Рис. 2. Залежність ефективності опромінення інкубаційних перепелиних яєць червоним світлом (λ=633 нм, W'=0,6–5,4 мДж/см2) від рівня виводимості у контролі: Вк – виводимість у контрольних групах, %; Вд – Вк – різниця між виводимістю у дослідних та контрольних групах-аналогах, %.
Вплив монохроматичного видимого світла на постнатальний розвиток та продуктивні показники птиці. Виведений із опромінених низькоінтенсивним лазерним світлом інкубаційних яєць молодняк за екстер’єром не відрізнявся від контролю. Разом з тим, практично в усіх дослідних групах спостерігали більш високий рівень збереження молодняку протягом перших тижнів життя порівняно з контролем. При цьому у виробничих умовах збереження курчат-бройлерів у дослідній групі виявилося вірогідно вищим, ніж у контролі (на 1,32 %, р<0,05). Динаміка живої маси виведеного молодняку також засвідчує незначну, але стабільну стимулюючу дію опромінення інкубаційного яйця низькоінтенсивним монохроматичним світлом. Так, добовий молодняк перепела японського дослідних груп мав на 5,3–6,2 % більшу живу масу, ніж контрольний. Відповідна різниця в масі на користь птиці дослідних груп зберігалася й у птиці 6-тижневого віку, коли перепела сягають статевої зрілості. Аналіз показників яєчної продуктивності перепелів 16–20-тижневого віку з опромінених червоним лазерним світлом інкубаційних яєць виявив дещо більшу інтенсивність яйцекладки у птиці дослідної групи порівняно з контролем, хоча різниця між групами не була вірогідною. У віддалені періоди постнатального розвитку не спостерігали суттєвої різниці у продуктивних показниках перепелів.
Вплив монохроматичного світла на стан енергетичної та гідроксилюючої систем за рівнем парамагнітних центрів у тканинах ембріонів та печінці птиці постнатального періоду розвитку. У гомогенатах тканин перепелиних ембріонів в умовах низькотемпературної стабілізації зразків (Т=77 К) реєструється виражений вільнорадикальний сигнал з g=2,00 (рис. 3). Основним джерелом ВР семіхінонного типу у біологічних тканинах є вільнорадикальні форми флавінів та коензима Q (M. Blois, J. Maling, 1960; Н.М. Эмануэль и др., 1976) і експериментально доведено тісний зв’язок ВР семіхінонного типу з окислювально-відновними процесами у ЕТЛ мітохондрій (О.Н. Бржевская, О.С. Неделина, 1972; Н.М. Эмануэль и др., 1976).
Рис. 3. Спектр електронного парамагнітного резонансу гомогенату тканин 10-добового перепелиного ембріона (T=77 K).
Широкий набір парамагнітних центрів виявлено у печінці ембріонів та молодняку птиці (рис. 4). Крім вираженого ВР сигналу реєструється сигнал з g=1,94, обумовлений відновленими Fe-S-комплексами, що входять до складу трьох комплексів ЕТЛ мітохондрій (T. Ohnishi et al., 1972). У спектрах ЕПР печінки птиці наявний сигнал з g-факторами 2,42; 2,25; 1,91, обумовлений окисленою формою цитохрому Р450 (J. Hashimoto et al., 1962) – ключового ферменту гідроксилюючої системи мікросом. У печінці птиці також виявлено потужний 6-компонентний сигнал комплексів Mn2+ у діапазоні g-фактора 2,14 – 1,86. Інтенсивність цього сигналу у печінці птиці (перепела, кури) виявилася набагато більша, ніж у печінці ссавців (Н.М. Эмануэль и др., 1976). Іони марганцю входять до складу таких важливих ферментів, як мітохондріальна СОД, АТФ-ази, протеїнкiнази тощо. Тому виявлена висока концентрація Mn2+ у печінці птиці, очевидно, відбиває особливості метаболізму цього класу тварин.
Достатньо несподіваним було виявлення у спектрах ЕПР печінки 3-тижневих перепелів контрольної групи сигналу залізонітрозильних комплексів (g=2,03), що з’являється у тканинах зазвичай при порушеннях метаболізму, зокрема, при гіпоксії (Я.И. Ажипа, 1983). Сигнал зареєстровано у 60 % проаналізованих зразків печінки птиці (рис. 4). У печiнцi перепелят аналогiчного вiку, отриманих iз опромiнених червоним лазерним свiтлом iнкубацiйних яєць, сигнал відсутній, що свiдчить про певні метаболiчнi змiни в органiзмi птицi пiд дiєю даного фактора. Зокрема, такий вплив можна розцінювати як нормалізуючий щодо функціонального стану переносників електронів в ЕТЛ мітохондрій (Н.М. Эмануэль и др., 1976).
Рис. 4. Спектр електронного парамагнітного резонансу печінки 3-тижневих перепелят: а – птиця контрольної групи, б – птиця, отримана з опромінених перед інкубацією червоним світлом (λ=633 нм; W′=3 мДж/см2) яєць.
Концентрація ВР у тканинах ембріонів та печінці перепелів, отриманих з яєць, опромінених світлом ГНЛ (густина енергії 3 мДж/см2), виявилася вищою (на 21–35 %) за цей показник у птиці контрольної групи (рис. 5). Це, очевидно, свідчить про активацію рівня функціонування енергетичної системи у тканинах ембріонів та печінці виведеного молодняку з опромінених червоним світлом інкубаційних яєць. Таке припущення підтверджує і аналіз концентрації парамагнітних центрів у печінці добових перепелят, виведених з двічі опромінених (перед інкубацією та на 15-ту добу інкубації) червоним лазерним світлом інкубаційних яєць (рис. 6). Так, рівень ВР у печінці перепелят цієї групи був на 20,8 % вищим за контрольний, концентрація відновлених Fe-S центрів – на 17,4 % перевищувала контрольний показник. Такі зміни можна розцінювати як активацію функціонування ЕТЛ мітохондрій у печінці птиці, причому збільшення рівня відновлених Fe-S центрів розцінюють як свідчення активації спряження біологічного окислення з фосфорилюванням у першому пункті (T. Ohnishi et al., 1972). Аналогічний режим опромінення за використання синього лазерного світла викликав менш виражені зміни у рівні парамагнітних центрів у печінці перепелят.
Передінкубаційне опромінення перепелиних яєць світлом ГНЛ викликало виражене підвищення рівня окисленої форми цитохрому Р-450 у печінці птиці порівняно з контролем: у 15-добових ембріонів – на 40 %, у 3-тижневих перепелів – на 121 % (р<0,05), у 6-тижневих – на 26 % (рис. 5). У птиці дослідної групи виявлено кореляцію між рівнем окисленої форми ферменту та концентрацією ВР у печінці (r=0,56), в той час як у птиці контрольної групи такий кореляційний зв’язок відсутній (r = –0,02). Окислений цитохром Р-450 є каталітично активною формою ферменту, який складає ключову ланку гідроксилюючої системи мікросом – однієї з провідних детоксикуючих систем клітини (Г.И. Лихтенштейн, 1979). Тому виявлена пролонгована зміна рівня окисленої форми ферменту у печінці птиці дослідної групи, очевидно, засвідчує причетність гідроксилюючої системи до молекулярних механізмів біологічної активності монохроматичного світла червоного діапазону.
Виявлено певні відмінності у рівні комплексів Мn2+ у тканинах перепелів дослідної та контрольної груп (рис. 5). Так, у гомогенатах тканин 10-добових ембріонів дослідної групи концентрація комплексів Mn2+ на 35,3 % перевищила цей показник контрольної групи. У печінці добового молодняку дослідної групи рівень Mn2+ також на 27,5 % (р<0,05) був вищий, ніж у контролі. Характерний 6-компонентний сигнал комплексів Мn2+ був зареєстрований у жовточному мішку 15-добових перепелиних ембріонів. Жовточний мішок є тимчасовим ембріональним органом і виконує функцію живлення ембріона речовинами жовтка (В.В. Рольник, 1968). Очевидно, наявність у ньому комплексів Мn2+ безпосередньо пов’язана з його функціональними властивостями. Характерно, що сигнали Мn2+ не зареєстровано в жовточному мішку інших видів птиці, зокрема, у курей та качок. Сигнал комплексів Мn2+ виявлено також у жовтку 15-добових перепелиних ембріонів дослідної групи
Рис. 6. Концентрація парамагнітних центрів у печінці добових перепелят з двічі опромінених червоним або синім лазерним світлом (W'=6 мДж/см2) ембріонів (n=5; M; відн. од.).
(рис. 7). У жовтку контрольних ембріонів сигнал відсутній. Ймовірно, виявлені відмінності між контрольною та дослідною групами перепелиних ембріонів щодо вмісту Мn2+–комплексів у жовтку зумовлені метаболічними змінами в ході ембріогенезу птиці під дією фактора впливу.
Проведений аналіз виявив чутливість метаболічних систем, функціональний стан яких відбивається рівнем парамагнітних центрів у тканинах (в першу чергу – енергетичної та гідроксилюючої систем) до дії монохроматичного видимого світла, особливо червоного діапазону.
Рис. 7. Спектр електронного парамагнітного резонансу жовтка 15-добового перепелиного ембріона: а – після передінкубаційного опромінення яйця червоним світлом (λ=633 нм; W′=3 мДж/см2); б – контрольний ембріон.
Вплив монохроматичного випромінювання видимого діапазону на рівень пероксидів ліпідів та активність ферментів-антиоксидантів у тканинах птиці. Ферменти антиоксидантного захисту, як і рівень ПЛ у печінці та крові птиці досить чутливо реагують на опромінення інкубаційних яєць низькоінтенсивним лазерним світлом (рис. 8, 9). У ембріонів з опромінених червоним лазерним світлом (3 мДж/см2) інкубаційних яєць виявлено зростання активності усіх аналізованих ферментів-антиоксидантів наприкінці інкубаційного періоду порівняно з контролем. У печінці добового молодняку дослідної групи спостерігається вірогідне зростання порівняно з контролем концентрації ТБК-реагуючих пероксидних ліпідних сполук. Натомість у 3-тижневої птиці цієї групи виявлено вірогідний антиоксидантний ефект опромінення, про що свідчить значне, на 39,4 % зниження рівня ПЛ у печінці порівняно з контролем. У цей період виявлено і вірогідне зниження активності церулоплазміну у печінці птиці дослідної групи, що свідчить про відповідне зниження інтенсивності синтезу цього фермента. У плазмі крові активність ферменту, який є основним антиоксидантом плазми, залишається на рівні контролю. У віддалені періоди постнатального розвитку не спостерігається суттєвої різниці у рівні активності ферментів-антиоксидантів та концентрації ПЛ у печінці та крові птиці дослідної та контрольної груп. Рівень ПЛ у печінці птиці виражено корелює з концентрацією ВР у цьому органі – r=0,77 (р<0,05) для контрольної групи та r=0,81 (p<0,05) для дослідної групи. У птиці дослідної групи виявлена висока кореляція активності каталази та рівня окисленого цитохрому Р-450 у печінці (r=0,80) за відсутності такого зв’язку у контрольній групі (r=0,14).
У модельних дослідах виявлено, що опромінення птиці черезшкірно у зону проекції печінки світлом ГНЛ (протягом 180 с при потужності променя 40 мВт) за 6 годин до початку аналізу викликало вірогідний антиоксидантний ефект у тканинах печінки. Рівень ТБК-реагуючих пероксидних ліпідних сполук у печінці знизився при цьому на 40 % (р<0,05) порівняно з контролем, активність церулоплазміну в печінці опроміненої птиці знизилася на 12,1 %. Антиоксидантний вплив червоного лазерного світла на процеси ПОЛ виявлено нами і при модельному опроміненні крові курей in vitro.
Опромінення інкубаційних перепелиних яєць синім лазерним світлом викликало зміни в активності ферментів АОС та рівні ПЛ у печінці птиці, подібні до тих, що були спричинені дією червоного лазерного світла, але, як правило, ступінь вираженості змін був значно слабший. Ймовірною причиною більшої ефективності червоного світла порівняно з синім є наявність в біологічних тканинах значної кількості акцепторів, що мають виражені пікі поглинання саме у червоній ділянці спектру. Зокрема, більшість ферментів антиоксидантного захисту також є потенційними акцепторами червоного світла (Г.И. Лихтенштейн, 1979).
Рис. 9. Вміст пероксидних ліпідних сполук у печінці (а) та плазмі крові (б) перепелів після опромінення інкубаційних яєць червоним світлом (λ=633 нм) при густині енергії 3 мДж/см2 (n = 5–7; М ± m).
Нами запропоновано схему модулюючого впливу червоного лазерного світла на метаболічні процеси в організмі птиці після опромінення інкубаційних яєць (рис. 10). Поглинання червоного світла у структурах яйця та клітинах ембріона викликає певну активацію енергетичної та гідроксилюючої систем у тканинах ембріона, оскільки акцепторами червоного світла крім ферментів-антиоксидантів можуть бути семіхінони флавінів, цитохромоксидаза, окси-цитохром Р-450 (Г.И. Лихтенштейн, 1979, T. Karu, 1988). Одним з наслідків активації цих систем є збільшення рівня активних форм кисню в тканинах ембріона. Підвищений рівень активних форм кисню призводить до зростання інтенсивності процесів ПОЛ у тканинах виведеного молодняку. Збільшення активних форм кисню та активація процесів ПОЛ у тканинах ембріона та молодняку дослідних груп закономірно викликає активацію ферментів антиоксидантного захисту. Активація ферментної ланки АОС уповільнила інтенсивність пероксидних процесів у системі, і як наслідок – рівень ПЛ у тканинах печінки та плазмі крові 3-тижневого молодняку
Рис. 10. Схема регуляторного впливу монохроматичного червоного світла (λ=633 нм) на організм птиці при опроміненні інкубаційного яйця.
птиці дослідної групи виявився зниженим відносно контролю. Виявлені зміни рівня досліджуваних показників енергетичної, гідроксилюючої та антиоксидантної систем під дією червоного лазерного світла, як правило, були не яскраво вираженими і зазвичай не перевищували різниці у 10–30 % з рівнем контрольних показників. Разом з тим, ці зміни у певні періоди розвитку птиці були статистично вірогідні. Це дозволяє зробити висновок, що монохроматичне світло видимого діапазону може виступати м’яким регулятором рівня активності означених метаболічних систем в організмі птиці.
Вплив монохроматичного видимого світла на кінцеві показники еритропоезу птиці. Враховуючи важливість гематологічних показників для інтегральної оцінки стану організму та їх безпосередню причетність до метаболізму кисню нами було досліджено динаміку рівня гемоглобіну, кількості еритроцитів та вмісту гемоглобіну в одному еритроциті у перепелів, отриманих з опромінених перед інкубацією яєць лазерним світлом червоного та синього діапазонів.
У перепелів дослідної групи, що були отримані з яєць, опромінених червоним лазерним світлом (3 мДж/см2), відмічено збільшення рівня гемоглобіну крові відносно контролю у певні періоди розвитку. Так, у 15-добових ембріонів цієї групи рівень гемоглобіну крові виявився на 24,6 % вищим, ніж у контролі. У птиці 6 – 12тижневого віку (початок статевої зрілості та початок продуктивного періоду) цієї групи рівень гемоглобіну також був на 8,3–10,0 % вищим за контрольні показники. Кількість еритроцитів у крові дослідної та контрольної птиці була приблизно однакова протягом усього аналізованого періоду за виключенням 12-тижневого віку, коли у перепелів дослідної групи цей показник виявився вірогідно вищим за контрольний (на 15,5 %; р<0,05). Вміст гемоглобіну в одному еритроциті у 15-добових ембріонів та молодняку добового–6-тижневого віку дослідної групи був на 12,5–14,3 % вищим, ніж у контролі. Даний показник зріс на фоні високого рівня еритроцитів, і такі зміни можна розцінювати як позитивний вплив червоного світла на функціональний стан гемоглобінсинтезуючих систем в організмі птиці. Подібних змін щодо показників крові не виявлено у перепелів, одержаних з яєць, опромінених синім лазерним світлом.
За опромінення інкубаційного курячого яйця (крос Arbor Acres) червоним чи синім лазерним світлом виявлено, що у добового молодняку дослідних груп відмічається виражене збільшення рівня гемоглобіну та кількості еритроцитів крові. Особливо суттєво це проявляється у молодняку, отриманого з опромінених червоним світлом інкубаційних яєць. У цій групі рівень гемоглобіну на 13,5 % (р<0,05), а кількість еритроцитів – на 12,1 % перевищили відповідні контрольні показники.
Встановлено зміну вираженості кореляційних зв’язків між показниками крові та іншими параметрами метаболізму у птиці з опромінених монохроматичним червоним світлом ембріонів порівняно з контролем (рис. 11). Зокрема, у дослідної птиці проявляється помірна кореляція рівня гемоглобіну крові з концентрацією окси-цитохрому Р-450 у печінці (r=0,55) при послабленні такої кореляції у птиці контрольної групи (r=0,36). У той же час у дослідної птиці втрачаються кореляційні зв’язки рівня ПЛ плазми з рівнем гемоглобіну та кількістю еритроцитів крові, що виявляються у птиці контрольної групи (r=0,63 та r=0,78, відповідно). У перепелів контрольної групи також встановлено помірно виражену обернену кореляцію рівня гемоглобіну крові з концентрацією ВР (r= – 0,59) та пряму кореляцію цього показника крові з активністю супероксиддисмутази в еритроцитах (r=0,51). У птиці дослідної групи обидва зв’язки менш виражені (r= – 0,23 та r=0,33, відповідно).
Вплив монохроматичного червоного світла на розвиток уражених рентгенівським випромінюванням ембріонів птиці та оцінка віддалених наслідків такого впливу. Дія на ембріони перепела японського на стадії ранньої гаструли рентгенівським випромінюванням у дозах 8-8,55 Гр призвела до вираженого збільшення (у 4,7–5,5 рази) кількості загиблих ембріонів на ранніх стадіях ембріогенезу і, як наслідок, спричинило зниження виводимості порівняно із контролем у 2,1–3,1 рази. Застосування червоного світла ГНЛ (р'=0,08 мВт/см2, W'=9,5–13,5 мДж/см2) для обробки уражених рентгенівським випромінюванням ембріонів привело до зменшення кількості загиблих ембріонів протягом перших діб інкубації у 1,6–1,9 рази (р<0,01) порівняно з 1-ю групою. Виводимість молодняку в цій групі у 1,6 (р<0,01) рази перевищила цей показник 1-ї групи.
У птиці 3-місячного віку обох дослідних груп спостерігається вірогідне підвищення рівня ПЛ у печінці та незначне зниження їх рівня у плазмі крові (табл. 2). При цьому у птиці з опромінених червоним світлом ембріонів відмічено зміни активності ферментів АОС, зокрема, вірогідне зростання активності каталази (порівняно з 1-ою групою) та відсутність зниження активності церулоплазміну порівняно з контролем, як це спостерігається у птиці 1-ої групи. Аналіз вмісту окисленого цитохрому Р-450 у печінці птиці виявив найвищий рівень цього показника у птиці 2-ї групи. Різниця з контролем у птиці 2-ї групи по цьому показнику склала 44,4 % (р<0,001), з птицею 1-ї групи – 30,0 %. Тобто, виявлено тривалий прооксидантний вплив комбінованої дії рентгенівського та червоного лазерного світла на ембріони птиці, що супроводжувався певною активацією ферментів АОС.
Таблиця 2
Вплив рентгенівського (8,5 Гр) та лазерного (λ=633 нм; W'=9,5 мДж/см2) опромінення перепелиних ембріонів на показники метаболізму 3-місячної птиці (n=7; М±m)
Примітка: *** – р<0,001 порівняно з контролем; aa– р<0,01 порівняно з 1ю групою.
Вплив монохроматичного червоного світла на показники метаболізму в організмі птиці на фоні хімічної інтоксикації. Під дією інтоксикації птиці ССl4 та проведеного на цьому фоні курсового лазерного (λ=633 нм) опромінення суттєвих змін зазнали процеси ПОЛ у організмі птиці (табл. 3). Так, рівень пероксидів ліпідів у плазмі крові та печінці птиці 1-ї групи був вищим, ніж у контролі на 31,2 % та 18,6 %, відповідно. У птиці 2-ої групи, яку на фоні інтоксикації опромінювали червоним світлом, концентрація ПЛ у плазмі повернулася до контрольного рівня. Виявлено активацію гідроксилюючої системи мікросом печінки у птиці 1-ї групи, про що свідчить зростання рівня окисленого цитохрому Р-450 у печінці птиці цієї групи на 33,3 %. Гідроксилююча система мікросом є потужною детоксикуючою системою, тому збільшення окисленої форми цитохрому Р-450 у печінці птиці на фоні інтоксикації організму цілком логічне. У птиці 2-ї групи концентрація окисленої форми ферменту в печінці була на рівні контролю. Очевидно, це свідчить про нормалізуючу дію червоного лазерного світла на функціональний стан гідроксилюючої системи гепатоцитів. Виражених нормалізуючих змін під дією червоного світла в умовах даного експерименту зазнали показники метаболізму, що були змінені під дією хімічної інтоксикації. При цьому практично не спостерігалося впливу червоного світла на рівень показників, що не зазнали суттєвих змін під дією СС14 інтоксикації організму птиці.
Таблиця 3 Показники метаболізму перепелів після курсового опромінення червоним світлом (λ=633 нм, W=21 Дж) на фоні інтоксикації чотирихлористим вуглецем (n=7; M±m)
Примітка: a– р<0,05, aaa– р<0,001 порівняно з 1-ю групою.
Вплив хронічної дії червоного світла нелазерних джерел на показники метаболізму та продуктивність птиці. Вирощування перепелів при хронічному освітленні монохроматичним червоним світлом (λ=600–770 нм) протягом перших двох місяців життя привело до збільшення маси перепелят на 4,6–8,2 %. Маса статевозрілої птиці дослідної групи виявилась на 10,3 % більшою за контрольну. Оцінка показників метаболізму двомісячної птиці, вирощеної при червоному світлі, показала деякі відмінності від контрольної. Так, у печінці перепелів дослідної групи був дещо підвищений рівень ПЛ та ВР семіхінонного типу. Більш високий рівень активності спостерігали і у ферментів антиоксидантного захисту в печінці перепелів дослідної птиці: церулоплазміну – на 11,5 %, каталази – на 18 %. Концентрація окси-цитохрому Р-450 у печінці перепелів дослідної групи також на 12,9 % перевищила цей показник у контролі. Стійкість мембран еритроцитів до кислотного гемолізу у птиці дослідної групи була більшою на 24,8 %, ніж у контролі. У цілому характер виявлених змін можна розцінити як слабо виражену активацію енергетичної, антиоксидантної та гідроксилюючої систем в організмі птиці.
Яєчна продуктивність перепелів дослідної групи за перший місяць яйцекладки виявилась на 10,6 % вищою, ніж у контролі, і становила 64,8 %. Це, очевидно, засвідчує більш раннє статеве дозрівання птиці при хронічній дії широкосмугового червоного світла. У наступні місяці яєчна продуктивність птиці як дослідної, так і контрольної груп знаходилася на високому рівні і не відрізнялася суттєво між групами.
Вплив опромінення інкубаційного яйця курей-бройлерів високопродуктивних кросів монохроматичним світлом на виведення курчат (Виробничі випробування). Опромінення інкубаційного яйця курей-бройлерів кросів Arbor Acres та Cobb опрацьованими режимами червоного лазерного світла (густина енергії 0,9–1,2 мДж/см2) в умовах "Гаврилівського птахівничого комплексу" при рівні виведення в контролі 84,3–84,8 % привело до збільшення виведення у дослідних групах на 3,5–4,1 % (р<0,001). Це дозволило додатково отримати 35–40 добових курчат на кожну 1000 проінкубованих яєць, що у грошовому еквіваленті склало 70–80 грн на 1000 проінкубованих яєць.
Висновки
1. Проведено комплексне дослідження впливу монохроматичного видимого світла нетеплових інтенсивностей на ембріональний та постнатальний розвиток птиці, стан її енергетичної, гідроксилюючої та антиоксидантної систем, кінцеві показники еритропоезу та рівень комплексів Mn2+ у тканинах птиці за різних умов проведення експерименту. Виявлено вірогідний вплив певних режимів використання монохроматичного червоного світла (λ=633 нм) та менш виражений вплив монохроматичного синього світла (λ=442 нм) на ембріональний та постембріональний розвиток птиці, захисну дію монохроматичного червоного світла при рентгенівському опроміненні ембріонів і нормалізуючу дію при інтоксикації птиці чотирихлористим вуглецем. Показано м’яку стимулюючу дію широкосмугового червоного світла (λ=600–770 нм) на розвиток птиці при хронічному освітленні молодняку. Встановлено важливу роль у механізмі біологічної дії монохроматичного червоного світла енергетичної, гідроксилюючої та антиоксидантної систем печінки птиці.
2. Показано, що дія монохроматичного червоного світла (λ=633 нм) на інкубаційне яйце птиці перед закладкою на інкубацію при густині потужності випромінювання 0,01–0,5 мВт/см2 та часі опромінення 60–180 с сприяє вірогідному прискоренню темпів розвитку ембріонів птиці на ранніх стадіях ембріогенезу, зменшує ембріональну смертність, збільшує виведення та виживання молодняку і практично не впливає на віддалений постнатальний розвиток птиці.
3. Встановлено, що ефект збільшення виведення молодняку птиці після опромінення інкубаційних яєць монохроматичним червоним світлом (λ=633 нм) має сильну обернену кореляційну залежність від якості інкубаційного матеріалу (r= –0,90; –0,94; p<0,05–0,001).
4. Виявлено, що монохроматичне червоне світло (λ=633 нм) при густині енергії 9,5–13,5 мДж/см2 чинить вірогідний (р<0,01) захисний вплив на розвиток уражених рентгенівським випромінюванням (у дозах 8,0–8,55 Гр) ембріонів перепелів, що виражається у зменшенні кількості загиблих ембріонів протягом перших діб інкубації у 1,7–1,9 раза та збільшенні у 1,6 раза кількості виведеного молодняку у групах інкубаційних яєць, що були опромінені червоним світлом після рентгенівського опромінення, порівняно із групами яєць, оброблених лише рентгенівським випромінюванням.
5. Показано, що дія монохроматичного червоного світла (λ=633 нм) при густині енергії 3 мДж/см2 на інкубаційне яйце птиці активує функціонування енергетичної системи ембріонів та молодняку, що виявляється при оцінці кількісних та якісних показників молекулярних переносників електронів у мітохондріях тканин печінки ембріонів і молодняку дослідної групи методом ЕПР в умовах низькотемпературної стабілізації зразків (Т=77 К). Зокрема, встановлено збільшення рівня вільних радикалів семіхінонного типу у тканинах ембріонів та печінці молодняку перепелів, отриманих з опромінених червоним світлом (λ=633 нм) інкубаційних яєць та нормалізуючий вплив опромінення на рівень нітрозильних комплексів негемового заліза у печінці молодняку.
6. Встановлено, що дія монохроматичного червоного світла (λ=633 нм) при густині енергії 3 мДж/см2 на інкубаційне яйце спричиняє активацію гідроксилюючої системи, що виражається у збільшенні рівня окисленої форми цитохрому Р-450 у печінці ембріонів та молодняку птиці. Вірогідне підвищення рівня окисленої форми ферменту виявляється також у дорослої птиці, отриманої з ембріонів, опромінених монохроматичним червоним світлом на тлі ураження їх рентгенівським випромінюванням.
7. Доведено, що до регуляторних ефектів монохроматичного червоного світла (λ=633 нм) в організмі птиці причетні процеси пероксидного окислення ліпідів та ферментна ланка системи антиоксидантного захисту. Виявлені зміни рівня пероксидів ліпідів та активності ферментів–антиоксидантів у тканинах птиці засвідчують прооксидантний вплив монохроматичного червоного світла на організм птиці на етапах ембріонального розвитку і виведення молодняку та виражений антиоксидантний ефект у постембріональний період розвитку птиці.
8. Встановлено, що опромінення перепелиних яєць перед інкубацією монохроматичним червоним світлом (λ=633 нм, густина енергії 3 мДж/см2) викликає підвищення рівня комплексів Mn2+ у тканинах 10-добових ембріонів та печінці добового молодняку. Парамагнітний сигнал комплексів Mn2+ зареєстровано у жовтку 15-добових ембріонів дослідної групи за його відсутності у жовтку контрольних ембріонів. Виявлені зміни свідчать про залучення комплексів Mn2+ до регуляторних ефектів монохроматичного червоного світла.
9. Опромінення ембріонів птиці перед інкубацією монохроматичним червоним світлом (λ=633 нм, густина енергії 3 мДж/см2) позитивно впливає на еритропоез, що виражається у збільшенні рівня гемоглобіну та кількості еритроцитів крові у ембріонів перед виведенням та у виведеного молодняку. Виявлено збільшення вмісту гемоглобіну в одному еритроциті у ембріонів та молодняку перепелів дослідної групи порівняно з контролем.
10. Курсове опромінення статевозрілої птиці червоним лазерним світлом (λ=633 нм, W=21 Дж) на фоні інтоксикації ССl4 проявило нормалізуючу дію на стан гідроксилюючої та антиоксидантної систем, привівши до вірогідного зниження рівня окисленої форми цитохрому Р-450 у печінці та концентрації пероксидів ліпідів у плазмі крові, що були підвищені внаслідок інтоксикації.
11. Показано, що вирощування перепелів до статевозрілого віку при хронічній дії широкосмугового червоного світла (λ=600–770 нм) приводить до незначного збільшення рівня окисленої форми цитохрому Р-450, пероксидів ліпідів та активності каталази у печінці птиці. При цьому відмічається більш раннє статеве дозрівання птиці, що виражається у вищому рівні яйцекладки птиці дослідної групи порівняно з контрольною за перший місяць яйцекладки.
12. Встановлено комплексний регуляторний вплив опрацьованих режимів використання монохроматичного червоного світла (λ=633 нм) нетеплових інтенсивностей на функціонування енергетичної, гідроксилюючої та антиоксидантної систем в організмі птиці, що супроводжується зміною вираженості кореляційних зв’язків між показниками функціонального стану цих систем.
Практичні рекомендації
1. З метою збільшення виведення та виживання молодняку птиці в умовах промислових птахопідприємств доцільно застосовувати опромінення інкубаційного яйця монохроматичним червоним (λ=633 нм) чи синім (λ=442 нм) світлом при густині потужності 0,01–0,5 мВт/см2 протягом 60 – 180 с (згідно Методичних рекомендацій, затверджених Науково-технічною радою Міністерства аграрної політики України, протокол № 4 від 22.12.2000 р.).
2. Для захисту ембріонів птиці від ураження іонізуючим випромінюванням доцільно застосовувати їх опромінення монохроматичним червоним світлом (λ=633 нм) при густині енергії 9,5–13,5 мДж/см2 після дії іонізуючого випромінювання.
3. При оцінці ефективності застосування опромінення інкубаційного яйця та птиці монохроматичним видимим світлом доцільно досліджувати стан енергетичної, гідроксилюючої, антиоксидантної та гемоглобінсинтезуючої систем організму птиці.
Список опублікованих робіт за темою дисертації
Якименко І. Л. Вплив червоного лазерного світла на ембріональний розвиток та стан молодняку перепела японського // Доповіді HAH України. – № 5. – 2001. – С. 168-172.
Якименко І.Л., Сидорик Є.П. Дія низькоінтенсивного лазерного випромінювання на перекисне окиснення ліпідів та активність антиоксидантних ферментних систем в організмі птиці // Доповіді НАН України. – 2000. – № 8. – С. 175–179.
Якименко И.Л., Сидорик Е.П. Чувствительность системы цитохрома Р-450 печени птицы к действию красного лазерного света // Доповіді НАН України. – 2000. – № 7. – С. 188–191.
Якименко І.Л. Інтенсивність пероксидного окислення ліпідів та концентрація вільних радикалів у печінці перепелів за дії низькоінтенсивного лазерного випромінювання на їхні ембріони // Український біохімічний журнал. – 2001. – № 2. – С. 20–23.
Якименко І.Л., Сидорик Є.П. Регуляторна дія низькоінтенсивного лазерного випромінювання на стан антиоксидантної системи організму // Український біохімічний журнал. – 2001. – № 1. – С. 16–23.
Якименко І. Л., Cидорик Є.П. Захисна дія лазерного світла на радіаційно уражені ембріони птиці // Український радіологічний журнал. – № 1. – 2001. – C.59-63.
Якименко И.Л. Биологические эффекты низкоинтенсивного лазерного облучения инкубационных яиц сельскохозяйственной птицы // Фотобиология и фотомедицина. – 2000. – № 1, 2. – С. 102–106.
Якименко И.Л. Роль системы антиоксидантной защиты в реализации биологических эффектов низкоинтенсивного лазерного излучения красного диапазона // Фотобиология и фотомедицина. – 2000. – № 3, 4. – С. 65–70.
Якименко І.Л. Фотокорекція фізіологічного стану птиці з хімічною інтоксикацією // Фотобиология и фотомедицина. – 2001. – № 1,2. – С. 121–122.
Yakimenko I., Besulin V., Testik A. The effects of low intensity red laser irradiation on hatching eggs in chicken and quail // International Journal of Poultry Science.– 2002. – № 1-3. – P. 6–8.
Yakimenko I., Testik A., Melnik M., Tsarenko T. Influence of low level laser radiation on embryo and early postembryo development of Japanese Quail // Ciftlik. – November, 2001. – № 213. – Р. 43–45.
Якименко І.Л. Фізіологічний стан молодняка японської перепілки після низькоінтенсивного лазерного опромінення ембріонів // Біологія тварин. – 2001. – т. 3, № 1. – С. 126–132.
Якименко І.Л. Вплив червоного лазерного світла на ембріональний розвиток птиці // Вісник аграрної науки. – 2000. – № 6. – С. 39–41.
Якименко І. Л., Cидорик Є.П. Eлектронний парамагнітний резонанс в оцінці фізіологічного стану птиці // Bісник аграрної науки. – 2001. – № 5. – C. 43–45.
Якименко І.Л. Парамагнітний сигнал залізонітрозильних комплексів у печінці молодняку перепела японського // Науковий вісник Нац. аграр. ун-ту. – К., 1999. – Вип. 19. – С. 28–31.
Якименко І.Л. Реакція антиоксидантної системи печінки перепела японського на дію низькоінтенсивного лазерного світла // Науковий вісник Нац. аграр. ун-ту. – К., 2000. – Вип. 24. – С. 29–32.
Якименко І.Л. Оцінка віддалених наслідків дії іонізуючого випромінювання на ембріони птиці // Науковий вісник Нац. аграр. ун-ту. – К., 2000. – Вип. 29. – С. 168–171.
Якименко І.Л. Збільшення виведення курчат-бройлерів за допомогою низькоінтенсивного лазерного світла // Аграрний вісник Причорномор’я. – 2001. – № 4. – С. 142–145.
Якименко І.Л. Дія низькоінтенсивного лазерного випромінювання на виведення та фізіологічний стан молодняку перепела японського // Збірник наукових праць Луганського держ. аграр. ун-ту. – Луганськ, 2000. – № 6. – 111–114.
Якименко І.Л. Антиоксидантна та бактерицидна активність білкової оболонки інкубаційних яєць птиці ряду курячих // Вісн. Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 2000. – Вип. 14. – С. 145–149.
Якименко І.Л. Виявлення парамагнітних комплексів Мn2+ у структурах перепелиного ембріона // Вісн. Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 2000. – Вип. 12. – С. 185–189.
Якименко І.Л. Оцінка ефективності лазерного опромінення інкубаційних яєць птиці за станом антиоксидантної системи печінки молодняку // Вісн. Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 1999. – Вип. 9. – С. 288–292.
Якименко І.Л. Дія низькоінтенсивного лазерного світла на стан антиоксидантних систем перепела японського на фоні значної дози іонізуючого опромінення // Вісн. Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 1999. – Вип.8. – Ч. 2. – С. 201–204.
Якименко І.Л. Вплив значної дози рентгенівського опромінення інкубаційних перепелиних яєць на показники метаболізму виведеної птиці // Вісн. Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 1998. – Вип.7. – Ч. 2. – С. 111–115.
Якименко І.Л. Використання перепела японського у наукових дослідженнях та господарських цілях // Вісн. Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 1998. – Вип.2. – Ч. 1 – С. 243–246.
Якименко І.Л., Шевченко Р.Л. Вплив низькоінтенсивного лазерного випромінювання на фізіологічний стан птиці за хімічної інтоксикації // Вісн. Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 2001. Вип. 17. – C.191-195.
Якименко І.Л., Шевченко Р.Л., Розумнюк В.Т. Вплив хронічної дії червоного світла нелазерних джерел на фізіологічний стан та продуктивні показники перепела японського // Вісн. Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 2001. – Вип. 19. – C.191-195.
Якименко І.Л., Рубан А.В., Розумнюк В.Т., Шевченко Р.Л., Бесулін В.І. Вплив значних доз оптичного, ультрафіолетового та рентгенівського випромінювання на ембріональний та ранній постембріональний розвиток перепела японського // Вісн. Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 1998. – Вип.4. – Ч. 1 – С. 134–138.
Якименко І.Л., Рубан А.В., Розумнюк В.Т., Бесулін В.І. До питання про ефективність низькоінтенсивного лазерного опромінення яєць сільсько-господарської птиці // Вісн. Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 1997. – Вип.3. – Ч. 1 – С. 184–187.
Якименко І.Л., Рубан А.В. Передінкубаційне лазерне опромінення яєць сільськогосподарської птиці // Вісн. Білоцерків. держ. аграр. ун-ту. – Біла Церква, 1996. – Вип.1. – С. 85–87.
Якименко І.Л., Царенко Т.М., Мельник М.А., Бесулін В.І. Низькоінтенсивне лазерне опромінення інкубаційних яєць сільськогосподарської птиці / Методичні рекомендації щодо технології використання лазерного випромінювання в інкубаційних цехах промислових птахопідприємств. – Біла Церква, 2001. – 16 с.
Патент 25688А України, 6 А01К 45/00. Спосіб зберігання інкубаторних яєць сільськогосподарської птиці / І.Л. Якименко (UA). – № 97126221; Заявлено 24.12.97. Опубл. 30.10.1998.
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.
Патент 39619А України 7 А01К 45/00 Cпосіб оцінки ефективності низькоінтенсивного лазерного випромінювання / М.А. Мельник, І.Л. Якименко (UA). – № 2000116330; Заяв. 9.11.2000. Опубл. 15.06.2001. – Бюл. № 5. – 3 с.
Якименко І.Л. Низькоінтенсивне лазерне опромінення інкубаційних яєць сільськогосподарської птиці // Мат. наук.-виробн. конфер. "Електромагнітні випромінювання в біології та практичне використання їх позитивних ефектів". – Біла Церква, 1996. – С. 56–57.
Якименко І.Л. Оцінка стану енергетичної та детоксикуючої систем печінки курячих ембріонів методом електронного парамагнітного резонансу // Мат. наук.-метод. семінару "Лабораторна ветеринарна медицина: фізико-хімічні методи досліджень". – Рівне, 1998. – С. 252–254.
Якименко И.Л. Регуляция эмбрионального развития птицы низко-интенсивным лазерным излучением // Мат. ХIІ Междунар. науч.-практ. конфер. "Применение лазеров в медицине и биологии". – Харьков, 1999. – С. 155.
Якименко И.Л. Антиоксидантные механизмы действия красного лазерного света // Мат. ХIІІ Междунар. науч.-практ. конфер. "Применение лазеров в медицине и биологии". – Алупка, 1999. – С. 118.
Якименко И.Л., Царенко Т.М. Увеличение вывода цыплят-бройлеров под воздействием низкоинтенсивного лазерного света // Мат. ХIІІ Междунар. науч.-практ. конфер. "Применение лазеров в медицине и биологии". – Алупка, 1999. – С. 117– 118.
Якименко И.Л., Сидорик Е.П. Причастность системы цитохрома Р-450 к биологическим эффектам низкоинтенсивного красного лазерного излучения // Мат. ХIV Междунар. науч.-практ. конфер. "Применение лазеров в медицине и биологии". – Харьков, 2000. – С. 156–157.
Якименко И.Л., Мельник М.А. Динамика показателей системы антиоксидантной защиты организмы птицы при действии красного лазерного излучения // Мат. ХIV Междунар. науч.-практ. конфер. "Применение лазеров в медицине и биологии". – Харьков, 2000. – С. 157–158.
Якименко І.Л., Царенко Т.М., Розумнюк В.Т., Бесулін В.І., Бородай В.П. Ефективність низькоінтенсивного лазерного опромінення інкубаційних яєць курей м’ясних кросів // Мат. Міжнар. наук.-практ. конфер. "Прогресивні технології ветеринарної медицини у промисловому птахівництві ХХІ сторіччя". – Київ, 2000. – С. 125– 126.
анотації
Якименко І.Л. Регуляторна дія монохроматичного видимого світла нетеплової інтенсивності на розвиток птиці (за функціонуванням енергетичної, гідроксилюючої та антиоксидантної систем). – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.02 – біофізика. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2002.
Проведено комплексне дослідження впливу монохроматичного видимого світла (λ=633 нм, λ=442 нм) на ембріональний та постнатальний розвиток птиці, показники її енергетичної, гідроксилюючої та антиоксидантної систем. Опромінення ембріонів птиці на стадії ранньої гаструли червоним світлом (λ=633 нм, густина енергії 2,5–5,5 мДж/см2) приводить до вірогідного прискорення темпів росту ембріонів, зменшення ембріональної смертності та збільшення виведення молодняку. Використання синього світла (λ=442 нм) в аналогічних режимах викликає менш виражені ефекти. Опромінення ембріонів птиці червоним світлом активує функціонування енергетичної та гідроксилюючої систем печінки та приводить до вірогідних змін у стані антиоксидантної системи (від прооксидантного впливу наприкінці ембріогенезу до вираженого антиоксидантного – в постембріональний період). Опромінення перепелиних ембріонів червоним світлом (9,5–13,5 мДж/см2) після дії на них рентгенівського випромінювання (8,0–8,55 Гр) зменшує ембріональну смертність у 1,7–1,9 рази. Використання широкосмугового червоного світла (λ=600–770 нм) при вирощуванні перепелів приводить до незначної активації гідроксилюючої та антиоксидантної систем печінки і спричиняє більш раннє статеве дозрівання птиці.
Ключові слова: птиця, ембріони, постнатальний розвиток, монохроматичне видиме світло, рентгенівське випромінювання, енергетична система, гідроксилююча система, антиоксидантна система.
Якименко И.Л. Регуляторное действие монохроматического видимого света нетепловой интенсивности на развитие птицы (по функционированию энергетической, гидроксилирующей и антиоксидантной систем). – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.00.02 – биофизика. – Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко, Киев, 2002.
Проведено комплексное исследование влияния монохроматического видимого света на эмбриональное и постнатальное развитие птицы, показатели ее энергетической, гидроксилирующей и антиоксидантной систем, концентрацию парамагнитных комплексов в тканях печени и гематологические показатели птицы при разных условиях проведения эксперимента.
Облучение эмбрионов птицы на стадии ранней гаструлы монохроматическим красным светом (λ=633 нм) при плотностях мощности излучения 0,01–0,5 мВт/см2 и времени облучения 60–180 с приводит к достоверному ускорению темпов роста эмбрионов птицы, уменьшению эмбриональной смертности и увеличению вывода молодняка птицы (перепелов, кур). Выраженность эффектов облучения имеет обратную зависимость от качества инкубационного материала (r = –0,90; –0,94; p<0,05–0,001). Использование монохроматического синего света (λ=442 нм) в аналогичных режимах, как правило, приводит к менее выраженным эффектам.
Облучение эмбрионов птицы монохроматическим красным светом (λ=633 нм) при плотности энергии 9,5–13,5 мДж/см2 после воздействия на них рентгеновским излучением в дозах 8,0 – 8,55 Гр уменьшает их смертность в 1,7–1,9 раза.
Монохроматический красный свет (λ=633 нм) при плотности энергии 3 мДж/см2 оказывает регуляторное действие на состояние энергетической системы печени птицы. Так, в тканях облученных перепелиных эмбрионов и печени полученного из них молодняка методом ЭПР выявлено увеличение уровня свободных радикалов семихинонного типа (на 21–35 %) по сравнению с контролем. Установлена причастность гидроксилирующей системы к регуляторным эффектам красного света, о чем свидетельствует наблюдаемое в печени перепелов из облученных красным светом инкубационных яиц увеличение уровня окисленного цитохрома Р-450 (на 26–121 %). Достоверные изменения уровня окисленного цитохрома Р-450 в печени птицы после воздействия монохроматическим красным светом установлены и при других схемах постановки эксперимента.
Облучение эмбрионов птицы перед инкубацией монохроматическим красным светом приводит к достоверным изменениям в состоянии антиоксидантной системы. При этом на последних этапах эмбрионального развития и при выводе молодняка наблюдается прооксидантное действие красного света, выражающееся в увеличении уровня перекисей липидов и повышении активности ферментов-антиоксидантов в тканях птицы, а в постэмбриональный период проявляется выраженный антиоксидантный эффект облучения. Достоверный антиоксидантный эффект красного света (λ=633 нм) выявлен также при чрезкожном облучении взрослых перепелов и при облучении крови птицы in vitro.
При определенных условиях постановки эксперимента у суточного молодняка птицы (перепела, куры), полученного из облученных монохроматическим светом эмбрионов, наблюдается достоверное увеличение уровня гемоглобина и/или эритроцитов крови. Облучение эмбрионов птицы низкоинтенсивным красным светом приводит к увеличению содержания гемоглобина в одном эритроците крови перепелов постэмбрионального периода развития (на 11,9–14,3 %).
Полученный из облученных монохроматическим красным светом эмбрионов молодняк птицы имел лучший уровень сохранности и несколько опережающую контроль динамику живой массы. В отдаленные периоды постнатального развития птицы, полученной из облученных эмбрионов, не наблюдается разницы с контролем в уровне анализируемых показателей метаболизма и продуктивных показателях.
Использование широкополосного красного света (λ=600–770 нм) при выращивании перепелов приводит к некоторой активации гидроксилирующей и антиоксидантной систем печени и более раннему половому созреванию птицы.
Ключевые слова: птица, эмбрионы, постнатальное развитие, монохроматический видимый свет, рентгеновское излучение, энергетическая система, гидроксилирующая система, антиоксидантная система.
Yakimenko I.L. Regulatory influence of monochromatic visible radiation of nonthermal intensity on poultry development (by function of energetic, detoxification and antioxidant systems). – Manuscript.
Thesis for a scientific degree of doctor of biological sciences on the speciality 03.00.02. – biophysics. – Taras Shevchenko Kyiv National University, Kyiv, 2002.
It is carried out the investigation of influence of monochromatic visible light on embryo and postnatal development of poultry, its energetic, detoxification and antioxidant systems. Irradiation of poultry hatching eggs before the incubation by red laser light (λ=633 nm) with power density 0,01–0,5 mW/cm2 lead to significant acceleration of embryo growth, decrease of embryo mortality and increase of hatch. Using of blue light (λ=442 nm) in the same regimen as rule has less intensive effects. Irradiation of poultry embryo by red laser light (9.5–13.5 mJ/cm2) after influence of X-rays (8,0–8,55 Gr) lead to decrease its mortality in 1,7–1,9 times. Red light with power density 3 mJ/cm2 activate energetic and detoxification systems in poultry liver. Irradiation of poultry embryo by red laser light lead to significant changes in state of antioxidant system. The dynamic of antioxidant indexes under influence of this factor changed from prooxidant to antioxidant state. Using of broadstrip red light (λ=600–700 nm) for breeding of quail lead to some activation of detoxification and antioxidant systems in poultry liver and earlier sex ripening of poultry.
Key words: poultry, embryo, postnatal development, monochromatic visible light, X-rays, energetic system, detoxification system, antioxidant system.
| 
