Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности формирования коллагеновых белков костной ткани у цыплят-бройлеров разных кроссов в онтогенезе

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Особенности формирования коллагеновых белков костной ткани у цыплят-бройлеров разных кроссов в онтогенезе"

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ, БИОХИМИИ И ПИТАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ животных

На правах рукописи СТЕФУРАК ЮРИЙ ПЕТРОВИЧ УДК 636.52/58:612.75.015.31:612.015.348

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КОЛЛАГЕНОВЫХ БЕЛКОВ КОСТНОЙ ТКАНИ У ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ РАЗНЫХ КРОССОВ В ОНТОГЕНЕЗЕ

03.00.04 - биохимия

Автор еферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Боровск 1991

Работа выполнена в лаборатории минерального питания Ьсесоюэного научно-исследовательского института физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных.

Научный руководитель - доктор биологических наук, чден-

корреспондент ВАСХНИЛ, профессор Б.Д.Кальницкий.

Официальные оппоненты:

В.Г.Гарасименко - доктор биологических наук,

член-корр. УААН «профессор; В.Л.Владимиров - доктор биологически наук, профессор.

Ведущее учреждение - Украинский научно-исследовательский институт физиологии и биохимии с.-х, животных

Защита диссертации состоится 199^ г.

на заседании специализированного совета Д.020.17.01 при Всесоюзном научно-исследовательском институте физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных.

Адрес института: 249010, г.Боровск, Калужской области, ШИИФБиИ с.-х. животных.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан Ио^я^Х^ 199/ г.

Ученый секретарь специализированного совета

В.И.Дудин

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность. Существенным препятствием дальнейшей интенсификации бройлерного птицеводства является увеличение числа патологий опорного елпарата, сопровождающихся нарушением двигательной функции, задержкой роста, снижением прироста массы тела и преждевременной выбраковкой птица. По данным ряда исследователей (Жуков В.М.,1988; Фисинин В.И. и др.,1990; Р, На^е-и., 1986), селекция бройлерных цыплят на высокую интенсивность их роста в первые недели жизни и несбалансированность рационов все чаще приводят к заболеваниям костной ткани.

В связи с этим повышение прочности скелета у мясных цыплят является одной из важных проблем птицеводства. Успешное решение этой задачи предполагает детальное изучение биохимических процессов формирования костной ткани, отдельных ее компонентов в онтогенезе.

В настоящее время костная ткань рассматривается как многофункциональная система, обладающая высокой метаболической активностью и очень чувствительна к действию экзо- и эндогенных факторов. Возможность нормального функционирования всей костной системы определяется состоянием ее органического матрикса, основным компонентом которого является коллаген - 95% беяка или 89 - 97% азота костной ткани ( 952). Коллаген определяет важнейшие механи-

ческие свойства костной ткани - прочность и эластичность. Он также непосредственно участвует в процессах минерализации и деминерали -зации, выполняя роль гетерогенного катализатора, ответственного за упорядоченное образование и локализацию кристаллов оксиапатита (Слуцкий Л.И., 1969; Френкель Л.А.,1975).

За последние 10-15 лет накоплен значительный материал по вопросам биохимии коллагена и его роли в минерализации скелета (Мазуров В. ,1974; Никитин В.Н. с еоавт.,1977; Докторович Н.Л. и др., 1983). Однако, не смотра на большие успехи, достигнутые в изучении коллагеновых белков, до настоящего времени наименее изученным ос -тается коллаген костной ткани, и прежде всего возрастные и генетические особенности его метаболизма. Этот вопрос приобретает несом-неннуэ актуальность в связи с установленными фактами ведущей роли изменений коллагеновых структур в процессе формирования органической матрица и кости в целом.

йад селекционеров «мучили кроссы мясных цыплят с различная

степенью восприимчивости к заболеваниям костной ткани. Поскольку в племенных хозяйствах нашей страны наиболее распространены цшиш-та-бройлеры кроссов "Смена" (отличающиеся высокой скоростью роста, но восприимчивы к патологии опорного аппарата) и "Бройлер-б" (более приспособлены к условиям промышленной технологии и обладают сравнительно высокой скоростью роста), Наличие данных о возрастных осо -Ценностях формирования коллагеновых белков костной ткани цыплят данных кроссов позволит глубже понять какую роль играют те или иные структурные изменения коллагена на разных этапах остеогенеза.

1.2. Цель и задачи исследований. Исходя из вышеизложенного, целые нашей работы было изучение особенностей формирования коллагеновых белков костной ткани цыплят-бройлеров разных кроссов в онтогенезе.

В план исследований входили следующие задачи:

- изучить динамику морфофункциональных изменений костной ткани цыплят-бройлеров в онтогенезе;

- определить возрастные особенности формирования коллагеновых струк тур, динамику синтеза и степени зрелости коллагена;

- выявить степень минерализации костной ткани в процессе роста и развития ^плят-бройлеров разных кроссов.

1.3. Положения выносимые на защиту.

1. Остеогенез у цыплят-бройлеров характеризуется различной напряженностью метаболических процессов и зависит от возраста, типа кости (отдельных ее участков) и генетической принадлежности.

2. Наиболее существенные изменения в метаболизме органических и минеральных компонентов костной ткани обнаружены у эмбрионов кур в последнюю неделю антенатального периода роста и развития и в ранне» постнатальном онтогенезе.

3. В ранний постнатальный период роста и развития цыплят процессы оссификации костной ткани (особенно бояьшеберцовой кости) более а* тмвйо протекают у бройлеров кросса "Бройаер-б", по сравнению с кро> сом "Смена". :'• ' .

4. Костная ткань характеризуется критическими периодами созревания органической матриц и ее минерализации у цтлят-бройлеров, что указывает на необходимость строгого соблюдения оптимальных условий питания мясных цкпля*, особенно а эти периоды их роста и развития.

1.4. Научна^ новизна« Впервые проведено комплексное изучение

остеогенеза у цыплят-бройлеро в разных кроссов в прё- и постната-льный периоды роста и развития с использованием биохимических и радиоизотопных методов исследования. Показано, что наиболее существенные изменения в метаболизме коллагеновых белков и минеральных компонентов костной ткани наблюдаются во второй половине антена -тального и в раннем постнатальном периодах онтогенеза.

Обнаружено резкое снижение уровня общего коллагена в костной ткани цыплят 12 -сут возраста. При изотопном исследовании установлено, что в этот период уменьшилась степень зрелости коллагена, что более характерно для бройлеров кросса "Смена". Наиболее интенсивное накопление минеральных веществ (особенно Ca и Р) в костях скелета обнаружено у эмбрионов в период с 12- по 16 -сут возраст, а у цыплят в возрасте с I- по 12 -сут. У бройлеров обоих кроссов происходит снижение степени минерализации костной ткани в возрасте 36 сут.

1.5. Практическая значимость. При совершенствовании норм кормления бройлеров, а также при селекции мясной птицы на прочность костной ткани и степень ее минерализации необходимо учитывать периодичность в накоплении созревании коллагеновых белков костной ткани и их насыщенность минеральными' веществами. Предложен биохимический тест оценки степени зрелости коллагена костной ткани цыплят-бройлеров. В качестве критерия следует использовать коэффици -ент отношения интенсивности включения С-пролина в нейтрального -лерастворимый коллаген костной ткани к интенсивности включения пролина в общий коллаген, величина которого не должна'превышать 0,0 '¿. Материалы исследований по возрастным особенностям остеогенеза рекомендуется использовать в учебном процессе по курсам физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных.

1.6. Апробация работы. Результаты исследований доложены на X Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Пути увеличения производства и повышения качества сельско -хозяйственной продукции" (Оренбург, IS9I), на мачмабораторнсм за -седании отдела питания ВНИИФВиИ с.-х. животных (Боровск, 19?I)

1.7. Публикация результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи и I тезисы.

1.8. Объем диссертации. Диссергация состоит из введения, обзора литературыj описания объекта и методов исследования, результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов, предложений , списка литературы и приложения. Диссертация содержит 167 страниц

^ пр 1г и и

машинописного текста, включая 25 таблиц4^ 7 рисунков. Библиографический указатель литературы включает 278 работ, из них 166 зарубежных авторов.

2. МАТЕРИМ И МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЙ

Было проведено два опыта. Первый опыт проведен на куриных эмбрионах кроссов "Бройлер-6" и "Сыена" в отделе селекции и лаборатории радиохимии ВИНТИЛ. Исследования проводили на эмбрионах в воз -расте 12 и 16 сут. Для анализа отбирали по 300 шт. инкубируемых яиц каждого кросса, половину из которых вскрывали и после убоя эмбрионов отбирали образцы большеберцовой, плечевой и грудной костей. В хорион-аллантоисное пространство другой половины инкубируемых яиц вводили ^С-пролин с молярной активностью 260 ГБк/моль и продолжали инкубацию. Вскрытие яиц, убой эмбрионов и отбор образцов костей цыплят проводили через 4,8,12,24 часа после введения метки. ■

Второй опыт проводили на цыплятах-бройлерах этих же кроссов в условиях вивария и лаборатории радиохимии ВНИИФБиП с.-х. животных. Цыплятам скармливали стандартные комбикорма (рецепты 11К-5 и 1ИК-6), В ходе проведения эксперимента учитывали прирост массы тела путем взвешивания в 14,28,49 -сут возрасте, расход кормов, сохранность поголовья и патологию опорного аппарата цыплят-бройлеров. В возрасте 1,12,24,36,49 сут отбирали по 30 цыплят-аналогов каждого кросса. В каждом возрастном периоде убивали по 15 бройлеров и. отбирали для исследования образцы вышеуказанных костей. Другой половине подопытных цыплят вводили внутрибрюшинно ^С-пролин в дозе 0,5 ЫкКи/1г массы тела. Убой проводили через 6,12,24,48,72 часа после иньекции и отбирали материал для исследования. Еольшеберцовые кости цыплят с суточного возраста, а плечевые с 12 -сут возраста разделяли на эпифизы (вместе с метафизами) и диафиз.

Для характеристики компонентов неорганической фазы в образцах костной ткани определяли содержание кальция методом атомно-абсорб-ционной спектрофотометрии, фосфора - методом V. ¡^(1961) и

золы - сжиганием в муфельной печи при 450-500°С.

Об общем содержании белковых соединений в костной ткани судили на основании определения белкогого азота (по Кьельдалю), а колла -геновых белков в костной ткани по концентрации оксипролина (согласно методике Иегутал 1963). Фракционирование колла-геновых белков проводили по методу Глимчера (1965) в модификации

Френкель Л.А. и др. (1980).

Для отделения ^^О-пролина от *^С-оксипролина использовали метод тонкослойной хроматографии на силуфоле ИК-254 (Мансурова И.Д., Набидианова Е.Н.,1982). Удельную активность образцов подсчитывали в яндкости Брея, а также в аидкости с повышенной эффективностью счета (Остерман Л.А., 1983) на яидкостно-сцинтилляционном счетчике. Экспериментальный материал был обработан методом вариационной статистики по Стьцценту (1965).

3. ЕЕЗУЛЬТАШ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Динамика прироста массы тела и формирования скелета у цапдят-бройлеров разных кроссов

Анализируя данные по динамике прироста массы тела у цыплят-бройлеров мозно отметить (табл. I), что в постнатальный период онтогенеза наибольсее ее увеличение наблюдалось в период с I- по 14-сут. возраст (примерно в 4,5 раза). В дальнейшем прирост массы тела был менее значительным. К 28 сут масса тела увеличилась в 3,2 раза, а к 49 сут в 2,5 раз^. (Р<0,05), по сравнению с предыдущим возрастом. У бройлеров кросса' -"Смена" на протяжении всего опыта данный показатель был выгэ (в среднем на 3%), чем у кросса "Бройлер-6".

Таблица I

Масса тела цыплят-бройлеров, г

Кросс :---Возраст, сутки-

_ : I : 14 : 28 : 49

"Бройлер-6" 50,0 203,0 657,8 • 1670,0

"Смена" 50,0 209,0 682,4 1720,0

Абсолютный прирост массы большеберцовой кости в постнатальнои онтогенезе наиболее выражено проходил в период с I- по 12 -сут возраст (на 85,7$ (Р-с0,05) у цыплят кросса "Бройлер-6" и нь 76,3 % (Р<0,05) у кросса "Смена") (табл. 2). У бройлеров кросса "Смена" в каждом возрастном периоде постнатального ..онтогенеза абсолютная масса данной кости была выше, чем у кросса "Бройлер-6". Аналогичная

закономерность обнаружена и по динамике относительной массы больше-берцовой кости (в % к массе тела) мясных цыплят (табд.2). Характер-

но, что у бройлеров кросса "Смена" в 12 -сут возрасте отмечалось уменьшение величины данного показателя (на 10,7% СР<0,05)) , по сравнению с I -сут возрастом.

Таблица 2

Морфологические показатели большеберцовой кости цыплят-бройлеров кроссов "Бройлер-6" и "Смена"

Возраст, сут. I Кросс : Абсолютная масса, г сырой кости : Относительная масса : % к живой массе

I "Бройлер-6" "Смена" 0,15^0,004 0,27+0,02 0,38^,0Ю /ч 0,56+0^002^ ''

12 "Бройлер-6" "Смена" 1,05+0,03 1,14+0,07 0,45+0,010^х 0,50+0,009х

24 "Бройлер-6" "Смена" 3,00+0,05,, 0,56+0,020** 0,62+0 ;020кх

35 "Еройлер-6" "Смена" 6,33+0,14 6,6170;26 0,61+0,004хх 0,66+0,009х

49 "Бройлер-6" "Смена" 13,010,09 1315+0,13 0,Б5+0,005ХХ 0,68ТО,010Х

х - Р<0,05 по сравнению с другим кроссом; хх - Р<0,05 по сравнению с предыдущим возрастом.

В постнатальный период роста и развития цыплят-бройлеров четко проявляется возрастная дегидратация скелета, которая более выражена в первой половине. Характерно, что до 36 -сут возраста большая концентрация воды в костной ткани обнаружена у бройлеров кросса "Смена", а в дальнейшем-этот показатель был выше у кросса "Брой -лер-6", особенно в эпифизах трубчатых костей. Такие различия в возрастной дегидратации костной ткани мясных цыплят разных кроссов очевидно связаны с интенсивностью минерализации костяка (более зрелые кристаллы имеют меньшее количество минерал-связанной воды).

3.2. Динамика минерализации костной ткани

Анализ данных по содержанию золы в костной ткани позволяет говорить об относительно раннем окостенении скелета у птиц. Так с 12-по 16 -сут возраст антенатального периода наблюдалось достоверное увеличение; концентрации золы, которое в большеберцовой кости цыплят кросса "Бройлер-6" составило 31,а у кросса "Смена" 41,2 %.

В постнатальном онтогенезе обнаружена общая закономерность к повышению зольности костной ткани бройлеров, но в возрасте 26 сут произошел спад в накоплении данного элемента (рис.1). Это очевидно связано с преобладанием процессов синтеза компонентов органического матрикса костной ткаш в этот период, а также с особенностями минерализации скелета у цыплят разных кроссов. Характерно , что а большеберцовой кости 12 -сут бройлеров кросса "Смена" кон -центрация зольных элементов была ниже, по сравнению с кроссом "Бройлер-6". Однако в диафизе этой же кости бройлеров кросса "Смена" в возрасте 36 и 49 сут обнаружено относительно большее содержание золы (на 6,10 и 5,29$ (Р<0,05), соответственно возрастным периодам).

Аналогичные изменения обнаружены и по содержанию Са и Р в костной ткани цыплят-бройлеров. Более выраженные процессы кальцифика-ции скелета наблюдались на ранних этапах формирования костного матрикса. Однако с 12 -сут возраста цыплят отмечалось незначительное снижение уровня Са в костях и повышение его к концу выращивания бройлеров (рис. I). С 24 -сут возраста более высокий уровень Са обнаружен в болыпеберцовой кости цыплят кросса "Смена". В то время как в раннем постнатальном онтогенезе концентрация Са в боль-себерцовой кости была несколько выше у цыплят кросса "Бройлер-6". Уровень фосфора в костной ткани бройлеров в ранний посткатальный период (до 24 -сут возраста) увеличивался, а затем снижался (рис.IX При этом до 24 -сут возраста концентрация фосфора в большеберцовой кости была выше у цыплят кросса "Бройлер-6", а в последующие возрастные периоды, наоборот, у кросса "Смена".

Таким образом , анализируя данные по динамике содержания ми -неральных элементов в костной ткани цыплят-бройлеров разных кроссов в онтогенезе, можно заключить, что в большеберцовой кости цыплят кросса "Смена" в возрасте 12 сут обнаружена относительно меньшая концентрация исследуемых минеральных компонентов. Несмотря на то, что данные различия носили в основном характер тенденций, можно предположить, что в период наиболее интенсивного роста и раз -вития мясных цыплят процессы минерализации костной ткани протекают несколько медленнее у кросса "Смена", по сравнению с кросссм "Бро!1лер-6". Общей закономерностью является спад в накоплении исследуемых минеральных элементов в костной ткани 36 -сут бройлеров.

Рис. I. Показатели минерализации болыпеберцовой кости у цыплят-бройлеров разных кроссов

о---— кросс "Смена"

----------—> кросс "Бройлер-6"

Величина отношения Са/коллаген в костной ткани бройлеров. Поскольку главным субстратом для связывания минералов считается коллаген, то о его минеральной насыщенности, а следовательно степени минерализации можно судить на основании отношения Са к коллагену. Нами установлено (табл. 3), что величина отношения Са/коллаген в антенатальный период онтогенеза повышалась в трубчатых костях цыплят, а в грудной кости данный показатель находился примерно на одном уровне.

Таблица 3

Возрастная динамика величины коэффициента Са/коллаген в сухой обезжиренной костной ткани цыплят-бройлеров

Воз-:

раст:1фосс сут.:

Название кости'

болыяеберцовая

плечевая

диафиз

эпифиз : диафиз

эпифиз

грудная

12

16

Б-6

См

Б-6

См,

12

24

36

49

Антенатальный период

0,17+0,003* 0,13+0,003

0,14+0,005

0,21+0,007хх 0,21+0,00$**

0,14+0,002

0,19+0,010 0,29+0,007* (хх>

0,09+0,00 0,09+0,00

0,09+0,004 0,08+0,002хх

Постнатальныйпериод

Б-6 0,41х(хх) 0,37« 0,13хх

. 0,36 0,26 0,21 0,12

Б-6 0,88х Схх> 0,93х* 0,83х (хх) 0,89хх 0,63х <**>

См 0,80х* 0,88хх 0,75х* 0,85*х 0,54хх

Б-6 0,71х* 0,71х(хх) 0,57х* 0,52хх

См 0,68хх 0,67х* 0,59х* 0,57хх 0,47хх

Б-6 0,61^ 0,59хх 0э59х(хх) 0,б2х(хх> 0,43х*

См 0,57х* ; О.б^ 0,47хх 0,51х* 0,43

Б-6 0,70х* 0>71х(хх) 0>71х(хх) 0,63х 0,42

См 0,67хх 0,63 0,57х* 0,03 0,41

х - Р^С0,05 по сравнение с другим кроссом хх - Рч£0,05 по сравнения с предыдущим возрастом

Это обусловлено разным соотношением в них компактных и губчатых структур, а также разной степенью их минерализации. В постнаталь-ный период роста и развития бройлеров наибольшее увеличение коэффициента Са/коллаген наблвдалось в период с I- по 12- сут возраст. В дальнейшем, до 36 -сут возраста щплят, отмечалось снижение данного показателя во всех исследуемых костях и незначительное повышение к концу выращивания бройлеров. Характерно, что у цыплят кросса "Еройлер-6" в лостнатальный период онтогенеза величина отношо-ния Са/коллаген была вьпдо, чем у кросса "Смена". Это еще раз под-твер-кдает, что минеральная насщенность коллагена костной ткани у бройлеров кросса "Смена" несколько низе, по сравнению с кроссом "Бройлер-б"

3.3. Динамика содержания и метаболизм колла г о.човых белков костной ткани ццплят-бройлероа

Концентрация общего коллагена. Известно, что коллаген в костной ткани занимает ключевую позицию в процессе минерализации, а тш:л:е обеспечении механико-прочностных свойств косгн. Анализ проведен -ных ныли исследований показывает, что в период с 12 по 16 сут емб-риогенеза происходит достоверное увеличение содержания коллагено-вых белкбЬ - в 1,1; 1,3; 1,4 раза в больсеберцовой, плечевой и грудной костях соответственно. Однако в дальнейшем накопление коллагена замедляется (табл.4). Так,в период с I- по 12 -сут возраст бройлеров в постнагальном онтогенезе концентрация коллагена в постной ткани снизилась почти в 1,5 раза. В последующих возрастах наблюдалось постепенное увеличение уровня общего коллагена с некоторым его снижением к концу эксперимента. В постнатальный период роста-$ развития цыплят четко проявляется закономерность в преобладании концентрации общего коллагена в постной ткани бройлеров кросса "Смена", по сравнению с кроссом "Бройлер-6".

Содедаание иейтральносояерасгворимого коллагена. Характерной чертой для нейтральносолерастворимого коллагена (НСРК) является наличке его максимума содержания на ранних стадиях роста и развития 1?тлят-бройлеров (табл. 5). Так, максимальное содержание НСРК и трубчатых костях наблюдалось у 12 -суг иуриных эмбрионов с резким снижением его к 16 сут эмбриогенеза - на 55,7 - 72,2£ в боль-йгб°рцсвай н плечевой костях кросса "Бройлер-Ъ" к на 82,3 - 62,

Таблица 4

Содержание общего коллагена в костной ткани цыплят-бройлеров, г/100г сухой обезжиренной ткани

Воз-:

раст:Кросс сут,:

Название кости

большеберцовая

плечевая

диафиз : эпифиз ; диафиз ; эпифиз

грудная

12

Антенатальный период

Б-6 25,9+0,39 25,5+0,40 24,8+0,90

Си 26,8+0,50 25,<йо,68 23,5+0,07

Б-6 28,4+0,32х* 32,5+0,30хх 34,2+0,73хх

См 28,4+0,30х* 32,0+1,00хх 33,7+0,70хх

Постн атальный период

I Б-6' йл 25,9х* 26,5ХХ 18,8*? 25,0 'хх) 23,0х* 26,0*(хх) 24,0ХХ 28,0х(хх)

12 Б-6 Сел 16,3ХХ 17,3х* 13,1х* 13,8ХХ 16,3™ 18,0*(хх) 14,4ХХ 15,5*их) 17 Зхх 19;2х(хх)

24 Б-6 См 18,9ХХ 21>0х(хх 14,9*х )16)9х(хх) 18,35« £3>3х(хх) 19,7х* 19,5ХХ 20,1хх 21,4

36 Б-6 Си 22,5ХХ 24,4ХХ 18,2ХХ " 18,2 23,б3" 25,0 20,-2. 21 г>х(хх) 24,1х* 22,9

49 Б-6 См 20,1 21,3 14,6х* 17,7 19,0*х 19,8х* 19,2х* 20,7* 24,1 . 23,9

х - Р<0,05 по сравнению с другим кроссом

хх - Р<0,05 по сравнению с предыдущим возрастом

соответственно, у кросса "Смена". В трубчатых костях суточных цыплят наблюдалось повышение концентрации НСРК, которое в плечевой кости продолжалось до 12 -сут возраста. В грудной кости куршшк эмбрионов содержание НСРК увеличивалось и достигло максимума и суточному возрасту цыплят постнатального онтогенеза. В дальнейшей шло постепенное снижение уровня данной фракции коллагена в костиоЛ

Таблица 5

Содержание солерастворимого коллагена в костной ткани цыплят-бройлеров,г/100 г

сухой обезгагоенной ткани

ь-"-- : Название кости

Кросс:"" большеберповая : плечевая

диати? : япи4ия : пиаЛия : ептэдп : грудная

А н т е н а т альный период

32 Б-6 0,1&+0,04 0,16+0,07 0,12+0,0Ь

См 0,22+0,07 0,21+0,07 0,13+0,06

16 Б-6 0,076+0,002** 0,050+0,009** 0,3%0,03

См 0,039+0,ООЗ™ 0,07^0,010** 0,17+0,07

Постната л ь н И й п е р и о д

Б-6 0,03^ ¿0,003 0,053+0,006 0,030+0,005 0,31+0,02**

I См 0,050+0,005 0,064+0,005х* 0,035+0,005** 0,3740,02**

Е-6 0,036+0,005 0,055+0,004 0,049+0,004хх 0,060+0 .ООЗ^ 0,067+0,007**

12 См 0,040+0,005 0,056^0,004 0,052^ ,003х* 0,063+0,005х* 0,080+0,007х*

Б-6 0,016+0,003^ 0,032+0,002**. 0,031+0,001х* 0,027+0,003х* 0,036+0,002х*

24 См 0,025+0,003хх 0,032+0,004** 0,011+0,001** 0,026+0,003х* 0,037+0,003х*

36 Б-6 .0,013+0,004 0,027+0,004 0,01040,002 0,017+0,0003** 0,02&+0,002

а- 0,019+0 ,003 0,027+0,002 0,011+0,002 0,026+0,001* 0,026+0,001х*

Б-6 0,007+0,001 0,023+0,004 0,0Г7+0,003 0,024+0,001х* 0,02040,000х*

49 СЬл 0,012+0,0003х 0,023+0,002 0,017+0,001 0,025+0,001 0,027+0,002*

х - Р4.0,05 да сравнению с другим кроссом

ткани цыплят-бройлеров. Надо отметить, что в постнатальный период наблюдалась тенденция к преобладанию содержания НСРК в диафизе больсзберцовой кости бройлеров кросса "Олена", по сравнению с кроссом "ЕроЛлер-6". Это говорит о том, что концентрация незрелого коллагена в органической матрице данной кости цыплят первого кросса относительно выие.

Содержание кислоторастворимого коллагена. В трубчатых костях куриных амбрионов произошло незначительное снижение' концентрации кислоторастворимого коллагена (КРК) к концу эмбриогенеза, но оно не было статистически достоверным (табл. 6). В 12 -сут возрасте цапдят посткатального онтогенеза наблюдалось увеличение содержания данной фракции коллагена в диафизах трубчатых костей, которое составило (по сравнению с предыдущим возрастом) 73,3 и 65,0% (В^0,05) в больпеберцовой и плечевой костях цыплят кросса "Бройлер-6", а у кросса "Олена" 75,8 и 78,2$ (Р<0,05), соответственно костям. В дальнейшем наблюдалось постепенное снижение концентрации КРК, притаи наиболее существенным <лю было в период с 12- по 24 -сут возраст бройлеров. В грудной кости мясных цыплят возрастная динамика содерваши КРК изменялась аналогично таковой в труочатых костях. Однако максимальное содержание данной фракции белка было у эмбрионов в возрасте 16 сут. Из" данных по содержанию растворимых фракций коллагена видно, что диафиз трубчатых костей содержит больше КРК, а эпифиза НСРК. Это, по-видимому, обусловлено особенностями строения этих структур н, следовательно, различной метаболической активностью данных форл коллагеноЪых белков.

Динамика включения ^С-пролина в общий коллаген. При анализе данных по динамике включения радиоактивного пролина в коллаген костной ткани цыплят-бройлеров установлено, что включение метки достигает максимума или выходит на плато у эмбрионов через 8 часов после его введения, а у цыплят, в оснозном, через 24 часа. В згой связи, о скорости синтеза коллагенових белков судили по интенсивности включения ^С-ггролина в не йт рал ыю с о л е ра ст в о ри/.ы й коллаген, а о степени их зрелости в общий коллаген, что было характерно через 8 и 24 часа соответственно, после введения метки. "

Интенсивность включения ^'С-пполша в НСРК костной ткани. В эмбриональный период развития.уровень включения радиоактивного пролина в НСРК костной ткани списался.. Причем снижение было накбо-

Таблица .6

Содержание кислоторастворимого_коллагена в костной ткани цыплят-бройлеров,г/100г сухой обезжиренной ткани

Роэ-

раст,

сут.

¡Кросс

Название кости

большеберповап

плечевая

диафиз'

эпифиз

диафиз

зпиФиз

грудная

12

16'

I 12

24 36 49

Б-6 См

Б-6 См

Б-6 См

Б-6 См

Б-6 См

Б-6 .

См ■

Б-6 См

0,064+0,005 0,046+0,007

О,240+0,020х* 0,190+0,030^

О,037+0,002х* О,027+0,005х*

О,0082+0,00Iх* 0,0095+0,002^

0,0068+0,001 0,0053+0,000

А н т е н 0,067+0,007 0,070+0,010

0,074+0,008 0,070+0,010

П о с т н 0,050+0,010 0,033+0,006

0,044+0,003 0,063+0,010^

О,007+0,007х* 0,007+0,002хх

О,0023+0,00хх 0,0025+0,0008

0,0009+0,0000 0,0015+0,0003

атальный период 0,095+0,020 0,080+0,030

О,082+0,002х 0,050+0,006

а тельный период 0,056+0,010 0,037+0,006

О,160+0,009х* 0,170+0,040хх

0,034+0,002^ 0,032+0,002х*

О,012+0,002хх О,0069+0,00х*

О,0044+0,00** 0,0055+0,0009

0,046+0,003 0,049+0,007

0,012+0,0003хх 0,010+0,001хх

О,0017+0,00хх О,0039+0,00х(хх)

0,0022+0,00 О,0022+0,0002хх

0,042+0,010 О,082+0,001х

0,120+0,002х(хх) 0,120+0,002х(хх)

0,022+0,010** О.ОЗЭ^.ООЭ**

0,044+0,0003 0,056+0,0100

О,0046+0,000х* О,0044+0,000х*

0,0042+0,002 0,0020+0,000

0,0010+0,000 0,000%0,000

I

ьн ел

х - Р<0,05 по сравнению с другим кроссом хх - Р< 0.05 по сравнению с предыдущим возрастом

лее заметнш у эмбрионов в период с 16 -сут возраста до вывода цыплят - в болыяеберцовой кости кросса "Бройлер-6" в 2,5 раза (Р¿.0,05), а кросса "Смена" в 4 раза (Р<0,05) (рис. 2). В пост-натальный период онтогенеза (с I- по 12 -сут возраст) отмечалось резкое увеличение интенсивности включения С-пролина в НСРК , с последующим снижением. Повышение уровня включения метки в данную фракцию коллагена в раннем постнатадьном онтогенезе, при низком уровне общего коллагена в костной ткани бройлеров, по-видимому , связано с большим количеством вновь синтезированного в ней кол -лагена, которое превышает количество коллагена, вклнченного в надмолекулярные структура. Болыхзл часть вновь синтезированного коллагена в период усиленного роста ткани быстро выводится из орга -низма (Никитин В.Н. с соавт.,197?). При сравнительном анализе видно, т-1го в костной ткани цыплят-бройлеров кросса "Смена" в возрасте 12 сут наблюдается тенденция к преобладания интенсивности включения ^С-пролкна в НСРК, по сравнению с кроссом "Бройлер-6". В дальнейшем,наоборот, включение било более заметным у кросса "Брой-лер-6", особенно у цуплят 24 - и 36 -сут возраста, хотя данные различия таце носили характер тенденций.

Д7Я суждения о реальном вкладе процессов синтеза и созревания коллагеновых структур, в возрастном аспекте, мы сопоставили интен -сивность включения *^С-пролкна в НСРК к его включению в об'ций коллаген. При анализе данного соотношения установлено (рис. 3), что б период интенсивного выращивания мясных цыплят метаболизм коллагена костной ткани, в возрастном аспекте, носит несколько переменный характер. Это очевидно связано с особенностями роста и развития костей скелета, а также организма в целом. Несмотря на то, что прослеживается общая закономерность снижения интенсивности синтеза и увеличения степени зрелости коллагена костной ткани бройлеров в онтогенезе, в возрасте 12 сут постнатального периода произошло достоверное повышение величины данного отношения. Следовательно, ц этот период отмечается уменьшение уровня зрелого коллагена в костной ткани. Характерно, что в антенатальном и в раннем постнаталь-ном онтогенезе процессы созревания коллагеновых белкоэ костной ткани проходили более интенсивно у циплят кросса "Бройдер~6". В болызеберцовой кости 36- и 49 -сут бройлеров кросса "Смана" обнаружена устойчивая тенденция к преобладанию интенсивности вклячеи^л

Бк/1мг коллагена

4,2

4,0

3,8 3,6

3,4

3,2 3,0

2,8;

2,6

2,4 2,2

2,0

1,8

1,6

1,4

' 1,2

*

1,0

0,8 *

0,6 0,4 0,2

кросс "Бройлер-6" - кросс "Смена"

эпифизы

. 12. V к суточн. эмбрионы

■ и .......

12 ; 24 ' ЦШЯГА

36

^диафизы

—I Возраст, 49 °УТКИ

Ри^ И ' Включение ^-прелина в солерастворимый коллаген больреберцовой кости цыплят-бройлеров разных кроссов.

- 18; -

Рйс3 . Возрастная динамика отношения скорости синтеза коллагена большеберцовой кости к скорости его созревания

кросс "Бройлер-6"

_ ---кросс "Смена"

12 16 ЭМБРИОНЫ

СУТОЧН.

12 24 ЦЫПЛЯТА

36

б.д.

—' Возраст1, 49 сутки

С-пролина в общий коллаген, по сравнению с кроссом "Бройлер-6". Можно полагать, что в эти возрастные периоды процессы созревания коллагеновых белков костной ткани цыплят-бройлеров кросса "Смена" несколько активизируются.

* Интенсивность гидроксилирования пролина. Отношение '•^С-пролина к ^С-оксипролину косвенно отражает активность пролилгидроксилазы. Из наших данных следует, что гидроксилирование пролина в коллагене костной ткани цыплят-бройлеров носило довольно неустойчивый ха -рактер в процессе онтогенеза. Можно полагать, что это связано с недостаточно развитой системой гидроксилирования пролина, особенно в раннем онтогенезе, а также трудностью выделить чистый коллаген из незрелых тканей и загрязнением его белками, содержащими пролин и не содержащими оксипролина. Тем не менее, в эмбриональ.".-:1 период и до 24 -сут возраста цыплят постнатального онтогенеза ирослежи -вается устойчивая тенденция к преобладанию величины отношения пролин/ С-оксипролин в коллагене костной ткани бройлеров кросса "Смена", по сравнению с кроссом "Бройлер-6". Т.е. активность про-лилгвдроксилазы у первого кросса относительно ниже в этот период. В дальнейшем, наоборот, у цыплят кросса "Смена" активность данного фермента,^была несколько выше.

Таким'образом, проведённые нами исследования позволяют сделать заключение, что формирование органического матрикса костной ткани и его минерализация носят периодический характер. При этом наиболее интенсивное образование коллагеновых белков и накопление минеральных компонентов в костной ткани обнаружены в последнюю неделю антенатального периода. Активная минерализация скелета продолжается и в раннем постнатальном онтогенезе. У мясных цыплят в возрасте 12 сут-,замедлены процессы созревания коллагена, что более харак -терно для кросса "Олена". У бройлеров данного кросса также обна -ружена относительно меньшая концентрация компонентов минеральной фазы большеберцовой кости в этот период. В 24- и особенно в 36-сут возрасте цыплят постнатального онтогенеза процесс минерализации костной ткани.отстает от накопления в ней органического матрикса.

4. В Ы В 0 Д Ы

1. Остеогенез у мясных цыплят характеризуется различной напряженностью метаболических процессов и зависит от возраста, типа кости (отдельных ее участков) и генетической принадлежности бройлеров. Наиболее существенные изменения в метаболизме органических веществ и минеральной фазы костной ткани обнаружены у вибрионов кур в последнюю неделю их роста и развития, а также в раннем пост-натальном онтогенезе.

2. В первые 14 сут постнатального периода цыплята отличались более высокими темпами прироста массы тела, чем в последующие возраста. В этот период также обнаружен и наиболее интенсивный рост костей в длину. У цыплят кросса "Смена" эти показатели были нес -колько выше, чем у кросса "Бройлер-6". Однако у бройлеров кросса "Смена" в возрасте 12 сут относительная масса большеберцовой кости была ниже на 10,7%, то сравнении с предыдущим возрастом.

3. Минерализация скелета у цыплят носила циклический характер. Так,более интенсивно процессы минерализации костной ткани были выражены у бройлеров в период с 12 до 16 сут антенатального онтогенеза и от вылупления до 12 -сут возраста в постнатальный пе -риод. Накопление минеральных веществ (особенно Ca и Р) в костной ткани, как правило, сопровождается увеличением -коэффициента отношения Са/коллагену и Са/Р, а также дегидратацией скелета. В ранний постнатальный период роста- и развития цыплят процессы ос-сификации костной ткани (особенно большеберцовой кости) более активно протекают у кросса "Бройлер-о", чем у кросса "Смена", а к концу периода выращивания бройлеров, наоборот.

4. Максимальная концентрация общего коллагена обнаружена в костной ткани 16 -сут куриных эмбрионов. По мере увеличения степени минерализации костной ткани уровень коллагеновых белков снижается (примерно в 2 раза). Снижение степени минерализации скелета цыплят-бройлеров в 24- и 36 -сут возрасте постнатального онтогенеза сопровождается повышением уровня коллагеновых белков (примерно на 30$ (P<¿.0,05)). В костной ткани бройлеров кросса "Смена" ( в постнатальный период) содержание общего коллагена было выше, чем

у кросса "Бройлер-6".

Ь. В диафизе большеберцовой кости цыплят-бройлеров кросса "Смена" обнаружена тенденция к большему содержанию нейтральносо-лерастворимого коллагена, по сравнению с кроссом "Бройлер-6". В целом, в процессе онтогенеза, уровень растворимых фракций коллагена снижался. При этом диафиз трубчатых костей содержал больше кислоторастворимого, а эпифизы нейтральносолерастворимого коллагена.

6. Интенсивность включения *4С-пр6лина в коллаген костной ткани достигает своего максимума у эмбрионов через 8 часов посла введения метки, а у цыплят, в основном, через 24 часа.

7. С увеличением возраста интенсивность синтеза коллагена г; костной ткани цыплят-бройлеров снижается, а степень его зрелости повышается. Повышение величины отношения интенсивности включения • ^С-пролина в нейтральносолерастворишй коллаген к интенсивности включения ^-пролина в общий коллаген костной ткани цыплят в возрасте 12 сут постнатального периода указывает на понижение степени зрелости коллагена, что особенно характерно для бройлеров кросса "Смена".

8. Активность фермента пролилгидроксилазы в коллагене костной ткани цыплят-бройлеров повышается, В антенатальный период и до 24' сут возраста постнатального онтогенеза активность данного фермента была ниже у цыплят кросса "Смена", по сравнению с гроссом "Бройлер-6".

ОРЕДЛОЯЕНИЯ

1. Процессы оссификациц костной ткайя в раннем постнатальном онтогенезе протекает более активно у цыплят кросса "Бройлер-6", чем у кросса "Смена", что необходимо учитывать ори селекции мясной птицы на прочность костной ткани и степень ее минерализации.

2. В качестве критерия оценки зрелости коллагена костной ткани, при научных исследованиях, следует использовать коэффициент отношения интенсивности включения *'*С-пролина в нейтральносолераст-воримый коллаген костной ткани к интенсивности включения ^^С-лро-лина в общий коллаген, величина которого не должна превышать 0,02.

3. При совершенствовании норы кормления мясных цыплят кроссов "Бройлер-6" и "Смена" необходимо учитывать периодичность в накоплении и созревании коллагеновых белков костной ткани и их насыщенность минеральными веществами.

4. Материалы исследований по возрастным особенностям остеогенеза рекомендуется испольэ >1ать в учебнрм процессе по курсам физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

- I. Особенности формирования органической матрицы костной ткани и степень ее минерализации у цыплят-бройлеров разных кроссов в постнатальный период развития./Дез.докл. X Всес.конф, молодых ученых и специалистов - Пути увеличения производства и повышения качества сельскохозяйственной продукции/ - Оренбург, 1991,- 1-43.

2. Динамика минерализации костной ткани цыплят-бройлеров кроссов "Бройлер-6" и "Сыена"//Бпдл,ВНИИФБиП с.-х. животных. - Боровск , 1991 .-В. К100) .-С.65-69.

3. Динамика содержания и обмена коллагеновых белков костной ткани цыплят-бройлеров в онтогенезе/. Б.Д.Кальницкий, Ю.П.Стефурак// Бплл.ВНИИФБиП с.-х. животных.-Боровск,1991.-ВЛ(100).-С.69-74.

4. Возрастные особенности морфометричерадх показателей и меха -нико-прочностных свойств бояьшеберцовых костей цыплят-бройлерэв разных кроссов//Бюлл.ВНИИФБиП с.-х. животных.-Боровск,1991.-В,2 (101).

Подписано-в печать 22.11.1991г. Формат 60x84/1,6 Объем 1 уч.*-изд. л. Тираж 100. Заказ 210.

Ротапринт ВНИИдрева Балабаново Калужской области