Особливості ліпідного складу шкіри овець різних порід і вовни у зв’язку з її ростом та фізико-хімічними параметрами

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТВАРИН НААН

СТРОГУШ НАТАЛІЯ СТЕПАНІВНА

УДК 636.32/38: 591.176: 612.015.32

ОСОБЛИВОСТІ ЛІПІДНОГО СКЛАДУ ШКІРИ ОВЕЦЬ РІЗНИХ ПОРІД І ВОВНИ У ЗВ'ЯЗКУ З ЇЇ РОСТОМ ТА ФІЗИКО-ХІМІЧНИМИ ПАРАМЕТРАМИ

03.00.04 - біохімія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Львів - 2011

ДИСЕРТАЦІЄЮ Є РУКОПИС

Робота виконана в Інституті біології тварин НААН.

Науковий керівник

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Стапай Петро Васильович, Інститут біології тварин НААН, завідувач лабораторії живлення овець і вовноутворення

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, доцент, членкор НААН Седіло Григорій Михайлович, Інститут землеробства і тваринництва західного регіону НААН, директор;

доктор біологічних наук, професор Калачнюк Григорій Іванович, Національний університет біоресурсів і природокористування Кабінету Міністрів України, професор кафедри біохімії тварин, якості і безпеки сільськогосподарської продукції імені академіка М. Ф. Гулого.

Захист відбудеться «15» червня 2011 р. о 10⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.368.01 в Інституті біології тварин НААН за адресою: 79034, м. Львів, вул. В. Стуса, 38

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту біології тварин НААН (79034, м. Львів, вул. В. Стуса, 38)

Автореферат розісланий «13» травня 2011 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Віщур О.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема підвищення вовняної продуктивності і поліпшення якісних параметрів вовни була і залишається актуальною, оскільки вовна володіє унікальними фізико-хімічними властивостями і є цінною сировиною для текстильної промисловості. Успішне розв'язання цієї проблеми залежить від багатьох чинників, у тому числі глибокого й усебічного вивчення закономірностей процесів вовноутворення та механізмів їх регуляції.

Із огляду на це, особливо важливим є вивчення обмінних процесів у шкірі, насамперед ліпідного обміну, оскільки ліпіди виконують важливу роль у процесах морфогенезу волоса і є одним із головних джерел енергії (Макар И. А., 1992; Стапай П. В., 2000; Sten K. S., Paus R., 2001; Стапай П. В. зі співавт., 2005; Седіло Г. М., Макар І. А. зі співавт., 2006; Feingold, 2008). Однак вміст ліпідів і спрямованість ліпідного обміну в шкірі овець різних порід у зв'язку з ростом вовни, формуванням її фізико-хімічних властивостей вивчені недостатньо. Особливо мало відомостей про сезонні зміни ліпідного складу шкіри овець різних порід, зокрема, овець із різним характером вовняного покриву, а також про роль окремих класів ліпідів у процесах росту вовни та формуванні її фізико-хімічних властивостей. Останнім часом отримано нові дані про наявність тісних зв'язків між рівнем і спрямованістю обмінних процесів у шкірі овець та ростом вовни, її структурою, хімічним складом і фізичними властивостями (Параняк Н. М. зі співавт., 1993; Madison, 2003; Стапай П. В. зі співавт., 2005), а також накопичується більше відомостей про важливу роль внутрішніх ліпідів волокон при формуванні їхніх фізико-технологічних властивостей (Kцrner A. et al., 1992; Coderch L., 1996; Ткачук В. М., 2002; Thдringen C., 2002; Marti M. et al., 2010). Однак такі дослідження проведені здебільшого на волосі людини та лабораторних тварин (Wertz P. W. et al., 1989; Smith J. R. et al., 1999; Smith J. R. et al., 2000), а даних стосовно породних і вікових особливостей складу внутрішніх ліпідів вовни овець, особливо їх ролі у морфогенезі та формуванні якісних параметрів вовняної сировини, майже немає.

Саме тому наші дослідження були спрямовані на комплексне вивчення особливостей ліпідного складу шкіри і кератину вовни овець тонкорунної та напівгрубововнової порід, у зв'язку з сезонними особливостями росту вовни та формуванням її фізико-хімічних властивостей.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є частиною наукових завдань, які виконувались у лабораторії живлення овець і вовноутворення Інституту біології тварин НААН у 2006?2010 рр. і входили до державних програм 28.01.04 № ДР 0106U003053 «Вивчити механізми і розробити способи підвищення трансформації поживних речовин в продукцію вівчарства» (2006?2007 рр.) і № ДР 0110U004171 «Вивчити регуляторні механізми біосинтезу продукції вівчарства» (2008?2010 рр), де автор досліджувала ліпідний склад шкіри, фізико-хімічні параметри вовни овець породи прекос різного віку в процесі річного росту вовни, а також ліпідний склад шкіри та фізико-хімічні параметри вовни овець української гірськокарпатської породи (УГКП).

Мета і завдання дослідження. З'ясувати вікові та породні особливості ліпідного складу шкіри овець і вовни в процесі її річного росту та у зв'язку з формуванням її фізико-хімічних параметрів і впливу на них сезонних чинників, фізіологічного стану організму, умов годівлі та утримання тварин.

Для реалізації мети були поставлені такі завдання:

? вивчити вікові особливості ліпідного складу шкіри, перебігу мітотичних процесів у волосяних фолікулах, особливості гістоструктури шкіри у вівцематок і ягнят породи прекос у зв'язку з річною динамікою росту вовни та її фізико-хімічними властивостями, а також дослідити вікові особливості внутрішніх ліпідів вовни;

? з'ясувати породні та вікові особливості ліпідного складу шкіри, її гістоструктури, фізико-хімічних параметрів вовни, а також внутрішніх ліпідів вовняних волокон вівцематок і ягнят УГКП;

? визначити кореляцію між досліджуваними показниками.

Об'єкт дослідження. Вікові, сезонні та породні особливості ліпідів шкіри, її гістоструктури, фізико-хімічні показники вовни тонкорунних (порода прекос) і напівгрубововнових (УГКП) овець, а також породні та вікові особливості складу внутрішніх ліпідів вовни.

Предмет дослідження -- ліпіди шкіри, товщина шкіри та її шарів, мітотична активність волосяних фолікулів; хімічний склад вовни (вміст сірки, фосфору, цистину, цистеїну, тирозину, триптофану, гексозамінів, внутрішніх ліпідів волокон) та її фізичні показники (міцність, тонина).

Методи досліджень. Біохімічні (тонкошарова хроматографія, хімічний склад вовни), фізичні (міцність і тонина вовни), гістологічні (мітотична активність волосяних фолікулів, товщина шкіри та її шарів), зоотехнічні (приріст вовни), математичні й статистичні методи.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше проведено комплексні дослідження з вивчення породних і вікових особливостей ліпідного складу шкіри, її морфометричних і гістологічних характеристик, зв'язку досліджуваних показників з хіміко-фізичними параметрами вовни в процесі її річного росту та залежно від сезону, умов годівлі й утримання тварин. Одержано нові дані щодо сезонної динаміки ліпідного складу шкіри в овець породи прекос, а також породних і вікових особливостей ліпогенезу в шкірі овець.

Отримано дані, які відображають породні особливості гістоструктури шкірного покриву овець породи прекос та УГКП, з'ясовано закономірності сезонної динаміки гістологічних і морфометричних показників структурних частин шкіри та мітотичної активності клітин волосяних фолікулів овець породи прекос, а також досліджено їх взаємозв'язок із річною динамікою росту вовни. Вперше було отримано дані стосовно вікових і породних особливостей вмісту і складу внутрішніх ліпідів вовняних волокон овець породи прекос і УГКП та їх зв'язок з хімічними та фізичними параметрами вовни. Теоретично обґрунтувано виникнення депресії процесів вовноутворення у вівцематок у зимово-стійловий період їх утримання та запропоновано спосіб її попередження.

Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень можуть бути використані при написанні відповідних розділів навчальних посібників та у викладанні курсу вівчарства для студентів біотехнологічних факультетів, а також для розробки науково обґрунтованих заходів виробництва високоякісної вовни, моніторингу сезонної депресії вовноутворення і раннього прогнозування вовняної продуктивності овець. Так, для оцінки міцності вовни маркером може слугувати вміст холестеролсульфату у вільній фракції внутрішніх ліпідів вовни.

Запропоновано спосіб знівелювання депресії процесів вовноутворення у вівцематок у зимово-стійловий період їх утримання, який полягає у додаванні до складу основного раціону біологічно активної кормової добавки. Приріст вовни та міцність волокон при цьому збільшуються.

Особистий внесок здобувача. Автор особисто опрацювала наукову літературу за темою дисертації, виконала експериментальну частину роботи, математичну та статистичну обробку отриманих результатів. Аналіз отриманих даних, формування висновків і пропозицій, підготовку статей до друку проведено спільно з науковим керівником.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на щорічних засіданнях вченої ради Інституту біології тварин НААН (Львів, 2007?2009 рр.); VI науково-практичній конференції молодих науковців і спеціалістів «Актуальні проблеми біології, тваринництва та ветеринарної медицини» (Львів, 2007 р.); VII науково-практичній конференції молодих науковців і спеціалістів «Актуальні проблеми біології, тваринництва та ветеринарної медицини» (Львів, 2008 р.); Міжнародній науково-практичній конференції «Інноваційність розвитку сучасного аграрного виробництва» (Львів, 2008 р.) ; VIII науково-практичній конференції молодих науковців і спеціалістів «Актуальні проблеми біології, тваринництва та ветеринарної медицини» (Львів, 2009 р.) ; Міжнародній науково-практичній конференції «Актуальні проблеми сучасної біології, тваринництва та ветеринарної медицини» (Львів, 2010 р.).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 6 наукових праць у фахових виданнях, затверджених ВАК України (4 у науково-технічних бюлетенях, 1 у науковому віснику, 1 у збірнику наукових праць).

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, матеріалів і методів, результатів досліджень, аналізу та узагальнення одержаних результатів, висновків і пропозицій виробництву, списку використаних джерел і додатків (5). Загальний обсяг дисертації 166 сторінок (основна частина -- 125 сторінок), у тому числі 25 таблиць (12 сторінок), 11 рисунків (6 сторінок). Список використаних джерел включає 245 найменувань, з них 149 -- латиною.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури. В огляді літератури аналізуються дані про морфофізіологію шкіри, особливості її ліпідного складу і роль ліпідів у процесах вовноутворення, а також дані про структуру вовни, її хімічний склад та фізичні властивості, біосинтез кератину та ліпіди кератинізованих тканин.

Загальна методика та основні методи досліджень. Експериментальна частина роботи виконана у двох серіях дослідів. Перша серія виконана на вівцях породи прекос, що належали дослідному господарству “Комарнівське” Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій ім. С.З. Гжицького. Для цього за принципом аналогів було підібрано групу вівцематок і ягнят, отриманих від цих вівцематок (по 5 тварин). Дослід тривав від стриження до стриження (2007 ? 2008). Об'єктом біохімічних досліджень слугували шкіра і вовна, зразки яких відбирали в різні періоди року з таким розрахунком, щоб вони максимально відображали сезонні особливості росту вовни. Це, зокрема, зимово-стійловий (30.05.07), літньо-осінній (22.11.07) та осінньо-зимовий (14.02.08) періоди. Умови утримання і годівлі тварин відповідали загальноприйнятим нормам.

З метою вивчення породних особливостей ліпідного складу шкіри, її гістоструктури та фізико-хімічних параметрів вовни проведено другу серію дослідів на вівцях української гірськокарпатської породи. Для цього у СФГ “Банський” (с. Луг Рахівського району Закарпатської обл.) було підібрано за принципом аналогів групу повновікових вівцематок, ягнят (4 міс.) і ярок (1,5 року) -- по 3 тварини. Зразки шкіри і вовни від піддослідних тварин відбирали одноразово в кінці зимово-весняного періоду їх утримання. Контроль за інтенсивністю росту вовни в окремі періоди досліду здійснювали шляхом обліку приросту волокон на ділянці шкіри площею 64 см².

Окрім основних дослідів, проведено науково-виробничий дослід з метою попередження депресії процесів вовноутворення у вівцематок у зимово-стійловий період їх утримання на двох групах повновікових вівцематок УГКП -- дослідній і контрольній (по 50 тварин у кожній групі).

Ліпіди зі шкіри отримували екстрагуванням гомогенату за допомогою хлороформ?метанолової суміші (2:1). Загальну кількість ліпідів визначали ваговим методом, а їхній склад -- методом тонкошарової хроматографії (Стапай П. В., 1988). Роботи, пов'язані з виготовленням гістологічних препаратів, проводили за методикою Діомідової (1961), а фарбували за Фюльгеном. Внутрішні вільні ліпіди із вовни отримували екстрагуванням у апараті Сокслетта за допомогою хлороформ?метанолової суміші (2:1), а внутрішні ковалентно зв'язані ліпіди -- методом лужного омилення за Вертцом (1989) з наступним екстрагуванням їх хлороформ-метаноловою сумішшю (2:1). Хімічний склад вовни (вміст фосфору, сірки, цистину, тирозину, триптофану і гексозамінів) та її фізичні показники (міцність і тонину) визначали відомими методами, описаними в методичних рекомендаціях (Макар І. А. зі співавт., 1985; Калінін В. В., 1970).

Статистичну обробку експериментальних даних проводили за Ойвіном (1960) з використанням програми “Excel” (Козій Б., 2001). Для визначення вірогідних різниць між середніми величинами використовували критерій Стьюдента (t).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ АНАЛІЗ

Рис. 1. Річна динаміка росту вовни у вівцематок і ягнят (M±m, n=5)

Примітка. Статистично вірогідна різниця: * - між 1-м і 2-м періодами; **- між 1-м і 3-м періодами; *** - між 2-м і 3-м періодами досліджень.

Річна динаміка росту вовни в овець породи прекос. У результаті проведених досліджень на вівцях породи прекос визначено чітку сезонну та вікову ритміку росту вовни. Так, найвищі темпи росту вовни у вівцематок спостерігалися у літньо-осінній період, а найнижчі -- в зимово-стійловий (рис. 1). З'ясувалося, що депресія процесів вовноутворення у вівцематок у зимово-стійловий період зумовлена фізіологічним станом їх організму, тобто останнім періодом кітності та настанням лактації. У ягнят найбільший приріст вовни зафіксовано в перші місяці життя, що можна пояснити отриманням ними підвищеного рівня поживних речовин з материнським молоком. Найнижча інтенсивність росту вовни у ягнят, як і у вівцематок, спостерігалася в зимово-стійловий період, що може бути пов'язано не тільки з погіршенням рівня годівлі в цей період, але й з використанням поживних речовин раціону на приріст живої маси.

Біохімічні та гістохімічні дослідження шкіри. Дослідження загальних ліпідів у шкірі вівцематок і ягнят породи прекос показали чітку залежність між їх кількістю та інтенсивністю росту вовни (див. таблицю).

ріст вовна шкіра вівця

Таблиця. Уміст загальних ліпідів та фосфоліпідів у шкірі вівцематок і ярок породи прекос (Mm, n=5)

Показники	Період досліджень
	30.05.07	22.11.07	14.02.08
	Вівцематки
Загальні ліпіди, мг/г сух.тк.	79,26±1,52	82,69±1,18***	59,20±1,57**
Фосфоліпіди, мг/г сух.тк.	17,68±1,15	15,25±1,46	17,22±0,70
Суха маса шкіри, %	25,542,01	23,01±0,92	28,22±1,05***
	Ярки
Загальні ліпіди, мг/г сух.тк.	67,73±2,18*1	111,20±8,18***1	86,69±1,81**1
Фосфоліпіди, мг/г сух.тк.	15,31±0,51	19,04±1,33*	23,60±1,65**1
Суха маса шкіри, %	31,901,89*	21,88±1,55	29,46±0,81***
Примітка. Статистично вірогідна різниця: *- між 1-м і 2-м періодами досліджень; **- між 1-м і 3-м періодами досліджень;*** - між 2-м і 3-м періодами досліджень; 1 - між ярками і вівцематками.

Так, найвищий вміст ліпідів у шкірі вівцематок зафіксовано в кінці літньо-осіннього періоду, а найменший -- у зимово-стійловий період. У ягнят найменша кількість загальних ліпідів та фосфоліпідів у шкірі зафіксована у перші місяці життя. Вміст фосфоліпідів у шкірі ягнят з віком поступово збільшується. Найбільший вміст загальних ліпідів у шкірі ярок, як і у вівцематок, зафіксовано в кінці літньо-осіннього періоду утримання, тобто в період найбільш повноцінного забезпечення їх організму поживними речовинами.

Сезонні коливання вмісту загальних ліпідів у шкірі овець супроводжувалися відповідними змінами у співвідношенні між їх окремими класами. Зокрема, в зимово-стійловий період утримання, в їх шкірі майже вдвічі збільшилася фракція неетерифікованого холестеролу (р<0,02) і настільки ж зменшилася етерифікована фракція (р<0,02), порівняно з літньо-осіннім періодом. У шкірі маток у цей період був також найменший вміст триацилгліцеролів (р<0,02) -- основного енергетичного компонента. Такі зміни свідчать не лише про інтенсивне використання ліпідних компонентів як джерела енергії для процесів вовноутворення, але й про перерозподіл їх на інші потреби організму, зокрема, на ріст і розвиток плода та становлення процесу лактогенезу, з чим і пов'язана сезонна депресія росту вовни.

У шкірі молодняку картина змін холестеринових фракцій така ж, як у вівцематок. Найбільший вміст неетерифікованого холестеролу зафіксований у зимовий період, а найменший -- у літньо-осінній (р<0,001). Однією з особливостей шкіри ягнят наймолодшого віку була наявність додаткової неідентифікованої фракції нейтральних ліпідів.

Відповідні зміни сезонного характеру спостерігаються і з боку фосфоліпідних компонентів шкіри вівцематок. Зокрема, під кінець пасовищного утримання тварин у їх шкірі спостерігається найвищий вміст фосфатидилсерину (р<0,02) та збільшується вміст фосфатидилетаноламіну (р<0,01), але найбільша його частка зафіксована в зимово-стійловий період (р<0,01). Вміст сфінгомієліну найвищий у весняний період, найменший -- у зимово-стійловий (р<0,02). Характерною особливістю фосфоліпідного складу шкіри у весняний і зимовий періоди є наявність ще однієї (неідентифікованої) фракції. До речі, це ж стосується і шкіри ягнят.

Характерна вікова особливість співвідношення фосфоліпідів у шкірі 4?хмісячних ягнят -- високий вміст фосфатидилсерину (майже 50 %, р<0,01). Із віком ягнят його кількість поступово зменшується й у річному віці досягає рівня, визначеного для вівцематок.

У результаті проведення досліджень на вівцях УГКП з'ясувалося, що найменша кількість загальних фосфоліпідів є у шкірі вівцематок (10,37 мг/г сух. тк., р<0,02), що може бути пов'язане з інтенсивним використанням їх для процесів лактогенезу. Найбільша кількість фосфоліпідів виявлена у шкірі 1,5-річних ярок (р<0,01), що, очевидно, пояснюється відсутністю у них фізіологічного навантаження на організм, яке спостерігається у вівцематок.

При визначенні співвідношення деяких класів ліпідів у шкірі ягнят УГКП констатованo аналогічні особливості, як і у тонкорунних, зокрема, наявність додаткової неідентифікованої фракції. Паралелі між породами спостерігаються і у співвідношенні окремих фракцій фосфоліпідів. Так, у фосфоліпідному складі шкіри ягнят 45,6 % припадає на фосфатидилсерин. У річному віці вміст цієї фракції у шкірі значно зменшується (31,2 %, р<0,002). У обидвох досліджуваних порід овець найбільш спорідненим є вміст загальних ліпідів та співвідношення їх класів у групах ягнят наймолодшого віку, що зумовлено майже аналогічним характером живлення.

Стосовно породної специфіки ліпідного складу шкіри встановлено, що шкіра напівгрубововнових овець містить меншу кількість загальних ліпідів (62,7 проти 79,3 мг/г, р<0,02), фосфоліпідів (10,4 проти 17,7 мг/г, р<0,001), тобто характеризується нижчим рівнем ліпідного обміну, порівняно з тонкорунними.

Дослідження мітотичної активності клітин волосяних фолікулів показали, що найменша кількість мітозів як у первинних (р<0,002), так і у вторинних фолікулах (р<0,01) є у зимово-весняний період, тобто в період, коли спостерігається найнижчий приріст вовни. Після стриження тварин мітотична активність клітин як первинних (р<0,002), так і вторинних волосяних фолікулів (р<0,01) різко зростає. Такі дані чітко вказують на те, що стриження овець стимулює процеси вовноутворення. У літньо-осінній період мітотична активність фолікулів зберігається на досить високому рівні. З переходом тварин на зимово-стійлове утримання кількість мітозів у фолікулах зменшується, особливо у вторинних (р<0,001).

Залежність між діаметром фолікулів і кількістю мітозів у них характеризує показник питомої мітотичної активності (ПМА), який визначають діленням загальної кількості мітозів у цибулинах на їх середній діаметр. Згідно з обчисленнями, ПМА у вторинних фолікулах найвищий у період найбільшого приросту вовни (р<0,02) і знижується в період депресії процесів вовноутворення (р<0,02). Після стриження овець ПМА зростає як у первинних, так і у вторинних фолікулах (р<0,02). Отже, мітотична активність волосяних цибулин значною мірою залежить від сезону та фізіологічного стану організму вівцематок.

У результаті досліджень морфометричних показників шкіри встановлено, що загальна товщина шкіри вівцематок напівгрубововнової породи більша, ніж у вівцематок породи прекос (р<0,05), причому за рахунок усіх окремо взятих шарів шкіри. Тобто тварини з різним характером вовняного покриву характеризуються і різною товщиною шарів шкіри. При дослідженні секреторного відділу шкіри з'ясувалося, що в шкірі тонкорунних овець, порівняно з гірськокарпатськими вірогідно більша густота волосяних фолікулів (р<0,05), що зумовлено більшою кількістю вторинних фолікулів.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Сезонна динаміка росту вовни (мг/см2/добу) і зміни товщини шарів шкіри у вівцематок породи прекос (M±m, n=3). Примітка. Статистично вірогідна різниця між періодами досліджень: * - перед весняним стриженням - 2 тижні після стриження; ** - перед весняним стриженням - літньо-осінній; *** - перед весняним стриженням - осінньо-зимовий; 1 - 2 тижні після стриження - осінньо-зимовий;2 - літньо-осінній - осінньо-зимовий.

Дослідження сезонної динаміки змін товщини шарів шкіри тонкорунних вівцематок показало, що в кінці літньо-осіннього періоду, тобто, коли темпи росту вовни були найвищі, загальна товщина шкіри також найбільша (рис. 2). У період депресії процесів вовно утворення спостерігається вірогідне зменшення загальної товщини шкіри унаслідок зменшення товщини ретикулярного і сосочкового шарів. У період окотів і лактації тварин зафіксовано найгірші морфометричні показники шкіри за рахунок значного зменшення ретикулярного шару, а після стриження овець і переведення їх на пасовищне утримання поліпшується стан шкірного покриву.

Сезонні, вікові та породні особливості хімічного складу вовни. Дослідження хімічного складу вовни показали, що в окремі періоди росту вовни він різний. Так, у вовні вівцематок літньо-осіннього періоду росту більше фосфору і гексозамінів, тобто вона характеризується кращою якістю. Натомість, у вовні, яка виросла на початку зимово-стійлового утримання тварин, найменше фосфору (р<0,02), цистину, цистеїну (р<0,05), триптофану (р<0,01) і гексозамінів (р<0,02), що може бути пов'язане з впливом несприятливих умов стійлового утримання та дефіцитом мінеральних елементів у раціоні, а також у зв'язку з фізіологічним станом організму вівцематок -- кітністю та лактацією.

При вивченні хімічного складу вовни молодняку з'ясовано, що вовна 4?місячних ягнят містить найбільшу кількість фосфору (40,94 мг %, р<0,001), триптофану (0,43 мг %, р<0,01) і гексозамінів (212,76 мг %, р<0,02), порівняно з іншими віковими групами. Це можна пояснити підвищеним рівнем поживних речовин, отриманих з молоком, особливо це стосується фосфору. З віком ягнят хімічний склад вовни зазнає змін у напрямку зниження майже всіх досліджуваних показників.

Визначаючи хімічний склад вовни гірськокарпатських овець, ми враховували тип волокна і виявили, що деякі типи волокон відрізняються за хімічним складом. Так, пухові волокна вівцематок і ягнят характеризуються вищим вмістом сірки (р<0,05), триптофану (р<0,001) і фосфору (р<0,05), порівняно з грубою остю.

Досліджено також залежність хімічного складу вовни від віку. Зокрема, пухові волокна ягнят містили найбільше сірки і цистину -- 4,25 (р<0,05) і 14,43 % (р<0,01), а їх перехідний волос -- найбільше фосфору (р<0,001) та найменше -- гексозамінів (р<0,02). У перехідному волосі вівцематок є найменший вміст фосфору (18,28 мг%, р<0,001).

Стосовно породних особливостей, то встановлено, що пух гірськокарпатських вівцематок характеризується вищим вмістом сірки (р<0,001), триптофану (р<0,001) і загального фосфору (р<0,001), натомість вовна тонкорунних вівцематок містить більшу кількість тирозину (р<0,001).

Дослідження фізичних показників показали, що у вівцематок найбільша тонина волокон збігається з періодом найінтенсивнішого росту вовни, а найменша - з періодом найслабшого росту вовни. Отже, настриг вовни у вівцематок породи прекос збільшується як унаслідок росту їх у довжину, так і за рахунок збільшення діаметра волокон.

Вовна ягнят наймолодшого віку має найнижчу міцність і товщину волокон (р<0,05). Відомо, що ягнята після народження мають вовняний покрив, який характеризується неоднорідністю і меншою товщиною волокон.

При визначенні фізичних показників вовни гірськокарпатських овець спостерігаємо подібну картину, тобто всі типи волокон вівцематок мають найбільшу товщину (р<0,01), а волокна ягнят -- найменшу (р<0,001). Натомість волокна ярок, як пухові (р<0,05), так і остьові (р<0,02), мають вищу міцність порівняно з вовною вівцематок і ягнят.

Дослідження ліпідного складу кератину вовни. Більша кількість внутрішніх ліпідів вовни овець припадає на зв'язану фракцію, вміст якої коливається від 1,15 до 2,18 %. Натомість частка фосфоліпідів від загальних ліпідів, отриманих екстрагуванням, більша за частку фосфоліпідів від загальних ліпідів, отриманих лужним омиленням. Щодо породних відмінностей зазначимо, що вовна вівцематок і ягнят породи прекос містить більшу кількість вільних ліпідів (р<0,01), ніж пухові волокна гірськокарпатських вівцематок і ягнят.

При дослідженні класів внутрішніх ліпідів вовни у їх складі не було виявлено триацилгліцеролів. Тобто ці ліпіди якісно відрізняються від ліпідів шкіри. Більшість становили ліпіди стеринового походження. У складі вільних ліпідів вовни овець обидвох порід кількісно переважала фракція неетерифікованого холестеролу. Особливо високий відсоток цього класу є у складі вільних ліпідів вовни ягнят породи прекос (63,06 %, р<0,05). Окрім цього, у вовні тонкорунних вівцематок і ягнят у складі зв'язаних ліпідів є більший відсоток неетерифікованих жирних кислот (р<0,02), ніж у складі вільної фракції ліпідів, очевидно, за рахунок ковалентно зв'язаних жирних кислот.

У складі зв'язаних ліпідів остьових і пухових волокон гірськокарпатських вівцематок зафіксовано найменший вміст загального холестеролу і водночас найбільшу кількість неетерифікованих жирних кислот. Зокрема, у пухових волокнах вони становлять 38,57 % (р<0,05) усіх інших ліпідів, а в остьових ще більше -- 39,98 % (р<0,01). Одночасно у таких волокнах у складі вільних ліпідів частка цих кислот найменша, так само як і в тонкорунних овець.

Серед ідентифікованих класів полярних ліпідів найбільший відсоток склали цераміди. Причому найбільше їх у вільній фракції ліпідів. Характерно, що вовна вівцематок і ягнят породи прекос містить більший відсоток церамідів як у вільній, так і зв'язаній фракції ліпідів (48,86 і 46,74 % відповідно, р<0,05) порівняно з вовною гірськокарпатських овець.

Остьові волокна гірськокарпатських вівцематок і ягнят містять найбільшу кількість сірковмісних класів, а саме: сульфоліпідів - як у вільній, так і у зв'язаній фракціях, та холестеролсульфату - у зв'язаній. Відомо, що вовна з високим вмістом сірки і сульфоліпідів має кращі фізико-механічні властивості. У вовні вівцематок породи прекос встановлено високий позитивний зв'язок між вмістом холестеролсульфату у зв'язаній фракції і вмістом сірки (r=0,745), холестеролсульфату та міцністю волокон (r=0,897?0,992), приростами вовни та вмістом загальних нековалентно зв'язаних ліпідів у ній (r=0,955 у ягнят). Отже, для оцінки фізичних властивостей вовни маркером може слугувати вміст холестеролсульфату у вільній фракції внутрішніх ліпідів вовни.

Вплив біологічно активної кормової добавки на ріст вовни у вівцематок. З метою знівелювання депресії росту вовни у вівцематок у зимово-стійловий період їх утримання проведено дослід, який полягав у додаванні до основного раціону біологічно активної кормової добавки в такому співвідношенні компонентів: ріпакового шроту -- 150 г/гол/добу, сульфату натрію -- 8 г/гол/добу, йодистого калію -- 1,5 мг/гол/добу, хелатної сполуки хрому з метіоніном -- 0,4 мг/гол/добу. У результаті цього встановлено, що в овець дослідної групи приріст вовни збільшився на 10,5 % (p<0,001), а міцність волокон -- на 7 % порівняно з тваринами контрольної групи (p<0,001). У кінці дослідного періоду спостерігалося зменшення живої маси тварин в обох групах, проте у тварин дослідної групи це зменшення було не таким значним, як у тварин контрольної групи, тобто спостерігалася вірогідно вища збереженість живої маси.

ВИСНОВКИ

У дисертації подано теоретичне узагальнення й отримано нові дані стосовно вікових і породних особливостей ліпідів шкіри та внутрішніх ліпідів вовни овець з різним характером вовняного покриву, а також дані гістологічних характеристик шкіри овець породи прекос і української гірськокарпатської породи та визначено вплив сезонних чинників на хіміко-фізичні параметри вовни в процесі її річного росту. Вивчено взаємозв'язки між досліджуваними показниками.

1. З'ясовано сезонну та вікову динаміку росту вовни овець породи прекос: найвищі темпи росту вовни у вівцематок спостерігаються у літньо-осінній період (0,952 мг/см²/добу, р<0,02), у ягнят -- у перші місяці життя (0,962 мг/см²/добу, р<0,01), а найнижчі Ї у зимово-стійловий період (0,286 мг/см²/добу (р<0,001) у вівцематок і 0,385 мг/см²/добу (р<0,001) у ягнят). Депресія процесів вовноутворення у вівцематок у зимово-стійловий період утримання пов'язана із завершальним періодом кітності та настанням лактації.

2. Зміни інтенсивності росту вовни у вівцематок в окремі періоди супроводжуються відповідними змінами показників ліпідного обміну в шкірі, її гістологічних параметрів, а також фізико-хімічних параметрів вовни: найбільша кількість загальних ліпідів у шкірі є у літньо-осінній період (82,7 мг/г, р<0,001), найменша -- у зимово-стійловий період (59,2 мг/г, р<0,001); зменшується вміст загальних ліпідів за рахунок зменшення триацилгліцеролів (p<0,02), ефірів холестеролу (р<0,02) та сфінгомієліну (р<0,02), але збільшується фракція фосфатидилетаноламіну (р<0,01); у літньо-осінній період мітотична активність клітин у вторинних фолікулах найвища (62,7, p<0,001). З переходом тварин на зимово-стійлове утримання кількість мітозів різко зменшується у вторинних фолікулах та незначно -- у первинних, а в зимово-весняний період зафіксовано найнижчі показники мітотичної активності як у первинних (67, р<0,02), так і вторинних (19,7, р<0,01) фолікулах. Найбільша товщина шкіри є в кінці літньо-осіннього періоду (1893,4 мкм, р<0,02), а найменша -- у зимово-весняний період (1395,7 мкм, р<0,02). Тoвщина шкіри змінюється переважно унаслідок зміни товщини ретикулярного і, частково, сосочкового шарів.

3. Вовна літньо-осіннього періоду росту характеризується більшим вмістом гексозамінів (214,8 мг%, р<0,02), загального фосфору (24,4 мг %, р<0,02), більшою товщиною волокон (23,3 мкм, р<0,05), а також тенденцією до підвищення їх міцності, тобто має кращі фізико-хімічні параметри. В ягнят і вівцематок міцність вовни позитивно корелює з вмістом у ній цистину (r=0,984 у ягнят), а в останніх -- також і з вмістом сірки (r=0,655).

4. Встановлено вікову динаміку змін ліпідів шкіри овець породи прекос: шкіра 4-місячних ягнят породи прекос характеризується низьким вмістом, порівняно зі шкірою вівцематок, загальних ліпідів (67,7 мг/г, р<0,01) та фосфоліпідів (15,3 мг/г), за рахунок низького вмісту моноацилгліцеролів (4,43 %, р<0,05) та етерифікованого холестеролу (27,2 %), але високим рівнем фосфатидилсерину (50,0 %, р<0,01). Із віком ягнят концентрація фосфатидилсерину поступово зменшується й у річному віці кількість його досягає рівня, встановленого для вівцематок. Шкіра однорічних ярок за вмістом загальних ліпідів і співвідношенням їх окремих класів практично така сама, як і шкіра дорослих тварин.

5. Шкіра напівгрубововнових овець, порівняно з тонкорунними, містить меншу кількість загальних ліпідів (62,7 проти 79,3 мг/г, р<0,02), фосфоліпідів (10,4 проти 17,7 мг/г, р<0,001), НЕЖК та сфінгомієліну.

6. Загальна товщина шкіри вівцематок української гірськокарпатської породи вірогідно більша (р<0,05) порівняно зі шкірою тонкорунних вівцематок і має більшу міцність дерми. У шкірі тонкорунних овець вірогідно більша густота волосяних фолікулів (56,3 проти 43,3 шт/мм², р<0,05), що зумовлено більшою кількістю вторинних фолікулів. Ширина часток сальних залоз у вівцематок породи прекос утричі більша, ніж у тварин української гірськокарпатської породи.

7. З'ясовано вікові й породні особливості хімічного складу та фізичних показників вовни: вовна 4?місячних тонкорунних ягнят містить більшу кількість загального фосфору (р<0,001), гексозамінів (р<0,02), триптофану (р<0,01) і цистеїну (р<0,001) порівняно з іншими віковими групами. З віком ягнят хімічний склад вовни зазнає змін у напрямі зменшення майже всіх досліджуваних показників. Усі типи волокон 4-місячних напівгрубововнових ягнят характеризуються вищим вмістом сірки та цистину порівняно з вовною вівцематок. Для вовни ягнят породи прекос наймолодшого віку характерні низькі показники міцності і товщини волокон (р<0,05). Пух гірськокарпатських вівцематок має вищу міцність (р<0,02) і більшу тонину волокон (р<0,001) порівняно з пухом тонкорунних вівцематок.

8. Більша кількість внутрішніх ліпідів вовни овець породи прекос і УГКП припадає на зв'язану фракцію (1,15?2,18 %), вміст вільної фракції є в межах 0,18?1,52 % сухої маси. У зв'язаній і вільній фракціях внутрішніх ліпідів вовни кількісно переважають нейтральні класи ліпідів, у складі яких найбільша частка припадає на холестерол, а у складі полярних ліпідів домінують цераміди. Вовна вівцематок і ягнят породи прекос містить більшу кількість вільних ліпідів, ніж пухові волокна гірськокарпатських вівцематок і ягнят, а також більший відсоток у них церамідів. У вівцематок констатовано високий позитивний зв'язок між вмістом холестеролсульфату у зв'язаній фракції і вмістом сірки у вовні (r=0,745) та її міцністю (r=0,992); між вмістом холестеролсульфату у вільній фракції та міцністю волокон (r=0,897 у вівцематок і r=0,872 у ягнят), приростом вовни у ягнят і вмістом у ній вільної фракції ліпідів (r=0,955).

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

З метою знівелювання депресії процесів вовноутворення у зимово-стійловий період утримання овець і підвищення настригу вовни рекомендується додавати до основного раціону біологічно активну кормову добавку при такому співвідношенні компонентів: ріпаковий шрот -- 150 г/гол/добу, сульфат натрію -- 8 г/гол/добу, йодистий калій -- 1,5 мг/гол/добу, хелатна сполука хрому з метіоніном -- 0,4 мг/гол/добу. Приріст вовни при цьому збільшується на 10,5 %, а міцність волокон -- на 7 %.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Строгуш Н. С. Породні та вікові особливості показників ліпідного обміну в шкірі овець / Н. С. Строгуш, П. В. Стапай // Науково-технічний бюлетень Інституту біології тварин і ДНДКІ ветпрепаратів та кормових добавок. -- Львів, 2008. -- Вип. 9, № 1, 2. -- С. 65 ? 68. (Дисертант особисто провела визначення вмісту загальних ліпідів та фосфоліпідів у шкірі овець, статистично опрацювала результати, проаналізувала одержані дані).

2. Строгуш Н. С. Вікові і сезонні особливості росту вовни та вмісту загальних ліпідів і фосфоліпідів у шкірі овець / Н. C. Строгуш, П. В. Стапай // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини ім. С. З. Гжицького. Ї Львів, 2008. Ї Т. 10, № 3 (38). Ї Ч. 2. Ї С. 212 ? 215. (Дисертант особисто провела визначення інтенсивності приростів вовни овець та вмісту загальних ліпідів і фосфоліпідів у їх шкірі, статистично опрацювала результати, проаналізувала отримані дані).

3. Строгуш Н. С. Вікові і сезонні особливості показників ліпідного обміну в шкірі та хімічного складу вовни овець породи прекос / Н. С. Строгуш, П. В. Стапай // Науково-технічний бюлетень Інституту біології тварин і ДНДКІ ветпрепаратів та кормових добавок. -- Львів, 2009. -- Вип. 10, № 1-2. -- С. 107 ? 112. (Дисертант особисто провела визначення показників ліпідного складу у шкірі та хімічного складу вовни овець, статистично опрацювала результати, проаналізувала одержані дані).

4. Строгуш Н. С. Сезонна динаміка мітотичних процесів у волосяних фолікулах вівцематок породи прекос / Н. С. Строгуш // Науково-технічний бюлетень Інституту біології тварин і ДНДКІ ветпрепаратів та кормових добавок. -- Львів, 2010. -- Вип. 11, № 1. -- С. 42 ? 47.

5. Строгуш Н. С. Породні і сезонні особливості гістоструктури шкіри овець / Н. С. Строгуш, П. В. Стапай // Збірник наукових праць Харківської державної зооветеринарної академії «Проблеми зооінженерії та ветеринарної медицини». -- Харків, 2010. -- Вип. 21. -- Ч.2. -- Т. 2. -- С. 120 ? 124. (Дисертант особисто провела визначення морфометричних показників шкіри овець, статистично опрацювала результати, проаналізувала отримані дані).

6. Строгуш Н. С. Cезонна та вікова динаміка хімічних і фізичних показників вовни овець з різним характером вовнового покриву / Н. С. Строгуш, П. В. Стапай // Науково-технічний бюлетень Інституту біології тварин і ДНДКІ ветпрепаратів та кормових добавок. -- Львів, 2010. -- Вип. 11, № 2?3. -- С. 62 ? 69. (Дисертант особисто провела визначення показників хімічного складу і визначення фізичних властивостей вовни овець, статистично опрацювала результати, проаналізувала отримані дані).

АНОТАЦІЇ

Строгуш Н.С. Особливості ліпідного складу шкіри овець різних порід і вовни у зв'язку з її ростом та фізико-хімічними параметрами. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.04 - біохімія. - Інститут біології тварин НААН, Львів, 2011.

Представлено результати досліджень вікових і породних особливостей ліпідного складу шкіри овець і вовни в процесі її річного росту та у зв'язку з формуванням її фізико-хімічних параметрів і впливу на них сезонних чинників, фізіологічного стану організму, умов годівлі та утримання тварин.

Показано, що зміни інтенсивності росту вовни у вівцематок в окремі періоди року супроводжуються відповідними змінами показників ліпідного обміну в шкірі, її морфогістологічних параметрів, а також фізико-хімічних параметрів вовни. Шкіра напівгрубововнових овець характеризується нижчим рівнем ліпідного обміну, порівняно з тонкорунними. Більша кількість внутрішніх ліпідів вовни в обох порід овець припадає на зв'язану фракцію (1,15?2,18 %). У зв'язаній і вільній фракціях внутрішніх ліпідів вовни кількісно переважають нейтральні класи ліпідів, у складі яких найбільша частка припадає на холестерол, а у складі полярних ліпідів домінують цераміди. Для оцінки фізичних властивостей вовни, зокрема, її міцності на розрив маркером може слугувати вміст холестеролсульфату у вільній фракції внутрішніх ліпідів вовни. Запропоновано спосіб знівелювання депресії росту вовни у зимово-стійловий період утримання овець додаванням до основного раціону біологічно активної кормової добавки.

Ключові слова: вівці, шкіра, вовна, ліпіди, хімічний склад, фізичні властивості, депресія процесів вовноутворення.

Строгуш Н. С. Особенности липидного состава кожи овец разных пород и шерсти в связи с ее ростом и физико-химическими параметрами. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.04 - биохимия. - Институт биологии животных НААН, Львов, 2011.

Диссертация посвящена изучению возрастных и породных особенностей липидного состава кожи овец и шерсти в течение ее годичного роста и в связи с формированием физико-химических свойств, а также влияния на них сезонных факторов, физиологического состояния организма, условий кормления и содержания животных.

Проведены две серии опытов. Первая серия проведена на поголовье овец породы прекос, принадлежащих НИЦ «Комарновское» Львовского национального университета ветеринарной медицины и биотехнологий им. С. З. Гжицкого. С этой целью по принципу аналогов подобрана группа овцематок и ягнят, полученных от них (по 5 голов). Исследование длилось от стрижки к стрижке (2007?2008). Объектом исследований служили кожа и шерсть, образцы которых отбирали в разные периоды года с расчетом, чтобы они максимально отображали сезонные особенности роста шерсти: зимне-стойловый (30.05.07), летне-осенний (22.11.07) и осенне-зимний (14.02.08) периоды.

Контроль интенсивности роста шерсти в отдельные периоды ее роста производили путем учета прироста шерсти на участке кожи площадью 64 см².

Вторая серия опытов проведена на овцах украинской горнокарпатской породы. С этой целью у СФХ «Банский» (с. Луг Раховского р-на Закарпатской обл.) подобрано по принципу аналогов группу полновозрастных овцематок, ягнят (4 мес.) и ярок (1,5 год.) (по 3 головы в каждой группе). Образцы кожи и шерсти от подопытных животных отбирали однократно в конце зимне-весеннего периода их содержания.

В результате проведенных исследований установлено, что изменения интенсивности роста шерсти овцематок в отдельные периоды года сопровождаются соответственными изменениями показателей липидного обмена кожи, ее гистологических параметров, а также физико-химических свойств шерсти: наибольшее количество общих липидов в коже содержится в летне-осенний период (82,7 мг/г, р<0,001), а наименьшое -- в зимне-стойловый (59,2 мг/г, р<0,001); уменьшение количества общих липидов происходит за счет уменьшения триацилглицеролов (p<0,02), эфиров холестерола (р<0,02) и сфингомиелина (р<0,02); в летне-осенний период митотическая активность клеток вторичных фолликулов достигает пика (62,7, p<0,001). С переводом животных на зимне-стойловое содержание количество митозов резко уменьшается во вторичных фолликулах и в незначительной мере -- в первичных, а в зимне-весенний период зафиксировано наименьшие показатели митотической активности как в первичных (67, р<0,02), так и во вторичных (19,7, р<0,01) фолликулах. Наибольшая толщина кожи наблюдается в конце летне-осеннего периода (1893,4 мкм, р<0,02), а наименьшая -- в зимне-весенний период (1395,7 мкм, р<0,02). Изменения толщины кожи происходят, главным образом, за счет изменения толщины ретикулярного и, частично, сосочкового слоев. Также показано, что изменения интенсивности роста шерсти овцематок в отдельные периоды года сопровождаются соответственными изменениями физико-химических параметров шерсти.

Значительная часть работы посвящена изучению внутренних липидов шерсти. Показано, что большинство этих липидов в шерсти обеих пород овец приходится на связанную фракцию (1,15 ? 2,18 %). Как в связанной, так и свободной фракциях внутренних липидов шерсти количественно превалируют нейтральные классы липидов, в составе которых наибольшую часть составляет холестерол, а в составе полярных липидов доминируют церамиды. При оценке физических свойств шерсти, в частности, ее крепости, в качестве маркера можно использовать содержание холестеролсульфата в свободной фракции внутренних липидов шерсти. Предложен способ нивелирования депрессии роста шерсти в стойловый период содержания овец за счет добавления в состав основного рациона биологически активной кормовой добавки, состоящей из рапсового шрота (150 г/гол/сутки), сульфата натрия (8 г/гол/сутки), йодида калия (1,5 мг/гол/сутки) и хеллатного соединения хрома с метионином (0,4 мг/гол/сутки). Прирост шерсти при этом увеличивается на 10,5 %.

Ключевые слова: овцы, кожа, шерсть, липиды, химический состав, физические свойства, депрессия процессов шерстеобразования.

Strohush N.S. Characteristics of skin and wool lipid composition of different sheep breeds and their correlation with wool growth, physical and chemical parameters of wool. ? Manuscript.

Thesis for the scientific degree of candidate of agricultural sciences on speciality 03.00.04 - biochemistry. - Institute of Animal Biology of NAAS, Lviv, 2011.

The data about age and species characteristics of skin and wool lipid composition, their correlation with physical and chemical parameters of wool, the impact of season, physiological status of the organism, feeding and maintaining of animals have been summarized.

It has been shown wool growth during different season periods accompanied by changes of skin lipid indexes, histological characteristics of skin, physical and chemical parameters of wool. The skin of semicoarse?fleece sheep characterized by lower lipid metabolism compared to fine-fleece ewes. The most part of internal wool lipids both sheep breed takes place the covalently bound fraction (1,15?2,18 %). The neutral lipids are predominant among internal lipids. Cholesterol is dominant fraction of neutral lipids, and ceramides are dominant part of polar lipids. The cholesterolsulfate content in the free internal lipids of wool can be used as the marker for evaluation of fibers quality. It has been proposed the method of prevention wool growth inhibition in ewes in winter-stall period by addition the biological active food additive to their diet.

Key words: sheep, wool, lipids, chemical composition, physical properties, wool growth inhibition.

Размещено на Allbest.ru