Поступление радионуклидов с кормом — основной источник радионуклидов для сельскохозяйственных животных, тогда как другие пути перехода радиоактивных веществ играют, как правило, незначительную роль. Попавшие в организм животных радионуклиды вступают в процессы метаболизма, включающие всасывание, передвижение по отдельным органам и тканям, депонирование и выведение. От интенсивности этих процессов зависит, в конечном счете, накопление радионуклидов в продукции животноводства.
Скорость и место всасывания радионуклидов в ЖКТ можно определить путем учета времени, в течение которого после приема содержащих радиоактивные вещества кормов или воды в крови наблюдается максимальная концентрация радионуклидов. Это время варьируется в широких пределах. Так, у жвачных F18, Na22, Mo99 и I131, для которых отмечается максимальная концентрация в крови в течение 2–8 ч после потребления корма, всасываются в основном в верхней части ЖКТ (по-видимому, в рубце). У H3, Ca45, Sr90, Te132, Cs137 и W185 пики концентрации в крови регистрируются в более отдаленные сроки — спустя 12–60 ч после орального поступления, эти радионуклиды всасываются главным образом в средней части ЖКТ — в тонком кишечнике.
У свиней основным методом поступления из ЖКТ в кровь I131 является желудок, а у крупного рогатого скота, овец и коз — рубец, книжка и тонкий кишечник. При этом у жвачных животных скорость резорбции радионуклидов из ЖКТ в кровь медленнее, чем у животных с однокамерным желудком.
Интенсивность и величина всасывания радионуклидов зависят от химической формы соединения, в которое включен радионуклид, и его физико-химических свойств. В ЖКТ радионуклиды могут поступать в различных формах: в ионизированном состоянии, адсорбированных на поверхности растений аэрозолей, включенными в состав растительных и животных кормов, в составе оплавленных силикатных частиц разной растворимости.
Усвоение радионуклидов у различных сельскохозяйственных животных может варьироваться в широких пределах. Действительно, если всасывание I131 в ЖКТ взрослых жвачных составляет 100 %, то у свиней оно в 1,3–3,0 раза меньше. Напротив, Cs137 всасывается из ЖКТ свиней на 100 %, а из ЖКТ представителей жвачных — крупного рогатого скота, овец и коз соответственно в 1,3–2,0, 1,8 и 1,5 раза меньше. У кур всасывание Fe59 и Co60 выше, чем у крупного рогатого скота в 18 и 15 раз, а у свиней соответственно в 4 и 12 раз меньше, чем у кур.
Всасывание радионуклидов зависит от возраста животных, и у очень молодых особей оно может приближаться для некоторых радионуклидов к 100 %.
Радионуклиды, всосавшиеся в ЖКТ, поступают в кровь, распределяются в компонентах ее сыворотки и форменных элементов. Распределение радионуклидов в органах и тканях сельскохозяйственных животных определяется их видом, возрастом, длительностью поступления радиоактивных веществ в организм и другими факторами.
В сыворотке крови овец Na22, K42 и Cs137 практически не связаны с ее белками и находятся в диализированном состоянии, Ca45 и Sr90 лишь частично концентрируются в белках сыворотки (29–41 %), а Y90 и Ce144 содержатся преимущественно (99 %) в белковосвязанной форме.
Радионуклиды, транспортированные кровью к органам и тканям, частично задерживаются и избирательно концентрируются в них. Концентрация в органах и тканях радионуклидов при увеличении сроков их поступления в организм возрастает. Но через определенный период времени устанавливается равновесие между поступившими в организм количествами радионуклидов и их выделением. Равновесное состояние Sr90 в мягких тканях сельскохозяйственных животных устанавливается на 5–7 сутки (КРС, овцы, козы) и на 30–90 сутки (свиньи, куры); для Cs137 оно наступает позднее: у овец через 105 суток, а у КРС через 150 суток после начала введения.
Наибольшая концентрация в щитовидной железе сельскохозяйственных животных I131 при длительном поступлении в организм наблюдается на 10–15-е сутки и у КРС составляет 150 % суточного поступления с кормом (в расчете на массу всего органа). Коэффициент накопления I131 в щитовидной железе по сравнению с другими органами примерно в 100 раз больше.
Радионуклиды, поступившие в организм, не только концентрируются в органах и тканях, но и выводятся из них через ЖКТ, почки, легкие, кожу и молочную железу. Наиболее быстро удаляются радионуклиды, депонирующиеся в мягких тканях, — Mo99, I131, Cs137 и др. (преимущественно почками). Напротив, остеотропные радионуклиды выводятся медленно.
Среди пищевых продуктов, с которыми радионуклиды поступают в организм человека, продукты животноводства — молоко, мясо, яйцо и др. занимают одно из ведущих мест.
Переход радионуклидов в мясо и субпродукты из рациона животных определяется физико-химическими свойствами радионуклидов, а также видовыми особенностями и возрастом животных.
После однократного орального поступления в организм лактирующих коров радионуклидов наиболее интенсивное выведение их с молоком наблюдается в течение первых двух суток. Через 12 ч после введения в 1 л молока обнаруживают 0,12 % Са45, 0,05 % Sr90, 0,0005 % Zr95, 0,002 % Ru106, 0,12 % Cs137, 0,011 % Ва140 и 0,001 % Се144 от количества, поступившего в организм. В дальнейшем концентрация быстро увеличивается и через 24–48 ч достигает наибольшей величины.
Выделение радионуклидов с молоком у животных даже одного вида может варьировать и зависит от молочной продуктивности.
Переход Sr90 из рациона в яйцо не превышает 40 % суточного поступления радионуклида, а у низкопродуктивных кур оно может достигать 60 %. Максимальное его содержание в скорлупе (96 %), далее следует желток (3,5 %), а минимальное количество приходится на белок (0,2 %). Наибольшая концентрация радионуклидов в скорлупе, белке и желтке бывает в первые сутки после введения.
Применение современных достижений ядерной физики в животноводстве и ветеринарии, а также в других отраслях сельского хозяйства развивается в следующих основных направлениях:
· радионуклиды применяются как индикаторы (меченые атомы) в исследовательских работах в области физиологии и биохимии животных и растений, а также в разработке методов диагностики и лечения заболевших животных;
· радионуклиды и ионизирующие излучения используются в селекционно-генетических исследованиях в области растениеводства, животноводства, микробиологии и вирусологии;
· непосредственное применение ионизирующих излучений как процесса радиационно-биологической технологии для:
1. стерилизации, консервирования, увеличения сроков хранения и обеззараживания пищевых продуктов и фуража, сырья животного происхождения, биологических и фармакологических препаратов, хирургического, шовного и перевязочного материалов, приборов, устройств и инструментария, которые не подлежат температурной и химической обработке;
2. стимуляции роста и развития животных и растений с целью повышения хозяйственно полезных качеств;
3. борьбы с вредными насекомыми и оздоровления окружающей среды;
4. стерилизации животноводческих стоков и др.
В биологии, биохимии и физиологии в качестве веществ, позволяющих проводить исследования на молекулярном уровне, широко используют радиоактивные изотопы. Они позволяют изучать перемещения тел субмикроскопически малых размеров, а также отдельных молекул, атомов, ионов среди себе подобных в организме, без нарушения его нормальной жизнедеятельности.
Радиоиндикационный метод основан на использовании химических соединений, в структуру которых включены в качестве метки радиоактивные элементы. В биологических исследованиях обычно применяют радиоактивные изотопы элементов, входящих в состав организма и участвующих в его обмене веществ — Н3, С14, Na24, P32, S35, K42, Ca45, Fe59, I125, I131 и др. Введенные в организм радионуклиды ведут себя в биологических системах так же, как их стабильные изотопы.
Контроль за распределением и депонированием радионуклидов в различных органах может осуществляться внешней радиометрией подопытных животных или соответственно подготовленных биоматериалов (кровь, ткань органов, моча, кал и др.).
Авторадиография — метод получения фотографических изображений в результате действия на фотоэмульсию излучения радиоактивных элементов, находящихся в исследуемом объекте.
Сущность метода авторадиографии сводится к следующему:
1. предварительному введению подопытному животному того или иного количества радиоактивного изотопа;
2. взятию у него тех или иных органов и изготовление из них препаратов (гистосрезы, шлифы, мазки крови и т.д.);
3. созданию в течение определенного времени тесного контакта между изготовленным препаратом, содержащим радиоактивный элемент, и фотоэмульсией;
4. проявлению и фиксации фотоматериала, как это делается в обычной фотографии.
Нейтронно-активационный анализ является высокочувствительным методом определения ультрамикроколичеств стабильных изотопов в различных биологических материалах (кровь, лимфа, ткани различных органов). Он заключается в том, что исследуемый материал подвергается воздействию в условиях ядерного реактора потока нейтронов. В результате этого образуются радиоактивные продукты, которые затем подвергаются радиохимическому анализу и радиометрии.
Радиоиммунологический метод анализа (РИА) позволяет быстро и надежно определять содержание белков в биологических жидкостях и тканевых экстрактах, а также лекарственных препаратов и различных органических соединений.
В радиоиммунологическом анализе сочетается специфичность, свойственная реакциям антиген–антитело, с чувствительностью и простотой, что дает применение радиоактивной метки. Для проведения РИА необходимо иметь соответствующие антисыворотки и меченые радиоактивной меткой антигены.
Функцию метки антигенов выполняет радиоактивный изотоп — обычно I125 или Н3. Эта метка используется затем для обнаружения присутствия связанного комплекса.
При проведении радиоиммунологического анализа гормонов и других биологически важных соединений используют готовые стандартные коммерческие наборы реагентов, выпускаемые многими фирмами.
Радионуклиды и ионизирующее излучение для диагностических и лечебных целей успешно и широко применяется в медицине. В ветеринарии эти способы пока еще мало доступны для практического использования.
А.Д. Белов (1968) создал глазной аппликатор и разработал методику его применения при заболевании глаз у животных. С помощью аппликатора, заряженного Р32 и Sr89, были получены положительные результаты при язвенных и инфекционных конъюнктивокератитах, васкуляризации роговицы у телят и собак.
Радиоактивные изотопы, используемые для диагностики, должны отвечать ряду требований: иметь малый период полураспада и малую радиотоксичность, возможность для регистрации их излучений, характерные биологические свойства (органотропность) при исследовании различных систем и органов. Так, для определения интенсивности формирования костной мозоли и выявления очагов пониженной минерализации при различных патологических состояниях используют Ga67, который участвует в минеральном обмене костной ткани; Sr85 и Sr87 — для диагностики первичных и вторичных опухолей скелета, остеомиелита.
Радиоизотопные методы можно использовать для определения скорости кровотока, объема циркулирующей крови, плазмы и эритроцитов. Они позволяют определить минутный объем сердца, объем крови, циркулирующей в сосудах легких, тканевого и коронарного кровотока.
С помощью радиоактивных газов определяют функциональное состояние всех компонентов внешнего дыхания — вентиляции, диффузии в легочном кровотоке.
Изотопный метод оказался единственно эффективным при исследованиях водного обмена в норме, нарушений обмена веществ, а также инфекционной и неинфекционной патологии, сопровождающейся отеками и другими изменениями.
Широкое применение в клинической практике получило сканирование исследуемых органов — селезенки, печени, почек, поджелудочной железы и т.д. При помощи этого метода можно получить "карту" распределения радиоактивного изотопа в исследуемом органе и судить о функциональном состоянии последнего.
Лечебное применение радиоизотопов основано на их биологическом действии. Поскольку наиболее радиопоражаемы молодые, энергично размножающиеся клетки, то радиотерапия оказалась эффективна при злокачественных новообразованиях.
В связи с развитием атомной индустрии и широким использованием атомной энергии в народном хозяйстве появились потенциальные источники загрязнения искусственными радионуклидами окружающей среды, особенно за счет выбросов радиоактивных продуктов, перерабатывающими атомными предприятиями, атомными электростанциями и аварийными ситуациями на них. В целях профилактики повышения естественных фоновых величин радиоактивности систематически проводится контроль уровней радиации окружающей внешней среды. В объектах ветеринарного надзора (фураж, водоемы, рыба, мясо, молоко, яйца и т.д.) эту работу выполняет ветеринарная радиологическая служба.
Задачей радиометрической и радиохимической экспертизы являются:
ü контроль радиационного состояния внешней среды как за счет естественных, так и искусственных радионуклидов;
ü определение уровней радиационного фона в различных районах территории и выяснение их влияния на биологические объекты и биоценозы;
ü предупреждение пищевого и технического использования продуктов животноводства, содержащих радионуклиды в недопустимых концентрациях.
Определение радиоактивности в объектах ветеринарного надзора включает отбор и подготовку проб к радиометрии и радиохимическому анализу. Как в обычных условиях, так и при аварийных ситуациях для отбора проб определяют контрольные пункты, более полно отражающие характеристику данного района, с тем, чтобы взятые пробы были наиболее типичными для исследуемого объекта.
На исследование рекомендуется брать среднюю пробу. Для этого каждый объект берут в нескольких равных повторностях (не менее трех).
Пробы нумеруют и составляют опись, которую прилагают к сопроводительной в лабораторию. На взятые пробы составляют акт в двух экземплярах, в котором указывают: кем взяты пробы (учреждение, должность, фамилия); место и дату отбора проб; название продукта; куда направляют пробы, цель исследования. Один экземпляр оставляют в хозяйстве для списания взятых проб.
Присланный материал перед взятием средней пробы тщательно перемешивают. Величина средней пробы должна быть достаточной для надежного определения того или иного радионуклида. В целях концентрации пробы проводят минерализацию. Используемые при этом методы могут быть различными в зависимости от вида исследуемого материала, химической природы определяемых радионуклидов, схемы радиохимического анализа.
Вначале определяют суммарную b-активность, которая отражает удельную радиоактивность (Ки/кг, Ки/л) объекта ветнадзора. Это позволяет оперативно получить ориентировочные сведения о радиоактивности исследуемой пробы. Для выяснения изотопного состава радионуклидов в кормах и других объектах осуществляют радиохимический анализ.
В практике ветеринарно-радиологических исследований в первую очередь проводят радиохимический анализ главных РПД
1. Белов А.Д., Киришин В.А. "Ветеринарная радиобиология". М.: Агропромиздат, 1987
2. Белов А.Д., Косенко А.С., Пак В.В. "Радиационная экспертиза объектов ветеринарного надзора". М.: Колос, 1995
3. "Инструктивно-методические указания по определению радиоактивности в объектах ветнадзора". М.: Колос, 1975
4. "Изотопы и радиация в сельском хозяйстве". Т. 1 и 2. М.: Агропромиздат, 1989
5. Коваленко Л.И. "Радиометрический ветеринарно-санитарный контроль кормов, животных и продуктов животноводства". Киев: Урожай,1987
6. "Сельскохозяйственная радиоэкология". М.: Экология, 1992
Страницы: 1, 2
