紫外线具有较高的能量,照射机体后可产生一系列的光化学反应和光电效应,本文主要探讨紫外线对家畜的影响。
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不同的波长其生物学作用的强弱不同,一般将紫外线分为三段,即:A段,波长320—400nm,其生物学作用较弱,主要起色素沉着作用;B段,波长275—320nm,生物学作用很强,主要是抗构楼病和红斑作用;C段,波长200一275nm,来自太阳辐射的这段紫外线不能到达地面,以人工装外线灯进行试验,此段具有最大的杀伤力,对机体细胞也有强烈的刺激和破坏作用。紫外线的各种基本作用阐述如下:
1、红斑作用 在紫外线的照射下,被照射部位皮肤会出现潮红,这种皮肤对紫外线照 射和特异反应称红斑作用。在紫外线照射一定时间后,由于皮肤的反射作用,毛细血管扩张,这时出现的红斑称为原发性红斑。而当照射时,因皮肤表皮细胞被紫外线所破坏,释放出组织胺与类组织胺,这两者达到一定浓度,又能刺激神经末梢,通过反射使皮肤毛细血管扩张、通透性加强,导致皮肤发红和水肿,这时发生的红斑称为继发性红斑。这一过程较慢,一般发生在照射后6—8h,甚至24h。紫外线的红斑反应有两个最敏感的波长区,即254nm和297nm,但两者所致红斑在性质上有许多不同之处。如在红斑深度、界限、温度、潜伏期、消失时间、色泽和血管反应方面均有不同,前者的表现分别为红斑深、界限明显、温度高、潜伏期长、消失慢、色泽为深红色、血管扩张;而后者表现为红斑深度浅、界限不明显、温度低、潜伏期短、消失侠、色泽为紫红有纹、血管痉挛。引起红斑作用的紫外线剂量以红斑学位计。不同紫外线的红斑剂量不同,现统一用功率入1w的297nm波长的紫外线灯的红斑辐射强度作为一个红斑剂量。由于产生红斑作用的这—波段紫外线也具有抗佝偻病作用,两者生物学作用的最佳效果光谱相近,故可用红斑剂量宋代表紫外线的生物剂量G它不仅在紫外线治疗上常以皮肤的红斑反应强弱,作为紫外线治疗的剂量标准,而且又具有重要的卫生学意义。一般用红斑剂量来表示机体每天所必需的紫外线照射剂量。
2.杀菌作用 细菌或病毒的蛋白质、酶和核酸能强烈吸收相应波长的紫外线,使蛋白质发生变性离解,曲活性降低或消失,在核酸中形成胸腺嘧啶二聚体,DNA结构和功能受到破坏.从而导致细菌和病毒的死亡。紫外线的杀菌作用与波长有关。280一302nm的紫外线主要引起蛋白质的离解;253—260nm的紫外线主要引起变性,而核酸对该波段的紫外线吸收量最为强烈。对260nm的紫外线的吸收强度比蛋白质高30倍。波长295nm的紫外线杀菌效果要比395nm紫外线的杀菌效果大l 510倍.故波长越短,杀菌效果越好。因此,一般认为:波长在300nm以下的紫外线有明显的杀菌作用,而杀菌作用最强的波段为253—260 nm。紫外线的杀菌作用可用
于空气、物体表面的消毒及表面感染的治疗。
紫外线的杀菌作用还与紫外线的辐射强度、细菌对紫外线照射的抵抗力等有关。
不同类型的细菌对紫外线的抵抗力不同,如结核杆菌对紫外线的抵抗力比葡萄球菌强2—3倍;金色葡萄球菌、绿脓杆菌对波长265nm的紫外线员敏感,而大肠杆菌则对234nm的紫外线最敏感.在空气中,白色葡萄球菌对紫外线最敏感,黄色八叠球菌耐受力最强.紫外线必须达到一定的辐射强度才具有有效的杀菌作用,研究显示,大约3W/m2的强度才可抑制细菌的生长。
紫外线不仅能杀死细菌,还能破坏某些细菌的毒素(如白喉和破伤风毒素)。真菌对紫外线则具有较强的耐受力。另据报道,因紫外线的能量能够破坏球虫的A链,因而,紫外线可用于生产中对兔球虫卵囊的消毒。
在畜牧业生产中,常用紫外线光源对畜舍进行灭菌。目前在鸡、鸭、猪等畜禽舍使用的低压汞灯,辐射出254nm紫外线,具有较好的灭菌效果.据生产实践证明,用20w的低压汞灯悬于畜舍2.5m的高空,每20m2悬挂1盏,即l W/m2,每日照射3次,每次50min左右,这样可降低家畜的染病率和死亡率,生产力明显提高。
短波紫外线(c段)对人眼损害很大,但对动物的眼睛影响并不大。因此,在布置低压汞灯灭菌时,可以直接向下方照射,而对刚出生的家畜,因其被毛稀疏,不能过多照射;奶牛、奶羊的乳部因皮藏在照射时应注意剂量。另外,紫外线也可用于饲料、饲养工具的杀菌。
3.抗佝偻病作用 佝偻病是由于缺乏维生亲D而发生的钙、磷代谢紊乱疾病。维生素D的主要作用是促进肠道对钙、磷的吸收,并与体内调节钙、磷的其他因子协调作用,使钙、磷在体内保持正常水平,促进骨基质钙化。畜体在维生素D缺乏时,肠道对钙、磷的吸收减少,血中钙、磷浓度下降,为维持血内钙、磷含量的稳定,钙、磷从骨中分解出来进入血液。因此,骨组织含钙的减少,成骨作用受到影响,成年家畜特别是妊娠及哺乳期母畜.则引起骨质软化症。
由于波长270一320 nm的紫外线,将麦角固醇和7—脱氢胆固醇转化为维生素口的能力最强,而这部分紫外线在太阳高度角小于35度时,一般不能到达地面,所以纬度较大的地区,在冬季一般都缺乏这部分紫外线。因此,在高纬度地区,冬季可对放牧家畜进行人工紫外线照射或通过饲料补加维生素D.在现代化的封闭式畜台中,由于家畜使用补充维生意D3的全价日粮,尽管常年见不到阳光,也不易发生维生素D缺乏症。
需要强调的是,为防止佝偻病和软骨症的发生,在对家畜进行紫外线照射时,必须选用波长283—295nm的紫外线,不可用一般的紫外线灯代替。
4.色素沉着作用 紫外线可使皮肤中的黑色素原通过氧化菌的作用,转变为黑色素,使皮肤发生色素沉着。黑色素对光线的吸收能力,较机体其他部位的组织大数倍,特别是对短波辐射的吸收量更大。色素沉着是机体对光线刺激的一种防御反应。由于色素在皮肤的沉着,增强了皮肤局部的保护功能,使皮肤不会过热。校色素吸收的光能则转变为热能,促使汗液分泌,因而增强了局部的散热作用;同时能防止太阳的短波辐射穿透组织,使深部组织不受损害。据观察,白猪和黑猪同时在夏季阳光照射下放牧(气温高于28度:),结果白猪全部发生皮肤损伤,黑猪发生皮肤损伤的只有1/16。紫外线产生色素沉着作用的波长为320一400nm。但在红外线和可见光作用下也能发生。最强最持久的色素沉着发生在紫外线、红外线和可见光几种光谱同时作用之时。
5.提高机体的免疫力和抗病力 动物长期缺乏紫外线的照射,可导致机体免疫功能下降,对各种病原体的抵抗力减弱,易引起各种感染和传染病。因此,为保证机体正常的免疫功能,接受适量的紫外线是必不可少的。在紫外线的作用下,机体的组织细胞分子结构发生改变,抗原性发生变化,激发机体产生免疫反应。同时紫外线照射可提高免疫细胞的吞噬活性,增加补体和凝集寒,增强细胞免疫和体液免疫功能。补体是畜禽新鲜血清中的一组球蛋白,它能协同抗体系灭
病毒或溶解细菌.促进吞噬细胞吞噬和消化病原体。凝集素也是一种能和细菌的表面抗原发生反应并使之凝集的抗体.其增加也是机体防御免疫功能加强的表现之一。紫外线照射增强机体免疫力的效果,还决定于照射剂量、照射时间以及机体的机能状态。在畜牧生产中,为增强畜禽体质,提高其对环境变化的适应能力和对某些疾病的抵抗力,可采用小剂量紫外线进行多次照射。
6.增强气体代谢作用 紫外线照射能兴奋呼吸中枢,使呼吸变慢变深,促进氧的吸收和一氧化碳、水汽的排出。同时能增加血液、红细胞和血红素的含量,提高血液携带氧和二氧化碳的能力,加速组织代谢过程。在紫外线局部照射时,还有改善局部血液循环、让痛、炎和促进伤口愈合的作用。
7.光敏性皮炎 当动物体内含有某些异常物质时,如采食养麦和三叶草等植物,或机体本身产生异常代谢物,或感染病灶吸收的病毒等,在紫外线作用下,这些光敏物质对机体发少明显的作用.能引起皮肤过敏、皮肤炎症或坏死现象,这就是光敏性皮炎或“光敏反应”。其机制有人认为是由于紫外线使机体对光敏物质的感受性增加所致;有人则认为是光敏物质在光化学反应(因光引起机体被照射部位的化学反应)中起接触剂的作用,导致机体发生一些本来不致发生的化学反应。光敏性皮炎专发于白色皮肤,特别是在动物无毛或少毛的部位,畜牧生产中多见于猪和羊。
8.光照性眼炎与癌 紫外线过度照射动物眼睛时,可引起结膜和角膜发炎,称为光照性眼炎。其临床表现为角膜损伤、眼红、灼痛、流泪、怕光,经数天后消失。最易引起光照性眼炎的波长为295—360nm。长期接触小剂量的紫外线,可发生慢性结膜炎.此外,紫外线尚有致癌作用。
紫外线照射对动物有利、有弊,在畜牧生产中尽可能地利用其有利的一面,避免过度照射造成有害的影响。近年来,由于人类的社会活动,使臭氧层受到破坏,而臭氧层能够吸收所有的C段紫外线和90%的B段紫外线,所以加剧了紫外线对地球上的动、植物和人类的危害。
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