Проявления воздействия оптического излучения на животных и птиц разнообразно и зависит от спектрального состава излучения. Влияние видимого излучения на животных может оказываться не только через органы зрения, но и путем восприятия его другими органами. Физиологические ритмы (спаривание, размножение, смена волосяного и перового покрова и др.) у большинства животных и птиц определяются световыми условиями. От условий освещения в значительной мере зависит продуктивность животных и птиц.
В настоящее время считают, что на животных и птиц наиболее сильное влияние оказывает постепенное изменение продолжительности светового периода суток, а не величина освещенности и длительность (неизменная) светового дня, как это предполагали раньше. Установлено, что постепенное увеличение продолжительности светового дня стимулирующе действует на развитие и функцию находящихся в стадии покоя половых желез. Подобное же действие на некоторых птиц и животных оказывает кратковременное освещение их ночью. Световой день, постепенно уменьшающийся, а также непродолжительный неизменный, задерживает половое развитие молодняка.
Инфракрасное излучение по сравнению с коротковолновым ультрафиолетовым и видимым излучениями имеет большую проникающую способность в ткани животных. Проникновение инфракрасного излучения в ткани организма зависит от отражательной и поглощательной способности верхнего покрова – кожи. Строение и функции кожи человека и млекопитающих животных одинаковы, поэтому биологическое действие инфракрасного излучения, оказываемое на человека, наблюдается и при воздействии на животных.
Находящаяся под роговым слоем нижняя часть эпидермиса состоит из живых клеток, оканчивающихся волокнами, которые передают ощущение боли и находятся в тесной связи с эпителиальными клетками. Повреждение этих клеток, наступающее при тепловом воздействии, соответствующем примерно 43,5 0 С, вызывает ощущение боли. Допустимая плотность облучения при инфракрасном обогреве животных ограничивается этим критерием. Чем больше излучения поглощается слоем, в котором возникают болевые ощущения, тем меньшее значение имеет величина допустимой облученности. Излучения с длинами волн меньше 1400 нм достаточно проникают сквозь слой, в котором возникает болевое ощущение. Излучение с большими длинами волн сильно поглощается этим слоем кожи, что значительно ограничивает величину допустимой облученности. В связи с этим наиболее благоприятными для облучения животных являются источники, имеющие спектр излучения в области от 700 до 1400 нм.
Инфракрасное облучение животных способствует лучшему развитию их и уменьшает восприимчивость к заболеваниям. Оно возбуждает кровообращение, способствующее лучшему обмену веществ и питанию клеток. Некоторые авторы считают также, что облучение усиливает фагоцитоз (способность определенных клеток захватывать и уничтожать возбудителей болезни) и увеличивает образование антитоксина, уничтожающего зародыши инфекционных заболеваний в организме. Оздоровительное действие инфракрасного облучения объясняют также тем, что некоторые болезнетворные бактерии погибают при температуре 41 0 в течение 5ч.
Наиболее сильное тонизирующее и терапевтическое действие на организм животных оказывает ультрафиолетовое излучение.
Принято считать, что главная роль в благотворном действии ультрафиолетового излучения принадлежит расширению кровеносных сосудов и последующим реакциям организма в результате действия гистамина. Так как расширение сосудов сопровождается последующим приливом крови и покраснением – эритемой облученных участков, то меру эритемы принято отождествлять с мерой благотворного действия излучения. Излучения различных длин волн имеют не одинаковую витальную эффективность.
Спектр витального действия приведен на рисунке 1.4. Максимум витального действия приходится на излучение с длиной волны 297 нм. При расчетах облучательных установок и дозировании ультрафиолетового облучения принимается во внимание лишь эффективность, обусловленная излучением в пределах длин волн от 280 до 320 нм (Кλв). Коротковолновая ветвь витальной кривой при этом не учитывается. Экспериментальными исследованиями (И.И. Сокас и др.) установлено, что излучения с длинами волн короче 280 нм оказывают благотворное действие на животных.
В связи с этим становится ясной необходимость учета витального действия излучения с длинами волн короче 280 нм. Некоторые авторы считают, что в условиях сельскохозяйственного производства продуктивность животных и птиц существенно лимитируется недостатком в кормах витамина D. Поэтому за основу так называемой хозяйственной эффективности ультрафиолетового облучения рекомендуется принять антирахитное действие излучения.
240 260 280 300 320
Рис.1.4 Спектр витального действия УФ излучения
Максимум антирахитного действия не совпадает с максимумом витального действия. Спектр антирахитного действия излучения на животных установлен еще недостаточно точно.
Действие ультрафиолетовых лучей.
В животноводстве используют естественную ультрафиолетовую реакцию солнца и искусственную реакцию солнца – от различных генераторов высокого и низкого давления. Они широко используются в животноводстве. Влияние их на функции внутренних органов полностью еще не изучено.
Установлено, что под действием стимулирующих доз ультрафиолетового облучения увеличивается аппетит, сокоотделение и моторика желудочно-кишечного тракта, а выделяющийся при этом озон благотворно влияет через рецепторы на организм дыхания.
Ультрафиолетовые лучи осуществляют многогранное действие на животный организм нервнорефлекторным и гуморальным путями. Они повышают его иммунобиологические свойствам устойчивость к различным инфекциям. При симулирующих дозировках лучи оказывают значительное влияние на обмен веществ: 1) усиливается белковый обмен, что проявляется количеством общего белка и гамма – глобулиновой фракции, повышаются иммунобиологические реакции; 2) уменьшается количество сахара в крови, и он усиленно откладывается в печени; 3) лучи с длиной волны 280-270 мкм активизируют 7-дегидрохолестерин, играющий важную роль в регулирований минерального обмена; усиливают фосфорно-кальциевый обмен; переводят отрицательный баланс кальция и фосфора в положительный и увеличивают на 23-28% отложение фосфорно-кальциевых солей в костях; 4) ускоряет жировой обмен; 5) увеличивается глубина дыхательных движений, что приводит к повышенному газообмену и значительному поглощению тканями кислорода и выделению газа; 6) ультрафиолетовые лучи на длительное время понижают артериальное кровяное давление, не учащая сердцебиение, но увеличивая систолический объему 7) усиливается (у кур) желудочная секреция (на 25-30%), что приводит к повышению усвояемости корма; 8) У животных с признаками сезонной анемии увеличивается количество эритроцитов, лейкоцитов и содержание гемоглобина; 9) уменьшается в организме содержание кетоновых тел и ацидоз. В результате ультрафиолетового облучения у белых свиней на коже через 5-12 часов образуется эритема ( покрасние и припухание), которая сохраняется 4-6 дней. В период эритемной реакции гистологически установлены все признаки воспаления кожи.
Воздействие ультрафиолетовых лучей на нервную систему вызывает изменение гуморальной среды и появление в ней необычных раздражителей (биологически активные вещества), обусловливающий усиленную реактивность организма, при этом нервные окончания в коже разрастаются, а нервные сплетения в волосяных сумках увеличиваются.
У большинства животных ультрафиолетовые лучи вызывают возбуждение, оказывают сильное действие на функцию желез внутренней секреции; семенники петушков увеличиваются на 46% по сравнению с необлученными (И. О. Марков).
Светолечение осуществляется естественными и искусственными питомниками света. 3 зависимости от характера лучеиспускания световые источники делят на тепловые (калорические) и люминесцирующие (холодные).
Естественный источник лучистой энергии. Из всей суммы солнечной радиации до земной поверхности доходит в среднем 70% , а остальная часть излучения задерживается атмосферой. Например, пыль, содержащаяся в большом количестве в воздухе атмосферы, поглощает ультрафиолетовые лучи до 40%. Интенсивность солнечного излучения тем сильнее, чем прозрачнее воздушная среда, чем выше местность, чем ближе к экватору. В солнечном спектре на ультрафиолетовые лучи приходится 1-2% общего излучения. Наибольшее количество природного ультрафиолетового излучения приходится на май (19,5 % ) и наименьшее — на декабрь (1,2%). Утром преобладают ультрафиолетовые лучи, к полудню — красные и инфракрасные (тепловые ).
Искусственные источники , калорические источники света характеризуются тем, что количество и состав излучаемой ими энергии зависят от степени нагревания этих источников, К ним относятся: полюсы угольной дуги, лампы накаливания, нагревательные приборы. Кусок железа с температурой 1000 излучает тепло без свечения, так как его спектр состоит из инфракрасных лучей.
Люминесцирующие источники света . Генерация источников люминесценции обусловлена электрическими и химическими, а не температурными процессами.
Лампы накаливания предназначаются для прогревания определенных участков тела,
Лампа соллюкс (большая модель в 500- 1000 Вт и малая в 300 Вт) имеет накал вольфрамовой нити до 2500 – 23000. 0блучают животных на расстоянии 0,4-1,2 м от поверхности кожи. Силу излучения контролируют рукой ( по ощущению тепла).
Эритемные люминесцентные лампы . Колбы этих изготовляются из увиолевого стекла, пропускающего излучение с длиной волны от 280 до 360 мкм. Срок их рационального использования измеряется 600 часами непрерывного горения.
Использование инфракрасных лучей с различной длиной волны основано на их тепловом действии, которое достигается общим и местным облучением. После облучения принимают меры против быстрого охлаждения животных. Облучение производится при экспозиции от 20 до 60 минут ежедневно или 2 раза в день — при воспалении легких, плевры, спастических процессах облучения противопоказаны,
Ртутно-кварцевые лампы; горелка лампы ПРК — 2; лампы с горелкой ПРК — 7; лампа РЗ — 350 ,
Техника лечебного ультрафиолетового облучения. Крупных животных облучают в фиксационных станках ( спокойных на привязи). Телят и жеребят удобнее облучать в клетках или хорошо фиксированными; поросят, кур и пушных зверей — в специальных фиксационных ящиках, покрытых сверху тонкой металлической редкой сеткой (поросят и кур можно облучать и без сетки).
При облучении коров лучами воздействуют на вымя, реже на кожу спины, свиней — со стороны спины, птиц — сверху; горелку ПРК — 2 устанавливают от животных на расстоянии 1-1,5 м. На таком расстоянии облучают и пушных зверей ; экспозиция — 20- 40 мин.
Рекомендуемые часы и дозы облучения с/х животных лампой ПРК – 2
Механизм биологических процессов, возникающих под воздействием ультрафиолетовых лучей, определяется комплексом биофизических, гуморальных и нервнорефлекторных реакции, основным из которых является фотоэлектрический эффект. Гуморальный механизм связан с денатурацией и коагуляцией белков под действием УФ-излучения, в результате образуются физиологически активные компоненты белковой природы (гистамин, биогенные амины, ацстилхолин и т, п.). Под их воздействием гуморальный эффект дополняется нервнорефлекторным. УФ-лучи с длинами волн 302—297 нм обладают способностью переводить провитамин D (7-дегидрохолестерин) кожи в витамины D2 и D3, играющие важную роль в фосфорно-кальциевом обмене. При УФ-недостаточности нарушаются физиологические функции органов и систем организма, повышается утомляемость, наступает общее угнетение, снижается иммунобиологическая реактивность и резистентность прежде всего у молодняка, особенно к простудным и инфекционным болезням.
При УФ-недостаточности изменяется белковый спектр крови, снижается углеводный обмен. Эритемные дозы УФ-излучения вызывают учащение пульса, увеличение минутного объема сердца, снижение артериального давления, после которого наступает фаза умеренно выраженной гипертонии. Легочная вентиляция при этом усиливается.
Реакция организма на действие УФ-излучения зависит от дозы. При достаточно интенсивном облучении через 2—8 ч на подвергнутом действию лучей участке возникает стойкая активная гиперемия с четко очерченными границами — ультрафиолетовая эритема, которая сохраняется от полусуток до нескольких дней. К 7— 9-му дню эритема исчезает, появляется шелушение эпидермиса, возникает пигментация (потемнение) непигментированной кожи вследствие образования в ней пигмента меланина. При одинаковых условиях облучения ответная реакция со стороны животного организма обычно зависит от индивидуальных особенностей в норме и патологии и снижается при повторном облучении.
Следовательно, дозы УФ-лучей должны постепенно возрастать. Мерой УФ-облучения служит биодоза — время, в течение которого в стандартных условиях на непигментированной и незащищенной (волосом, мазями и т. п.) коже возникает ультрафиолетовая эритема. В таких дозах УФ-лучи оказывают влияние на вегетативную нервную систему: сразу после облучения усиливается действие симпатикотонуса, которое сменяется повышением тонуса парасимпатической системы. При этом проявляются реакции вазодилятации, снижается содержание сахара в крови, возрастает уровень общего кальция, отмечается лейкоцитоз, снижается ацидоз.
Умеренное облучение оказывает болеутоляющее действие. Облучение выбритых участков кожи (шерсть не пропускает УФ-лучи) в зонах Захарьина — Хеда оказывает стимулирующее влияние на функцию соответствующих внутренних органов. Облучение ран УФ-лучами стимулирует процессы заживления. УФ-лучи с длиной волны 250—280 нм обладают выраженным бактерицидным действием.
Передозировка УФ-облучения, особенно для молодняка, может вызвать ожоги различной степени тяжести, поражение незащищенных глаз (конъюнктивит, воспаление роговицы, некоторое ослабление зрения). На сетчатку глаз УФ-лучи не воздействуют. Их применение противопоказано при злокачественных новообразованиях, геморрагических диатезах, пороках сердца, тепловом и солнечном ударах и острых воспалениях, а также необратимых патологических процессах.
Дозирование УФ-облучения основано на двух принципах: 1) учете биологической реакции организма животного на действие УФ-лучей; 2) измерении мощности светового потока в физических единицах.
Интенсивность УФ-потока измеряют ультрафиолето-метрами УФМ-5, уфидозиметрами УФД-4, уфиметрами УФК-4. Приборы состоят из вакуумного фотоэлемента, системы светофильтров, усилителя и счетчика, на шкале которого указаны дозы ультрафиолетового излучения в определенном диапазоне УФ-спектра.
Однако важно знать не только количественные характеристики УФ-потока, но и реакцию на него организма животного, мерой которой является биодоза. Для ее определения используют биодозиметр. Прибор состоит из пластины с шестью прямоугольными отверстиями размером 5х15 мм, расположенными одно от другого на расстоянии 5—6 мм. Пластина снабжена передвижной шторкой для закрывания отверстий. Биодозиметр закрепляют на бесшерстном непигментированном участке кожи, подлежащем УФ-облучению. Остальную кожную поверхность закрывают простыней. УФ-излучатель устанавливают на расстоянии 50 см от биодозиметра, отверстия его открывают последовательно и облучают в течение 1 мин. В результате получают ряд последовательных экспозиций облучения от 1 до 6 мин. He ранее чем через 6—8 ч после облучения по ответной эритемной реакции на УФ-облучение определяют оптимальную экспозицию.
В зависимости от врачебных показаний УФ-облучение проводят с расстояний 25, 50, 75 или 100 см, В этом случае делают перерасчет времени экспозиции, учитывая, что интенсивность светового потока изменяется соответственно квадрату расстояния. Например, при удалении горелки с 50 до 100 см (вдвое) интенсивность потока уменьшается в 4 раза и т. п.
