СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2008, № 2, с. 78-83

Биология животных в условиях промышленных технологий

УДК 636.4:636.083.39

О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО И ИНФРАКРАСНОГО  ДИАПАЗОНОВ В ТЕХНОЛОГИЯХ СОДЕРЖАНИЯ СУПОРОСНЫХ СВИНОМАТОК

Э.Б. МИРЗОЕВ, В.О. КОБЯЛКО, А.А. ЗЕЙНАЛОВ, Н.А. ФРОЛОВА,
О.А. ГУБИНА, Ю.Г. ВЕРХОВСКИЙ, В.С. АНИСИМОВ

Изучали физиологическое состояние супоросных свиноматок породы крупная белая при профилактическом воздействии электромагнитных излучений в ультрафиолетовой и инфракрасной области спектра при разных сроках супоросности и после опороса. Определяли гематологические показатели, оценивали интенсивность перекисного окисления липидов, проницаемость мембран эритроцитов и активность спонтанного синтеза ДНК.

Ключевые слова:  супоросные свиноматки, электромагнитное излучение, перекисное окисление, проницаемость.

Key words: farrow sows, electromagnetic radiation, peroxide oxidation, permeability.

Одной из проблем отечественного животноводства остается недостаток солнечной инсоляции. Содержание животных в условиях дефицита излучений ультрафиолетовой (УФ) и инфракрасной (ИК) областей спектра в закрытых помещениях круглый год (свиньи, птицы) или в стойловый период (крупный и мелкий рогатый скот) приводит к снижению продуктивности (1, 2). В оптимальных дозах УФ-излучение как один из компонентов солнечной радиации стимулирует функции кроветворной, иммунной, эндокринной систем, активизирует обмен веществ, повышает устойчивость животных к заболеваниям, способствует росту, развитию и сохранности потомства (3, 4).
В то же время снижение продуктивности сельскохозяйственных животных может быть обусловлено низким содержанием в кормах витамина D, которое обычно стараются восполнить кормовыми добавками, не учитывая тот факт, что поступающий с пищей витамин D плохо усваивается, а его эффективность значительно ниже синтезированного в организме под действием УФ-излучения.
В задачу нашей работы входило исследование физиологического состояния интактных и облученных супоросных свиноматок в зависимости от срока супоросности, вакцинации и применения витаминных препаратов.
Методика. Эксперимент проводили в колхозе им. М.И. Гурьянова Жуковского района Калужской области на двух группах супоросных свиноматок породы крупная белая: I (10 гол.) — контроль, II (20 гол.) — опыт. Животных II группы подвергали ежедневному комбинированному УФ- и ИК-облучению в профилактических дозах в период с 55 сут супоросности до опороса. Для этого искусственные источники излучения установили в станках для содержания животных (над кормушками). Включение ламп осуществлялось через таймер типа РЕН-2 с двумя независимыми программами. Интенсивность и продолжительность облучения, подобранная экспериментально, зависела от площади станка (загона). Суточная доза УФ- и ИК-облучения при продолжительности 80 мин составляла соответственно 0,646 и 35,2 кДж/м2.
В период эксперимента (с 55-х до 85-х сут супоростности) животных вакцинировали против паратифа, лептоспироза при одновременном введении витаминных препаратов (тривит и элеовит). 
В соответствии с технологией содержания в начале эксперимента супоросных свиноматок размещали в групповых станках (по 9-10 гол.), затем переводили в индивидуальные. Кормление осуществляли 2 раза в сутки. В состав рациона входили: ячмень, жмых, мясокостная мука, мел, соль и премикс — соответственно  860, 60, 40, 10, 10 и 20 г (из расчета на 1 кг корма) при суточной норме корма до 5 кг/гол.; для повышения полноценности рациона животным дополнительно скармливали по 1-2 кг обрата. Используемый премикс ПКК 53-1 (производство ЗАО «ВИТАСОЛЬ», Россия) содержал органическое соединение селена (ДАФС), которое хорошо всасывается в желудочно-кишечном тракте и оказывает антиоксидантное действие.
Кровь у животных брали из хвостовой вены на 55-е и 85-е сут супоросности, а также через 30 сут после опороса. Эритроциты и лимфоциты периферической крови выделяли и подсчитывали общепринятыми методами (5), а также определяли содержание общего белка, его фракций, кальция и фосфора в плазме крови (6). Оценивали  интенсивность перекисного окисления липидов в эритроцитах крови (7), проницаемость плазматической мембраны эритроцитов для ионов Са2+ (8), интенсивность спонтанного синтеза ДНК в лимфоцитах (9). Кроме того, оценивали среднесуточный прирост живой массы поросят-сосунов через 60 сут после опороса.
Полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики; различия значений считали достоверными при p < 0,05.
Результаты. В предварительных опытах для создания необходимого светового режима в помещениях провели спектральный анализ солнечного излучения при ясной погоде и облачности. Для восполнения выявленного дефицита предложена специальная световая установка с УФ- и ИК-излучением.
При оценке гематологических показателей у интактных и облученных животных обнаружили повышение числа лейкоцитов в периферической крови (табл.), причем наиболее выраженные изменения отмечали у облученных свиноматок, хотя выявленные различия между животными в контроле и опыте были недостоверны. Число эритроцитов имело тенденцию к повышению у животных обеих групп. Вероятно, такой состав клеток периферической крови физиологически характерен для периода супоросности. Возможно также, что на число лейкоцитов, принимающих участие в развитии иммунного ответа, повлияла проведенная вакцинация.
Комбинированное УФ- и ИК-облучение свиноматок способствовало стабилизации концентрации общего белка в плазме крови (см. табл.). Напротив, у интактных животных значения показателя в зависимости от срока супоросности достоверно возрастали, что, вероятно, обусловлено концентратным типом кормления. Различия показателей у интактных и облученных животных были достоверны на 85-е сут супоросности. Повышение содержания общего белка в плазме крови интактных животных сопровождалось снижением доли альбуминов; достоверные различия были выявлены на 30-е сут после опороса. В то же время у облученных свиноматок отмечали повышение доли альбуминов (р > 0,05) с последующим снижением на 30-е сут после опороса (р > 0,05). Следовательно, облучение свиноматок стабилизировало белковый обмен и изменяло объем альбуминовой фракции.


Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства сельского хозяйства Калужской области, государственный контракт ¹  120.

 Морфобиохимические показатели периферической крови у свиноматок породы крупная белая в разные сроки супоросности и после опороса при УФ- и ИК-облучении

Показатель

55-е сут супоросности

85-е сут супоросности

3-е сут после опороса

1

2

1

2

1

2

Число:

 

 

 

 

 

 

эритроцитов, млн/мкл

5,9±1,4

5,9±0,4

6,6±0,4

7,6±0,8

7,9±1,8

7,4±1,1

лейкоцитов, тыс/мкл

10,9±1,9

8,0±1,5

14,9±2,5

12,3±1,4*

15,4*±1,2

14,8±1,9*

Концентрация:

 

 

 

 

 

 

общего белка, г/л

93,8±3,5

91,5±4,5

110,1±5,7*

83,0±5,4*

112,0±9,8*

94,3±8,2

альбуминов, %

40,8±1,7

36,4±1,5

35,2±3,3

42,2±3,1

24,8±2,9*

28,3±4,5

кальция, ммоль/л

2,5±0,1

2,4±0,1

2,1±0,2*

2,6±0,1**

1,5±0,02*

1,3±0,5*

фосфора, ммоль/л

1,92±0,08

1,79±0,07

1,65±0,06*

1,57±0,14

1,24±0,03*

1,25±0,04*

П р и м е ч а н и е. 1 и 2 — соответственно интактные (n= 10) и облученные (n = 20) животные.
* и ** Соответственно p < 0,05 по сравнению с исходным значением (55-е сут супоросности) и контролем (интактные животные).

Известно, что альбумины выполняют функцию неспецифического транспорта микро- и макроэлементов и, возможно, влияют на содержание кальция и фосфора в плазме крови. Кроме того, в зависимости от дозы УФ-облучение может индуцировать синтез специфических транспортных систем — металлотионеинов  (10). У облученных животных отмечена тенденция к повышению содержания кальция в плазме крови на 85-е сут супоросности и достоверное снижение на 30-е сут после опороса (см. табл.). В то же время у интактных супоросных свиноматок концентрация кальция в плазме крови снижалась в течение всего периода исследований (р < 0,05). Различия между интактными и облученными животными по этому показателю были достоверны на 85-е сут супоросности.

Концентрация фосфора в плазме крови животных обеих групп уменьшалась в течение всего периода исследования. У интактных особей достоверные различия значений отмечали на 85-е сут супоросности и 30-е сут после опороса (относительно исходных значений), у облученных — на 30-е сут после опороса.

           

Рис. 1. Содержание малонового диальдегида (МДА) в эритроцитах интактных (1) и подвергнутых ультрафиолетовому (УФ) и инфракрасному (ИК) облучению (2) супоросных свиноматок породы крупная белая. Звездочки означают достоверность различий относительно исходных значений (p < 0,05.)

Иными словами, комбинированное УФ- и ИК-облучение животных стимулирует всасывание кальция и фосфора из желудочно-кишечного тракта, что, возможно, обусловлено индукцией синтеза витамина D и его метаболитов (11), а также специфических и неспецифических транспортных систем (альбумины, металлотионеины). В то же время выявленные изменения связаны с физиолого-биохи-мическими перестройками в организме свиноматок после опороса, начала лактации, и в частности с повышенной секрецией кальция с молоком. Отметим, что в период лактации животных не облучали.
При оценке интенсивности процесса перекисного окисления липидов (ПОЛ) в эритроцитах крови интактных и облученных супоросных свиноматок выявлено снижение концентрации малонового диальдегида относительно исходных значений на 55-е сут супоросности (рис. 1). Ингибирование было обусловлено наличием в рационе органического соединения селена, применением витаминных препаратов и, вероятно, действием комбинированного УФ- и ИК-облучения.
Ранее нами было показано, что интенсивность процесса ПОЛ в эритроцитах периферической крови у интактных супоросных свиноматок перед опоросом увеличивается на 60 % (12) (в этом эксперименте животные не получали витаминные препараты). У облученных животных в те же сроки существенных различий по сравнению с исходными значениями не выявили. Однако различия между показателями опытных и контрольных животных были достоверными. Следовательно, комбинированное УФ- и ИК-облучение в профилактических дозах ингибировало процесс ПОЛ.

Известно, что сложная нейро-гуморальная перестройка в организме свиноматок во время супоросности, особенно в последние месяцы, приводит к  напряжению симпато-адреналовой системы и активации биогенных аминов. При производственных технологиях ведения животноводства (интенсивная эксплуатация, многочисленные стрессы, недоброкачественность кормов) в организме животных снижается содержание биоантиоксидантов, что создает условия для активации процесса ПОЛ (13, 14). У супоросных свиноматок это негативно влияет на систему «мать—плод» вплоть до возникновения пре- и постнатальных патологий. Кроме того, для формирования колострального иммунитета у потомства супоросных свиноматок вакцинируют. Реакция животных на вакцинацию также сопровождается повышением интенсивности процесса ПОЛ (15). Совместное воздействие факторов (стресс и вакцинация в сочетании с супоросностью), активирующих ПОЛ, может привести к подавлению защитно-компенсаторного потенциала животного. Поэтому вакцинацию супоросных свиноматок проводили на фоне применения витаминных препаратов (биоантиоксидантов).

Рис. 2. Проницаемость для ионов Са2+ плазматической мембраны эритроцитов интактных (1) и подвергнутых УФ- и ИК- облучению (2) супоросных свиноматок  породы крупная белая. Одна и две звездочки означают, что различия достоверны соответственно относительно исходных значений (55-е сут супоросности) и контроля (интактные животные) (p < 0,05).

Очевидно, что наблюдаемые нами изменения интенсивности ПОЛ до и после опороса обусловлены физиологическими процессами в период супоросности. Это подтверждают данные, полученные на стельных коровах. В последние месяцы стельности в плазме крови активность ПОЛ возрастает, а после отела — снижается. У стельных коров с низким содержанием витаминов в крови до отела отмечается задержание последа (16), а также изменение клеточного и гуморального иммунитета (17). Таким образом, УФ- и ИК-облучение супоросных свиноматок приводило к стабилизации интенсивности ПОЛ в эритроцитах.
Предполагается, что модификация плотности и структуры мембран клеток может влиять на активность мембраносвязанных ферментов и проницаемость плазматической мембраны клеток для ионов.

Действительно, при облучении свиноматок увеличивалась проницаемость плазматической мембраны эритроцитов для ионов Са2+ на 85-е сут супоросности относительно контрольной группы животных и исходных значений (рис. 2). Возможно, выявленные изменения обусловлены не только структурно-функциональным состоянием мембран эритроцитов, но и повышением концентрации кальция в периферической крови в этот период.

Рис. 3. Спонтанный синтез ДНК в лимфоцитах интактных (1) и подвергнутых УФ- и ИК-облучению (2) супоросных свиноматок  породы крупная белая. Одна и две звездочки означают, что различия достоверны соответственно относительно исходных значений (55-е сут супоросности) и контроля (интактные животные) (p < 0,05).

Оценка спонтанного синтеза ДНК в лимфоцитах подопытных животных выявила достоверное снижение его интенсивности на 85-е сут супоросности с последующим повышением до исходных значений на 30-е сут после опороса (рис. 3). Вероятно, обнаруженные изменения были связаны с вакцинацией животных. На 85-е сут супоросности величина показателя у облученных животных была достоверно выше, чем у интактных. Поскольку спонтанный синтез ДНК характеризует интенсивность процесса репарации, можно говорить о ее стимуляции комбинированным УФ- и ИК-облучением в профилактических дозах.
Применение искусственных источников электромагнитного излучения существенно снизило риск послеродовых осложнений и способствовало получению здорового потомства. Среди поросят, полученных от облученных свиноматок, отсутствовали заморыши и больные рахитом, а среднесуточный прирост живой массы был достоверно выше, чем в контроле.
Таким образом, при комбинированном ультрафиолетовом и инфракрасном облучении в профилактических дозах у супоросных свиноматок отмечали стабилизацию белкового обмена, стимуляцию всасывания кальция из желудочно-кишечного тракта, повышение проницаемости плазматической мембраны эритроцитов для ионов Са2+ и интенсивности процесса репарации. Негативного влияния на физиологическое состояние животных выявлено не было.

Л И Т Е Р А Т У Р А

  1. Г о л о в а ч  В.А. Действие УФ-облучения на обменные процессы и продуктивность сельскохозяйственных животных. В сб.: Биологическое действие УФ-излучения. М., 1975.
  2. Г о л о с о в  И.М. Применение лучистой энергии в животноводстве и ветеринарии. Л., 1971.
  3. П а с т у х о в а  Л.А. Влияние УФ- и ИК-облучения на организм поросят сосунов. Тез. докл. Всес. науч.-произв. совещания по применению оптического облучения в сельскохозяйственном производстве при выполнении производственной программы. Львов. 1984: 32.
  4. Т о п а р с к а я  С.И.,  В о й т и ч  П.Б.,  Т у л а й д а н  С.В. Влияние УФ-облучения свиноматок на их репродуктивные качества. Тез. докл. Всес. научн.-произв. совещания по применению оптического облучения в сельскохозяйственном производстве при выполнении производственной программы. Львов, 1984: 38.
  5. Клиническая лабораторная диагностика в ветеринарии. Справ. пос. /Под ред. И.П. Кондрахина,  Н.В. Курилова, А.Г. Малахова. М., 1985.
  6. О б у х о в  А.И.,  П л е х а н о в а  И.Ю. Атомно-абсорбционный анализ в почвенно-биологических исследованиях. М., 1991.
  7. Г о н ч а р е н к о  М.С.,  Л а т и н о в а  А.М. Метод оценки перекисного окисления липидов. Лаб. дело, 1985, 1: 60-61.
  8. Ш е в ч е н к о  А.С.,  Г а б а й  В.Л.,  К о б я л к о  В.О. и др. Увеличение проницаемости плазматической мембраны для Са2+ при радиационно индуцированном апоптозе тимоцитов. Рад. биол. радиоэкол.,  1997, 37(2): 220-227.
  9. Ш е в ч е н к о  А.С.,  С и м о н о в а  З.А.,  Ш е в ч е н к о  Т.С. Изменение ДНК-синтезирующей активности в лимфоцитах периферической крови облученных животных. Радиобиология, 1991, 31(1): 137-139.
  10. К о т е р о в  А.Н.,  Ф и л и п п о в и ч  И.В. Радиобиология металлотионеинов. Рад. биол. Радиоэкол., 1995, 35(2): 162-180.
  11. А л и е в  А.А. Обмен веществ у жвачных животных. М., 1997.
  12. М и р з о е в  Э.Б.,  К о б я л к о  В.О.,  И в а н о в  В.Л. и др. О физиологическом состоянии супоросных свиноматок при профилактическом воздействии электромагнитных излучений в области ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов. С.-х. биол., 2004, 6: 107-109.
  13. Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии /Под ред. А.И. Журавлева. М., 1982.
  14. Ж у р а в л е в  А.И.,  П а н т ю ш е н к о  В.Т. Свободнорадикальная биология. М., 1989.
  15. Ш а х о в  А.Г. Роль процессов свободнорадикального окисления в патогенезе инфекционных заболеваний. Мат. Междунар. научн.-практ. конф. «Свободные радикалы, антиоксиданты и здоровье животных». Воронеж, 2004: 3-9.
  16. М я л ь д з и н  А.Р. Динамика свободнорадикального окисления липидов в крови стельных коров. Автореф. канд. дис. М., 1990.
  17. Г у г у ш в и л и  Н.Н. Динамика изменения клеточного и гуморального иммунитета у коров при беременности и после родов. Вест. РАСХН, 2003, 6: 64-66.

 

ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственной
радиологии и агроэкологии Россельхозакадемии,

249030 Калужская обл., г. Обнинск, Киевское ш., 109 км,
e-mail: riar@obninsk.org;
Медицинский радиологический научный
центр РАМН
,
249036 Калужская обл., г. Обнинск, ул. Королева, 4

Поступила в редакцию
4 апреля 2007 года

THE USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN THE
ULTRAVIOLET AND INFRARED RANGES IN TECHNOLOGIES
FOR FARROW SOWS KEEPING

E.B. Mirzoev, V.O. Kobyalko, A.A. Zeinalov, N.A. Frolova, O.A. Gubina,
Yu.G. Verkhovskyi, V.S. Anisimov

S u m m a r y

A physiological condition of farrow sows of the Large White breed exposed for prophylaxis to UV- and IR-electromagnetic radiation was studied at the different stages of pregnancy and postnatal sows. The authors determined the hematologic parameters, estimated the intension of lipid peroxidation, permeability of erythrocytes membranes and activity of spontaneous DNA synthesis.