Экология. Радиационная безопасность и социально-экологические проблемы

Бедик О.С., проф. Якименко І.Л.

Національний університет харчових технологій

Оцінка негативної дії неіонізуючого випромінювання на біологічні системи на моделі перепелиного ембріону

Принципово новим джерелом монохроматичного ЕМВ оптичного діапазону є лазери, що забезпечують неможливу для нелазерних джерел ступінь монохроматичності світла. В залежності від типу лазера перепад довжин хвиль у лазерному промені може сягати від 1-3 нм (у напівпровідникових лазерів) до 10^-4 нм (у газових лазерів) [1].

При дослідженні механізмів регуляторних ефектів монохроматичного видимого світла по відношенню до тваринних організмів наголошується на причетності значної кількості метаболітів та метаболічних систем до відповіді біологічної системи на опромінення [2, 3].

На підставі власних досліджень проф. Т.Й. Кару [2; 4] виявлено загальні закономірності фотобіологічної дії монохроматичного світла на прокаріотів, простих та складних еукаріотів:

1. Фотоефект вимагав відносно малої дози світлової енергії та короткого часу опромінення, що свідчить про те, що фоторецептор (фоторецептори) одразу ініціював певні зміни в апараті реалізації.

2. Короткочасне опромінення ініціювало стабільний ефект стимульованого росту протягом декількох поколінь.

3. У спектрах дії в усіх випадках спостерігався загальний пік у червоній ділянці спектру з максимумом поглинання l=620 нм.

Мета дослідження: Вплив монохроматичного видимого світла(за джерело монохроматичного світла використовували гелій-неонові лазери ЛГН-111, ЛГН-602-Н) на ембріональний та постнатальний розвиток тварин та птиці.

Дослідження проводилися на кафедрі біохімії та екологічного контролю НУХТ у співпраці з кафедрою фізики та кафедрою дрібного тваринництва Білоцерківського державного аграрного університету. Дослідження проведені на інкубаційних яйцях, ембріонах та молодняку перепелів (породи – перепела японські.

У першій серії дослідів було вивчено вплив монохроматичного видимого світла на ембріональний розвиток та виведення молодняку птиці. За джерело монохроматичного світла використовували гелій-неонові лазери ЛГН-111, ЛГН-602-Н, що генерують у червоній ділянці спектру (l=632,8 нм), вихідна потужність променя – 25 мВт та 50 мВт, відповідно, та гелій-кадмієвий лазер ЛГН-405-К, що генерує світло у синьому діапазоні (l=441,6 нм), вихідна потужність променя – 15 мВт.

Для оцінки інтенсивності раннього ембріонального розвитку птиці використовували методику підрахунку диференційованих пар сомітів у перепелиних ембріонів на 38-му годину інкубації, адаптовану з такої для курячих ембріонів [5].

Нами виявлено вірогідне збільшення кількості диференційованих пар сомітів у 38-годинних ембріонів, отриманих з яєць, опромінених перед інкубацією монохроматичним червоним світлом при густині потужності 0,05 мВт/см² та 0,5 мВт/см². Кількість сформованих пар сомітів на 38-му годину інкубації у ембріонів цих дослідних груп перевищила контрольні показники на 18,34 % (р<0,01) та 14,00 % (p<0,05), відповідно. Характерно, що зменшення густини потужності випромінювання до 0,005 мВт/см², як і збільшення її до 20 мВт/см² приводило до нівелювання фотомодифікуючого ефекту в умовах даного експерименту.

Модулююча дія монохроматичного червоного світла на розвиток ембріона була підтверджена при оцінці маси ембріонів, що розвивалися з опромінених перед інкубацією яєць.

Так, у ембріонів дослідної групи 7- та 10-добового віку, що були перед інкубацією опромінені червоним лазерним світлом густиною потужності 0,05 мВт/см² протягом 60 с спостерігали вірогідне перевищення маси над масою контрольних ембріонів (на 24,07 % та 11,18 %, відповідно).

Маса виведеного молодняку дослідної групи також на 6,12 % перевищувала масу контрольних перепелят.

У наступній серії дослідів було вивчено вплив монохроматичного видимого світла на всі етапи ембріонального розвитку птиці та проведено порівняльну оцінку ефективності впливу на ембріональний розвиток птиці монохроматичного світла червоного (l=633 нм).

У серії досліджень з інкубаційним яйцем з ослабленими інкубаційними якостями внаслідок тривалого зберігання ставилося за мету виявити, чи буде модулюючий ефект монохроматичного лазерного світла проявлятися при цьому більш виражено порівняно із тим, що був виявлений на ембріонах із свіжого інкубаційного яйця птиці.

Загальні дані за результатами трьох дослідів щодо ефективності вищеописаних режимів освітлення пригнічених перепелиних інкубаційних яєць, засвідчують, що обидва режими вірогідно знижують ураження інкубаційних яєць мікрофлорою (у зоні повітряної камери), проте тільки режим опромінення з густиною потужності 0,01–0,015 мВт/см² приводить до вірогідного зниження загибелі ембріонів протягом інкубаційного періоду та вірогідного збільшення кількості виведеного молодняку порівняно із контролем.

ЛІТЕРАТУРА

1. 1. Bulow P., Jensen H., Danneskiold-Samsoe B. Low power Ga-Al-As laser treatment of painful osteoarthritis of the knee. A double-blind placebo-controlled study // Scand. J. Rehabil. Med. – 1994. – № 3. – Р. 155–159.

2. Кару Т.Й. Фотобиология регуляции метаболизма клетки низкоинтенсивным видимым светом. – Троицк, 1985. – 57 с.

3. Физико-химические механизмы биологического действия лазерного излучения / Н.Д. Девятков, С.М. Зубкова, И.Б. Лапрун, Н.С. Макеева // Успехи современной биологии. – 1987. – Т. 103. – № 1. – С. 31–43.

4. Кару Т.Й. Фотобиохимия регуляции метаболизма клетки низкоинтенсивным видимым светом. – Троицк, 1985. – 38 с.

5. Применение лучей гелий-неонового лазера для стимуляции эмбриогенеза сельскохозяйственной птицы / Б.Ф. Бессарабов, И.И. Мельникова, Е.Б. Петров, Н.С. Макеева. – М., 1986. – 28 с.