Введение к работе
Актуальность темы. Формирование комплексных знаний, касающихся морфофизиолого-биохимического становления кожно-волосяного покрова у разных видов пушных зверей в различные фазы онтогенеза, является одной из важнейших проблем возрастной, частной физиологии и биохимии животных, обусловленной запросами теории и практики пушного звероводства и мехового производства. На сегодняшний день еще нет полноценных (окончательных) представлений о закономерностях постнатального физиолого-биохимического формирования кожно-волосяного покрова в зависимости от видовых особенностей пушных зверей, знание которых крайне необходимы для целенаправленного их разведения и выращивания, как для получения качественного и конкурентоспособного мехового сырья, так и для производства мехового полуфабриката. Нехватка на сегодняшний день новых объективных методик по оценке качества волосяного покрова и недостаточность современных химических средств, призванных получать более качественный и конкурентоспособный натуральный мех, привели к тому, что в настоящее время на российском рынке продается, согласно экспертной оценке, только примерно третья часть от всей мировой меховой продукции, в то же время на долю импортных поставок приходится 70…80% от общего объема продаж (Берестов В.А., 1984; Слесаренко Н.А. 1995 Маракова Т.И., 2004; Тютюнник Н.Н., 2006; Бычкова И.Н., 2006; Балакирев Н.А., 2009; Илюха В.А., 2009 и др.).
Фрагментарный подход к поставленной проблеме, подразумевающий преобразования, либо только технологической, либо звероводческой стороны проблемы из всей цепочки производства меха, порой не приводит к нужному результату. Вот почему названную проблему нужно решать комплексно, не только с позиций звероводства и товароведения, но и с позиций физиологии и биохимии, в частности. Для формирования, способствующих повышению продуктивности пушного звероводства и качества его продукции, представлений о физиолого-биохимическом совершенствовании кожно-волосяного покрова, для каждого вида пушного зверя необходимо отследить весь путь его онтогенетического становления и особенно постнатального развития: от момента рождения и до возраста, в котором от животного получают меховое сырье, а затем полуфабрикат с заданными свойствами. В рамках такого подхода необходимо было установить межвидовые сходства и различия в закономерностях постнатального морфофизиолого-биохимического совершенствования кожно-волосяного покрова у разных видов пушных зверей: от начала его становления до полного созревания, основываясь на знаниях морфофизиологии кожно-волосяного покрова, а также на закономерностях изменения его биохимического состава, которые в значительной степени определяются как видом животного, так и его онтогенетическим развитием. В этой связи вполне очевидна актуальность и целесообразность исследования особенностей морфофизиолого-биохимического становления кожно-волосяного покрова пушных зверей (норок, песцов и лисиц) в постнатальном онтогенезе.
Цель работы – определение видовых и возрастных особенностей постнатального морфофизиологического и физиолого-биохимического формирования кожно-волосяного покрова у разных видов пушных зверей: стандартных норок, серебристых песцов и серебристо-черных лисиц; качественная оценка волосяного покрова и факторов, влияющих на улучшение его свойств в пушно-меховом сырье и полуфабрикате.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- изучить особенности морфофизиологического становления кожно-волосяного покрова у стандартных норок, серебристых песцов и серебристо-черных лисиц в постнатальном онтогенезе;
- изучить особенности изменения аминокислотного и минерального составов кожно-волосяного покрова у разных видов пушных зверей (стандартных норок, серебристых песцов и серебристо-черных лисиц) в разные фазы постнатального онтогенеза;
- установить морфофизиологические и физиолого-биохимические различия в постнатальном развитии кожно-волосяного покрова у стандартных норок, серебристых песцов и серебристо-черных лисиц;
- определить межвозрастные морфофизиологические и физиолого-биохимические различия кожно-волосяного покрова у разных видов пушных зверей (стандартных норок, серебристых песцов и серебристо-черных лисиц);
- установить взаимосвязи между особенностями морфофизиологического становления кожно-волосяного покрова и особенностями изменения его аминокислотного и минерального составов в разные фазы постнатального онтогенеза у разных видов пушных зверей (стандартных норок, серебристых песцов и серебристо-черных лисиц);
- разработать, основываясь на полученных знаниях, новые объективные методики по оценке качества волосяного покрова разных видов пушных зверей на основе его диэлектрических свойств;
- разработать новые химические материалы, улучшающие качество пушно-мехового сырья и полуфабриката.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые
установлены морфофизиологические особенности тонкой ультраструктуры волосяного покрова стандартных норок, серебристых песцов и серебристо-черных лисиц в разные фазы постнатального онтогенеза;
впервые установлено фоновое содержание 25 химических элементов, включая токсичные и высокотоксичные в кожно-волосяном покрове стандартных норок, серебристых песцов и серебристо-черных лисиц в разные фазы постнатального онтогенеза, что может быть использовано для установления и преодоления у них минерального дефицита, возникающего при их развитии, а также для оценки полноценности их минерального питания;
выявлены межвидовые и межвозрастные различия в минеральном составе (по 25 элементам, включая токсичные и высокотоксичные элементы) кожного и волосяного покровов у стандартных норок, серебристых песцов и серебристо-черных лисиц в ходе постнатального морфофизиологического становления кожно-волосяного покрова;
выявлены межвидовые и межвозрастные различия в аминокислотном составе кожного и волосяного покровов у стандартных норок, серебристых песцов и серебристо-черных лисиц в ходе постнатального совершенствования кожно-волосяного покрова;
разработана новая методика, позволяющая проводить качественную оценку пушно-мехового сырья и полуфабриката на основе их способности приобретать заряды статического электричества, т.е. электризоваться;
изучено влияние природы и характеристик волосяного покрова (длины, толщины, густоты различных типов волос и их соотношения, дефектности, гидрофобности, аминокислотного и минерального составов), а также различных видов технологических обработок (пикелевания, дубления, крашения, стрижки, щипки) на электризуемость разных видов пушно-мехового сырья и полуфабриката и показано, что геометрические параметры волос, густота, дефектность и гидрофобность волосяного покрова, технологическая обработка определяют диэлектрические свойства пушно-мехового сырья и полуфабриката;
разработаны теоретические основы по оценке электризуемости натурального меха, позволяющие проводить сравнительную оценку электризуемости различных видов мехового сырья и полуфабриката на основе кинетики разряда;
разработаны способы защиты пушно-мехового сырья и полуфабриката от статического электричества, с помощью применения новых синтезированных антистатических средств на основе сополимеров N, N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида и метилметакрилата, позволяющих получать меховую продукцию с улучшенными товароведными свойствами.
Теоретическая и практическая значимость работы, внедрение результатов исследования.
Установлены закономерности структурно-физиологического совершенствования кожно-волосяного покрова в ходе постнатального онтогенеза у различных видов пушных зверей (норок, песцов и лисиц) на основе сравнительного анализа изменения аминокислотного и минерального составов и гистогенеза волосяного и кожного покровов.
Предложен новый метод установления минерального дефицита у норок, песцов и лисиц, до выявления патологических состояний, основанный на сравнении изменения поверхностной концентрации минеральных веществ в волосяном и кожном покровах в одни и те же фазы постнатального онтогенеза, и даны рекомендации по его преодолению и профилактике.
Разработаны новые термо- и влагоустойчивые полимерные материалы на основе ПЧС - сополимеры N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида и ММА, позволяющие получать меховое сырье и полуфабрикаты с более высокими потребительскими свойствами. Создана новая методика, которую можно использовать для оценки качества меха, сформулированы теоретические основы для оценки его диэлектрических свойств.
Теоретические положения, сформулированные в работе, ряд экспериментальных результатов и предложенных методов включены в 3 учебные пособия, используемые при чтении лекций и проведения лабораторно-практических занятий по возрастной и частной физиологии животных, по биохимии животных, по физике и биофизике, а так же в звероводстве и товароведении; используются в учебном процессе в ФГОУ ВПО МГАВМиБ, в ФГОУ ВПО "Российской экономической академии имени Г.В.Плеханова", в ГНУ Научно-исследовательском институте пушного звероводства и кролиководства имени В.А. Афанасьева.
Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований государственных контрактов Минобрнауки по теме: "Разработка материалов для создания сенсорных элементов устройств оптического контроля химических веществ" №02.434.11.2039 от 09.11.2005 г., по федеральной целевой программе (ФЦП) «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы по теме: «Разработка методик и создание биохимических, коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений» № 02.740.11.0270, а также в рамках ФЦНТП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса в России на 2007-2012 годы" № 02.523.12.3009 от 09.08.2007 г., осуществляемых в ФГОУ ВПО МГАВМиБ.
Достоверность проведенных исследований, научных положений, выводов и рекомендаций, полученных в работе, подтверждается согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных с применением современных методов исследований и статистической обработки данных, а также широкой апробацией полученных результатов и внедрением их в производство.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Для норок, песцов и лисиц в каждую фазу постнатального онтогенеза свойственны определенные морфофизиологические особенности формирования, развития и функционирования кожно-волосяного покрова.
2. Физиолого-биохимическое формирование кожного и волосяного покрова разных видов пушных зверей отражается на их минеральном и белковом составах.
3. Определенная взаимосвязь между морфофизиолого-биохимическими характеристиками волосяного покрова разных видов пушных зверей и его диэлектрическими свойствами позволяет объективно проводить качественную его оценку и улучшать его свойства новыми полимерными материалами на основе сополимеров N, N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида и ММА.
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены на 20 международных, всесоюзных, всероссийских, межвузовских, республиканских конференциях, съездах, сессиях и выставках: II Международной Научно-технической конференции "Достижения текстильной химии - в производство" "Текстильная химия -2004". 7-9.09.2004 г. (Иваново); Международной научной конференции "Актуальные проблемы науки, техники и экономики производства изделий из кожи" 4-5.11.2004 г. (Витебск); Международной конференции "Экологические проблемы кожевенного производства и пути их решения 15-16.12.2004 г. (Москва); XIII Международной конференции по спиновой электронике и гировекторной электродинамике, 3-5.12.2004 г. (Фирсановка); на научно-технической выставке "Москва-город науки" 16-20.11.2004 г. (Москва); специализированной выставке "Нано-технологии и нано-материалы" 8-10.12.2004 г. (Москва); на "V Международном салоне инноваций и инвестиций " 2005 г. (ВВЦ, Москва); Международной конференции "Физико-химические основы новейших технологий XXI века"- 2005 г. (Москва); конференции, посвященной 100-летию со дня рождения д.т.н., профессора А.М.Михайлова 19.05.2005г. (Москва); 3-й конференции по учебно-методической, воспитательной и научно-практической работе академии, 2006 г. (ФГОУ ВПО МГАВМиБ, Москва); 2-Международной научно-практической конференции "Исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности" 7-9.02.2006 г. (Санкт-Петербург); IV Российско-французском симпозиуме "Супрамолекулярные системы в химии и биологии", 23-28.09.2007г. (Москва); III International Conference on colloid chemistry and physicochemical mechanics, 2008 г. (Москва); Международной научно практической конференции «Достижения супрамолекулярной химии и биохимии в ветеринарии и зоотехнии», 2008 г. (Москва, МГАВМиБ); научной сессии "Применение поверхностно-активных веществ в пищевой промышленности", 15-17.09.2008 г. (Мурманск); Международной научно-практической конференции "Современные средства и методы диагностики, профилактики и лечения инфекционных, протозойных и микотических болезней сельскохозяйственных и промысловых животных, рыб и пчел", 10.02.2009 г. (Москва); IV-Международном симпозиуме "Современные проблемы и методы экологической физиологии и патологии млекопитающих, введенных в зоокультуру" 23-25.09.2009 г. (Петрозаводск); Международной научно-практической конференции "Теоретические и прикладные проблемы социально-правовых, медико-биологических и технико-экономических сфер жизни общества", 26-27.03.2009 г. (Курск); XVII и XVIII Международных Плехановских чтениях; 2004 и 2005 г. (Российская экономическая академия имени Г.В.Плеханова, Москва); XXI Съезде физиологического общества имени И.П.Павлова 19-25.09.2010 г. (Калуга); на научно-технической выставке "Москва-город науки" 16-20.11.2004 г. (Москва); специализированной выставке "Нано-технологии и нано-материалы" 8-10.12.2004 г. (Москва); на "V Международном салоне инноваций и инвестиций " 2005 г. (ВВЦ, Москва).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 65 научных работ из них 19 в рецензируемых изданиях рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 329 страницах компьютерного текста и состоит из общей характеристики работы обзора литературы материала и методики исследований результатов собственных исследований обсуждения полученных результатов выводов предложений производству списка литературы включающего 348 источника в том числе зарубежных 64 и приложения. Работа иллюстрирована 64 таблицами и 72 рисунками.
