Введение к работе
і 1.1. Актуальность темы. В условиях современной технологии промыш ленного птицеводства интенсивная селекция мясной птицы на увеличение скорости роста живой массы без учета особенностей формирования костной ткани и прочности скелета привела к увеличению частоты патологий конечностей, особенно у-цыплят-бройлеров. Следовательно, изучение обмена веществ и разработка способов профилактики нарушений метаболических процессов в костной ткани приобретают особую актуальность. В последние годы интенсивно ведутся исследования - по изучению основных закономерностей остеогенеза и выявлению механизмов взаимодействия органических и кристаллических структур в костной ткани (Л.И.Слуцкий, 1985; В.М.Жуков, 1990; A.L.Bockey, A.S.Posner, 1984; В.И.Фисинин и др., 1990).
В настоящее время костная ткань рассматривается как многофункциональная система, обладающая высокой метаболической активностью, и очень чувствительна к воздействию экзо- и эндогенных факторов. Особая роль костной ткани отводится и в регулировании минерального гомеоста-за в организме животных и птицы, а также взаимосвязи происходящих в ней метаболических процессов с другими системами организма (Б.С.Каса-вина, В.П.Торбенко, 1979). Главной особенностью костной ткани является способность ее органического матрикса минерализоваться (А.Хем, Д.Кормак, 1963). Нормальное функционирование всей костной. системы определяется состоянием ее органического матрикса, основную часть которого составляет коллаген - 95% белка и 89-97%-азота костной ткани. Коллаген определяет важнейшие механические свойства костной ткани -прочность и эластичность, участвует в процессах минерализации и деминерализации, выполняя роль гетерогенного катализатора, ответственного за упорядоченное образование и локализацию кристаллов оксиапатита (У.Ньюман," М.Ньюман, 1961; В.Н.'Никитин и др., '1977).
В процессе онтогенеза костная ткань постоянно находится в-*состоя-нии обновления и ремоделирования, одновременно отражая сложные структурные и функциональные преобразования, происходящие в организме на различных уровнях, непосредственно участвует в-обмене веществ, -особенно минеральном; выполняя функцию подвижного депо минеральных ком- понентов. Развитие нормального костяка связано с обеспечением растущего организма птицы- минеральными веществами, прежде всего кальцием и фосфором, недостаток- которых ведет к замедлению роста и возникновению различных патологий (В.И.Георгиевский и др.,1979; А.П.Шицкова. 1984). .
- В литературе имеются отдельные сведения о возможности предотвращения нарушений обмена веществ в костной ткани и деформации скелета у
цыплят-бройлеров при интенсивном их выращивании путем обогащения рационов витамином Дз, отходами пивоваренного и спиртового производства. В связи с этим представляет научный интерес использование этих нетрадиционных кормов не только в качестве источников энергии и питательных веществ, но и как источников ряда биологически активных компонентов, которым отводится особая роль в предупреждении нарушений процессов формирования скелета у птиц (J.Plawnik, L.Scott, 1980; И.В.Петрухин,1989).
1.2. Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы состояла в
изучении особенностей формирования и степени минерализации органи
ческой матрицы костной ткани у мясных цыплят кросса "Бройлер-6" в он
тогенезе и в зависимости от факторов питания. {
В план исследований входили следующие задачи:
изучить динамику морфофункциональных изменений костной ткани' цыплят-бройлеров в'анте- и постнатальный периоды роста и развития;
выявить возрастные особенности накопления коллагеновых и некол-; лагеновых белков,- уровень содержания гликозаминогликанов в костной ткани бройлеров; ; '
изучить интенсивность процессов ;минерализации костной ткани у-цыплят в онтогенезе; -:
определить особенности формирования органической матрицы костной ткани и степень ее минерализации у мясных цыплят при обогащении комбикормов витамином Дз; сухими пивными дрожжами или кормовой микробной биомассой.
1.3. Положения, выносимые на защиту.
-
В процессе остеогенеза в костной ткани цыплят-бройлеров происходят непрерывные изменения, обусловленные различной интенсивностью метаболизма органических и ' минеральных компонентов в зависимости от возраста, типа кости и изучаемых кормовых факторов.
-
В метаболических процессах костной ткани бройлеров наиболее существенные изменения происходят в конце антенатального (последнюю неделю) и в период раннего постнатального онтогенеза.
-
Интенсивность формирования органической матрицы костной ткани и степень ее минерализации у цыплят кросса "Бройлер-6" характеризуется периодичностью. Критическим периодом для цыплят-бройлеров является возраст 42 суток. К этому периоду снижаются - механические характеристики костей скелета; зольность; величина отношения Са:Р; Ca:N; коллаген: неколлагеновые белки'при повышении величины отношения гексозами-на к оксипролину, что указывает на -.недостаточную зрелость костной ткани.
1.4. Научная новизна. -Впервые с использованием современных биохи-
мических и физиологических методов дана комплексная оценка особенностей формирования органической матрицы костной ткани и степени ее минерализации у цыплят-бройлеров в различные периоды онтогенеза и в зависимости от факторов питания. Показано, что в конце антенатального и в 'ранний постнатальный период роста и развития бройлеров происходит интенсивное депонирование органических компонентов костной ткани, а степень ее минерализации достигает своего максимума к 28-суточному возрасту птицы. При этом обнаружено, что периферический и осевой скелет характеризуются различной интенсивностью накопления коллагеновых белков. Так, в переферическом скелете бройлеров максимальное содержание коллагеновых белков отмечалось в суточном, а в осевом - в 7-су-точном возрасте постнатального онтогенеза.
1.5. Практическое значение работы. В результете проведенных нами
исследований обоснована необходимость учета критического периода рос
та бройлеров (возраст 42 суток) в процессе формирования органической
матрицы костной ткани и степени ее минерализации у цыплят кросса
"Еройлер-6".
Для повышения степени минерализации скелета и прочностных характеристик костной ткани цыплят во второй период выращивания (возраст 28-56 суток) рекомендуется обогащение комбикормов сухими пивными дрожжами или кормовой микробной биомассой в количестве 2.5 от массы рациона; витамин Д целесообразно вводить в профилактической дозе, увеличенной на 30%.
Материалы исследований по возрастным особенностям остеогенеза рекомендуется использовать в дальнейших научных исследований при изучении метаболизма костной ткани в норме и патологии.
-
Апробация работы. Результаты исследований доложены на ежегодных заседаниях методического совета Белгородского сельскохозяйственного института по результатам НИР -(Белгород, 1988-1991); на межлабораторном заседании отдела питания ВНИЙФБиП с.-х.животных (Бо-„ ровск, 1993).
-
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи.
-
Объем диссертации. Диссертация состоит из-введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследования, результатов исследований и их обсуждения,- _заключения, выводов, предложений, списка литературы и приложения. Диссертация содержит 184 страницы машинописного текста, включая 32 таблицы и 4 рисунка. Библиографический указатель литературы включает 338 работ, из них-183 зарубежных авторов;
, 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ \
Опыты проводили на эмбрионах и цыплятах-бройлерах кросса "Брой-лер-6" в условиях птицесовхоза "Лопанский" Белгородской области. Биохимические анализы выполнены ъ лаборатории биологических исследований Белгородского СХИ и лаборатории минерального питания ВНИИФБиП с.-х. животных. Для изучения особенностей формирования скелета цыплят в процессе эмбриогенеза исследования проводили на куриных эмбрионах 15-, 17- и ,19-суточного возраста. Для этого отбирали по 90 штук :инку-бируемых яиц и помещали их на 30 минут в холодильную камеру, чем вызывали гибель эмбрионов. После вскрытия яиц для анализа брали образцы большеберцовой, бедренной и грудной костей эмбрионов.
В постнатальный период для изучения процессов роста и развития костной ткани убой птицы проводили методом декапитации в суточном возрасте - В| количестве 50 голов, в 7-суточном - 40 голов и 14-суточ-ном - 30 голов.
Для изучения влияния витамина Дз, сухих пивных дрожжей и кормовой микробной биомассы на процессы формирования костной ткани; цыплят-бройлеров эксперимент был проведен с 14- до 56-суточного возраста. Для этого из партии цыпдят одного вывода было сформировано 4 группы птицы по 500 голов в каждой.
Птица первой (контрольной) группы получала основной рацион (OP), представленный полнорационным комбикормом ПК-5 и ПК-6 соответственно периодам выращивания.
Исходя из важности витамина Д в регуляции метаболизма костной ткани, мы поставили своей задачей изучить роль этого витамина в процессах формирования органической матрицы костной ткани и ее минерализации у бройлеров в различные возрастные периоды. С этой целью в рацион цыплят -второй (опытной) труппы вводили витамин Дз в профилактической дозе, увеличенной -на 30%, т.е. добавка сверх установленной нормы составила 450 ME (11.2 мкг) на 1 кг корма в стартовый период выращивания и 300 ME (7.5 мкг) в финишный период.
Птица третьей (опытной) группы в составе комбикорма вместо .2-.5% кормовых дрожжей получала 2.5 сухих.пивных дрожжей.
В рационе цыплят-бройлеров четвертой (опытной) группы 2.5% кормовых дрожжей заменяли аналогичным количеством кормовой микробной биомассы.
. В период исследований учитывали: .прирост массы тела путем взвешивания в 14, 28, 42 и 56-су точном возрасте, расход кормов, сохранность поголовья и патологию опорного аппарата 'цыплят-бройлеров.
В ходе эксперимента с целью отбора образцов большеберцовой, бед-
ренной и грудной костей в 28, 42 и 56-суточном возрасти проводили
убой цыплят по 10 голов из каждой группы. '
Исследуемые кости очищали от мягких тканей и немедленно замораживали в жидком азоте для определения активности щелочной фосфатазы. Образцы большеберцовой и бедренной костей разделяли на и- -следуемые зоны: i-пифизы с метафизарными пластинками роста и диафиз.
Об общем содержании белковых соединений в костной ткани судили на основании определения белкового азота (по Кьельдалю); коллагеновых белков по концентрации оксипролина, а неколлагеновых белков-по содержанию тирозина. Содержание оксипролина и тирозина определяли после предварительного гидролиза тканей по методу Л.И.Слуцкого (1&69). Колориметрическое определение оксипролина в образцах проводили по методу Т.В.Замараевой (1977). Количество тирозина определяли по методу G.Ceriotty, L.Spandrio (1957) в модификации Л.И.Слуцкого (1969) по реакции с а-нитрозо-8-нафтолом.
-Для количественной характеристики гликозаминогликанов определяли
содержание гексуроновых кислот методом М.Bitter, H.Muir (1962) по
карбазоловой реакции и гексозаминов-по методу;В.К.Леонтьева. А.Н.Гай
дамак (1978). ;
Определение активности щелочной фосфатазы проводили по методу A.Bodansky в модификации Е.Д.Пономаревой (1968).
Для характеристики компонентов неорганической фазы в образцах костной ткани определяли содержание кальция и магния методом атомно- абсорбционной спектрофотометрии, фосфора - методом V.G.Puls (1961) и золы - сжиганием в муфельной печи при 450-5О0С.
Механические характеристики большеберцовой и бедренной костей определяли по методу, описанному в методических указаниях по изучению минерального обмена у с.-х. животных (Б.Д. Кальницкийг и соавт., 1988). Экспериментальный материал обработан методом вариационной статистики по-Стьюденту (Г.Ф.Лакин, 1980).