НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЦАРЕНКО Тарас Михайлович

УДК 636.6.082.474:612.014.48/.015.3:612.149

Показники обміну заліза та еритроцитопоезу у перепелів за умови лазерного та рентгенівського опромінення інкубаційних яєць

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата ветеринарних наук

Київ – 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Білоцерківському державному аграрному університеті

Міністерства аграрної політики України

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор

Якименко Ігор Леонідович,

Білоцерківський державний аграрний університет,

проректор з науково-дослідної роботи,

завідувач кафедри фізики та вищої математики

Офіційні опоненти: доктор ветеринарних наук, професор

Камбур Марія Дмитрівна,

Сумський національний аграрний університет,

завідувач кафедри анатомії, нормальної та патологічної

фізіології тварин

кандидат ветеринарних наук, доцент

Масюк Дмитро Миколайович

Дніпропетровський державний аграрний університет,

доцент кафедри фізіології та біохімії

сільськогосподарських тварин

Захист дисертації відбудеться 18 грудня 2007 року о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.14 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус № 3, ауд. 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус № 4, кімната 28

Автореферат розісланий 16 листопада 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради М.П. Прус

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Впродовж останніх десятиріч інтенсивно досліджується вплив електромагнітних випромінювань різних частотних діапазонів на організм людини та тварин. Велика увага приділяється вивченню дії низькоінтенсивного лазерного випромінювання на функціональні системи організму (Karu Т., 1997, 2000; Самойлов Н.Г., 2000). Це обумовлено перспективністю використання даного фактора у ветеринарній медицині та сільському господарстві, необхідністю розробки нових методів підвищення природної резистентності й стимуляції еритроцитопоезу птиці (Инюшин В.М., 1972; Бессарабов Б.Ф., 1986; Панько И.С., Власенко В.М., Издепский В.И. и др., 1987; Ghamsari S.M., 1997; Якименко І.Л., 1998–2003; Циулина Е.П., 2004; Ванеева М.В., 2005).

Залишається недостатньо вивченою реакція функціональних систем ембріонів та організму птиці в постнатальний період на опромінення інкубаційних яєць червоним лазерним світлом, зокрема зміни показників обміну заліза у пташиних ембріонів та птиці, виведеної з опромінених лазерним світлом яєць.

Незважаючи на те, що вивченню впливу іонізуючого випромінювання на живі організми присвячена значна кількість робіт, залишається актуальним подальше дослідження теоретичних та прикладних аспектів цієї проблеми (Кузин А.М., 1986). Актуальним є дослідження віддалених наслідків дії іонізуючої радіації на живі організми, в тому числі доз опромінення, які значно перевищують безпечні та стимулюючі, їх вплив на ембріони птиці та обмін заліза у перепелів.

На сьогодні достатньо вивчено вплив іонізуючого випромінювання на ембріональний розвиток курей (Костин И.Г., 1961; Карапетян С.К., 1979; Zakaria1989; Хожиахмедов Г., 1990). Встановлені напівлетальні дози іонізуючого випромінювання для ембріонів перепелів, досліджена реакція системи гемопоезу перепелиних ембріонів на іонізуюче опромінення (Ишанкулов А., 1981). Але залишається невивченим обмін заліза у ембріонів та молодняку перепелів за умови іонізуючого опромінення інкубаційних яєць.

З огляду на дані про радіозахисні властивості низькоінтенсивного лазерного світла (Васканян К.И. 1987; Перелыгина Л.А., 1996; Адейшвили-Сыромятникова М.К., 2003), подальшого вивчення потребує питання комбінованого впливу іонізуючого та лазерного випромінювань на ембріональний та постнатальний розвиток птиці. Для виконання такого завдання, як фізіологічна модель, можуть бути використані ембріони та молодняк перепелів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота пов’язана з дослідженнями, що виконувалися автором у межах участі у державних наукових темах: “Створення материнських ліній перспективного кросу та впровадження технологічних елементів виробництва племінної продукції м’ясних курей в СГЦ “Оріана” Київської області на замовлення Кабінету Міністрів, № державної реєстрації 0199U002431 та “Розробка комплексної технології виробництва продукції перепільництва (яєць та м’яса перепелів)” на замовлення Міністерства аграрної політики України, № державної реєстрації 0106U009625. Частина роботи виконана за підтримки міжнародного проекту зі співробітництва між науковцями країн – членів НАТО та країн-партнерів НАТО “Удосконалення промислової технології інкубації яєць сільськогосподарської птиці” (NATO Project SA LST.CLG977291).

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи було дослідити процеси обміну заліза та еритроцитопоезу перепелів за умови опромінення інкубаційних яєць лазерним та рентгенівським випромінюваннями.

Для досягнення поставленої мети були визначені такі завдання:

–

–

–

Об’єкт дослідження – реакція функціональних систем організму перепелів за умови іонізуючого та неіонізуючого електромагнітного опромінення інкубаційних яєць.

Предмет дослідження – стан обміну заліза і еритроцитопоезу у перепелів в ембріональний та постнатальний періоди розвитку, показники їх ембріональної смертності та продуктивності за умови опромінення інкубаційних яєць рентгенівським та низькоінтенсивним лазерним випромінюваннями.

Методи дослідження. Опромінення яєць здійснювали за допомогою рентгенівської установки РУМ-17 та гелій-неонових лазерів ЛГН-111, ЛГН-602-Н. Показники обміну заліза у печінці і жовтку ембріонів та печінці і плазмі крові перепелів визначали спектрофотометрично. Стан системи еритроцитопоезу досліджували спектрофотометричним та цитометричним методами. Ембріональну смертність оцінювали методом біологічного контролю інкубації. Продуктивність перепелів визначали за кількісними показниками живої маси та несучості птиці. Отримані результати опрацьовували статистичними методами (Стьюдента та Фішера).

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлено, що опромінення інкубаційних перепелиних яєць червоним лазерним світлом (л=633 нм) з густиною потужності 0,005–0,05 мВт/см2 тривалістю 60 с викликає прискорення засвоєння заліза з жовтка 5–15-добових ембріонів та депонування його в печінці.

Виявлено збільшення вмісту загального заліза у печінці й плазмі крові статевозрілих перепелів, виведених з опромінених лазерним світлом яєць (0,05 мВт/см2), на фоні зменшення загальної залізозв’язувальної здатності плазми крові.

Доведено, що рентгенівське опромінення перепелиних яєць до початку та на 9-ту добу інкубації в дозі 6,2·10-2 Кл/кг призводить до пригнічення синтезу залізотранспортних білків у статевозрілих перепелів, про що свідчить зменшення в їх печінці та плазмі крові вмісту загального заліза при одночасному зменшенні залізозв’язувальної і загальної залізозв’язувальної здатності плазми крові.

Встановлено, що зміни у показниках обміну заліза у статевозрілих перепелів, викликані рентгенівським опроміненням інкубаційних яєць в дозі 2,1·10-1 Кл/кг, відрізнялися від таких при опроміненні яєць в дозах 2,3·10-26,2·10-2 Кл/кг. Ці зміни характеризувалися збільшенням вмісту загального заліза у плазмі крові та її загальної залізозв’язувальної здатності при одночасному пригніченні синтезу гемоглобіну. Лазерне опромінення інкубаційних яєць в дозі 0,01 мВт/см2 після їх рентгенівського ураження суттєво не впливало на характер змін у функціональних системах організму, які були викликані іонізуючою радіацією.

Доведено, що рентгенівське опромінення перепелиних яєць на 9-ту добу інкубації викликало значне зменшення живої маси перепелів протягом 1–11-го тижнів життя.

Вперше встановлено, що передінкубаційне опромінення перепелиних яєць червоним лазерним світлом в дозі 0,05 мВт/см2 дозволяє зменшити ембріональну летальність, викликану зниженням температури на початку інкубації.

Розроблений режим лазерного опромінення інкубаційних яєць, використання якого дозволяє збільшити виводимість перепелів.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати розширюють сучасні уявлення про зміни у показниках, що характеризують стан обміну заліза та еритроцитопоез у перепелів за умови лазерного та рентгенівського опромінення інкубаційних яєць. За результатами досліджень обґрунтована можливість впливу на процес інкубації перепелиних яєць за допомогою низькоінтенсивного лазерного випромінювання з метою стимуляції ембріонального розвитку перепелів. Встановлено режим опромінення перепелиних яєць, який можна використовувати у технології інкубації з метою підвищення виводимості перепелів. Результати досліджень представлені в методичних рекомендаціях для промислових птахопідприємств „Низькоінтенсивне лазерне опромінення інкубаційних яєць сільськогосподарської птиці” затверджених науково-технічною радою Міністерства аграрної політики України.

Результати досліджень використовуються у навчальному процесі та науково-дослідній роботі у Білоцерківському державному аграрному університеті.

Особистий внесок здобувача. Дисертант самостійно провів дослідження за усіма методиками, використаними у роботі, та статистичну обробку отриманих результатів. За участі наукового керівника була обрана тема дисертації, розроблений план роботи та інтерпретовані результати досліджень.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідалися на Міжнародних науково-практичних конференціях “Применение лазеров в медицине и биологии” (Алупка, 1999; Харків, 1999, 2000; Феодосія, 2001; Одеса, 2003; Ялта, 2003); Всеукраїнських науково-виробничих конференціях “Електромагнітні випромінювання у біології та практичне використання їх позитивних ефектів” (Біла Церква, 1999, 2001); Державних науково-практичних конференціях „Аграрна наука – виробництву” (Біла Церква, 2005 – 2007).

Публікації. Результати досліджень, які представлені у дисертації, опубліковані у 15 друкованих працях: з них 7 статей у збірниках наукових праць, що входять до затвердженого ВАК України переліку фахових видань, 1 методичні рекомендації, 1 патент України, 2 статті у наукових журналах та 4 публікації у матеріалах наукових конференцій.

Структура і обсяг. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, матеріалів та методів досліджень, результатів власних досліджень, аналізу і узагальнення результатів власних досліджень, висновків, практичних рекомендацій та бібліографії, яка включає 380 джерел, в тому числі 69 іноземних. Загальний об’єм дисертації становить 161 сторінку комп’ютерного тексту, що містить 32 таблиці, 1 рисунок та додатки.

Основний зміст роботи

Матеріали і методи досліджень

Робота виконана протягом 1998–2007 років у лабораторії біофізики кафедри фізики та вищої математики Білоцерківського державного аграрного університету, у віварії університету та на виробничій базі ПП „Аіпер” (м. Біла Церква). Для досліджень використовували інкубаційні яйця, ембріони та перепелів різного віку.

У першій серії дослідів було вивчено вплив передінкубаційного опромінення яєць низькоінтенсивним лазерним світлом на виводимість перепелів, показники еритроцитопоезу і обміну заліза у ембріонів, молодняку та дорослих перепелів.

Для опромінення використовували гелій-неонові лазери ЛГН-111, ЛГН-602-Н, л=633 нм (червоне світло), вихідна потужність випромінювання – 25 та 50 мВт відповідно. Час опромінення в усіх випадках становив 60 с. При опроміненні лазерне світло розфокусовували за допомогою системи лінз, отримуючи значення густини потужності від 0,005 до 0,5 мВт/см2. При проведенні дослідів формували групи-аналоги з інкубаційних яєць зі строком зберігання не більше 5-ти діб.

В окремому досліді для пригнічення розвитку ембріонів на початку інкубації був використаний температурний стрес – тимчасове (впродовж 6 годин) зниження температури інкубації до 30 °С на другу добу після закладки яєць на інкубацію.

Інкубаційні яйця опромінювали і зберігали до початку інкубації при фоновому освітленні інтенсивністю не більше 5-и люкс. Контрольні групи яєць не опромінювали, але зберігали аналогічно до умов зберігання яєць дослідних груп.

У 5-, 7- та 15-добових ембріонів оцінювали обмін заліза, визначаючи вміст загального заліза у жовтку, гомогенатах тіла і печінки ембріонів. У добового молодняку та 3-, 6- і 12-тижневої птиці визначали вміст загального заліза в гомогенаті печінки. У 3-, 6- і 12-тижневої птиці визначали вміст загального заліза у плазмі крові, залізозв’язувальну та загальну залізозв’язувальну здатність плазми крові.

Стан еритроцитопоезу у добового молодняку та перепелів віком 3, 6 і 12 тижнів оцінювали за кількістю еритроцитів і вмісту гемоглобіну в крові.

Темпи росту молодняку перепелів оцінювали за живою масою птиці (n=10). Продуктивність перепелів визначали за інтенсивністю яйцекладки за період від 60-ї до 210-ї доби життя (n=50).

У другій серії дослідів вивчали вплив передінкубаційного рентгенівського опромінення та комбінований вплив рентгенівського випромінювання і низькоінтенсивного лазерного світла на ембріональну смертність, стан обміну заліза та показники еритроцитопоезу у молодняку перепелів. Обробку рентгенівськими променями інкубаційних яєць проводили за допомогою терапевтичної рентгенівської установки РУМ-17.

У першому досліді цієї серії було сформовано 5 груп інкубаційних яєць (n= –49). Яйця першої групи обробляли за 3 години до інкубації рентгенівським випромінюванням у дозі 2,3·10-2 Кл/кг, яйця другої групи опромінювали в дозі 6,2·10-2 Кл/кг. Яйця третьої і четвертої груп опромінювали на 9-ту добу інкубації аналогічно до умов для першої та другої груп. Яйця п’ятої групи не опромінювали і вони слугували за контроль.

Для другого досліду цієї серії було сформовано п’ять груп-аналогів свіжих перепелиних яєць по 65–83 шт. у кожній. Яйця першої і другої груп обробляли рентгенівським випромінюванням у дозі 2,1·10-1 Кл/кг. Яйця другої групи додатково опромінювали низькоінтенсивним лазерним світлом червоного діапазону (632,8 нм) густиною потужності 0,01 мВт/см2 при експозиції 60 с три рази: відразу після рентгенівського опромінення та через 4 і 17 годин, після чого розпочинали інкубацію. Яйця третьої і четвертої груп опромінювали рентгенівським випромінюванням у дозі 2,1·10-1 Кл/кг на 9-ту добу інкубації. Крім того, яйця четвертої групи додатково опромінювали лазерним світлом густиною потужності 0,01 мВт/см2 протягом 60 с відразу після рентгенівського опромінення. Яйця п’ятої, контрольної, групи не опромінювали.

У дослідах цієї серії проводили аналіз строків загибелі ембріонів, визначали показники виведення і виводимості молодняку. Досліджували стан еритроцитопоезу, обміну заліза та масу перепелів у динаміці до статевозрілого віку.

У дослідах обох серій інкубацію здійснювали в інкубаторі ИЛУ-Ф-0.3, дотримуючись стандартних вимог щодо інкубації перепелиних яєць. Перепелів утримували у віварії, дотримуючись стандартних вимог, годували збалансованим комбікормом (Пигарева М.Д., ). Гомогенати з охолоджених тканин в усіх випадках готували на 50 мМ Тріс-НСІ буфері (рН=7,4) шляхом перетирання їх у фарфоровій ступці. Гомогенати жовтка готували у пропорції 1:10, гомогенати тканин тіла ембріонів та печінки – 1:100. Вміст загального заліза в гомогенатах і плазмі крові та залізозв’язувальну здатність плазми крові визначали колориметрично за допомогою наборів реактивів для визначення заліза виробництва фірми ”Агат” (Росія). Загальну залізозв’язувальну здатність плазми крові встановлювали за сумою вмісту загального заліза в плазмі крові та її загальної залізозв’язувальної здатності (Смирнов И.В., Кольцова Г.Н., Гладун В.В. и др. 1999, 2000). Вміст гемоглобіну в крові перепелів визначали гемоглобінціанідним методом за допомогою наборів реактивів виробництва фірми “Агат” (Росія). Кількість еритроцитів у крові визначали методом підрахунку в камері Горяєва. Вміст гемоглобіну в одному еритроциті встановлювали розрахунковим методом (Беляков И.М., 1992). Спектрофотометрію здійснювали на спектрофотометрі Specol .

Результати дослідів обробляли статистично, визначаючи вірогідність різниці середніх арифметичних (М) між групами за критеріями Стьюдента, а при обробці відсоткових показників – за критерієм Фішера (Плохинський Н.А., 1969).

Результати досліджень та їх обговорення

Вплив низькоінтенсивного лазерного опромінення інкубаційних яєць на виводимість, постнатальний розвиток та продуктивність перепелів. При опроміненні перепелиних яєць лазерним світлом густиною потужності 0,05 мВт/см2 у виробничих умовах ПП „Аіпер” виведення молодняку перепелів було більшим за контроль на 7,8 % (P<0,001), а виводимість – на 4,4 % (P<0,01). Ембріональна летальність перепелів у дослідній групі в перші 5 діб інкубації була меншою за контроль у 2 рази (P<0,05).

За умови тимчасового зниження температури в інкубаторі до 30 єС на другу добу інкубації виводимість перепелят значно зменшувалась. Лазерне опромінення яєць за таких умов сприяло збільшенню виведення перепелят на 18,5 % (P<0,05), а виводимості – на 14,7 % порівняно з контролем (табл. 1).

Передінкубаційне опромінення перепелиних яєць світлом гелій-неонового лазера з густиною потужності 0,05 мВт/см2 за стандартних умов інкубації не вплинуло на живу масу молодняку та продуктивність перепелів. У дослідній групі жива маса виведених перепелят знаходилась на рівні контрольної, а в подальшому, за 30 діб вирощування, різниця в живій масі молодняку коливалась у межах 1,2–5,8 %. Лазерне опромінення інкубаційних яєць у зазначеній дозі практично не впливало на яєчну продуктивність перепелів, різниця в інтенсивності яйцекладки перепелів дослідної та контрольної груп (за 150 діб спостереження) не перевищувала 1,4 %.

Таблиця 1 – Показники ембріональної летальності перепелів

при передінкубаційному лазерному опроміненні яєць (0,05 мВт/см2) у виробничих умовах (А) та за умови температурного стресу під час інкубації (Б)

Показники | А | Б | дослід | контроль | дослід | контроль | Закладено яєць, шт. | 1023 | 1026 | 60 | 171 | Кількість запліднених яєць, шт. | 924 | 881 | 44 | 101 | Отримано перепелят, шт. | 835 | 757 | 83 | 83 | Загиблі ембріони: | 1–5 доба, % | 2,2* | 4,5 | 13,6 | 20,8 | 6–15 доба, % | 6,4 | 8,2 | 18,2 | 20,8 | 16–17 доба, % | 1,1 | 1,3 | 0 | 4,9 | Виведення, % | 81,6*** | 73,8 | 50,0 * | 31,5 | Виводимість, % | 90,3** | 85,9 | 68,2 | 53,5 | Примітка. * – P<0,05 порівняно з контролем.

Вплив лазерного опромінення інкубаційних яєць на обмін заліза у ембріонів та перепелів у постнатальний період розвитку. За нашими даними, передінкубаційне лазерне опромінення перепелиних яєць при густині потужності лазерного світла 0,005-0,05 мВт/см2 та експозиції 60 с викликало у 5- і 7-добових ембріонів стійку тенденцію до зменшення вмісту загального заліза у жовтку (рис. ).

Рис. 1. Вміст загального заліза у жовтку ембріонів при опроміненні інкубаційних яєць лазерним світлом (M±m; n=7)

Найбільш виражено такі зміни відбувались при використанні лазерного світла густиною потужності 0,05 мВт/см2. При цьому у 5-добових ембріонів вміст загального заліза у жовтку був на 13,5а у 7-добових – на 21,6меншим, ніж у контролі. При передінкубаційному опроміненні яєць лазерним світлом густиною потужності 0,05 мВт/см2 у 15-добових ембріонів вміст загального заліза у жовтку був на 44,6(P<0,05) меншим за контроль. При цьому на 21,6порівняно з контролем, збільшувався вміст загального заліза у печінці ембріонів. У добового молодняку встановлено значне, у 2,5 рази (P<0,001), збільшення вмісту загального заліза у печінці, порівняно з контролем (рис. ).

Рис. 2. Вміст загального заліза у жовтку і печінці 15-добових ембріонів та добового молодняку при опроміненні інкубаційних яєць

лазерним світлом (M±m; n=7)

Тенденція до збільшення вмісту загального заліза у печінці добових перепелят зберігалася і у молодняку перепелів. Вміст заліза у печінці 3-тижневих перепелів був на 43,4(P<0,01), у 6-тижневих – на 17,3(P<0,001) більший, ніж у птиці контрольної групи (табл. ). Вміст транспортного заліза, який відображає показник загального заліза у плазмі крові, у 3-тижневих перепелів перевищував даний показник контрольної групи на 26,8(P<0,01). Разом з тим, у перепелів даного віку залізозв’язувальна здатність плазми крові зменшувалась на 13,9(P<0,001), а загальна залізозв’язувальна здатність плазми крові – на 10,6(P<0,001) порівняно з перепелами контрольної групи. Тобто, збільшення вмісту транспортного заліза у плазмі крові перепелів у цей період, ймовірно, відбувалося за рахунок більшого завантаження залізотранспортних білків іонами заліза. У перепелів віком 12 тижнів збільшувались абсолютні значення показників обміну заліза у плазмі крові, порівняно з 3- і 6-тижневими перепелами, ймовірно, внаслідок інтенсифікації обміну заліза у зв’язку з яйцекладкою. Залізозв’язувальна здатність плазми крові у перепелів дослідної групи мала тенденцію до збільшення і перевищувала такий показник у птиці контрольної групи на 13,1 %. Загальна залізозв’язувальна здатність плазми крові була більшою за контрольний показник на 19,6(P<0,05), тобто у дорослих перепелів спостерігалося збільшення резерву плазми крові щодо транспортування заліза (табл. ). Це, на нашу думку, свідчить про збільшення адаптаційних можливостей організму перепелів під час продуктивного періоду.

Таблиця 2 – Показники обміну заліза у перепелів при передінкубаційному опроміненні яєць лазерним світлом (0,05 мВт/см2) (Мm; n=7)

Показники | Групи | Вік птиці | 3 тижні | 6 тижнів | 12 тижнів | дослід | контроль | дослід | контроль | дослід | контроль | Загальне залізо у печінці, мкмоль/г | **

1,090,02 | 0,760,09 | ***

0,950,01 | 0,810,04 | 1,990,17 | 1,920,41 | Загальне залізо у плазмі крові, мкмоль/л | **

16,10,8 | 12,70,8 | 18,32,6 | 15,63,0 | 32,187,1 | 31,243,4 | Залізозв’язувальна

здатність плазми крові, мкмоль/л | ***

134,44,0 | 156,02,2 | 79,111,8 | 79,78,7 | 150,99,9 | 133,513,3 | Загальна залізо-

зв’язувальна здатність

плазми крові, мкмоль/л | ***

150,84,5 | 168,62,3 | 97,414,5 | 95,37,4 | *

184,87,6 | 154,510,5 | Примітка. *– P<0,05; ** – P<0,01; *** – P<0,001 порівняно з контролем.

Показники еритроцитопоезу у крові перепелів при опроміненні інкубаційних яєць лазерним світлом. При передінкубаційному опроміненні яєць червоним лазерним світлом (0,05 мВт/см2) не було встановлено істотних відмінностей між показниками еритроцитопоезу в крові добових, 3-, 6- та 12-тижневих перепелів дослідної групи порівняно з птицею контрольної групи. Отже, опромінення інкубаційних яєць не чинить значного впливу на еритроцитопоез перепелів впродовж постнатального розвитку.

Показники ембріональної летальності перепелів при рентгенівському опроміненні та комбінованому рентгенівському і лазерному опроміненні інкубаційних яєць. Опромінення перепелиних яєць до початку та на 9-ту добу інкубації рентгенівським випромінюванням у дозах 2,3·10-2 та 6,2·10-2 Кл/кг не викликало збільшення ембріональної летальності перепелів. Виводимість молодняку в дослідних групах була на 1,2–8,2 % більшою за контрольну і становила 90,7–97,7а виводимість в контрольній групі – 89,5 % (табл. 3). Рентгенівське опромінення інкубаційних яєць в дозі 2,1·10-1 Кл/кг, яка, за літературними даними (Ишанкулов А., 1981; Якименко І.Л., 1998), перевищує напівлетальну, значно збільшує ембріональну загибель перепелів. При опроміненні яєць перед інкубацією виводимість молодняку порівняно з контрольною групою знижувалась на 53,4(P<0,001), а при опроміненні яєць на 9-ту добу розвитку – на 50,4(P<0,001). При комбінованому опроміненні яєць виводимість перепелів також була значно меншою ніж в контрольній групі і суттєво не відрізнялася від показника виводимості перепелів після рентгенівського ураження інкубаційних яєць (табл. 3). При передінкубаційному рентгенівському опроміненні яєць летальність ембріонів у перші 5 діб інкубації склала 19,7 %, а при комбінованому опроміненні цей показник був меншим на 3,7 % і становив 16,0 %. За рентгенівського опромінення на 9-ту добу інкубації загибель ембріонів на 9–15-ту добу склала 50від загальної кількості ембріонів, а при комбінованому опроміненні – 38,8що на 7,4менше, ніж при рентгенівському (табл. 3).

Таблиця 3 – Показники ембріональної летальності перепелів при

рентгенівському та комбінованому рентгенівському і низькоінтенсивному лазерному опроміненні яєць на різних строках інкубації

Показники | Групи | Строк опромінення | до інкубації | 9-та доба | контроль | Рентгенівське опромінення, Кл/кг | 2,1·10-12,1·10-1 | Лазерне опромінення, мВт/см2- | 0,01 | - | 0,01 | Закладено яєць, шт. | 83 | 65 | 70 | 73 | 83 | Запліднених яєць, шт. | 66 | 50 | 66 | 67 | 80 | Отримано перепелят, шт. | 40 | 36 | 42 | 39 | 34 | Загиблі ембріони: | 1–5 доба, % | 19,7 | 16 | 0 | 9 | 2,5 | 6–15 доба, % | 39,4 | 40 | 50 | 38,8 | 0 | 16–17 доба, % | 3 | 4 | 9,1 | 14,9 | 6,2 | Виведення, % | 30,1 | 30,8 | 38,6 | 34,2 | 88 | Виводимість, % | 37,9*** | 40,0*** | 40,9*** | 37,3*** | 91,3 | Примітка. *** – P<0,001 порівняно з контролем.

Отже, спостерігається певний радіозахисний вплив лазерного світла, який проявляється у зменшенні загибелі ембріонів у перші дні після опромінення.

Вплив рентгенівського та комбінованого лазерного і рентгенівського опромінення інкубаційних яєць на показники росту та продуктивності перепелів. За умови опромінення інкубаційних яєць в дозі 2,3·10-2 і 6,2·10-2 Кл/кг маса добових, 4- та 10-тижневих перепелів не відрізнялась від контролю. При рентгенівському опроміненні інкубаційних яєць в дозі 2,1·10-1 Кл/кг та додатковому лазерному опроміненні (0,01 мВт/см2) у виведеного молодняку всіх груп не спостерігали екстер’єрних вад розвитку і відмінностей, за винятком маси тіла. Маса добового молодняку за рентгенівського та комбінованого опромінення яєць на 9-ту добу інкубації була на 18,1 та 15,2 % (P<0,05) відповідно меншою, ніж маса перепелят контрольної групи. Вірогідна різниця між масою тіла перепелів, отриманих з яєць, опромінених на 9-ту добу інкубації, та перепелів контрольної групи зберігалась протягом росту до статевозрілого віку. Маса тіла 1–11-тижневих перепелів, отриманих за умови рентгенівського опромінення інкубаційних яєць, була на 25,1–47,2 % (P<0,001), а при комбінованому опроміненні – на 32,2–45,9(P<0,001) меншою, ніж у птиці контрольної групи.

Показники обміну заліза у перепелів у постнатальний період розвитку за умови рентгенівського та комбінованого опромінення інкубаційних яєць. Рентгенівське опромінення інкубаційних яєць на 9-ту добу інкубації у дозі 6,2·10-2 Кл/кг негативно впливало на обмін заліза у 4-тижневих перепелів, що проявлялося у вірогідному зменшенні вмісту заліза у печінці перепелів на 26,1(P<0,001), порівняно з контролем, та на 32,5 % (P<0,001) порівняно з таким показником у перепелів, отриманих при опроміненні яєць в дозі 2,3·10-2 Кл/кг (рис. 3). При цьому вміст загального заліза у плазмі крові перепелів знижувався на 18,7 % порівняно з птицею контрольної групи.

Рис. 3. Вміст загального заліза у печінці перепелів при опроміненні яєць рентгенівським випромінюванням до початку інкубації (група 1 – 2,3·10-2, група 2 – 6,2·10-2 Кл/кг) та на 9-ту добу інкубації (група 3 – 2,3·10-2, група 4 – 6,2·10-2 Кл/кг) (M±m; n=7)

У 10-тижневих перепелів, виведених з яєць опромінених на 9-ту добу інкубації у дозі 2,3·10-2 і 6,2·10-2 Кл/кг, залізозв’язувальна здатність плазми крові була меншою ніж у птиці контрольної групи на 18,6 (P<0,01) та 14,4 % (P<0,001) відповідно. Зменшувалась і загальна залізозв’язувальна здатність плазми крові на 13,5 (P<0,001) та 11,6 % (P<0,001). Тенденція до подібних змін спостерігалась при передінкубаційному рентгенівському опроміненні яєць (рис. ). Такі зміни свідчать про зменшення вмісту залізотранспортних білків у крові 10-тижневих перепелів за умови рентгенівського опромінення інкубаційних яєць.

Рис. 4. Показники обміну заліза у плазмі крові 10-тижневих перепелів при рентгенівському опроміненні яєць до початку інкубації (група 1 – 2,3·10-2, група 2 – 6,2·10-2 Кл/кг) та на 9-ту добу інкубації (група 3 – 2,3·10-2, група 4 – 6,2·10-2 Кл/кг) (M±m; n=7)

Рис. 5. Показники обміну заліза в плазмі крові 4-тижневих перепелів при рентгенівському (2,1·10-1 Кл/кг) та комбінованому рентгенівському (2,1·10-1 Кл/кг) і лазерному (0,01 мВт/см2) опроміненні яєць до початку

та на 9-ту добу інкубації (M±m; n=7)

При опроміненні перепелиних яєць у дозі 2,1·10-1 Кл/кг вміст загального заліза у печінці перепелів в цілому не відрізнявся від такого показника у контрольних перепелів. Лише у 4-тижневих перепелів, виведених з яєць опромінених перед інкубацією, цей показник перевищував контроль на 29,4(P<0,01) (рис. 5). У 8-тижневих перепелів цієї групи збільшувався вміст загального заліза у плазмі крові на 98,9(P<0,001), порівняно з птицею контрольної групи (рис. 6). Додаткове лазерне опромінення не чинило помітного впливу на прояв зазначених вище змін у показниках обміну заліза у перепелів.

Під впливом рентгенівського опромінення інкубаційних яєць у 4–8-тижневих перепелів відбувались значні зміни у показниках вмісту залізотранспортних білків у плазмі крові та їх насичення залізом. Залізозв’язувальна здатність плазми крові 4-тижневих перепелів дослідних груп була на 89,9–103,0(P<0,05–0,01) більшою за контроль. При комбінованому опроміненні яєць на 9-ту добу інкубації цей показник був більшим за контроль на 65,5У перепелів дослідних груп також збільшувалась загальна залізозв’язувальна здатність плазми крові на 23,3–31,2 % (P<0,05) порівняно з контролем, що свідчить про збільшення вмісту трансферину у крові. Найбільшою різниця з птицею контрольної групи за цим показником була у групах перепелів, отриманих з яєць, що піддавались тільки рентгенівському опроміненню, а саме 31,2(P<0,05) – при опроміненні яєць перед інкубацією і 27,9(P<0,05) – при опроміненні яєць на 9-ту добу інкубації (рис. 5).

Загальна залізозв’язувальна здатність плазми крові у 8-тижневих перепелів дослідних груп була більшою за контроль на 6,8–22,8 % (рис. 6).

Рис. 6. Показники обміну заліза в плазмі крові 8-тижневих перепелів при

рентгенівському (2,1·10-1 Кл/кг) та комбінованому рентгенівському

(2,1·10-1Кл/кг) і лазерному (0,01 мВт/см2) опроміненні яєць до початку

та на 9-ту добу інкубації (M±m; n=7)

Показники еритроцитопоезу у крові перепелів за рентгенівського та комбінованого опромінення інкубаційних яєць. Опромінення інкубаційних яєць на 9-ту добу розвитку ембріонів в дозі 6,2·10-2 Кл/кг мало найбільш виражений вплив на показники еритроцитопоезу у добових перепелят. Вміст гемоглобіну у крові перепелят зростав на 7,7 %, а вміст гемоглобіну в еритроциті на 12,9(P<0,01) порівняно з перепелятами контрольної групи (табл. 4), що, можливо, є наслідком компенсаторної реакції організму перепелів на рентгенівське ураження. За інших режимів опромінення у перепелят проявлялась слабка тенденція до зменшення кількості еритроцитів у крові та зростання вмісту гемоглобіну в одному еритроциті. У 10-тижневих перепелів усіх груп кількість еритроцитів у крові знаходилась на рівні контролю, проявлялась тенденція до зниження вмісту гемоглобіну в крові та вмісту гемоглобіну в одному еритроциті, яка була найбільш виражена при опроміненні яєць в дозі 6,2·10-2 Кл/кг.

При передінкубаційному рентгенівському опроміненні яєць в дозі 2,1·10-1 Кл/кг у добових перепелят спостерігали зменшення кількості еритроцитів в крові на 14,2 % (P<0,05), порівняно з контрольною птицею. При цьому вміст гемоглобіну у крові знижувався на 5,6 %, а вміст гемоглобіну в одному еритроциті перевищував контрольний показник на 10,8 %. При опроміненні в аналогічній дозі яєць на 9-ту добу інкубації у виведеного молодняку кількість еритроцитів у крові не відрізнялась від показників у контрольної птиці. Вміст гемоглобіну у крові та гемоглобіну в одному еритроциті перевищували аналогічні показники у контрольних перепелів на 16,1 (P<0,05) та 11,4 % (табл. 4).

Таблиця 4 – Показники еритроцитопоезу у крові перепелів при рентгенівському та комбіновану опроміненні яєць (Мm; n=7)

Показники | Групи | Строк опромінення | до

інкубації | 9-та доба інкубації | контроль | до

інкубації | 9-та доба інкубації | контроль | Рентгенівське опромінення, Кл/кг | 2,1·10-12,1·10-1– | 2,1·10-12,1·10-1– | Лазерне світло, мВт/см2 | 0,01– | 0,01–– | 0,01– | 0,01– | Вік птиці | добові перепелята | 8-тижневі перепели | Кількість еритроцитів, Т/л | *

1,7

0,09 | 1,8

0,10 | 2,1

0,14 | **

2,2

0,05 | 2,0

0,06 | 3,1

0,17 | 2,9

0,42 | 3,2

0,16 | 2,9

0,25 | 3,2

0,12 | Вміст гемоглобіну, г/л | 80,8

4,3 | 84,6

7,3 | *

99,4

4,4 | 89,0

3,8 | 85,6

3,1 | **

111,3

8,6 | **

112,1

6,8 | 142,9

8,7 | 126,8

13,0 | 143,9

6,6 | Гемоглобін в одному еритроциті, пг | 47,4

3,4 | 46,8

4,0 | 47,7

2,5 | 39,6

1,3 | 42,8

1,9 | **

36,4

2,4 | 37,9

6,9 | 45,9

5,7 | 43,8

6,0 | 44,5

1,1 | Примітка. *– P<0,05; ** – P<0,01 порівняно з контролем.

За умови додаткової обробки червоним лазерним світлом уражених рентгенівськими променями яєць у добового молодняку також зменшувався вміст гемоглобіну в крові та одному еритроциті, але прояв цих змін був значно меншим і різниця з контролем не досягала вірогідного значення.

Передінкубаційне рентгенівське опромінення яєць, надалі, у дорослих перепелів (8-тижневого віку) знижувало вміст гемоглобіну у крові та одному еритроциті відповідно на 22,6 (P<0,01) та 18,2порівняно з контрольною птицею.

ВИСновки

1. У дисертації теоретично обґрунтовано і експериментально доведено вплив різних доз лазерного (0,005–0,5 мВт/см2) та рентгенівського (2,3· -2 6,2·10-2 та 2,1·10-1 Кл/кг) опромінень інкубаційних яєць на виводимість, продуктивність та процеси обміну заліза і еритроцитопоезу у перепелів в різні періоди пре- та постнатального розвитку. Встановлено залежність змін ембріональної летальності перепелів та процесів обміну заліза і еритроцитопоезу у перепелів впродовж постнатального розвитку від дози та строку рентгенівського опромінення інкубаційних яєць. Експериментально обґрунтована та запропонована методика опромінення інкубаційних перепелиних яєць лазерним світлом з метою підвищення виводимості та зменшення ембріональної летальності перепелів.

2. Передінкубаційне опромінення перепелиних яєць низькоінтенсивним лазерним світлом (л=633 нм; 0,05 мВт/см2; 60 с) сприяло зменшенню ембріональної летальності та збільшенню виводимості перепелів на 4,4 % (P<0,001), переважно за рахунок зменшення загибелі ембріонів у перші 5 діб інкубації.

3. Передінкубаційне опромінення перепелиних яєць червоним лазерним світлом в дозі 0,05 мВт/см2 зумовлювало зменшення вмісту загального заліза в жовтку 15-добових ембріонів на 44,6(P<0,05) і збільшення його вмісту в печінці добових перепелят у 2,5 рази (P<0,001).

4. Опромінення інкубаційних яєць червоним лазерним світлом густиною потужності 0,05 мВт/см2 викликало збільшення (P<0,01) вмісту загального заліза у печінці (на 43,4та плазмі крові (на 26,8і не впливало на процес еритроцитопоезу у 3-тижневих перепелів отриманих з опромінених яєць.

5. Рентгенівське опромінення яєць на 9-ту добу інкубації в дозі 6,2·10-2 Кл/кг викликало у 4-тижневих перепелят зменшення вмісту заліза у печінці на 32,5(P<0,001) та плазмі крові – на 18,7а опромінення у дозах 2,3·10-26,2·10-2 Кл/кг зменшувало загальну залізозв’язувальну здатність плазми крові у 10-тижневих перепелів на 4,9–13,5(P<0,01–0,001).

6. Рентгенівське опромінення яєць перед інкубацією в дозі 2,1·10-1 Кл/кг підвищувало ембріональну летальність. Виводимість перепелів зменшувалась на 53,4(P<0,001). Рентгенівське опромінення яєць на 9-ту добу інкубації в дозі 2,1·10-1 Кл/кг зумовлювало зниження маси добових перепелят на 18,1(P<0,05) та 1–11-тижневих перепелів на 25,1–47,2(P<0,001).

7. Передінкубаційне рентгенівське опромінення яєць у дозі 2,1·10-1 Кл/кг пригнічувало еритроцитопоез у добових перепелят, а у 4-тижневих перепелів збільшувало загальну залізозв’язувальну здатність плазми крові на 31,2(P<0,05), вміст заліза у печінці на 29,5(P<0,01) і зменшувало вміст заліза у плазмі крові на 26,0 %. У статевозрілих перепелів, отриманих з опромінених яєць, вміст заліза у плазмі крові збільшувався на 98,9 % (P<0,01).

8. При рентгенівському опроміненні яєць на 9-ту добу інкубації в дозі 2,1·10-1 Кл/кг у перепелів на 27,9–29,8(P<0,05–0,01) збільшувалася загальна залізозв’язувальна здатність плазми крові, а у добових перепелят на 16(P<0,05) зростав рівень гемоглобіну в крові.

9. Обробка інкубаційних яєць червоним лазерним світлом (0,01 мВт/см2) після ураження їх рентгенівським випромінюванням суттєво не впливала на зміни у процесах обміну заліза і еритроцитопоезу перепелів, викликаних рентгенівським опроміненням інкубаційних яєць.

Практичні рекомендації

З метою збільшення виведення молодняку перепелів та стимуляції процесів обміну заліза і еритроцитопоезу у перепелів в постнатальний період розвитку доцільно застосовувати опромінення інкубаційних яєць перед початком інкубації червоним лазерним світлом (=633 нм) з густиною потужності 0,05 мВт/см2 і тривалістю 60 с.

Список опублікованих ПРАЦЬ за темою дисертації

1. Низькоінтенсивне лазерне опромінення інкубаційних яєць сільськогос-подарської птиці. Методичні рекомендації щодо технології використання в інкубаційних цехах промислових птахопідприємств / І.Л. Якименко, Т.М. Царенко, М.А. Мельник, В.І. Бесулін. – Біла Церква, 2001. – 16 с. (Дисертант брав участь у проведенні виробничих дослідів та проводив визначення гематологічних показників).

2. Царенко Т.М., Якименко І.Л. Вплив лазерного опромінення інкубаційного яйця на гематологічні показники добового молодняку перепела японського // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. – Біла Церква, 1999. – Вип. 9. – С. 284–288. (Дисертант виконав експеримент та проаналізував його результати).

3. Царенко Т.М. Оцінка віддалених наслідків рентгенівського опромінення ембріонів перепела японського на різних строках розвитку // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. – Біла Церква, 2000. – Вип. 14. – С. 141–145.

4. Царенко Т.М. Вплив низькоінтенсивного лазерного опромінення ембріонів птиці на стан гемоглобінсинтезуючої системи виведеного молодняку // Збірник наукових праць Луганського державного аграрного університету. – 2000. – № 6 (18). – С. 114–117.

5. Царенко Т.М. Віддалені наслідки рентгенівського та низькоінтенсивного лазерного опромінення ембріонів перепела японського на різних строках розвитку // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. – Біла Церква, 2001. – Вип. 17. – С. 180–185.

6. Царенко Т.М. Вплив лазерного опромінення інкубаційного яйця перепела японського на показники крові та обміну заліза у виведеного молодняку // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. – Біла Церква, 2001. – Вип. .– С. –180.

7. Царенко Т.М. Обмін заліза у ембріонів перепела японського при передінкубаційному опроміненні низькоінтенсивним лазерним світлом // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. – Біла Церква, 2002. – Вип. . – С. 57–63.

8. Якименко І.Л., Царенко Т.М. Комбінована дія рентгенівського випромінювання та червоного лазерного світла на перепелині ембріони // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. – 2004. – № (51). – С. –89. (Дисертант брав участь у виконанні експерименту, провів гематологічні дослідження).

9. Патент 34045А України, 6 А01К 45/00. Спосіб захисту ембріонів від променевого ураження / І.Л.Якименко, Т.М. Царенко (UA). – № 99052763; Заяв. 18.05.1999. Опубл. 15.02.2001. – Бюл. № 1. – 3 с. (Дисертант брав участь у виконанні експерименту, здійснював досліди з опромінення, аналізував результати досліджень).

10. Якименко И.Л., Царенко Т.М., Сидорик Е.П. Модулирующее влияние излучения гелий-неонового лазера на состояние антиоксидантной и гидроксилирующей систем печени у перепелов при рентгеновском облучении и химической интоксикации // Український біохімічний журнал. – 2004. – № 5. – С. 115–122. (Дисертант брав участь