в наружном слое скорлупы. . . ■

г. Содержание кальция, фосфора м магния в скорлупе разной степени кальцификации

В отличие от.органической матрицы, содержание неорганического компонента скорлупы достоверно возрастает (при Р<0,001) от внутреннего слоя к наружному. Концентрация-кальция, фосфора и магния в формирующейся скорлупе (60— 70% кальцификации) составляет 27,05; 0,06 и 0,38%, тогда как в полностью сформированной скорлупе — 36,01, 0,09 и 0,59% соответственно.

Соотношение магния и фосфора к кальцию возрастает по мере завершения минерализации. Это свидетельствует о возможном нигибирующем действии данных элементов на отложение кальция.

Изменение соотношения между элементами скорлупы говорит о том, что химический состав разных слоев скорлупы неодинаков, В процессе формирования меняется химически?! состав и матрицы, и неорганического компонента скорлупы.

Мнение о том, что во время формирования скорлупы соотношение между матрицей и минеральной фракцией постоянно, по-видимому, является несостоятельным. , - :

'¿.■ИЗМЕНЕНИЯ ХИЛШЧЕСКОГО СОСТАВА КРОВИ В РАЗНЫЕ ФАЗЫ ФОРМИРОВАНИЯ СКОРЛУПЫ

Во время формирования скорлупы строительный материал для нее извлекается скорлуповыми железами нз крови, когда матка находится в физиологически активном состоянии. Несомненно, что этот процесс приводит к изменениям биохимического состава крови. ,

После поступления яйца в матку величина рН крови незначительно возрастает и достигает 'максимального значения (7,57) на второй стадии; затем, по мере завершения процесса кальннфнкашш скорлупы, она падает до минимума (7,52).

Изменение рН кропи, согласно Снмкнесу и Даккеру ' ^¡ткчзз К., Риске г Н. А., 1970), происходит в результате расщепления воды внутри эпителия маточных желез о период кальнификацни скорлупы. Освобождающиеся ноны водорода поступают в кровь и снижают тем самым значение рН в ней.

Активность щелочной фосфатазы в крови, притекающей к матке, незначительно возрастает после поступления яйца в матку, достигает максимального значения на второй стадии кальцифнкацнн (11,73 ед.), затем достоверно падает до снесения яйца. По-видимому, это падение активности в период интенсивной кальцифнкацнн связано с нарастанием резорбции костной ткани п освобождением ионов кальция, необходимых для формирования скорлупы.

Уровень кальция в крови, притекающей к матке, на первой стадии кальцифнкацнн (0—6 ч) составляет 18,35 мг°/о; по мере нарастания кальцифнкацнн он падает до минимального значения (15,27 мг%), затем за 5 часов до снесения яйца резко возрастает до максимума (29,08 мг%).

Более наглядно о процессе извлечения кальция из крови во время формирования скорлупы можно судить при сравнении уровня кальция в кровн, притекающей к млтке и оттекающей от нес. Эта разница возрастает после поступления яйца в матку, достигает максимума на второй стадии кальнификацни (35,4%), затем резко падает до минимума (1а,7%) на третьей стадии. К концу процесса кальцифнкацнн она вновь возрастает, но незначительно. Эти изменения «арт ер но-венозной» разницы в уровне кальция соответствуют характеру процесса кальцификации, который сначала идет медленно, затем интенсивно, а к концу процесса — Солее равномерно. Аналогичная закономерность отмечена в работе Ходжеса (Нойсгез Я. О., 1970).

По мере нарастания процесса кальцифнкацнн уровень неорганического фосфора в крови, притекающей к матке, законо-6

мерно возрастает. На первой стадии кальцифнкацнн он составляет 5,64 мг%, в конце кальцнфнкацни —7,50 мг%: (+32%).

Большинство исследователей считают, что источником неорганического фосфора крови является костная ткань, которая резорбнруется во время образования скорлупы. Эта резорбция осуществляется под влиянием паратиреондного гормона, который одновременно действует на почки, усиливая экскрецию фосфора и тем самым понижая его уровень в крови. Не исключено участие в качестве донатора фосфатных ионов и фосфолипидов крови (Бауман В. К., 1965; U г istet al., 1959).

В период форм1фовання скорлупы уровень магния в крови, притекающей к матке и оттекающей от нес, увеличивается по мере нарастания кальинфикашш. На первой стадии этот уровень составляет 2,64 мг%, в конце формирования — 3,50 мг%'.

О регуляции обмена магния известно , мало. Возможно, в этом процессе также участвует паратнреондный гормон, под влиянием которого осуществляется резорбция костной ткани и происходит освобождение ионов кальция, фосфора и магния.

Полученные нами данные о динамике/ексоз аминов и сиало-вой кислоты в крови в период формирования скорлупы показывают, что содержание этих веществ в крови обычно падает, особенно в период интенсивной кальцифнкацнн.

Уровень гексозаминов в крови, притекающей к матке, возрастает в первые часы нахождения яйца в матке, достигает максимума на второй стадии (117 мг%) и снижается на последующих стадиях. -

В кровн, оттекающей от матки, в первые 15 часов наблюдаются аналогичные колебания, а в последующие 6 часов кальцифнкацнн уровень гексозаминов возрастает и достигает такового в крови, притекающей к матке (82 мг%). Большая «артерно-венозная» разница по содержанию гексозаминов в период интенсивной кальцификации свидетельствует об их удержании маточными железами в этот период.

Максимальное содержание сиаловой кислоты в крови отмечено на первой стадии кальцифнкацнн (29,23 мг%), минимальное— в конце этого процесса (17,81 мг%). Наибольшая «ар-терпо-веиозная» разница по данному показателю наблюдается также в период интенсивной кальцнфикацнп.

Интерпретировать изменения содержания этих веществ в кровн в связи с процессом формирования скорлупы затруднительно, так как синтез мукополнеахаридов матрицы скорлупы является сложным процессом. Однако в ходе этого процесса наблюдается интересная картина; падение «артерио-венозной» разницы по содержанию компонентов мукополнеахаридов к концу формирования скорлупы соответствует уменьшению содержания матрнцы в поверхностных слоях скорлупы.

Следовательно, можно предположить, что изменения содер-.

жания гексозамннов н сиаловок кислоты в крови связаны с синтезом мукополнсахарндов матрицы скорлупы. Эта зависимость представляется довольно важной для дальнейшего выяснения механизма формирования матрицы скорлупы,

3. ИЗМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА МАТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ В РАЗНЫЕ ФАЗЫ ФОРМИРОВАНИЯ СКОРЛУПЫ

Для более глубокого изучения процесса формирования скорлупы нами были проведены анализы маточной жидкости. Определены ее органический и минеральный состав, а также интенсивность секреции маточных желез {табл. 2),

Было отмечено падение уровня секреции маточных желез от стадии к стадии формирования скорлупы. Максимальное значение (4,93 мл за 20 мин) отмечено на первой стадии, минимальное (1 мл за 20 мин) —в конце кальннфнкацнн, перед снесением яйца.

Маточная жидкость имеет слабощелочную реакцию (рН от 7,60 до 7,95). Изменение величины рН маточной жидкости в щелочную сторону во время формирования скорлупы, по-вн-днмому, связано с поступлением в просвет матки ионов гидро-кенла, освобождающихся в результате расщепления воды внутри клеток. Можно предположить, что ионы гндроксила в дальнейшем, вместе с эквивалентным количеством двуокиси углерода, участвуют в процессе формирования карбонатных попов, необходимых для образования скорлупы.

Содержание кальция в маточной жидкости изменяется волнообразно. Минимальное значение (4,14 мг%) отмечено сразу после поступления яйца в матку, максимальное (6,35 мг%)—в конечной стадии кальцифнкации. В целом в процессе формирования скорлупы уровень кальция в маточной жидкости нарастает, что соответствует его распределению в толще скорлупы.

Уровень неорганического фосфора в маточной жидкости возрастает сразу после поступления яйца в матку, спустя 6— 10 часов достигает максимума (3 мг%), затем падает и достигает исходного значения п конце стадии кальцифнкации.- Возможно, что колебания содержания неорганического фосфора в маточной жидкости связаны с ингибирующнм действием этого элемента на формирование карбоната кальция.

Сопоставление динамики активности щелочной фосфатазы с динамикой уровня неорганического фосфора в маточной жидкости показывает, что колебания этих двух показателей носят аналогичный характер. Таким образом, подтверждается предположение Снмкисса (¿¡т^в К„ 1964) о возможном участии фермента щелочной фосфатазы в процессе расщепления 8

Таблица 2

Динамика некоторых биохимических показателей маточной жидкости во время формирования скорлупы (Л1±ш)

Ста-■ дня: •;рн Щелочная фосфагаза (ед, Бодан-ского) Кальций, мг% Фосфор, мг% Магний, МГ%' Гсксозамшш, мг% Си аловая кислота, МГ%

I 7,64 ±0,02 1,48±0,21** 4,14+0,66. 2.31+0,46 2,68 ±0,36 37,54 ±0,45*** 7,52 ±0,37*

И 7,60 ±0,02*'* 2,81 ±0,43** 6,21 ±1,02 3,00+0,38 2,82+0,32*** 28,74 ±0,56*** 6,32 ±0,2 7*

III 7,75 ±0,01*" 1,41 ±0,02** 5,79 ±0,85 2,27+0.41 14,05±0,31"* 30,4 ¡±0,76*** 7,71 ±а45*

IV 7,95±0,ОЗ*** 1,61 ±0,03" 6,35 ±6,57 1,95+0,43 15,70 ±0,30 43,91±0,57*** 8,15±0,26

* Различия достоверны при Р<0,05. ** Различия достоверны при Р<0,01. *•♦ Различия достоверны при Р<0,01.

<в

комплексного соединения фосфора — ингибитора кристаллизации в период формирования скорлупы.

Представляет большой интерес тот факт, что во время формирования скорлупы уровень магния в маточной жидкости интенсивно нарастает. В конечной стадии он в 5—6 раз больше, чем в первый период, т. е. после поступления яйца в матку.

Можно предположить, что резкое увеличение магния в маточной жидкости во время формирования скорлупы является результатом освобождения внутриклеточного магния в просвет матки, вместе с секретом маточных желез. Не исключено, что резкое увеличение содержания магния в маточной жидкости а период интенсивной кальцифнкацни способствует образованию поверхностного мелкокристаллического слоя, в результате чего происходит отслоение скорлупы от стенок матки.

Содержание гексозамннов в маточной жидкости в период кальцифнкации скорлупы колеблется в пределах от 28 мг% (на второй стадии) до 4-1 мг% {на IV стадии).

Высокая концентрация гексозамннов в маточной жидкости на первой стадии кальцифнкацни, возможно, связана с их накоплением в сосочках скорлупы. Согласно данным литературы (Cooke D. Н., Bafch S, Д., 1970), около 20% органического состава сосочков представляют собой углеводы, половина которых приходится на долю гексозамннов.

Содержание сналовой кислоты, как н гексозамннов, падает в период 6—10 часов нахождения яйца в матке, затем постепенно возрастает до снесения яйца. Минимальное значение составляет 6,32 мг%, максимальное — 8,15 мг%.

Большое количество сналовой кислоты накапливается в сосочках скорлупы в составе нейтральных м у ко полиса ха р ffдоз (Cooke D. Н., Baclh S. А., 1970). С этим, по-видимому, связана высокая ее концентрация в маточной жидкости в первый период кальцнфикацин. В целом уровень сиаловои кислоты в ма--точной жидкости по время формирования скорлупы.колеблется слабо.

4. ХИМИЧЕСКИИ СОСТАВ ТОНКОЙ И ТОЛСТОЙ СКОРЛУПЫ ЯИЦ

Традиционным» показателями качества скорлупы служат ее толщина и удельный вес яйца. Однако нз литературы известно, что иногда обнаруживается скорлупа с одинаковой толщиной, но с разной прочностью. В последнее время наиболее объективным показателем качества скорлупы наряду с упругой деформацией считают вес скорлупы на единицу площади.

Результаты наших измерений показывают, что скорлупа яиц, взятых для анализа, была нормальной, т. е. более толстая 10

скорлупа имела более низкий показатель упругой деформации и больший пес на единицу площади. При толщине 350 мкм вес скорлупы на единицу площади (см2) составлял 76 мг, при толщине 275 мкм — 60 мг. Иначе говоря, на единицу площади толстая скорлупа имела больше массы, чем тонкая.

Для анализа содержания органических веществ скорлупа была подвергнута декалышнасиш с целью выделения матрицы. Оказалось, что в процентном отношении тонкая скорлупа содержит больше матрицы, чем толстая, а в расчете на единицу . площади наоборот. В среднем содержание матрицы в тонкой скорлупе составляет 2,06%, в толстой— 1,59%, а в расчете на единицу площади (сма) соответственно 1,12 и 1,29 мг. Этот факт имеет важное значенне для выяснения компактности, или плотности, матрицы, так как, по мнению Мадера и др, (Mather F. В. et aJ, 1962), отложение кристаллов кальцита во многом зависит от микроструктуры матрицы.

I. Содержание кальция, фосфора и млпшя в тонкой и толстой скорлупе

- По содержанию кальция тонкая скорлупа почти не отличается от толстой (32,99% и 33,08% соответственно). Однако в пересчете на единицу площади (мг/см2) толстая скорлупа содержит больше кальция, чем тонкая (табл. 3). В связи с этим вес кальция на единицу площади можно использовать

Таблица 3 Химический состав тонкой и толстой скорлупы (М±т)

■ Показатели Единица измерения Тонкая Тол стоя Разница

Кальций в % к сухому весу скорлупы 32,93 ±0,88 33,08 ±0,64 ■ —0.09

мг/с.ч5 скорлупы 20,52^0,64 26,10±0,92 —3,58* ••

Магний в % к сухому весу скорлупы 0.647С±0,0166 0.4823 s: 0.020 J +0,1647"

мг/см2 скорлупы а,40-18±0,0110 0.4016±0.0I21 +0.0002

Фосфор в % к сухому весу скорлупы 10,0833^0.0029 0,0994 ± 0,0070 —0,0161*

я г/см3 1 скорлупы 10,0520 ±0,0014 0,0757 ±0,0038 —0,0237*4 *

* Достоверно при Р<0,05. ** Достоверно при Р<0,01. '

*** Достоверно при Р<0,01.

в эксперименте как показатель, характеризующий качество скорлупы. Наши данные по содержанию кальция в скорлупе согласуются с данными Раденко (1975), полученными и а. кафедре ранее, ' - .■. ■."?.'. . ; : Толстая скорлупа отличается от тонкой ло содержанию .неорганического фосфора.-Как'в;пронеитах, так н в миллиграммах на'единнцу площади содержание неорганического фосфора' в толстой скорлупе больше, чем в тонкой.. : _

В отличне от кальция и фосфора, .содержание магния*в тонкой скорлупе (в'%) больше, чем в толстой. Эти данные косвенно подтверждают мнение Китано (по Simkiss К-, 1964) и Снм-кисса^ (Simkiss К., 1964) об ингнбнрукицем действии-магния на процесс кальцификацни скорлупы. 4С

2. Содержание гексозамннов, уроновой н си ал о вой кислот.' в матрице тонкой и толстой скорлупы

Данные, приведенные в таблице 4, показывают, что матрица толстой скорлупы содержит в своем составе больше гексозамннов и сиаловой кислоты по сравнению с матрицей тонкой скорлупы. Содержание уроновой кислоты в тонкой и толстой скор- лупе почти одинаково. -" ц .. - Более высокое содержание гексозамннов в матрице толстой скорлупы, по-видимому, вызвано тем, что толстая : скорлупа

Таблица 4

Биохимический состав матрицы тонкой и толстой скорлупыииц (Mim)

, Пока-•за тел] I Единица измерения Тонкая Толстая :. Разность^

Гексоза-^ мини в % к сухой матрица 2,63 ±0.07 2.86 ±0.09 I —0,23*,

мг/см! - скорлупы. 0,0281^0.0011 0,0346 ±0,0011 I —1X0065*** "

Уроновая ■? кислота в % к сухой матрице 3,1929±0,0254 13,2003 ±0.0356 —0,0074 :•-

мг/см2 ; скорлупы ' 0,0362 ±0,0021 L,0392 ±0.0008 - —0,0030 л •

Снадовая - кислота в % к сухой матрице 0,7537±0.0340 |о.9П7±0,0347 -' у. —0,1570** .■:

мг/см5 ■ скорлупы [0,0079±0,0003 (0,0113 ±0,0006 —0,0034*** i :.;

: * Достоверно при Р<0,05. ** Достоверно при Р <i>,01. *** Достоверно при Р<0,01,

содержит больше сосочков, чем тонкая (Simons Р. С. М,, 1971).

Известно, что сиалопая кислота способна формировать комплексное соединение с новом кальция. Исходя из того, что матрица толстой скорлупы содержит больше сияловой кислоты, чем тонкой, можно предположить, что процесс связывания кальция нрн формировании толстой скорлупы идет более интенсивно, чем при формировании топкой.

Таким образом, толстоскорлупные н тонкоскорлупные яйца, полученные от генетически однородной группы кур, имеют различия в химическом составе скорлупы. В процентном отношении толстая скорлупа содержит меньше органического материала. Качественно матрица толстой скорлупы также отличается от матрицы тонкой скорлупы: первая имеет в своем составе больше гексозамииов и сналовой кислоты, — компонентов мукополнеахарндов, способствующих связыванию кальция. Толстая скорлупа содержит больше фосфора и меньше магния.

5. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКОЙ И ТОЛСТОЙ СКОРЛУПЫ ЯИЦ

В плане изучения причин формирования тонко- и толсто-скорлупных яиц памп проведен сравнительный анализ скор-„ луны, крови и маточной жидкости, полученных- на разных стадиях кальцификации от кур, несущих тонкоскорлупные (I группа) н толстоскорлупные (И группа) яйца.

Установлено, что уже на стадии 60—70%-ной калышфн-кацни наблюдаются некоторые различия в показателях, характеризующих качество скорлупы, однако эти различия не очень заметны. По мере нарастания процесса кальцификации увеличиваются псе показатели качества скорлупы в обеих группах, однако в разной степени. В I группе увеличение толщины н плотности скорлупы на 29% понижает упругую деформацию на 22%, а во II группе такое же увеличение толщины и плотности понижает упругую деформацию на 40%.

Следовательно, формирование тонкой и толстой скорлупы заметно отличается друг от друга при отложении наружного — палисадного слоя. Отложение одинакового (в относительном измерении) палисадного слоя у кур II группы понижает упругую деформацию почти в два раза больше, чем у кур I группы.

Как известно, прочность скорлупы во многом определяется микроструктурой (Simons Р. С. М., 1971) и толщиной палисадного слоя (Meyer R. et. al,, 1973). Несомненно, что, помимо этого, она определяется и химическим составом этого слоя.

Органическая часть скорлупы. На стадии 60—70%-но»

кальцнфнкации содержание матрицы в скорлупе - яиц ."кур обеих групп 'почти .одинаково: в I группе — 2,08%, во II— '2,05%. Однако на стадии' 90— 100%-ной кальцификацни уже наблюдается четкая разница. Содержание матрицы в скорлупе янц кур I труппы становится достоверно (Р<0,01) выше, чем"в скорлупе яиц'кур II группы. * .' - '

■ Результаты анализов химического состава матрицы скор-лупьгянц кур I и II групп показывают, что в период 60—70%-ной кальцнфнкации состав матрицы тонкой скорлупы- "почти, не отличается от состава матрицы толстой- скорлупы, за^ исключением содержания сиаловой кислоты (табл. 5)'.": - : ■ .

. С "' - Таблица 5

• Химический состав матрицы тонкой и толстой скорлупы на разных стадиях кальцификацни в % к сухой матрице

- Биохимические " показатели

I группа

II группа

Разница

60—70% кальцификацни

Гексозамшш -Уроноаая кислота Сналовая кислота

Гексозампны Уроноаая кислота .Сналовая кислота

2,8151 ±0,0022 1,5196+ 0,1560 0,6333 ±0,0333

2,7460+0,1813 \ 1,5213±0,2241 0,73333^0,00<Х>

+0,0691; "—0,0017 —0,1000*

90—100% кальинфикании

2,9691±0,12Э5 2,0СОО±О,1135 0,6866± 0,0466

3,4114±0,2073 ; 2,1667+0,1135 . 0,8690+0,0364

—СК4423-' —0,1067 —0,1833*

* Разница достоверна при Р<0,05.

Примечание, Разница между показателями в пределах одной . группы в большинстве -случаев достоверна (при Р<0,05); за исключе-. ние.ч содержания гексозаминов и сиалопон кислоты в 1 группе. "■:"-'

: По мере отложения наружного слоя скорлупы содержание гексозаминов, уроновой и сиаловой кислот в матрице скорлупы янц кур обеих групп увеличивается. При этом увеличение содержания гексозаминов;и сиаловой кислоты более выраже-" но у кур II группы. :

1 По-видимому, эти различия 'в химическом составе матрицы тонкой и толстой скорлупы влияют на отложение неорганической части скорлупы. V _ ■.' ■■' ;;; .г

Неорганическая часть скорлупы. В период 60—70%-ной кальцификацни содержание кальция в скорлупе янц/ кур .,11 группы выше, чем в скорлупе яиц кур I группы. Возможно, что это обусловлено лучшей связывающей способностью

матрицы внутреннего слоя скорлупы яиц кур 11 группы (сна-ловая кнелота).

Содержание магния в скорлупе яиц кур обеих групп увеличивается но мере нарастания процесса кальцнфикации. Отмечено, что на обеих стадиях кальцификаннн содержание магния в скорлупе яиц кур I группы достоверно выше, чем в скорлупе янц кур II группы. В отложении неорганического фосфора наблюдается обратная тенденция.

, Кровь. При сравнении химического состава крови, взятой от кур, несущих тонко- и толстое ко рлупные яйца, не установлено существенных различий по динамике показателей рН, уровня гексозаминов и опаловой кислоты.

Различия в динамике щелочной фосфатазы, кальция, фосфора и магния свидетельствуют о более ранней и интенсивной мобилизации костного кальция и извлечении его из крови ма-, точными железами у кур, несущих толстоскорлупиые яйца.

Маточная жидкость. Активность секреции маточных желез у кур разных групп неодинакова, У кур II группы максимальная секреция (6,27 мл за 20 мин наблюдалась сразу после поступления яйца в матку, а у кур I группы (4,20 мл за 20 мин)—спустя 6 часов. В дальнейшем у той и другой групп количество маточной жидкости постоянно падало, с минимумом (I мл за 20 мин) непосредственно перед снесением яйца. По-видимому, такая разница в интенсивности секреции маточных желез является одной из причин неодинаковой . интенсивности кальцнфикации скорлупы у кур разных групп. Возможно, что активный процесс кальцнфикации скорлупы у кур II группы наступает раньше, чем у кур 1 группы.

Следует отметить, что при аналогичной динамике в обеих группах уровень кальция в маточной жидкости кур II группы на всех исследованных стадиях был пище, чем у кур 1 группы. Не исключено, что это является одной нз причин образования толсто- и тонкоскорлупных яиц.

Накопление магния в маточной жидкости в период формирования. скорлупы наблюдается у кур обеих групп, однако с некоторыми отличиями.

У кур I группы содержание магния падает с момента поступления яйца в матку, затем (спустя 10—15 ч) резко возрастает до максимального значения и к концу кальцнфикации снова несколько падает. У кур же I группы оно возрастает от стадии к стадии н достигает максимального значения непосредственно перед снесением яйца.

В динамике показателей рН, щелочной фосфатазы, неорганического фосфора и гексозаминов в маточной жидкости кур1 обеих групп существенных различий установить не удалось. В отличие от кур I группы, содержание сналовой кислоты в маточной жидкости кур II группы возрастало от стадии

к ¿тадни. Это соответствует- повышенному отло&енню сиалб-вой, кислоты в матрице скорлупы вг процессе кальцифнкацин у кур, несущих толстоскорлупные яйца. . ■' ■;.:-'-■■ ^ ' *

; 1 Выводы

1. В опытах на двух группах кур-несушек породы белый леггорн кросс 288, несущих толсто- и тонкоскорлупные'яйца, исследован химический, состав скорлупы, маточной жидкости и'-'крови на разных стадиях формирования у скорлупы ,(1—6., 7—10, 11—15, 16-—20 часов; нахождения ийца в матке).

■ '2, Установлено, что между показателями упругой деформации и толщиной скорлупы существует обратная'зависни ■мость. Она нроявляется.при сравнении полностью сформнро-■ ванных, снесенных курами яиц, а также яиц, извлеченных из яйцевода на разных стадиях формирования. ' ^ > - -

,■'.'..-, Скорлупа яиц, извлеченных на стадии формирования - ла-; лисадного слоя (II —12 часов нахождения яйца в.-матке)',; имеет более .высокий показатель упругой деформации (на 30—35%) и соответственно более низкую плотность'(мг/см2); ¿' сравнении с полностью сформированными яйцами: Это свидетельствует, о том,'что прочность' скорлупы зависит, главным £ образом от толщины палисадного слоя. '■■■'•■

3, В поверхностных слоях скорлупы возрастает, процент-; ное содержание кальция, магния и фосфора. ■ : ..:"'■■-' .."Г ; : В'отличие от кальция, процентное содержание органической матрицы в скорлупе по; мере роста палисадного' слоя., уменьшается, в связи с чем отношение неорганической фрак-циискорлупы к органической возрастает от внутренних слоев скорлупы к наружным:'.Иначе.говоря, степень минерализации:' скорлупы увеличивается но мере ее отложения. - ■■:'- -

4, Характер отложения неорганического; ' компонента скорлупы, по-видимому,'-"зависит от состава, органического , матрикса, в частности его углеводной, фракции. Процентное* содержание гексозамннов, уроновой н сиаловой кислот'в, матрице поверхностно : расположенных слоев* скорлупы'достоверно более высокое.'; ' - ;-: ; ; ■ - : ■ • : ; ..'_

5, Интенсивность секреции маточной жидкости/(мл/мин) ' снижается по стадиям формирования' скорлупы.; Изменяется и химический состав маточной жидкости:". -,"':* "':;;> :-'' ;; а) показатели рН возрастают от стадии к стадии;

\ б) концентрация кальция наиболее низка в начальный период нахождения яйца в матке, а затем устанавливается на относительно постоянном уровне (—7,5 мг%);.уровень неор'-; ганического фосфора и -щелочной фосфатазы.снижается к'кон-цу периода формирования; ■ .. ;. - ■: ■■ ■

в), содержание магния, наоборот, резко возрастает;в;копцеГ.

1б " ' ' "■■ \ " ;'■':.;■ . г -.;

Минерализации, что, возможно, способствует образованию но-верхностного . мелкокристаллического слоя скорлупы к ее отслоению от стенок матки;

"г) к концу периода минерализации возрастает уровень гексозаминов и сиаловой кислоты, что соответствует повышенному содержанию этих компонентов п матрице скорлупы.

6. Во время формирования скорлупы изменяется химический состав крови, притекающей к матке и оттекающей от нее:

а) рН крови, притекающей к матке и оттекающей от нее, изменяется волнообразно, с максимумом через 6—7 часов после поступления яйца в матку; «артерио-венозная разница» наибольшая через 1]—12 часов, а к концу кзльцифи'кацнн падает;

б) уровень кальция в крови снижается во время интенсив-нон минерализации скорлупы (11—15 часов) и возрастает на поздней стадии формирования; «артерио-венозная разница» по кальцию составляет 18—35%;

в) уровень щелочной фосфатазы в крови возрастает в первые 5—6 часов кальцифнкации, затем резко падает, вплоть до момента снесения яйца; эти колебания обусловлены, видимо, соотношением процессов образования и разрушения костной ткани; повышение уровня неорганического фосфора в крови в период формирования скорлупы свидетельствует о преобладании процессов остеолнза;

г) «артерио-венозная разница» в содержании гексоэами-нов в период интенсивного формирования скорлупы соответствует высокому уровню гексозаминов в матрице наружных слоев скорлупы.

7. Толстоскорлупные' (в среднем 350 мкм) и тонкоскорлуп-ные (в среднем 275 мкм) яйца, полученные от генетически однородной группы кур, имеют различия в химическом составе скорлупы. Толстая скорлупа содержит (в %) несколько меньше органического материала (матрицы) в сухом веществе, Однако эта матрица имеет в своем составе больше гексозаминов и сиаловой кислот и, яляющихся компонентами мукополнеахарндов, способствующих связыванию и отложению кальция. Толстая скорлупа содержит больше фосфора н меньше магния в сравнении с тонкой.

8. Биохимические изменения в крови и маточной жидкости кур, несущих толстоскорлупные и тонкоекорлушше яйца, в период формировании скорлупы носят в целом аналогичный характер. Однако у толстоскорлупных кур достоверно выше уровень кальция в крови и маточной жидкости и неорганического фосфора в крови, более резко выражена тенденция нарастания уровня гексозаминов и сиаловой кислоты в маточной жидкости.

; 9Р ез у л ьт а ты' х н м и чес ко го ■ а и ал из а; кров н, маточнок'яшД-Я; у ; кости, и с ко р л у п ы и а р а з и ы х гст а д и ях с ко р л у п оо бр а з о в а и и я п о - / 1

зволяют заключить, что начальные стадпнформировання-тол-' "стой и тонкой скорлупы (образование сосочкового слоя) чпро- • ^исходят,-по-видимому, одинаково. Различия в химическом; СО:; . 'Уставе.'проявляются :в основном-' при формировании верхней V части :палнсадного слоя.' Это согласуется с морфологическими данными, ранее полученным и ;в нашей лаборатории.:^.-""

РЕКОМЕНДАЦИИ 1 , ^

. 4 ;; £;. 1 'Г; Э к"с п е р и м е нт а л ьиы енссл едо в а пи я подтверждают,-^пред-^'положение о различиях в химическом составе скорлупььяиц ;,-;» ,' и маточной жидкости у кур, несущих тонко- н толстоскорлуп-,"',;; . нце яйца. Это ставит задачу;дальнейшего изучения",бнохйми--;^ »Л ческих механизмов, определяющих уровень секреции и состав /"„ секрета маточных желез;- а>также факторов," способствующих; -;:' ' "-'прекращению минерализации скорлупы. ..

Г; 2. .'^Подтверждена' целесообразность 'использования -показа::: телей: упругой деформации-скорлупы я и ц"с * цел ь ю ,оп ре д ел е-/.- ' гг,ния;ее качества в экспериментальных и производственных ^ условиях. . . . ' -л "-;.*".'' '.

3; Использованные в работе экспресс-методы определения--"*^ кальция и магния'(в крови, маточной жидкости и,скорлупе) - .л : т-с помощью реактивов глнокса'ль-бпс- (2-оКсианил) и 1-(2-окси-л:^ -.Газо)-2-нафтол-2-(2,4-диметнл)-карбоксанилида (магона)*(про: ¿г .изводство ЧССР) могут быть . рекомендованы-, для широкой ■"^.-'лабораторной практики." л.;;.-' .

- Л'/*:Л ;. Список опубликованных работ по материалам*-г

- ■ 1 ■ диссертации; •• -■ -г^-т:-

^ ; 1:' Содержание нальш!я и магния в скорлупе яиц в зави—^ ■

- , 'си мости от ее толщины/Доклады ТСХА, вып. 210,1975. .

<; 2: Содержание и распределение кальция, магния; ¿1„азота >> ■"-"'в"'слоях толстой н тонкой скорлупы. Доклады ТСХА; вып,-220, • 1976: ■..;". '■■ ; -

Ч .3; /Биохимические показатели: крови и маточ1Юй; жидкости■ -у': кур в зависимости от стадии. формирования" скорлупы "(в печати). '" '■- ;' : ." "' - - ..

Объем!'Л п, л.

Заказ 2217.

Тираж 100

"Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 125006, Москва А-8, Тимирязевская ул., 44