اثرات تابش لیزر قرمز روی تخمهای جوجه کشی در مرغ و بلدرچین

اثرات تابش لیزر قرمز با شدت پایین روی تخمهای جوجه کشی در مرغ و بلدرچین
چکیده :

این تحقیق به منظور بررسی اثرات نور قرمز با شدت پائین (nm 633=λ) بر روی تخم‌های جوجه‌کشی مرغ و بلدرچین در مراحل جنینی و رشد اولیه پس از جنینی صورت گرفت .

برنامه نوری مشخص (2mW/cm1/0 =P و به مدت 60 ثانیه) برای جوجه‌های تخمگذار و گوشتی در مقایسه با شاهد (که از شرایط مرغداری صنعتی پیروی می‌کردند) به طور معنی‌داری میزان جوجه‌درآوری را افزایش (01/0P< و 05/4 – 66/3 درصد ) و مرگ و میر جوجه‌ها را کاهش داد (05/0P< و23 /3 – 25/1 درصد ).

تابش لیزر بر روی تخمهای جوجه‌کشی، هموگلوبین خون جوجه‌ها را افزایش داده و باعث تغییر سطوح پراکسید کبد گردید (که در دوره جنینی باعث افزایش و در دوره بعد از جنینی باعث کاهش می‌شود ).

همچنین سیستم آنزیمی سیتوکروم 450 – Pرا بدون اینکه اثر مخالف بر روی متابولیسم انرژی کبد داشته باشد فعال کرد .

مقدمه : 

اگرچه نور لیزر با شدت پائین غیر یونیزه کننده است (مانند خورشید)، ولی دارای خصوصیات بی نظیری است که فعالیت‌های بیولوژیکی را در شرایط مشخصی تحت تاثیر قرار می‌دهد .

گزارش شده که تابش لیزر بر روی تخم‌های بارور شده طیور میزان جوجه‌درآوری را افزایش داده و بقای جوجه‌ها را بهبود می‌بخشد .

متداول شدن استفاده از نور لیزر در صنعت مرغداری به علت تفاوت روش‌ها در تحت تاثیر قرار دادن تخم‌ها و فقدان دانش کافی درباره اثرات نور لیزر با شدت پائین بر روی مکانیسم‌های بیولوژیکی متفاوت می‌باشد پس از چند سال تحقیق بر روی استفاده از نور لیزر در پزشکی و مطالعه مدل‌های آنزیمی، پیشرفت‌های چشمگیری در شناخت اثرات بیولوژیکی آن بوجود آمده است .

آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان Superoxide Dismutase, Catalase and Ceruloplasmin دارای حداکثر جذب نوری در محدوده طیف قرمز بوده و فعالیت‌های آنها با آن شروع می‌گردد .

با در نظر گرفتن نقش مهم آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان در حفظ هموستازیس سلولی میتوان اهمیت نور لیزر قرمز را در تمام مراحل زندگی یک موجود پیش گویی نمود .

دیگر اثر مهم بیولوژیکی نور لیزر قرمز با شدت پائین، شتاب بخشیدن به فرآیندهای تکثیری در بافت‌های تابش یافته می‌باشد .

این تحقیق جهت آزمون اثرات تابش لیزر بر روی تخم‌های بارور طیور طراحی گردید تا شرایط ایده آل را در بهبود میزان جوجه‌درآوری و بقای جوجه‌ها تعیین کند .

مواد و روش‌ها : 

آزمایشات در آزمایشگاه دانشگاه ایالت Bila Tserkva با استفاده از روش‌های مزرعه‌ای در روی مرغ صنعتی اکراینی در طی سالهای2000-1990 صورت گرفت .

تخم‌های بارور از تخم بلدرچین ژاپنی و دو نژاد مرغ صنعتیBelarus-9 و Broiler-6 مورد استفاده قرار گرفت تخم‌ها از مرغهای همسن و از یک نوع نژاد و در یک مرغداری در طول دوره 1 الی 3 روزه جمع آوری گردید .

بلدرچین‌های ماده 5-4 ماهه و مرغهای صنعتی (نژادهای گوشتی و تخمگذار) 9 ماهه بودند .

تخم‌های داخل هر گروه (100-95 عدد تخم بلدرچین، 2700-2650 عدد تخم مرغ‌های تخمگذار و 3320 -3250 عدد تخم مرغ‌های گوشتی) به طور همزمان با استفاده از شرایط استاندارد هر گونه، مورد انکوباسیون قرار گرفتند .

تخم‌های بلدرچین در دستگاه جوجه‌ کشی آزمایشگاهی و تخم‌های مرغ گوشتی و مرغ تخمگذار در دستگاه جوجه‌ کشی صنعتی مورد انکوباسیون قرار گرفتند .

در تحقیقات قبلی بیش از20 برنامه متفاوت از تابش مورد ارزیابی قرار گرفت و رژیم‌هایی با حداکثر کارآیی تابش را در تخم‌های در حال جوجه‌کشی تشخیص داده شدند که این برنامه‌ها در تحقیق فعلی مورد استفاده قرار گرفته است .

تخم‌های مورد آزمایش، قبل از انکوباسیون با نور لیزر به قدرت mw50-25 و با طول موج nm633 (نور قرمز) ایجاد شده توسط دستگاه لیزر هلیوم نئون LHM-111 and LHN -602n مورد تابش قرار گرفتند .

شدت تابش 2mw/cm 1/0 و زمان تابش 60 ثانیه می‌باشد. تابش تحت شرایط تاریکی با زمینه روشن که از Lux 3 تجاوز نمی‌کرد انجام گرفت که این عمل 24-12 ساعت قبل از انکوباسیون انجام شد .

سپس تخم‌ها در محیط تاریک مورد انکوباسیون واقع شدند. تخم‌های گروه شاهد مورد تابش قرار نگرفتند اما در شرایطی مشابه با تخم‌های گروه‌های آزمایشی نگهداری و انکوباسیون شدند .

کنترل بیولوژیکی انکوباسیون، بررسی جوجه‌درآوری و آنالیز فضولات با استفاده از روشهای استاندارد صنعت مرغداری انجام گرفت .

پارامترهای بعدی برای تشخیص شرایط فیزیولوژیکی جوجه‌ها مورد استفاده قرار گرفت . Hematopoiesis از روی سطوح هموگلوبین خون تحت روش استاندارد برآورد گردید .

متابولیسم انرژی کبد طیور با استفاده از روش ESR (Electron Spin Resonance) برآورد گردید که Semiguinone Freo Radical بعنوان علایمی از فاکتور g که برابر 2 است اندازه‌گیری شد .

سیستم سم زدایی کبد با استفاده از روش مشابه برای اندازه‌گیری سطح سیتوکروم 450 -P اکسید شده برآورد گردید .

نمونه‌های کبد با استفاده از نیتروژن مایع (T=77k) آماده گردید. اسپکترومتر ESR (Rf- 1307) محصول روسیه برای آنالیز ESR مورد استفاده قرارگرفت. روش واکنش اسید Thiobarbituric برای اندازه‌گیری سطح پراکسید کبد مورد استفاده قرار گرفت .

7 جنین یا 7 جوجه از هر تیمار و گروه شاهد برای آنالیز شاخص‌های متابولیسم در هر مرحله از آنالیز انتخاب گردیدند .

موارد آنالیز شامل روز 19 انکوباسیون و روزهای 1، 30 و 90 دوره پرورش برای مرغ و روز اول و هفته‌های سوم و ششم دوره پرورشی در بلدرچین بود .

آنالیز آماری با استفاده از تست Fisher,s برای برآورد معنی‌داری بین شاخص‌های متابولیکی طیور در گروهای شاهد و آزمایشی مورد استفاده قرار گرفت .

نتایج و بحث : 

برنامه‌های مورد استفاده (شدت تابش2 mw/cm 1/0 به مدت 60 ثانیه) در تخم‌های جوجه‌کشی مرگ و میر اولیه جنین را کاهش داد و میزان جوجه‌درآوری بلدرچین را (9/6 درصد) در مقایسه با گروه شاهد افزایش داد (جدول 1 ).

این برنامه تابش لیزری برای تخم‌های بارور یک افزایش معنی‌داری را در توانایی جوجه‌درآوری تخم‌های نژادهای گوشتی و تخمگذاری ایجاد کرد (جداول 2 و 3).

کاهش تلفات جنین در تمام مراحل رشد باعث افزایش محسوسی در قابلیت جوجه‌درآوری گردید .

کارآیی تابش لیزر برای بهبود توانایی جوجه‌درآوری تخم‌هایی که به مدت طولانی در انبار نگهداری می‌شوند بیشتر است .

برای مثال در این آزمایش میزان جوجه‌درآوری تخم‌های مرغ تخمگذاری که قبل از انکوباسیون و مدت 20 روز نگه داری شده بودند در تخم‌های شاهد (38 =n ) به 27/47 درصد کاهش یافت در صورتیکه در تخم‌های تیمار شده (83 =n ) که نور لیزر قرمز را یک روز قبل از انکوباسیون دریافت نمودند میزان جوجه‌درآوری 22/74 درصد بود (01/0P<).

همبستگی منفی (98/0 – =(r بین میزان جوجه‌درآوری گروههای شاهد و تفاوت در میزان جوجه‌درآوری گروهای تیمار شده و شاهد برای هر نژاد بعد از تابش با استفاده از برنامه ایده آل در شکل 1 آورده شده است .

رشد اولیه بعد از دوره جنین با تابش لیزر بهبود یافت و مرگ و میر جوجه‌های سویه تخمگذار حاصل از تخم‌های تابش یافته 23/3-25/1 درصد کمتر از گروه شاهد بود (05/0p< ).

به علاوه جوجه‌های تولید شده به طور قابل توجهی مقاومت بیشتری به بیماری داشتند در صورتیکه میزان مرگ و میر ماهانه در اثر سالمونلا در گروه تخمگذار برای گروه آزمایشی 84/29 درصد (3000=(N بود که در گروه تیمار شده (3000 =(N 72/17 درصد بود (01/0p< ).

این نتایج یک اثر مثبتی از تابش لیزر بر روی مکانیسم ایمنی پرندگان پیشنهاد کرد .

 جدول 1- رشد جنین و قابلیت جوجه‌درآوری تخمهای بلدرچین پس از پرتودهی با 6 mJ/cm2 نور لیزر قرمز

جدول 2- رشد جنین و قابلیت جوجه‌درآوری تخمهای مرغ تخمگذار (سویه Belarus 9 ) پس از پرتودهی با 6 mJ/cm2 نور لیزر قرمز

جدول 3- رشد جنین و قابلیت جوجه‌درآوری تخمهای مرغ گوشتی (سویه Broiler 6 ) پس از پرتودهی با 6 mJ/cm2 نور لیزر قرمز

آزمایش پس از تابش بر روی سیستم Hempoietic جنین و جوجه‌هایی که دز مناسبی از نور لیزر دریافت داشته بودند، آشکار ساخت که سطوح هموگلوبین خون در مقایسه با گروه شاهد افزایش یافته است .

سطح هموگلوبین در روز 19 جنین‌های سویه تخمگذار 7/15 درصد بیشتر بود. در صورتیکه این سطوح در جوجه‌های 90-1 روزگی 4/14- 8/6 درصد بالاتر از گروه شاهد بود (شکل 2 و 01/0P<)

هیچگونه اختلاف قابل توجهی در سطوح رادیکال آزاد Semiquinone بین گروههای شاهد و آزمایشی مشاهده نشد .

اگرچه یک افزایش 20 درصد از علائم ESR رادیکال آزاد در روزهای 15-13 بعد از تابش مشاهده گردید در این تحقیق وجود رادیکال آزاد Semiquinone در جوجه‌های حاصل از تخم‌های تابش یافته لیزر مطالعه شد که سطوح رادیکال آزاد را در جوجه‌های یکروزه در مقایسه با گروه شاهد 8/29 درصد بالاتر بدست آمد .

این اختلافات در هنگامیکه گروهها در مراحل رشد بعدی مقایسه شده بود مشاهده نگردید (شکل 3 ).

نشان داده شده است که شدت ESR رادیکال آزاد یک انعکاس از مرحله متابولیکی فرآیندهای تنفسی است و برنامه‌های تابش لیزری که در این تحقیق استفاده شد اثرات منفی بر روی متابولیسم سلولی در سیستم‌های مورد آزمایش آشکار نکرد .

مقادیر بالای سیتوکروم اکسید شده 450 -P در کبد طیور آزمایشی در مقایسه با گروههای شاهد در مراحل مشخص از رشد جنین مشاهده گردید .

سطوح آنزیم 450 -P اکسید شده در جنین‌های حاصل از سویه تخمگذار در روزهای 15-11 پس از تابش، 50-20 درصد بالاتر بود .

بافت‌های کبدی در جنین‌های 15 روزه بلدرچین (2 روز قبل از بیرون آمدن از تخم) 40% سطوح آنزیمی 450 -P بیشتری داشتند .

آنزیم‌های سیتوکروم 450 -P که در غشاء داخلی از سلولهای کبد قرار گرفته بود یک سیستم هیدرولیزاسیون بالقوه برای سم زدایی آندوژنوسی فراهم آورده بود که در واکنشهای پراکسیداسیون شرکت داشتند .

وجود مقادیر زیادی از آنزیم‌های اکسیده شده (دارای فعالیت کاتابولیکی) در غیاب فرآینده پاتولوژیکی ثابت کرد که سیستم فعال شده است و پیشنهاد کرد که یک حالت فیزیولوژیکی فوری بوجود آمده است .

بافت‌های کبدی جوجه‌های بلدرچین یکروزه حاصل از تخم‌های تابش یافته دارای سطح پراکسید بالاتری به میزان 4/16 درصد بودند در صورتیکه در جوجه‌های بلدرچین بالغ 3 هفتگی سطوح این پراکسید به اندازه 5/39 درصد در مقایسه با گروه شاهد کاهش پیدا کرد (شکل 4 و 01/0P< ).

در هفته ششم اختلافی بین گروههای تیمار و شاهد پیدا نشد. بنابراین این نتایج می‌تواند به عنوان اثر اکسیدانی بر روی مرحله پس از تابش در سیستم بیولوژیکی تفسیر گردد که اثر معنی‌دار آنتی‌اکسیدانی در مرحله بعد دارد .

پرنده‌های جوجه‌کشی شده از تخم‌های تابش یافته با وزن مشابه (در تخمهای طیور گوشتی) در مقایسه با گروههای هم دوره خویش (شاهد ) نشان دادند تیمار لیزر فقط رشد جنینی و رشد اولیه بعد از مرحله جنینی را تحت تاثیر قرار می‌دهد .

داده‌ها نشان داد که تابش لیزر بر روی تخم‌های جوجه‌کشی به طور موثری مرگ و میر جنین را کاهش، نسبت جوجه‌درآوری تخم را افزایش داده و باعث بهبود بقای حیوان می‌گردد .

کارآیی تابش لیزر به شرایط اولیه تخم‌های بارور شده بستگی دارد. تیمار لیزر یک اثر مثبتی بر روی سطح هموگلوبین داشت و نسبت آنزیم‌های سیتوکروم 450 -P اکسید شده را در بافتهای کبدی جنین افزایش داده و سطوح پراکسید را در دوره مشخصی تغییر داد و هیچ اثر منفی بر روی متابولیسم انرژی کبد نداشت .

با وجود اینکه مکانیسم این فرآیند مشخص نیست نور لیزر با شدت پائین احتمالاً توسط آنزیم‌هایی مانند آنزیمهای کاتالیز کننده موجود در سفیده تخم مرغ و Superoxide Dismutose و سایر مولکولهای پیچیده موجود در زرده و سلولهای جنینی جذب می‌گردد .

تحقیق با استفاده از سیستم‌های مدل نشان داد که فعالیت آنزیم ممکن است ترکیبات مولکولی را تغییر داده و سطوح پراکسیداسیون چربی را تغییر دهد .

در یک آزمایش تابش لیزری که قبلا انجام شده تغییراتی را در فرآیند مهاجرت یونها از سفیده تخم به داخل ساختمان جنینی در پنج روز اولیه انکوباسیون پس از تیمار تشخیص داد شد .

همچنین گزارش شده که نور لیزر قرمز عبور ترکیبات +3Fe را از زرده به ساختمان جنینی افزایش می‌دهد. این تغییرات ممکن است باعث Hemopoiesis ، متابولیسم انرژی، سیستم زدایی و سیستم‌های آنتی‌اکسیدانی در طول رشد جنینی و رشد اولیه پس از جنینی گردد .

منبع: فانی علیرضا، ایازی احد، الیاسی قربان و قره‌داغی اکرم. 1387. اثرات تابش لیزر قرمز با شدت پایین روی تخمهای جوجه‌کشی در مرغ و بلدرچین. نشریه تخصصی علوم دامی و بیوتکنولوژی جهان دامپروری، سال پنجم، شماره 23، ویژه فروردین و اردیبهشت، صفحات 12 الی 15 .