CC BY
19
УДК 637.4.659.2:636.083.39
ВЛИЯНИЕ ПОЛЯРИЗОВАННОГО НИЗКОИНТЕНСИВНОГО
ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА НА МОРФОЛОГИЮ ТИМУСА ИНДЮШАТ
Н. А. ДУБИНА, М. В. ШАЛАК
УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия», г. Горки, Могилевская обл., Республика Беларусь, 213407
В. Ю. ПЛАВСКИЙ
Институт физики имени Б. И. Степанова НАН РБ, г. Минск, Республика Беларусь, 220072
И. Н. ГРОМОВ
УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины», г. Витебск, Республика Беларусь, 220026
(Поступила в редакцию 20.01.2016)
Резюме. В результате исследований установлено, что обработка зобной области шеи (тимуса) индюшат в суточном возрасте поляризованным низкоинтенсивным лазерным излучением красной области спектра способствует увеличению органометриче-ских показателей тимуса, расширению коркового вещества долек, повышению плотности расположения лимфоцитов в нем, возрастанию удельного объема элементов паренхимы, что указывает на активизацию лимфопролиферативных процессов и в целом иммунной защиты индюшат.
Ключевые слова: индюшата, лазерное излучение, тимус, паренхима, иммунная защита.
Summary. As a result of studies found that treatment of goiter on-field neck (thymus) turkey chicks at day old polarized low-intensity red spectrum laser radiation increases organometric indicators thymus, expansion of cortical lobes, improving density Raspaud-Proposition lymphocytes in it, an increase in the specific volume elements parenchyma, indicating activation processes and lymphoproliferative immune protection generally poults.
Key words: turkeys, laser radiation, thymus, parenchyma, immune protection.
Введение. Промышленное птицеводство Республики Беларусь является наиболее интенсивно развивающейся отраслью сельского хозяйства. Сегодня птицеводство является одним из основных источников стабильного снабжения населения республики высококачественными птицеводческой продукцией, позволяющей полностью удовлетворять покупателя в яйце и мясе птицы, а также часть продукции реа-лизовывать на экспорт [6].
В последние годы разведение индюшат приобретает большую популярность. Это связано с тем, что регулярное употребление мяса индейки способствует укреплению иммунной системы человека. Следует отметить пользу диетического мяса индейки: низкий уровень холестерина, большое количество важных витаминов, аминокислот и микроэлементов, индейка легко усваивается и не вызывает аллергии. Не менее полезна и печень индейки - в ней высоко содержание полезной фолиевой кислоты и витамина К.
Индюшатину считают мясом будущего. Оно содержит много белка и мало жира, является отличным мясом для переработки и приготовления разнообразных, в том числе и диетических продуктов, рекомендованных при гипертонической болезни, атеросклерозе, заболеваний желудочно-кишечного тракта.
Производство индейки в мире сейчас находится на втором месте после выращивания бойлерных кур, что неудивительно, ведь тенденция заботиться о своем здоровье, питаться низкокалорийной пищей и обеспечить населения вкусным мясом с низким содержанием холестерина.
Безусловно, это перспективная отрасль птицеводства займет достойное место в Республики Беларуси в производстве такой необходимой продукции для укрепления здоровья населения. К сожалению, в Беларуси мясо индейки, несмотря на все его преимущества, пока уступает по популярности более дешевому куриному, и на нее такого спроса нет. В то же время в последние месяцы в республике в связи с ростом стоимости бройлеров вырос спрос на индюшатину [3].
В связи с этим выращивание индюшат сегодня приобретает достаточно прибыльный бизнес, и высокую рентабельность. Однако существуют определенные риски, к примеру болезни поголовья, которые могут приносить убытки. Это объясняется тем, что индюшата традиционно слабые и плохо выживают после инкубации.
Для исследований в этой отрасли птицеводства перспективным является поиск эффективных мероприятий, применимых при инкубации, ведущих к повышению выводимости и получению крепких, хорошо развитых суточных индюшат. На современном этапе конкурентное развитие отрасли птицеводства возможно благодаря успешному сочетанию и применению физических и биологических закономерностей, которые способствуют укреплению иммунной системы организма индейки.
Одним из ведущих направлений современной иммунологии является применение физических воздействий на организм, в том числе поляризованного низкоинтенсивного лазерного излучения. Экспериментальные научные исследования, проведенные в последнее годы, свидетельствуют о возможности избирательного воздействия на отдельные
этапы развития организма животного в целом при использовании лазерного излучения.
Изменение иммунной реактивности организма под влиянием поляризованного низкоитенсивного лазерного излучения может являться важным звеном в реализации положительного эффекта иммунной системы. В последние годы в изучении механизмов регуляции иммунной системы достигнуты значительные успехи. В месте с тем, до настоящего времени не решен вопрос об особенностях реакции на фотовоздействие иммунокомпетентных клеток, расположенных в различных органах иммунной системы.
Иммунная система представляет собой защитный механизм органов, ключевыми органами которого является зобная (тимус), сумка Фабрициуса (бурса), печень и селезенка. Тимус и бурса являются основными элементами в иммунной реакции птицы и, следовательно, считаются основными иммунными органами [1, 2, 9].
Последние годы строение и функции тимуса привлекают большое внимание исследователей. Это связано с тем, что этот орган является центральным органом иммуногенеза, от состояния и активности которого во многом зависит выраженность защитных реакций всего организма. Тимус в переводе с греческого означает «жизненная сила» [4].
Тимус (вилочковая железа) - это орган, в котором происходит иммунологическое «обучение», созревание и дифференцировка Т-клеток иммунной системы. В тоже время известно, что морфологический материал недостаточно информативен в отношении тонкостей иммунологических реакций тимуса.
В настоящее время выяснено, что именно в этом органе обеспечивается иммунокомпетентность лимфоцитов, осуществляющих иммунный надзор. Участие тимуса выражается в реакциях пролиферации, в дифференцировке и миграции клеток, а также секреции биологических активных веществ. Тимус рассматривается и в качестве «информационного центра» иммунной системы [5, 7, 9].
Цель работы - исследование комплексного изучения морфокине-тики тимуса здоровых индюшат под влиянием поляризованного низ-коитенсивного лазерного излучения красной области спектра.
Материал и методика исследований. Экспериментальная часть работы по изучению влияния поляризованного низкоинтенсивного лазерного излучения света на морфологию паренхиматозных органов и крови индюшат выполнена в 2014 г. в лаборатории кафедры патологической анатомии и гистологии УО ВГАВМ, а также в условиях РУП «Племп-тицезавод Белорусский». При проведении морфологических исследований техническое содействие и консультативную помощь оказывал до-
цент кафедры патологической анатомии и гистологии УО ВГАВМ И. Н. Громов.
Исследования были проведены на 20 индюшатах 1 -дневного возраста, подобранных по принципу аналогов и разделенных на 2 группы по 10 птиц в каждой. Индюшат 1-й (опытной) группы подвергали воздействию поляризованногом лазерного излучения инфракрасной области спектра Х=808 нм. Исследования осуществлялись с помощью лазерного терапевтического аппарата «Сенс 815», созданного в Институте физики имени Б. И. Степанова НАН Беларуси на базе полупроводникового лазера. Технические характеристики аппарата «Сенс 815» обеспечивали возможность воздействия лазерного излучения в непрерывном режиме, время облучения 60 секунд, средняя мощность излучения составляла W = 50 ± 5 мВт.
Поляризованное излучение направляли в зобную область шеи индюшонка, длительность экспозиции - 60 секунд (рис. 1).
Р и с. 1. Рабочий процесс облучения индюшат
Обработку проводили однократно, в 1 -дневном возрасте. Интакт-ные индюшата 2 группы служили контролем. За птицей обеих групп было установлено клиническое наблюдение.
В 7- и 19-дневном возрасте от 5 индюшат опытной и контрольной групп отбирали пробы крови для морфологического исследования. В эти же сроки по 5 индюшат из каждой группы убивали. Для гистологического исследования отбирали тимус, фабрициеву (клоакальную) сумку, селезенку, печень, поджелудочную железу, почки и сердце.
Во все сроки исследований проводили контрольное взвешивание подопытной птицы, определяли линейные размеры, абсолютную массу и индекс тимуса, бурсы Фабрициуса и селезенки.
При проведении исследований кровь получали из яремной вены. Для морфологических исследований ее стабилизировали ее гепарином (2,0-2,5 Ед/мл). Содержание гемоглобина в крови определяли гемогло-бинцианидным методом с использованием наборов НТК «Анализ-Х» и прибора ФЭК-М. Количество эритроцитов, тромбоцитов и лейкоцитов подсчитывали в счетной камере с сеткой Горяева после разведения крови в разбавителе, приготовленном на основе фосфатного буфера.
Мазки крови птиц готовили на тонких обезжиренных предметных стеклах, высушивали на воздухе, фиксировали в метаноле и окрашивали по Романовскому-Гимза. Лейкограмму выводили на основании подсчета 100 клеток.
Кусочки органов фиксировали в 10 %-м растворе нейтрального формалина и жидкости Карнуа. Зафиксированный материал подвергали уплотнению путем заливки в парафин по общепринятой методике (Г. А. Меркулов, 1969). Обезвоживание и парафинирование кусочков органов проводили с помощью автомата для гистологической обработки тканей «MICROM STP 120» (Германия) типа «Карусель». Для заливки кусочков и подготовки парафиновых блоков использовали автоматическую станцию «MICROM ЕС 350». Гистологические срезы кусочков органов, залитых в парафин, готовили на санном микротоме. Гистологические срезы окрашивали гематоксилин-эозином и по Бра-ше (Г. А. Меркулов, 1969; Д. С. Саркисов и др., 1996; Х. Луппа, 1980). Депарафинирование и окрашивание гистосрезов проводили с использованием автоматической станции «MГСROM HMS 70».
На гистологических срезах тимуса определяли абсолютные размеры коркового и мозгового вещества долек, а также их соотношение, плотность расположения тимоцитов в них, удельные объемы и соотношение элементов стромы и паренхимы.
Для микроморфометрических измерений использовали компьютерную программу <^сореРЬой».
Для объективной оценки характера изменений в органах иммунной системы птиц определяли содержание лимфо- и плазмобластов, незрелых и зрелых плазмоцитов, митозов, подсчитывали общее количество клеточных элементов.
Гистологические исследования проводили с помощью светового микроскопа «Биомед-6» (Россия). Полученные данные документированы микрофотографированием с использованием цифровой системы считывания и ввода видеоизображения «ДСМ-510», а также про-
граммного обеспечения по вводу и предобработке изображения «ScopePhoto».
Цифровые данные обработаны статистически с использованием программы Microsoft Excel 2003.
Результаты исследований и их обсуждение. Тимус индюшат 7-дневного возраста был представлен двумя удлиненными долями, каждая из которых состояла из 6-8 долек. Дольки органа располагались в подкожной клетчатке вдоль яремных вен, имели нормальную величину и форму, серо-розовый цвет, рисунок дольчатого строения на разрезе четкий. Абсолютная масса тимуса у интактных птиц 2-й группы составляла 0,02±0,01 г, а у подопытных индюшат 1-й группы -0,03±0,01 г (табл. 1).
Т а б л и ц а 1. Макроморфометрические показатели тимуса индюшат (М+m, Р)
Показатели 7-дневный возраст 19-дн воз] звный эаст
1 группа 2 группа 1 группа 2 группа
Абсолютная масса, г 0,03±0,01 PI-2>0,05 0,02±0,01 0,09±0,01 PI-2<0,05 0,05±0,01
Индекс 0,39±0,15 PI-2>0,05 0,30±0,09 0,60±0,07 PI-2<0,05 0,35±0,04
Длина долек, см 0,71±0,15 PI-2>0,05 0,56±0,04 0,77±0,26 PI-2>0,05 0,61±0,05
Ширина долек, см 0,15±0,03 PI-2>0,05 0,12±0,02 0,35±0,05 Pi-2>0,05 0,20±0,04
Линейные размеры тимуса (длина, ширина) у индюшат подопытной и контрольной группах также были примерно одинаковыми.
Гистологическим исследованием тимуса установлено, что дольки органа окружены соединительнотканной капсулой, от которой вглубь органа отходили прослойки рыхлой соединительной ткани с сосудами и нервами (рис. 1, 3). Паренхима долек тимуса состояла из коркового и мозгового вещества. Клеточный состав коркового вещества тимуса был представлен преимущественно клетками двух типов: лимфои-дными и эпителиоретикулярными. Мозговое вещество содержало также соединительнотканную строму, ретикулоэпителиальную основу и лимфоциты. Здесь же обнаруживались тимические тельца (тельца Га-ссаля) (рис. 2, 4). Они окрашивались оксифильно, отличались неоднородной структурой (фрагменты ядер на фоне ороговевшей массы) и полиморфизмом, хотя чаще имели округло-овальную форму.
1
3 2
Р и с. 1. Структура тимуса 7-дневного индюшонка контрольной группы Гематоксилин-эозин. Биомед-6. Микрофото. Увеличение 120 1 - корковое вещество; 2 - мозговое вещество; 3 - тонкие прослойки междольковой соединительной ткани
•.. • л ?3. ¿г>к
2 тл . • ; ; * '"
1 • лЬ «Т * о
►» «V?Шг ? г АНЬ •'7 < ♦Л /71* к]!* д!^ Г 4» .
ч да?*1 3 С*^ • , ГУ у
■г '■с,'' ' - -. >
Р и с. 2. Архитектоника телец Гассаля в тимусе 7-дневного интактного индюшонка
Гематоксилин-эозин. Биомед-6. Микрофото. Увеличение 480 1 - тимоциты; 2 - эпителиоретикулоциты; 3 - тимическое тельце (тельце Гассаля)
4
Ш
■г», «Л - 1
ЙПЮШм
.«у*
ГЛЙ
3
1
2
Р и с. 3. Тимус 7-дневного индюшонка опытной группы без гистологических изменений. Гематоксилин-эозин. Биомед-6. Микрофото. Увеличение 120 1 - корковое вещество; 2 - мозговое вещество; 3 - прослойки соединительной ткани между дольками; 4 - жировая клетчатка
^^¿стГ-вж «да
1
3
• ' Г*<ГЭ I. 'Л ЯЯШ
кч Як Ж
Ц.Т
Р и с. 4. Дефинитивные формы тимических телец в мозговом веществе тимуса 7-дневного индюшонка опытной группы. Гематоксилин-эозин. Биомед-6. Микрофото.
Увеличение 480
1 - лимфоциты мозгового вещества; 2 - отростчатые эпителиоциты; 3 - тельце Гассаля
2
■
4
Р и с. 5. Нормальная структура тимуса интактного 19-дневного индюшонка. Гематоксилин-эозин. Биомед-6. Микрофото. Увеличение 120 1 - корковое вещество; 2 - мозговое вещество; 3 - тельца Гассаля; 4 - жировая клетчатка
Р и с 6. Расширение коркового вещества долек тимуса подопытного индюшонка 19-дневного возраста. Гематоксилин-эозин. Биомед-6. Микрофото. Увеличение 120
1 - корковое вещество; 2 - мозговое вещество; 3 - прослойки междольковой соединительной ткани
1
2
3
1
3
2
Размеры коркового вещества долек тимуса у индюшат 1-й и 2-й групп варьировали в пределах 206,75±25,56-221,25±24,44 мкм (табл. 2). Размеры мозгового вещества долек тимуса птиц обеих групп также были примерно одинаковыми. Плотность расположения тимоцитов на условную единицу площади в корковом и мозговом веществе долек, а также удельные объемы элементов паренхимы и стромы в тимусе подопытных индюшат находились на уровне контрольных показателей.
Т а б л и ц а 2. Макроморфометрические показатели тимуса индюшат (М+т, Р)
Показатели 7-дневный возраст 19-дневный возраст
1 группа 2 группа 1 группа 2 группа
Размеры коркового вещества долек, мкм 221,25±24,44 Р1-2>0,05 206,75±25,56 314,00±10,11 Р1-2<0,05 271,75±1 3,76
Размеры мозгового вещества долек, мкм 126,75±10,39 Р1-2>0,05 121,25±5,06 209,00±40,45 Р1-2>0,05 170,25±3 7,36
Соотношение КВ/МВ 1,76±0,22 Р1-2>0,05 1,72±0,26 1,64±0,36 Р1-2>0,05 1,72±0,3 6
Плотность лимфоцитов в корковом веществе 20,50±2,25 Р1-2>0,05 18,25±2,25 27,00±2,25 Р1-2<0,05 21,25±0, 84
Плотность лимфоцитов в мозговом веществе 11,00±0,56 Р1-2>0,05 10,00±1,12 11,50±1,12 Р1-2>0,05 12,50±1, 12
Удельный объем паренхимы, % 81,00±0,56 Р1-2>0,05 81,75±1,97 88,25±0,28 Р1-2<0,05 85,00±0, 84
Удельный объем стромы, % 19,00±0,56 Р1-2>0,05 18,25±1,97 11,75±0,28 Р1-2<0,05 15,00±0, 84
Соотношение стромы и паренхимы 0,23±0,01 Р1-2>0,05 0,22±0,03 0,13±0,01 Р1-2<0,05 0,18±0,0 1
В 19-дневном возрасте органометрические показатели тимуса птиц обеих групп возрастали по сравнению с исходными данными. Вместе с тем, абсолютная масса тимуса у подопытных индюшат составляла 0,09±0,01 г, что было в 1,8 раза больше (Р<0,05), чем в контроле (см. табл. 1). Сходные изменения выявлены нами при изучении индекса тимуса. Линейные размеры тимуса птиц 1-й группы также существенно превышали контрольные показатели, однако различия не были достоверными.
Микроскопическое исследование тимуса в эти сроки исследований показало (табл. 2; рис. 5, 6), что размеры коркового вещества долек у
птиц опытной группы возрастали до 314,00±10,11 мкм (в контроле -271,75±13,76 мкм; Р<0,05).
Одновременно происходило достоверное увеличение плотности распределения лимфоцитов в корковом веществе. Это свидетельствует о стимулирующем влиянии поляризованного низкоинтесивного лазерного излучения на процессы пролиферации и антигеннезависимой дифференцировки лимфоцитов тимуса. Размеры мозгового вещества долек тимуса у индюшат обеих групп в этот срок исследований были примерно одинаковыми.
Удельные объемы структурных элементов стромы и паренхимы в тимусе индюшат 1-й группы составляли соответственно 11,75±0,28 % и 88,25±0,28 %, а у птиц 2 группы - 12,50±1,12 % и 85,00±0,84 % (Р<0,05).
Заключение. Таким образом, обработка зобной области шеи (тимуса) индюшат в суточном возрасте поляризованным низкоинтенсивным лазерным излучением красной области спектра способствует увеличению органометрических показателей тимуса, расширению коркового вещества долек, повышению плотности расположения лимфоцитов в нем, возрастанию удельного объема элементов паренхимы, что указывает на активизацию лимфопролиферативных процессов и в целом иммунной защиты индюшат.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бугаева, И. О. Функциональная морфология лимфатических узлов и тимуса под влиянием низкоинтесивного лазерного излучения / И. О. Бугаева, Н. В. Богомолова, Г. Е. Бриль // Вестник Оренбурского государственного университета. - № 5. - 2003. -С.121 - 125.
2. Бугаева, И. О. Изменение гисоморфологии тимуса и лимфатических узлов под влиянием инфракрасного лазерного излучения / И. О. Бугаева, Г. Р. Бриль, Н. В. Богомолова // Лазерная медицина. - Т. 2. - Вып. 2-3. - 2003. - С. 34-39.
3. Гоноцкий, В. А. Судьба индейки / В. А. Гоноцкий, Л. П. Федина // Мясная индустрия. - № 3. - 1006. - С. 39-42.
4. Кемилева, З. В. Вилочковая железа / З. В. Кемилева // М.: Медицина, 1984. - 230 с.
5. Киселева, Е. П. Роль цитокинов и других метаболических факторов в механизме инволюции тимуса / Е. П. Киселева, Р. П. Огурцова, А. Н. Суворов // СПб. - 2002. - 74 с.
6. Косьянеко, С. Состояние и перспективы развития птицеводство в Республике Беларусь / С. Косьянко //Аграрная экономика. - 2015. - № 3. - С. 49-54.
7. Морозов, В. Г. Иммунологическая функция тимуса / В. Г. Морозов, В. Х. Хавин-сон // Успехи соврем. биол. - 1984. - № 1. - С. 36-49.
8. Хавинсон, В. Х. Иммуномодлирующее действие факторов тимуса в потологии. / В. Х. Хавинсон, В. Г. Морозов // Иммунология. - 1984. - № 5. - С. 28-31.
9. Ярилин, А. А. Тимус как орган эндокринной системы / А. А. Ярилин, И. М. Деля-ков // Иммунология. - 1996. - № 3. - С. 4-10.
