Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ И СТРУКТУРЫ СКОРЛУПЫ КУРИНЫХ ЯИЦ

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ И СТРУКТУРЫ СКОРЛУПЫ КУРИНЫХ ЯИЦ"

чі

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

¿- «5 030

Иа правах рукописи Вера Николаевна РАДЕНКО

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ И СТРУКТУРЫ СКОРЛУПЫ КУРИНЫХ ЯИЦ

(Специальность 03.00.13 — физиология с.-х. животных)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Диссертационная, «работа выполнена на кафедре физиологии я «биохимии с.-х. животных Московской орщена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени 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. М. Селянский.

Ведущее ¡предприятие — Всесоюзный »научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания с.-х. животных. _

Автореферат разослан * Ь » 1975 г.

Защита диссертации состоится « С? » М1^^ 1975 г. в I 3> час. на заседании Совета зоотехнического факультета ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА (Ю-й корггус).

Просим Вас принять личное участие в работе указанного Совета или шрислать письменный отзыв поданному автореферату по адресу: 125008, Москва А-8, ул. Тимирязевская, 47. корпус 8. Ученый Совет ТСХА.

Отзывы, заверенные печатью, просьба направлять в дву.ч экземплярах.

Ученый секретарь Совета академии О—_

Ф. А. Девочкнн.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования ■■ и цель диссертационной работы. Важная роль в деле увеличения производства животноводческой п р олуши и яр и н аял е ж нт птицеводству, призванному обеопечнть постоянно-растущие ; потребности населения в'наиболее ценных продуктах питания — яйце и птичьем мясе. В настоящее время, в связи с переводом птицеводства на промышленную основу, остро встала "Проблема снижения боя яиц, который (в 'птицеводческих хозяйствах нередко достигает больших размеров и наносит серьезный экономический ущерб.-

Решение этой проблемы- должно- осуществляться двумя путями:

1 —совершенствованием технологии содержания птицы-и обработки яиц;

2'— повышением качества^ скорлупы яиц.

Второе направление -связано с рядом затруднений, поскольку: а) недостаточно изучены пределы прочности скорлупы и б) толщина скорлупы у высокопродуктивных несушек, по-видимому, отрицательно коррелирует с интенсивностью яйцекладки.

Для успешного решения вопроса, повышения прочности скорлупы необходимы совместные усилия* генетиков, биохимиков, физиологов и специалистов, в области кормления. Однако прежде всего для этого нужны точные сведения.о структуре.(в том, числе ультраструктуре) ■ и физнолого-биохнмиче-скнх механизмах образования скорлупы яйца. К сожалению, в нашей стране работы подобного рода весьма немногочисленны (В. К. Бауман; 1959, 1965; В. И.. Георгиевский, 1963; И; С, Шпиц, .1967; С. И. Боголюбский, П. П. Царенко, 1974. А. К. Данилова, И. С- Шпиц, 1974, Т. М. Околелова, 1974) , да и те посвящены изучению отдельных частных-вопросов (химический состав скорлупы, использование: ее эмбрионом, связь между толщиной скорлупы и выводимостью и лр.}. Между тем наибольший эфгфект можно ожидать при одновременном использовании в эксперименте морфологических, физиологических 1) биохимических методов исследования.

В задачу нашей работы входило: 1)- исследовать структуру -и- ул утр а структуру подскорлупных оболочек и скорлупы на : разных (стадиях ее формирования;

2) изучить зависимость между толщиной скорлупы и ее

структурой, а также содержанием в ней органических и неорганических веществ;

3) изучить динамику некоторых биохимических показателей (уровень кальция, активность щелочной фасфатазы, величины рН) в артериальной и венозной крови матки на разных стадиях формирования скорлупы.

Настоящая работа является, частью комплексной темы «Ультраструктура и механизм формирования скорлупы птичьих яиц», над которой работает группа сотрудников кафедры физиологии и биохимии сельскохозяйственных. животных ТСХА под руководством профессора В. И. Георгиевского.

Новизна исследования. Впервые проведено комплексное-морфобиох им ичес к о е исследование скорлупы в «зависимости от ее ТОЛЩИНЫ.

С использованием 'методов рентгеноскопии и оканнирующей электронной MНКрООКОПИИ изучен (Процесс формирования-скорлупы в-яйцеводе'кур-неаушек.. ■

Практическая значимость; В целом работа носит теоретический характер. Однако полученные результаты могут служить предпосылкой для рекомендаций <&■ производство по. улучшению качества скорлупы куриных яиц. •

Апробация. Основное содержание диссертации докладывалось на ежегодной научной конференции зоотехнического факультета ТСХА в '1973 г.; на заседании .Московского физиологического общества (секция , физиологии с.-х. животных) в 1974 г.; на заседании кафедры физиологии и- биохимии с.-х. животных ТСХА в 197-1 г.

Основные положения диссертации опубликованы в сборниках «Доклады ТСХА», 1973, 1975 г. и «Передовой научно-про-иэшдственный опыт в.птниевод.ст*ве», 1974 г. Всего по теме имеется три (публикации.

Объем,работы. Диссертационная работа состоит из- введения, обзора литературы, -материала и-методики исследований, результатов исследования, обсуждениях результатов, выводов и списка цитированной . литературы. Материал; изложен на 129 страницах машинописного текста, содержит И таблиц и . 22 рисунка.- Список литературы ■ включает. 311. работ, вт том-числе 265 иностранных источников.

МАТЕР И АЛ И МЕТОД И КА ИССЛ ЕД ОВА НИИ

1. Условия проведения- опытов, материал исследования.-Объектом исследования служили 'куры-несушки породы белый-леггорн, выращенные в виварни кафедры физиологии и биохимии с.-х. животных ТСХА. Всего в эксперименте было исооль-зовано 125 голов. Опыты проводили в, период- с января по. аш1уст 1973 года. ■ .

Условия содержания были для всех кур одинаковыми, кормление осуществляли согласно норм ВННТИП и кафе/к ры щтицеводства ТСХА (1967).

Контроль за качеством скорлупы осуществляли: 1 —определением удельного веса яиц методом -солевых растворов; 2 — измерением толщины скорлупы индикаторной головкой часового типа с точностью до 10 wk; 3 — вычислением индекса прочности по методу, предложенному Тайлером и Гиком (Tyler С., Geake F. Н„ 1961), где индекс прочности равен часгном-у от деления веса сухой скорлупы с оболочками на площадь скорлупы. Площадь скорлупы определяли по формуле: 76 ■ в°-65а (Besch Е. L. et al., 1968), где в — вес све-жеснесенного яйца. ,

Стадию формирования скорлупы определяли . расчетным путем с учетом цикла- яйцекладки, а уточняли путем пальпации и рентгеноскопии.

В качестве контрольной, «притекающей» -к матке крови исследовали кровь из под крыл ьцовой вены, так как работы Хансекера и Старки (Hunsaker W. G., Sturkie P. D„ 1961) и наши предварительные исследования локазали, что она по изучаемым показателям не отличается от артериальной. Кровь, оттекающую от матки, получали в остром опыте по методу, предложенному Хан сек ер ом и Старки (Hunsaker W. G., Sturkie, Р D. 19&1).

2. Биохимические методы исследований. Общий кальций в плазме крови определяли методом Де Ваарда, активность щелочной фосфатазы—'микрометодом по Покровскому и Щербаковой (1969) и pH цельной крови — потенциометри-чески.

В скорлупе общий азот определяли по микро-Кьельдалю (навеска 100 мг); кальций — комплексометрическим методом; уроновые кислоты — карбозоловым методом по Бнттеру и Мюиру (Bitter Т., Muir Н. М„ 1962).

3. Морфологические н рентгеноскопический методы исследования. Определение толщины -подскорлупных оболочек проводили под микроскопом на срезах, полученных на замораживающем микротоме.

Приготовление тотальных препаратов лодскорлулных оболочек и исследования с помощью светового микроскопа проводили по общепринятым методикам (Ромене, 1954).

При изготовлении поперечных срезов скорлупу фиксировали в 10%-ном нейтральном формалине. Кусочки скорлупы размером 1X1 см промывали в проточной воде, обезвоживали спиртами возрастающей концентрации. Затем образцы скорлупы погружали в смесь мономеров синтетических смол малой вязкости для насыщения н полимеризации по методике, разработанной.Куликовой Н. Г. (1969). После этого дела-

з

ли поперечные срезы кальцинированной скорлупы н производили их шлифовку. Шлифы кальцинированной скорлупы: исследововали в светооптическом микроскопе МБИ-6 и поляризационном микроскопе МИН-8.

Для скашшрующей электронной микроскопии кусочки скорлупы предварительно фиксировали в 10%-ном.нейтраль-ном формалине, затем промывали водой, и обезвоживали этанолом возрастающей концентрации. Далее пробы скорлупы, монтировали на столике диаметром. Кем и напыляли золотом в вакуумной камере. После чего производили просмотр прела* ратов и их фотографирование

Рентгеноскопию формирующейся скорлупы производили, прижизненно. Съемку осуществляли без применения, усиливающих экранов с помощью ¡переносного * рентгеновского аппарата РУ-760. Режим съемки: 60—70 кУ,"8—12 та, экспозиция — 3 секунды. Полученные данные обработаны биометрически (Овсянников А. И., 1966).

III: РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ И ИХ> ОБСУЖДЕНИЕ

1. Морфологические и-биохимические показатели-скорлупы ^ в зависимости от се толщины

а) Структура скорлупы.

Исследования поперечных -срезов кальцифицированной скорлупы показали, что она имеет высокоупорядочснную структуру 1ПО всей толщине. В пей можно различить три основных структурных компонента:- 1—иодскорлупные оболочки; 2— собственно скорлупу; "3—кутикул у. Кроме того собственно скорлупа 'структурно 'делится на два слоя: слой кспгусов и па--лисадиый слой, Конусный слой'образован..выступам». (сосочками), каждый ю которых состоит из более темного центрального ядра и'периферической'части, .'Вокруг ядра сосочка и на границе .между конусным и палисадным слоями расположены области с меньшей оптической плотностью. Конусный слой переходит в 'л ал жадный -в ряде мест без достаточно четкой границы. При толщине скорлупы 400—420 мк толщина палисадного слоя равна. 270—280 лгк, а конусного—120—140 мк.' Таким образом, палисадный слой составляет, примерно 2/3 толщины скорлупы,"он имеет более плотную текстуру, по сравнению с сосочковым-слоем. Однако структура '.палисадного слоя также неоднородна. В толще его расположены более светлые

* Подготовка преларатоо и их просмотр осуществлялись пол руководством канд. биол. наук, ст. науч. сотр. ЗаСлоцхой К. С.

!■ ■ 1

ü&jma trsepmeÜKE і-в к ю-іі ч. ■ Л-íJ ч.' i9-2Q к. Ф&мм?

н-— В Xtamkt ——-H ^слни»

. pH ШВ1І US у.ВШШЯ и V, UTHlNflE НА ІАЗШЛ СЩШ ФОРМИРОВАНИЯ SUUA.

зоны, которые наиболее многочисленны в верхней части палисадного слоя. В связи с этим верхняя часть палисадного слоя выглядит менее компактной по сравнению,с зоной, граничащей с сосочковым слоем. Верхняя граница палисадного слоя неровная, так как колонны заканчиваются на разной высоте. Она в ыравнена. дополнительным отложением кристаллов кальцита, что позволяет выделить этот слой, как поверхностный кристаллический. На поперечном «срезе скорлупы этот слой выглядит почти прозрачным. Сверху кристаллический слоГгпо-крыт 'кутикулой, имеющей неодинаковую толщшгу в разных местах и заполняющей все неровности на скорлупе.

Через определенные интервалы перпендикулярно поверхности -скорлупы располагаются поры, которые имеют устье, расположенное в треугольном пространстве между сосочками и канал, идущий через всю гголщу скорлупы и заканчивающийся 'под кутикулой.

Сосочки конусного слоя частично погружены в под скор лунные оболочки.-обеспе-чивйя тем самым (прочную взаимосвязь скорлупы с-мембранами-

Исследование кристаллической структуры скорлупы методом поляризационной микроскопии, доказало, что она -состоит из крупных монолитных >колонн, расположенных перпендикулярно ее поверхности. Каждая колонна'начинается сгт верхушки сосочка и ■постепенно расширяется по направлению к поверхности -скорлупы. Некоторые из колонн 'сливаются, между другими четко вияна.граница. Наличие характерной картины при просмотре в 'поляризованном свете позволяет сделать заключение, что отдельным» структурными элементами скорлупы являются не монокристаллы кальцита, а их агрегаты.

Органическая матрица скорлупы после удаления минеральных веществ представляет собой тонкую, очень нежную, легко разрушающуюся слизеподобную пленку. Не поверхность при рассмотрешш в скаштрующем электронном микроскопе имеет очень своеобразный микрорельеф, наводящий.на мысль о том, что она ® свою очередь состоит из регулярно расположенных тончайших 'пленочек, сжавшихся во время деминерализации. Эти пленочки .являются, вероятно,'прослойками между агрегатами кристаллов кальцита. Вся матрица пронизана углублениями различного диаметра, из которых, очевидно, были удалены кристаллы кальцита в результате деминерализации.

Исследования лодскорлупных оболочек на. сзетооптическом и сканнирующем'электронном микроскопе отчетливо указывают на фибриллярную структуру мембран. Волокна преимущественно идут параллельно поверхности скорлупы в самых различных направлениях. Перекрещиваясь, они образуют узлы.. ' ' ■

Сравнение гистологической ^картины поперечного сечения

кал ьцифицирова иной скорлупы.различной толщины показывает, что тонкая скорлупа менее 'компактна,-менее упорядочена. Она легко разрушается при изготовлении поперечных срезов. Различия в толщине обусловлены большей частью толщиной губчатого слоя, поскольку отношение высоты: губчатого слоя к сосочковому при общей'толщние 400—420*мк равно в среднем-1,5, а при толщине 250—270 мк— 1,2. Кроме того в тонкой скорлупе сосочки имеют более округлую форму, в толстой же более заостренную, о чем свидетельствует отношение высоты сосочка к его ширине (под высотой сосочка подразумевается расстояние от, его верхушки до основания). В толстой скорлупе это отношение равно 1, в тонкой около 0,6.

Наши исследования толщины скорлупы и подскорлупных оболочек (табл, 1) в разных участках яйца.показали,.что толщина скорлупы значительно варьирует в пределах- всей поверхности яйца.

Т а б лиц л 1

Средняя толщина скорлупы.» подскорлупных. оболочек , в разных; участках-. яГша (четвершй месяц яйцекладки, п=50)

• To.tmmia (мк) ■ Коэффициент кор-. реляции

подскорлупные оболочки скорлупа.

Тупой конец ...... 102,782:2.33 318.37^7,18 —0.0ЭЗ

Экваториальная часть . . 93.70 ±2,41 320.01 ±7,90- —0,131

Острый: конец , , , . . 93.08^2.54 326.9Ii В,79 -0.091

В среднем но скорлупе . . 0гб0*2Д 320,58±7,71. —0 0S7

При-расчете средних доказателен наибольшая толщина скорбны отмечается-в остром-конце яйца, наименьшая—о тупом. Экватор занимает промежуточное положение. Толщина, подскорлупных оболочек обнаруживает обратную тенденцию. Однако эти -различия -статистически недостоверны в результате значительных индивидуальных колебаний. * Отсутствует достоверная -корреляция, между толшиной. скорлулы и толщиной подскорлупных оболочек, хотя и наблюдается тенденция к тому, что более толстая скорлупа имеет более тонкие подскорлутше оболочки и, наоборот,* о чем свидетельствует отрицательный коэффициент корреляции.

б) Биохимический состав-скорлупы -

В качестве показателей, характеризующих содержание неорганических и органических вешеств были «выбраны кальций, азот-и.уроаювые-кнелоты- (углеводная фракцня). Содержание С * .

0,1?

Т—**~Т " 1.1-.-, ■■■■■■■—■■■ ---г1 . ■ ■ .1 .. 1 111 . і..—і-1—•—

' Вэяица вncpeweÛXM Î-6 Ч ІО-ІІЧ. ч. &-20 Ч. cpcwпосле

I. , S матке \ >1 cutteut*

Рис.6. Уровш дктившц щитт оштазы г плазме mm из v. sùcuuufi и у.иташ ш шш cTuusx фшршшя ть.

кальция в скорлупе находится в'пределах 3-1—38%-, азота — 0,38—0,(Исл>, уроновых кислот — 46—70 мг.%'. Судя по содержанию азота, количество протеина ш ■скорлупе составляет 2,3—4,0%. Таким.-образом, значительная часть органической матрицы ^представлена протеином. Уроновые кислоты составляют примерно 1,7% от всего органического материала.

Исследования показали, что содержание: кальция, азота и уроновых'кислот и скорлупе варьирует в зависимости от ее тол1ШШы (табл. 2).

Тзблчца2

Среднее содержание кальция,-азота;и уроновых-кислот, в толстой н тонкон скорлупе.

Толстая Топкая Разность

«й . зг -Я «а й %....... Всего в скорлупе . . .Чг/см1 площади? скорлупы , . .. . 36.02 ±0,37 • 2,09 ±0,01 30.03 ±0,61 : 35.21 ±0.26 1,30±0,16 22,00 ±0,4 6 0.81 0,70*** 7.!»"*

м О %....... Всего » скорлупе .. . Мг/емг плошадя скор* дулы . ... . . 0.4236±0.0115 24,63 ±0,57 0,35 ±0.003 0.5271 ±0,<Й04 20,85 ±0,97 олз±о,ои -0.0935*** 3,78* 0,02 "

3 3 а а >> X .Мг% ...... Всего в скорлупе . . Мг/см1 площади: скорлупы . ... . .. 51,03 ±1.37 2.95 ±0,05 0,0422 ±0,00067 53,57 ±2.27 2,12±0,10 0,0333±0.0013 -2.54 0.83'** 0.0080*»*

Кальций/азот . . . . К альций/уронов ьі е кислоти..... Лзот/уроиовые кислоты- . '. . . . 85 710 8.4 66 660 0.8 —-

* Достоверно при РС0.05. ** Достозерно при Р<0,01. *** Достозерно при Р<0,001.

В абсолютном выражении толстая скорлупа - содержит больше кальция, азота н уроновых кислот (табл. 2). Процентное'содержание кальция в толстой скорлупе также выше, чем в тонкой, а органических веществ - (азота и уроновых кислот), наоборот, ниже,'пдегчел!, наиболее выражены различия по содержанию азота. Возможно, что различия с процентном содержании^ кальция в толстой н тонкой: скорлупе вызваны различиями в;содержаннн органических веществ, в первую очередь,

азота,-поскольку-процентное содержание кальция и карбонатов в скорлупе, свободной от азота, практически постоянно (Tylcr С., 1958; Tyler С., Geake F. H.,. 1953).

В гпересчетс на единицу площади толстая скорлупа содержит больше кальция и уронсзых кислот по сравнению с тонкой, в то время как различий то азоту практически нет. Расчет соотношения различных компонентов в скорлупе показывает, что в толстой скорлупе на единицу веса органических ве тесте приходится больше -кальция по сравнению с тонкой, содержится относительно меньше как протеина, так и уроногвых кислот.

Выявленные закономерности при сравнении биохимического состава скорлупы разной толщины были в основном подтверждены при статистической обработке результатов анализов скорлупы от 30 произвольно отобранных яиц {табл. 3).

. ... ..............Т а б л и ц а 3

Свянь, между толшикоА и некоторыми биохимическими показателями • скорлупы.п~ы ' *

Nfc пп. Со поставляем и с признаки..... Ко>ффцциеят корреляции

1 Толщина скорлупы—содержание •, • . • 0.059

2 Толщина скорлуп» — содержание азота в % . —О.^Еб"* .

. 3 . . Толщина скорлупы—уроиових к игл от в мг% . Т-0.223*.

4 Соаер жаннс Са а %—содержание азота в % .. . —0,151.

5 Содержание Са в % — уронозих кислот в мг% —0,2«*

6 Содержание азота в % —уроновых кислот к мг% озо*.

Достоверно при Р<0,001, * Достоверно при Р <0,(Х>.

Наиболее сильно толщина скорлупы коррелирует (отрицательно) с процентным содержанием азота, а следовательно, й протеина, слабее выражена корреляция толщины с процент? ньгм содержанием уроновых кислот. Таким образом; более тонкая скорлупа богаче органическими *веществами, чем более: толстая. Процентное содержание кальция страсти чески не связано с толщиной скорлупы, но отрицательно коррелирует с содержанием органических веществ (азота и уроновых кислот).

Исследования распределения органических и неорганических веществ в скорлупе показали, что основные компоненты распределены в ней неравномерно. Внутренняя- часть (60% толщины). скорлупы < содержит 54,3%'кальция и 50% азота. Наглядно распределение органических , и неорганических-8

РюЛ ' Р1СПРШЛШгаШЬЦШП!А80ТЛВ СДОЯІ

CÍO?ЛУЩ В % ОТ ОШГО КОЛИЧЕСТВА /л ор«ДВ«іі/

1413 .

10

№ 8 «Г • ^

Ю.

І

4

г о

.11

■І

$

m

4 І

W

.V/

Ж*

жшш

шШ

V, ■

4-х

щ І

І І

t І

-tí> І

v;

І

'0.

10 го 80 4С БО во 70 80 ЗО 100 ТОШНА,* /

10 1.0 СО 40 SO 60 .70 CO 90 100 ТОШНА,*

PIO. 2

РАСШВДЫШЮ КАЛЬЦИЯ В СІОЯХ ТСДСТОЙ

« тонко* свдршы /а> от ошкго

КОЛИЧЕСТВА /

СКОРЛУПА ТОЛСТАЯ / 880-400 кк/

m

40 50 ТОДШША,*

100

CHQPJ7IU тоаш / 280-800 іш/

10 го ВО 40 50 SO 70 80 90 100 ТОШИНА,* ,

Р«0. о . РАСПР8ШННИ5 АЗОТА В С20Я1 ТШСТХЙ И ТОПКОЙ СКОРЛУПЫ /В % ОТ ОНПГО ЮМПЮШ /

16 14

12 10 .| в

4

2 О

СКСЙЧУПА ТОЛСТАЯ / 680-400 и/

I

I

Щ-

ш

10 £0

Ш

т

т

Щ

щ

&

'•У/

■■ V §

80 40 50

тсдашид

и

щ

ш

■ш

ул

/л»

#

/л

-.я*-,

1

%

У.

Ш

У.'.-

1

60 70 СО 90 . 200

14

10

10

в

6 4

С

+

о

сипли тош / гзо-еоо т/

'■'/л

Ж 1

Щ

10 2Э СО «О 50 СО 70 Е> 50 100

- тшт.?" ■

веществ тредставлен о на рис. J, где показано содержание -кальция и азота в'процентах от их общего количества о каждом слое, составляющем Ю^тголщшы скорлупы.

Отмечается более низкое содержание кальция в слое, расположенном >на расстоянии 1/3 толщины с "внутренней стороны, т.-е. в зоне, являющейся как бы границей .между сосочко-вым и губчатым слоем. Далее'концентрация кальция .постепенно увеличивается и достигает максимума в поверхностном слое скорлупы. Распределение азота носит несколько иной характер. Его концентрация поменяется от минимума в самом внутреннем слое до максимума на расстоянии примерно 2/3 толщины скорлупы. В шаружиых трех слоях (30%' толщины) содержание азота несколько ниже.

Сравнение распределения органических и неорганических веществ в скорлупе разной толщины показало, что распределение кальция (рис. 2) как в толстой, так н в тонкой скорлупе носит аналогичный 'характер. В? распределении же азота (рис. 3) имеюгея существенные различия: л тонкой скорлупе его-максимальная -концентрация обнаружена не в наружной половине скорлупы, а во внутренней, причем;, именно, в'слое, имеющем: минимальную концентрацию кальция* То есть, если в толстой скорлупе между уровнем кальция II азота существует определенный:параллелизм;.то в тонконотмечается обратная тенденция—ттрн (поннжез!ни:концентрации кальция содержание азота увеличивается, н наоборот. Особенно хорошо это выражено -а трех первых (внутренних) слоях скорлупы.

- Таким образом, скорлупа различной толщины отличается как по структуре, так u noi химическому составу. Кроме того обнаружены различия.® распределении органических и неорганических веществ в' разных слоях скорлупы.

*2: Морфофункцнональные аспекты процесса -формирования скорлупы**'

Процесс формирования скорлупы в яйцеводе'кур изучался нами с лримененнем морфологических, рентгеноскопического и биохимических методов исследования. ,

а) Морфологическая^ «артнна процесса формирования скорлупы. ' "

Рентгенозские снимки скорлупы формирующихся mm на разных стадиях свидетельствуют о том, что в первые 5часов нахождения яйца, в матке 'минерализация идет медленно. Да-лее'отложенне скорлупного материала происходит быстро н равномерно до завершения.: формирования скорлупы. За 1 — 2 часа-до клашш происходит поворот яйца на 180®, чаще всего яйцо выходит, тупым: концом вперед.

Исследование процесса формирования скорлупы с помощью

метода сканирующей электронной микроскопии показало, что волокна подскорлупных оболочек секретируются в перешеечной части яйцевода, нескольку яйцо, поступившее в матку покрыто полностью сформированными оболочками. При: поступлении яйца в 'матку происходит его набухание, в результате чего отдельные волокна разрываются и (пространства между ними увеличиваются. Вматке на поверхность волокои.оседают субмнкроскопическне глобулы, которые,.концентрируясь в отдельных местах, образуют выступы, по всей поверхности яйца. Эти органические образования увеличиваются в размерах, инкрустируются солями (кальция и служат первичными центрами кристаллизации, из которых-начинается -рост сосочков; Поверхность формирующейся скорлупы спустя 5 часов 'представляет собой множество тесно соприкасающихся друг с другом-куполообразных выступов, которые являются наружными поверхностями растущих сосочков. Такой характерный внешний вид растущей скорлупы говорит о сфе роли гном типе * роста кристаллов кальцита.

В процессе дальнейшего роста происходит слияние отдельных сферолитов и, таким образом, заканчивается образование: сосочков ого слоя. Далее-начинает откладываться 'палисадный: слой за счет дополнительного отложения солей кальция на сформированных сосочках. Соли кальция откладываются в виде кристаллов кальцита ромбоэдрической ■ формы размером 4,8X5,2 и 4X4,8 мк.

Палисадный слой образуется быстро (10—12 час.) при одновременном отложении органического н неорганического вещества. Соли кальция- прогрессивно- откладываются в радиальном направлении, и постепенно .слой скорлупы становится толстым н плоти ым по текстуре, в. сформировавшейся скорлупе палисадный слой имеет колоннадную структуру; придающую крепость и компактность скорлупе. Образование скорлупы завершается отложением поверхностного кристаллического «слоя и кутикулы.

б) Биохимические номен(;ння в<1сровн-в- процессе образования скорлупы. -.

Уровеньобщегогкальцня-вплазме крови. Исследования1 содержания кальция в 'крови показали, *гто в период яйцекладки уровень калышемии достигает очень высоких значений {у отдельных несушекдо 40 мп%). В: процессе образования скорлупы содержание кальция а .кроен непостоянно- (рис. 4). Прежде всего отметим, что в течение всего процесса формирования скорлупы уровень кальция:-в крови выше, чем в состоя-нии-покоя (когда яйца нет в матке). Высокий - уровень каль-

* Сферолнты —этолриста л личес-кие огреса-гы' сферической^- формы, растущие из одного центра Христа.члязацчп • (в данном-случае — из протеи* новых ядер сосочков),

Puc.4. Урші овицго кшим в mmi mu из

V. 8WCWALIS и V.UTKWÄ UÀ РАЗНЫХ CTUUJWT ФОРМиРОДШ ЯШЦ .

пиемии сохраняется на всех стадиях образования скорлупы, хотя и отмечается его гпаденнс спустя 10—11 час. после .поступления яйца в 'матку. Это, по-видимому, -вызнано интенсивным извлечением кальция из кровяного русла а данный период. К моменту окончания образования скорлупы происходит восстановление «сходного уровня кальция.

Более наглядно процесс кальцификации скорлупы характеризует разность содержания кальция в притекающей и оттекающей от матки крови. Колебания кальциемии в кровилма-точиой вены «следуют за'колебаниями в крови подкрыльцовой вены. Уже с момента поступления яйца о яерешеек маточные железы начинают интенсивно извлекать кальций из притекающей крови (артерио—венозная разность составляет 6,14 мг.%).

В -первые шесть часов нахождения яйца в матке удержание кальция в крови гораздо ниже, чемв последующий период. Это подтверждает вывод, сделанный-на основании морфологических и рентгеноскопических исследований, о том; что в первые шесть часов происходит довольно медленное образование сосочкового слоя. Далее* артерно-венозная разность значительно увеличивается, достигая максимума в стадии 10—11 часов нахождения яйца в 1матке (9,54 :мп%). В.последуюншх стадиях удержание кальция несколько снижается. Однако оно достаточно велико вплоть до полного завершения образования скорлупы.

Показатели рН;крови.-В процессе образования скорлупы отмечаются значительные колебания величины рИ периферической крови и крови маточ1юй вены (рис. 5). Так, при поступлении яйца, в перешеек происходит повышение pH крови с восстановлением исходного уровня в последующей стадии. Затем снова происходит повышение pH и снова после этого наступает падение к 'концу минерализации скорлупы, хотя и более медленное. Поскольку между этими вариациями нет достоверной разницы, им нельзя придавать большого значения.

Однако следует подчеркнуть тот факт, что изменения величины т>Н кропи носят характер, противоположный изменениям^ уровня кллышя; при понижении pH крови происходит повышение содержания кальция в ней, и наоборот. Для более точного выявления характера этой взаимосвязи и механизмов, ее обусловливающих, нужны дополнительные исследования.

Более наглядно влияние процесса образования скорлупы на величину pH крови проявляется при сравнении притекающей и оттекающей от матки кропи. Артерно-венозная.разность в величине pH во время формирования скорлупы достигает значительной величины, наиболее высокой п стадии 14—15 ча-соа минерализации {0,25 ед.). В последние часы формирования,скорлупы эта разница снижается, что свидетельствует о замедлении-отложеинн.скорлулы (учитывая, что-в этот nein.

риод уменьшается и удержание кальция). Сразу после кладки яйца оттекающая от матки кровь имеет показатель рН достоверно выше, чем пр1гтекающая.

Активность щелочной фосфатазы в.крови: Прежде всего следует отметить, что в процессе образования скорлупы наблюдаются значительные колебания аштнаности этого фермента (рис. 6). С MOMCirra поступления яйца в перешеек происходит резкое возрастание активности щелочной фосфатазы, продолжающееся до стадии 1—в час. нахождения яйца в матке. Далее активность фермента значительно падает и возвращается к исходному уровню. Между уровнем кальция и активностью щелочной фосфатазы отмечается некоторый параллелизм. Так, повышение.активности во время нахождения яйца в перешейке и в иервы'е часы в матке совпадает с повышением уровня кальция в периферической крови. Кроме того восстановление исходного уровня кальция к моменту завершения образования скорлупы также совпадает с повышением активности фермента, хотя и незначительным;

Выводы - ■

1. Морфологически н химически скорлупа куриных яиц состоит из органической матрицы и минеральной части, представленной в основном кристаллическим карбонатом кальция.

Матрица скорлупы по химическому составу является сложным белковоуглеаодным комплексом.

2. Неорганические норганические вещества распределены в скорлупе неравномерно. Палисадный слой отличается более высокой концентрацией неорганических и особенно органических -веществ*

3.. Толщина скорлупы- обусловлена, в основном толщиной губчатого слоя. .

4, Толщина скорлупы, и подскорлупных оболочек -варьирует в пределах поверхности яйца. Однако не отмечено определенной закономерности в-изменешш.толщины.скорлупы и оболочек от полюса к полюсу; между толщнной скорлупы *и оболочек отсутствует достоверная корреляция.

5. Толщина скорлупы достоверно коррелирует с удельным весом яйца, весом скорлупы и содержанием кальция в ней в пересчете на единицу илотадн поверхности яйца.

.6. Между скорлупой различной толщины нмеются определенные отличия:

а) структурно более тонкая скорлупа менее компактна, легко разрушима, имеет более низкое отношение высоты губчатого слоя к сосочковому, СОСОЧКИ' имеют" более округлую форму по сравнению с более толстой;

б) хныи-чисхи более тонкая скорлупа богаче (в процентном отношении) органическим» вещестпамн, протеинами н углеводами; в пересчете на единицу площади в ней содержится меньше кальция и <уроновых кислот;

в) процентное содержание 'кальция в скорлупе мало зависит от ее толщины; абсолютное Же кол1гчество увеличивается параллельно толщине и весу скорлупы.

7. Образование скорлупы представляет собой серию последовательных процессов отложения скорлуп и ого материала с момента поступления яйца в матку до начала яйцекладки.

Процесс минерализации .скорлупы протекает в две стадии: 1 — медленного кальцинпровалил, связанного -с формирова- ' нием сосочкового слоя (5—6 часов) ,2 — быстрого кальциннро-вання,. связанного с образованием палисадного слоя (12— 14 часов).

8. Образование скорлупы начинается от центров кристаллизации на.поверхности подскорлупных оболочек. Эти места содержат небольшое количество (протеина, связанного с под-скорлупной оболочкой (так называемые протеиновые ядра сосочков) .

Ориентированный рост кристаллов приводит к образованию колоннадной структуры скорлупы.

Образование скорлупы завершается отложением -поверхностного кристаллического слоя,

9. Процесс формирования скорлупы вызывает определенные изменения биохимических показателей крозн:

а) с момента наступления минерализации происходит падение уровня, калышя в периферической крови, наиболее выраженное спустя 10—11 часов после поступления яйца в матку;

б) наблюдаются также колебания уровня кальция в крови маточной вены, соответствующие колебаниям п крови иод-крыльцовой вены;

в) происходит интенсивное удержание кальция маточными железами, в результате чего падение уровня кальция в оттс- , кающей от матки крови по сравнению с притекающей составляет 20—32%;

г) наблюдается достоверное падение величины рН оттекающей от матки крегаи, вызванное образованием карбонатной фракции скорлупы;

д) отмечены резкие колебания активности щелочкой фос-фатазыш процессе кальцинации, свидетельствующие о том, что о»а тесно связана с кальциевым обменом. Однако непосредственного участия этот-фермент в образовании скорлупы, по-видимому, не принимает. Возможно,, щелочная фосфатаза является одним из звеньев ¡механизма, направленного на оезо-

бождение кальция из костной ткани и отложение его в скорлупе.

Подводя итог результатам наших исследований, следует сказать, что, очевидно, пока не будут-изучены'интимные механизмы образования скорлупы, все попытки воздействовать на ее качество факторами кормления и содержания будут носнть эмпирический характер. До настоящего времени ¡в этом плане основное внимание уделялась минеральному и, в частности, кальциевому питанию птицы. Не отрицая важности этого направления, следует заметить, что согласно нашим исследованиям нет существенных различии в процентном содержании и распределении кальция в толстой и томкой скорлупе. В то же время найдены различия в содержании и распределении органической матрицы, » том числе ее углеводной фракции. Отсюда, формирование более толстой или более тонкой скорлупы может определяться качественным составом ее органической основы. Это ставит задачу более 'детального изучения секрета маточных желез-в связи с функциональной активностью секреторного эпителия слизистой маточной части яйцевода.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Исследование скорлупы и подскорлупных мембран при помощи сканнирующего электронного >пгкроскоиа (в соавторстве). Докл. ТСХА, 1973, вып. 191, стр. 149.

2. О механизме формирования скорлупы яиц. Передовой научно-производственный опыт в птицеводстве, экспресс-информации, 1974, № 8, стр. 28.

3. Исследование структуры скорлупы янц кур методом поляризационной микроскопии (ь соавторстве). Докл. ТСХЛ, 1975, вып. 205, сгр. 235.

Объем 1 П. л.

Заказ 760.

Тираж 150

Типография Московской с.-х. академик им. К. Л. Тимирязева 125003. Москва А-8, Тимирязевская ул., 44