Отдаленные последствия действия радиации на животных реферат

Обновлено: 05.07.2024

Источники ионизирующего излучения (радионуклиды) могут находиться вне организма и (или) внутри его. Если животные подвергаются воздействию излучения извне, то говорят о внешнем облучении, а воздействие ионизирующих излучений на органы и ткани от инкорпорированных радионуклидов называют внутренним облучением. В реальных условиях чаще всего возможны различные варианты и внешнего, и внутреннего облучения. Такие варианты воздействия называются сочетанными радиационными поражениями.

Доза внешнего облучения формируется главным образом за счет воздействия γ-излучения; α- и β-излучения не вносят существенного вклада в общее внешнее облучение животных, так как они в основном поглощаются воздухом или эпидермисом кожи. Радиационное поражение кожных покровов β-частицами возможно в основном при содержании скота на открытой местности в момент выпадения радиоактивных продуктов ядерного взрыва или других радиоактивных осадков.

Характер внешнего облучения животных во времени может быть различным. Возможны разные варианты однократного облучения, когда животные подвергаются радиационному воздействию в течение короткого промежутка времени. В радиобиологии принято считать однократным облучением воздействие радиации на протяжении не более 4 сут. Во всех случаях, когда животные подвергаются внешнему облучению с перерывами (они могут быть различными по продолжительности), имеет место фракционированное (прерывистое) облучение. При непрерывном длительном воздействии ионизирующего излучения на организм животных говорят о пролонгированном облучении.

Выделяют общее (тотальное) облучение, при котором радиационному воздействию подвергается все тело. Этот вид облучения имеет место, например, при обитании животных на территории, загрязненной радиоактивными веществами. Кроме того, в условиях специальных радиобиологических исследований может осуществляться местное облучение, когда радиационному воздействию подвергается та или иная часть тела! При одной и той же дозе облучения наиболее тяжелые последствия наблюдаются при общем облучении. Например, при облучении всего тела животных в дозе 1500 Р отмечается практически 100%-ная их гибель, тогда как облучение ограниченного участка тела (головы, конечностей, щитовидной железы и т. д.) каких-либо серьезных последствий не вызывает. В дальнейшем рассматриваются последствия только общего внешнего облучения животных.

Влияние ионизирующей радиации на иммунитет

Малые дозы радиации, по-видимому, не оказывают заметного влияния на иммунитет. При облучении животных сублетальными и летальными дозами происходит резкое снижение резистентности организма к инфекции, что обусловлено рядом факторов, среди которых важнейшую роль играют: резкое повышение проницаемости биологических барьеров (кожи, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и др.), угнетение бактерицидных свойств кожи, сыворотки крови и тканей, снижение концентрации лизоцима в слюне и крови, резкое уменьшение числа лейкоцитов в кровеносном русле, угнетение фагоцитарной системы, неблагоприятные изменения биологических свойств микробов, постоянно обитающих в организме, — увеличение их биохимической активности, усиление патогенных свойств, повышение резистентности и др.

Облучение животных в сублетальных и летальных дозах приводит к тому, что из крупных микробных резервуаров (кишечник, дыхательные пути, кожа) в кровь и ткани поступает огромное количество бактерий.! При этом условно выделяют период стерильности (его продолжительность одни сутки), в течение которого микробов в тканях практически не обнаруживается; период обсемененности регионарных лимфатических узлов (обычно совпадает с латентным периодом); бактериемический период (длительность его 4—7 дней), который характеризуется появлением микробов в крови и тканях, и, наконец, период декомпенсации защитных механизмов, в течение которого отмечается резкое возрастание количества микробов в органах, тканях и крови (этот период наступает за несколько дней до гибели животных).

Под действием больших доз радиации, вызывающих частичную или полную гибель всех облученных животных, организм оказывается безоружным как к эндогенной (сапрофитной) микрофлоре, так и к экзогенным инфекциям. Считают, что в период разгара острой лучевой болезни и естественный, и искусственный иммунитет сильно ослаблен. Однако имеются данные, указывающие на более благоприятный исход течения острой лучевой болезни у животных, подвергшихся иммунизации до воздействия ионизирующего излучения. Вместе с тем экспериментально установлено, что вакцинация облученных животных отягощает течение острой лучевой болезни, и по этой причине она противопоказана до разрешения болезни. Напротив, через несколько недель после облучения в сублетальных дозах выработка антител постепенно восстанавливается, и поэтому уже через 1—2 мес после радиационного воздействия вакцинация вполне допустима.

Сроки гибели животных после воздействия радиации в летальных дозах

Смертность овец после внешнего γ -облучения летальными дозами (Пейч в др., 1968)

Смертность коз, подвергшихся фракционированному рентгеновскому облучению (Тайлор и др., 1971)

Следует иметь в виду, что при фракционированном облучении сроки гибели животных зависят прежде всего от мощности дозы. Так, при ежедневном облучении ослов в дозе 400 Р все животные погибали между 5-м и 10-м днями. В экспериментах, где доза ежедневного облучения составляла 50 и 25 Р, средняя продолжительность жизни после начала радиационного воздействия составляла соответственно 30 и 63 дня. Кроме того, на продолжительность жизни сильно влияют видовые особенности животных. При фракционированном ежедневном облучении свиней в дозе 50 Р средняя продолжительность жизни у них оказалась равной 205 дням, что в 6,4 раза превышало среднюю продолжительность жизни ослов при тех же условиях радиационного воздействия.

Склеротические процессы развиваются в основном в результате прямого действия радиации на паренхиматозные клетки, сосуды и соединительнотканые структуры того или иного органа. Закономерности склеротических изменений у облученных животных те же, что и при естественном старении, однако локализация и время возникновения их различные. У облученных животных наиболее ранимыми являются капиллярная сеть, терминальные отделы венозной сети, артериолы, в то время как возрастные изменения наиболее выражены и распространены в артериях эластического и мышечного типов.
После облучения с возрастом животного на первый план выступают признаки общей дистрофии в сочетании с сосудистыми изменениями в виде нарушения межуточного вещества и клеточных элементов стенки сосудов (Иванов и соавт., 1981). Склероз развивается параллельно процессу дистрофии. Разрастание соединительной ткани является вторичным, заместительным процессом в ответ на сокращение паренхимы органа. Подобные структурные изменения регистрируются при лучевом повреждении почек, щитовидной железы, печени, легких, кожи и подкожной клетчатки.
При инкорпорации радионуклидов склеротические изменения возникают прежде всего в местах их депонирования (Стрельцова, 1970; Москалев, 1976, 1980). Циррозы печени возникали чаще у животных, облученных гепатотропными радионуклидами. Сосудистый нефросклероз развивался у животных, получавших равномерно распределяющиеся радионуклиды и радиоизотопы йода. Пневмосклероз регистрировался при ингаляционном поступлении животным радионуклидов, плохо резорбируемых из легких (Кошурникова, Любчанский, 1978).
Дисгормональное состояние. Эта форма патологии обнаруживается у значительного числа облученных животных. Началом эндокринологических сдвигов служит повреждение функции и структуры половых же^тез, щитовидной железы, надпочечников. К данной форме относят также ожирение, истощенна типа гипофизарной кахексии и несахарного мочеизнурения, сахарный диабет (Березовский, 1970; Дедов, Норец, 1981; Larsen еt аl., 1982). У сельскохозяйственных животных резко снижается яичная, шерстная и молочная продуктивность (Трофимова, 1973; Фролов, 1970; Regen et al., 1963; Comar, 1863; Pullen et аl., 1967).
Воспроизводительная способность полностью не утрачивается. Такие эксперименты провели на двух группах коров, которым орально четырехкратно ввели смесь продуктов ядерного деления 10 часового возраста в количествах 3,3 Ки на животное (Н.И. Буров и соавт., 1978), Болезнь протекала хронически в тяжелой форме; нарушенные функции органов не восстанавливались. Впоследствии при патологоанатомическом исследовании установлено резкое изменение щитовидной железы, У всех коров сохранялась способность к оплодотворению и в первый отел от них получен нормальный приплод, притом семь коров принесли двойни. Однако среди коров и приплода наблюдалась гибель. Средняя продолжительность жизни коров после введения радионуклидов в первой группе составляла 25, во второй — 22 мес. Выжившие телята не отличались от контрольных по росту, развитию, продуктивности. Впоследствии от них получено здоровое потомство.

Влияние ионизирующей радиации на иммунитет

Сроки гибели животных после воздействия радиации в летальных дозах

Смертность овец после внешнего γ -облучения летальными дозами (Пейч в др., 1968)

Смертность коз, подвергшихся фракционированному рентгеновскому облучению (Тайлор и др., 1971)

Смертность коров в различные сроки после γ-облучения (Броун и др., 1961)

Хозяйственно полезные качества животных, подвергшихся воздействию ионизирующей радиации

В принципе все сельскохозяйственные животные, подвергшиеся действию ионизирующих излучений, могут быть разделены на две категории. К первой категории относятся животные, получившие летальные дозы радиации. Срок их жизни от момента облучения сравнительно невелик, но в некоторых ситуациях продуктивность смертельно пораженных животных может представлять известный интерес.

Молочная продуктивность коров в первые 10— 12 дней после радиационного воздействия изменяется незначительно, а затем резко падает, и уже за 2 дня до гибели животных лактация полностью прекращается. Мясная продуктивность животных, которая обычно характеризуется динамикой живой массы, также изменяется незначительно: снижение массы тела у смертельно пораженных животных (если оно имеет место), как правило, не превышает 5—10%. Яйцекладка у кур-несушек, подвергшихся воздействию летальных доз радиации, прекращается в течение ближайших 5—7 дней. О шерстной продуктивности летально пораженных овец говорить не приходится, так как у них через 7—10 дней после радиационного воздействия наблюдается интенсивная эпиляция.

У животных, выживших после облучения в летальных или сублетальных дозах (вторая категория), продуктивность снижается ненадолго. Например, при облучении коров за 60 дней до отела в дозе 400 Р их молочная продуктивность на протяжении первых 10— 12 нед была ниже контроля на 5—10%. После повторного облучения в дозе 350 Р через 18 нед после начала лактации удой в течение первой недели после облучения снизился на 16%, к 5-й неделе —на 8%, а на 6-й неделе молочная продуктивность облученных коров вернулась к норме. Ориентировочно можно считать, что облучение коров в дозах, которые могут вызвать частичную гибель дойного стада, приводит к снижению удоя в целом за лактацию в среднем на 5—8 %.

Влияние смешанного γ-нейтронного излучения (при взрыве атомной бомбы) на продолжительность жизни свиней после радиационного воздействия (Броун, Джонсон, 1970)

У выживших животных, подвергшихся воздействию радиации в полулетальных дозах (или близких к ним), отмечены также другие неблагоприятные последствия. Так, после двукратного облучения свиней (480 рад + 460 рад через 4 мес) отмечено снижение прироста массы: спустя 2 года после радиационного воздействия облученные животные имели массу тела на 45 кг ниже, чем контрольные свиньи. Продолжительность жизни свиней сокращается в среднем на 3 % на каждые 100 рад внешнего облучения животных (рис.). При облучении кур породы белый леггорн в дозе 800 Р (смертность кур составляла в среднем 20%) наблюдается заметное снижение яйцекладки (рис.).

Дозы облучения, вызывающие острую лучевую болезнь легкой или средней степени тяжести, обычно не отражаются заметным образом на продуктивности сельскохозяйственных животных. Например, после внешнего γ-облучения в дозе 240 Р в течение последующих 40 нед бычки имели прирост массы тела 131 кг (в контрольной группе 118 кг). Свиньи, подвергавшиеся хроническому облучению в дозах 360—610 Р (мощность дозы 1,4 Р/ч), в течение всего времени облучения и последующие 90 дней опыта имели достаточно высокий среднесуточный прирост (500—540 г) и по этому показателю не отличались от контрольных групп (примерно 470 г). Аналогичная картина наблюдалась и при фракционированном облучении свиней в дозе 50 Р/сут. Не было обнаружено снижения яйцекладки у кур после облучения их в дозе 400 Р, а при дозе 600 Р яйцекладка снижалась примерно на 20 % только в первой декаде после воздействия.

Таким образом, при облучении сельскохозяйственных животных в сублетальном диапазоне доз существенных изменений в их продуктивных качествах не отмечается (если, конечно, животным созданы нормальные условия содержания и они обеспечены соответствующими рационами). При облучении животных абсолютно летальными дозами продуктивность снижается, но качество животноводческой продукции остается достаточно высоким. При длительном скармливании животным продукции, полученной от смертельно пораженных радиацией овец и коров, не наблюдается каких-либо патологических изменений как у потребляющих эту продукцию, так и у их потомства. Однако при использовании для питания продукции от радиационно пораженных животных рекомендуется проводить особо тщательно бактериологические исследования и соответствующую кулинарную обработку.

Воспроизводительные способности животных

Половые железы животных отличаются высокой чувствительностью к действию ионизирующих излучений. При облучении самцов сублетальными дозами происходит лучевое поражение семяродного эпителия в семенных канальцах, а также сперматогониев и сперматоцитов; созревшие и сформированные сперматозоиды считаются радиорезистентными. Высокие дозы радиации вызывают почти полное уничтожение семяродного эпителия и последующее затухание спермопродукции, тогда как облучение самцов средними и низкими дозами вначале приводит к снижению сперматогенеза, а затем отмечается постепенное его восстановление (рис.). Весьма характерны уменьшение объема эякулята, снижение концентрации и подвижности спермиев в эякуляте, появление в большом количестве уродливых сперматозоидов, падение биологической полноценности спермы и ее оплодотворяющей способности. Кроме того, уменьшается масса семенников: при γ-облучении хряков в дозе 400 Р масса тестикулов снизилась на 30%, а при облучении петушков в дозе 500 Р она уменьшилась в 3 раза по сравнению с массой семенников у контрольных петушков.

Влияние внешнего γ -облучения кур в дозе 800 Р на яйценоскость выживших кур (Малоний, Мрац, 1969)

Спермопродукция хряков, подвергшихся воздействию внешнего γ-облучения в сублетальных дозах (Паке в др., 1962).

Облучение в дозе 400 Р у отдельных хряков вызывает длительное бесплодие (хряк № 5)

Если дозы облучения не слишком велики, то с течением времени наблюдается частичное или полное восстановление воспроизводительной функции у самцов. В опытах на баранах, например, было установлено, что при облучении в дозе 100 Р качество спермы восстанавливается уже через 4 мес, в дозе 430 Р — лишь через 12 мес. Заметим, что аналогичное восстановление качества спермы у облученных хряков и быков наблюдалось уже через 5—б мес, т. е. примерно вдвое быстрее, чем у баранов.

Ионизирующая радиация влияет и на репродуктивную функцию самок. У облученных животных повреждаются и частично гибнут все виды клеток функционирующего яичника (в особенности первичные и вторичные фолликулы, зрелые яйцеклетки), нарушаются астральные циклы. Следует, однако, иметь в виду, что вскоре после облучения (даже среднелетальными дозами) воспроизводительная функция у самок восстанавливается и они могут приносить жизнеспособное потомство. Например, не было отмечено снижения плодовитости у взрослых коров, подвергшихся двукратному (с перерывом в 2 года) радиационному воздействию в дозах 400 Р.

При исследовании последствий действия ионизирующих излучений на организм в период внутриутробного развития была обнаружена исключительно высокая чувствительность воспроизводительной системы плода к действию радиации. При хроническом облучении свиноматок в течение 108 дней беременности (дозы γ-облучения от 1 до 20 рад/сут, длительность ежесуточного облучения 22 ч) беременность у животных протекала нормально, общее состояние свиноматок, число живых поросят в помете и их послеродовая жизнеспособность не отличались от тех же показателей в контрольных группах животных. Вместе с тем даже при облучении супоросных свиноматок в дозе 1 рад/сут у новорожденных поросят обнаруживается существенное снижение общего числа зародышевых клеток (у животных обоих полов). Так, у боровков количество гоноцитов (первичных предшественников половых клеток) составляло всего 3 % контроля, а у самок число выживших ооцитов было равным 7 % ооцитов контрольных свинок. Облучение в утробный период развития было причиной снижения спермопродукции (на 83 %), увеличения числа дефектных сперматозоидов с 2,8 % (контроль) до 11,4 °/о, что повлекло за собой бесплодие у 4 из 10 хряков. Несмотря на существенное снижение количества первичных и растущих фолликулов у облученных свинок, их воспроизводительные способности в первом помете были такими же, как у контрольных животных, но при повторном спаривании у 4 из 23 свиноматок было установлено бесплодие. Облучение супоросных свиноматок в дозе 0,25 рад/сут практически не влияет на воспроизводительную функцию у потомства.

С травой и другими растениями радионуклиды попадают в организм животных, т.е. основным источником радиации является корм. Поступление через органы дыхания и через кожу играет незначительную роль. Попавшие в желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) радионуклиды вступают в процессы метаболизма, включающие всасывание, перемещение по отдельным органам и тканям, депонирование и выведение. От интенсивности этих процессов зависит, в конечном счете, накопление радионуклидов в продукции животноводства.

Интенсивность и величина всасывания радионуклидов в ЖКТ зависят от химической формы соединения, в которое включен радионуклид, и его физико-химических свойств. Коэффициент всасывания различных радионуклидов различен у разных животных. Такие радионуклиды как йод-131, цезий-137, тритий всасываются в ЖКТ полностью, стронций-90 – всасывается 6-16%. Всасывание зависит от возраста животных (у молодых особей всасывание в несколько раз больше).

Радионуклиды, всосавшиеся в ЖКТ, поступают в кровь, распределяются в компонентах ее сыворотки и форменных элементов. Распределение радионуклидов в органах и тканях животных определяется их видом, возрастом, длительностью поступления радиоактивных веществ в организм и другими факторами. Существует несколько основных типов распределения радионуклидов в организме: равномерный (3Н, 7Li, 22Na, 40K, 85Rb, 137Cs); скелетный (45Са, 90Sr, 140Ba, 226Ra); печеночный (238U, 125Sb, 76As, 75Se); тиреотропный (131J, 211At).

Выводятся радионуклиды из организма животных с характерным для каждого изотопа периодом полувыведения. Наиболее быстро выделяются радионуклиды из мягких тканей. Период полувыведения цезия-137 составляет от 3 до 46 суток, а период полувыведения стронция-90 из скелета животных составляет более 3000 суток.

Биологические эффекты действия радиации на животный мир изучены недостаточно. Известно, что очень высокие дозы приводят к гибели млекопитающих, меньшие – к заболеваниям, генетическим изменениям, половым расстройствам, неспособности к воспроизведению, выкидышам. Биологические эффекты, происходящие в клетках подразделяются на
2 группы: стохастические и нестохастические.

Стохастические эффекты признаются беспороговыми и могут наблюдаться в клетках животных после минимальных доз облучения. К ним относятся: 1) репродуктивная гибель клетки; 2) возникновение генных мутаций; 3) появление хромосомных аберраций; 4) злокачественная трансформация клетки.

Нестохастические эффекты имеют пороговую дозу, ниже которой изменения отсутствуют. К нестохастическим реакциям относятся: 1) радиационная задержка и стимуляция деления клеток; 2) угнетение синтеза ряда веществ; 3) пострадиационное разрушение ДНК; 4) изменение проникаемости биологических мембран; 5) нарушение обмена кальция и функционирования ферментативных систем.

При действии радиационных излучений наблюдаются радиационные эффекты в тканях и органах животных. Прежде всего, наблюдается патология кровотворения и связанная с ней депрессия клеточных элементов крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов). Эти изменения характерны для клинического синдрома острой лучевой болезни. Под действием излучений меняется весь комплекс защитных механизмов и реакций организма (клеточных и гуморальных факторов иммунитета). При радиационных поражениях меняется естественная устойчивость к эндогенным (внутреннего происхождения) инфекциям. Негативное влияние гамма-излучений на воспроизводительную функцию сельскохозяйственных животных и качество потомства определяется в основном поражением эмбриона в период дифференцировки органов, а также семяродного эпителия яичек и яичников родителей.

По клиническому проявлению, характеру течения и исходу заболевания при общем облучении различают острую и хроническую лучевую болезнь. При облучении в больших дозах развивается ОЛБ. Различают три основные формы ОЛБ: церебральную, кишечную и костномозговую. В развитии и течении ОЛБ выделяют 4 периода: 1) начальный, или период первичных реакций; 2) латентный, или скрытый (период кажущегося благополучия); 3) период выраженных клинических признаков, или период разгара болезни; 4) период восстановления с полным или частичным выздоровлением.

В течение ХЛБ выделяют 3 степени тяжести: легкую, среднюю и тяжелую. Легкая степень характеризуется функциональными нарушениями органов и систем (функция может быть повышена или понижена). При средней степени отмечаются признаки морфологического повреждения наиболее радиочувствительных тканей – гипоплазия костного мозга с признаками лейко- и тромбоцитопении. При тяжелой степени наблюдаются выраженная гипоплазия костного мозга, резкая лейко- и тромбоцитопения, анемия, дистрофические изменения в органах и инфекционные осложнения.

ХБЛ развивается у крупного рогатого скота после однократного введения йода-131 в концентрации (0,9-2) х 109 Бк/кг массы животного, перорального введения в течение 8 лет стронция-90 в концентрации
7,4 х 106 Бк/кг массы животного. Из местных поражений возможно радиоактивное загрязнение кожного покрова с развитием бета-ожогов кожи, по тяжести поражения различают четыре степени: легкую, среднюю, тяжелую и крайне тяжелую.

Тогда радиационной волной накрыло приблизительно 1,8 млн га земной поверхности, свыше 200 тыс. из которых были изъяты из производственного использования. Бывшие советские республики – Беларусь, Россия и Украина, приняли на себя главный удар от радиоактивного заражения. В России приблизительно 1 % территории пострадал от аварии, в Украине – около 5 %. В Белоруссии же пятая часть земель получили высочайшие концентрации радионуклидов, обусловив радиационную опасность каждому пятому ее жителю.

Последствия заражения

Ущерб, нанесенный земельным, лесным, водным, биологическим ресурсам и самим людям, которых коснулась эта авария, на сегодня оценивают в несколько сотен млрд долларов США. И это не окончательная цифра, ведь полностью оценить последствия для всех регионов с учетом сложных социально-экономических и производственно-промышленных связей практически невозможно.
Кроме уменьшения и тотального выведения из пользования месторождений полезных ископаемых, лесов эксплуатационного значения, предприятий промышленности, огромный ущерб понесло и сельское хозяйство, потерявшее зоны интенсивного земледелия, подвергшиеся загрязнению, на долгие годы вперед. Поскольку авария случилась в самом разгаре весны, когда многие полевые работы подошли к концу и люди ожидали молодой урожай, а так же в закромах фермеров закончились незараженные прошлогодние корма, заражения как сельскохозяйственных растений, так и непосредственно животных избежать было невозможно. К тому же, вместе с радиоактивными осадками в почву выпадали радионуклиды с долгим периодом полураспада, такие как Cs-127 и Sr-90, способные сохранять радиационные свойства веками. А учитывая гранулометрический состав почв подавляющей части территории поражения, эти и многие другие биологически опасные изотопы, обладая высокой подвижностью в почвенном растворе, без труда мигрировали в растительность, а вместе с ней и в организмы животных. Такую цепочку обычно замыкает человек, получая дозу облучения вместе с продукцией – молоком, мясом, овощами, грибами, выращенными и привезенными из радиационно неблагополучных зон.
Сегодня, когда мы перешагнули третий десяток лет поле этой катастрофы, говорить про исключительную радиационную безопасность не приходится. Энергетический кризис толкает правительства многих стран принимать решения в пользу строительства новых АЭС, ядерная мощь мировых держав так же не угасает, устрашая простых жителей внезапностью применения ядерных установок или оружия. Да и череда вспыхивающих заявлений в ленте новостей о пожарах или авариях заставляют задуматься, не повторится ли история Чернобыля или Фукусимы снова. О том, как обезопасить себя прямо касающимися нашего здоровья действиями, сказано немало. Мы же поговорим о том, как через обеспечение радиационной защиты фермерскому хозяйству гарантировать успешное долголетие себе и своим семьям.

Несколько слов о радиоактивности

Жизнь на планете реализовывала свой биологический потенциал в абсолютно неидеальных условиях. Постоянные скачки температуры, атмосферного давления, влажности, суточные и сезонные изменения постоянно сопровождали жизнь от момента ее появления на Земле. Среди факторов неживой природы, играющих не последнюю роль в жизни биосферы, является ионизирующее излучение, определяющее природный радиационный фон на планете. Создается он природными элементами – ураном, торием, радием, радоном, покоящимися в земных недрах и обладающих радиоактивными свойствами. Кроме того, естественный фон образуется и под действием заряженных частиц, привносимых в атмосферу из окружающего космического пространства.
Ключевой характеристикой для выделения подобного рода веществ от других является их природная способность к радиоактивности, т.е. к внезапному самопроизвольному распаду их атомных ядер с выделением элементарных частиц и энергии. Этот процесс сопряжен с преобразованием одних химических элементов в другие в природных условиях. Измеряется данный показатель количеством распадов за единицу времени, обычно за секунду. Открытие этого свойства, во многом изменившего ход истории, состоялось в 1986 г. А. Беккерелем, выдающимся французским физиком.

По современным оценкам, примерно 83 % радиации, получаемой человеком в процессе жизни, определяется именно естественным радиационным фоном, остальное приходится на искусственные источники, созданные человеком. Считается, что на ход эволюции оказала мощный эффект природная радиоактивность, обусловившая возникновение множества мутаций, некоторые из которых были полезными и закрепились даже в наших организмах. Интенсивная добыча полезных ископаемых, вместе с которыми на поверхность поднимаются сопутствующая порода с радиоизотопами, сжигание угля и торфа, извлекающие в атмосферу тысячи радиоактивных частиц, привели к существенному увеличению природного радиационного фона, начавшегося с середины ХХ ст. Добавив к этому испытания ядерного оружия и работу электростанций на ядерном топливе, получим устрашающую картину.
Говоря о радиоактивности сегодня, зачастую имеют в виду один из трех ее видов:

α-излучение, которое, несмотря на хорошую способность к ионизации, не владеет высокими проникающими способностями и свойственно преимущественно тяжелым ядрам;
β-излучение, имеющее ионизирующую способность, меньшую на два порядка в сравнении с α-распадом, но с лучшими проникающими свойствами;
γ-излучение – самое жестокое по отношению к живой материи из изученных.

Несмотря на слабые ионизационные характеристики, проникает сквозь природные и естественные барьеры, а 5-сантиметровый слой свинца, непреодолимый для предыдущих двух видов, легко преодолим γ-лучами.

Все выше обозначенные виды радиоактивности, помимо прочего, отличаются испускаемой энергией и скоростью частиц, что и определяет их разное влияние на живые объекты и экосистемы. Считается, что для задержания потока α-частиц достаточно листа бумаги или тонкой древесины. Для γ-фотонов действенной преградой будет уже свинцовая пластина толщиной не меньше 20 см.

Сельскохозяйственная фауна и радиобиологический эффект

Механизм действия радиации на организмы животных, как диких так и одомашненных человеком, практически сходен с влиянием на человеческий организм. На характер радиобиологического эффекта влияет взаимное пространственное положение источника выбросов и организма реципиента радиации, доза облучения и ее распределение во временном промежутке, между органами и тканями облучаемого, ну и, непосредственно, сам вид излучения. В зависимости от пространственного расположения источника излучения к живому объекту различают внешнее, когда источник радиации находится во внешней по отношению к организму среде, внутреннее, когда радиоизотопы, попадая в живой объект, начинают облучать его изнутри, и комбинированное, созданное комплексным действием внешнего и внутреннего облучения.
Пути поступление в организм животных радиоизотопов различны. Их можно классифицировать следующим образом:

ингаляционный – вместе с атмосферным воздухом;
пероральный – с водой и кормами;
перкутанный – через кожно-волосяной покров;
через слизистые оболочки;
через раневые поверхности.

В организм крупного рогатого скота главным путем для проникновения радиации является желудочно-кишечный тракт, а потом уже легкие и кожа. Проникнув одним из возможных способов, радионуклиды соответственно своим физико-химическим свойствам, распределяются дальше в организме. И оно может быть равномерным, охватывающим практически все органы и ткани, или же органотропным, тяготеющим к определенным тканям и органам.
Весь процесс действия радиации на биологические объекты можно разбить на такие стадии:

Стадия начала первичных явлений физической природы.
Стадия радиационно-химических процессов.
Стадия начала биологических превращений.

На первом этапе кванты энергии радиационного воздействия передаются элементарным частицам той поверхности или среды, куда они попали, что приводит к их ионизации;
Второй этап сопровождается поглощением энергии молекулами клеток, что сопровождается образованием свободных радикалов, участвующих в окислительно-восстановительных процессах клеток.
Третий этап характеризуется завершением предыдущих воздействий и проявляется через биологические реакции организмов животных в виде прямых и косвенных поражений.
Все возможные биологические эффекты действия радиации на домашнюю фауну можно разделить на две группы по срокам наступления:

Первые начинаются практические сразу и проявляются в первые недели и месяцы после облучения. Наиболее распространенным примером таких воздействий является острая лучевая болезнь, приводящая в отдельных случаях к летальным последствиям.
Отдаленные же проявляются через годы или сказываются даже на здоровье следующих поколений.
Радиобиологический эффект по-разному проявляется как на отдельных видах сельскохозяйственных животных, так и на породах внутри каждого отдельного вида.

Особенности лучевой болезни

Животные, наравне с человеком, подвержены всем типам лучевых патологий: острой и хронической лучевой болезни, ожогам, отдаленные последствиям.
Причиной острой лучевой болезни выступает внезапное поступление в организм сильных доз радиации. По тяжести принято выделять четыре основных степени протекания – от легкой до крайне тяжелой.
Развитие ОЛБ у животных сопровождается следующими последовательными этапами – периодом первичных реакций, латентным периодом мнимого физического благополучия, этапом с ярко выраженными клиническими признаками и заключительным периодом выздоровления. Естественно, что протекание острой формы болезни будет зависеть от дозы и вида излучения. Но еще больше определять течение и скорость выздоровления будут индивидуальные особенности организма каждого отдельно взятого животного.

В целом для большинства животных начало лучевого поражения будет иметь практически одинаковый вид. На протяжении нескольких дней у животного может наблюдаться меняющие друг друга возбуждение и наоборот слабость и апатия. Возможно повышение температуры, рвота и диарея.

После этого, когда отмечаете некоторое улучшение состояния, наступает вторая стадия, продолжающаяся до нескольких недель. Характерно, что мучившие животное симптомы на этот период исчезают. На самом же деле патологический процесс в организме уже запущен.

Уже через три недели после облучения наступает следующий этап, в ходе которого клинические признаки становятся наиболее яркими. Это и геморрагический синдром, нарушение кроветворных процессов, состава крови, дыхательная и сердечная недостаточность, сбои в работе пищеварения. Возможно повышение температуры и кратковременные лихорадочные приступы. Этот период – решающий в жизни животного, поскольку от него зависит, перешагнет ли пострадавший на следующий этап – этап восстановления.

Наибольшая вероятность наступления летального исхода приходится на первый и третий этапы течения болезни.
Не менее страшными последствиями для скота характеризуется хроническая форма лучевой болезни, с которой можно столкнуться и в мирное, на первый взгляд радиационно благоприятное, время. Для того, чтобы подвергаться длительному и направленному заражению небольшими дозами радиации, совсем не нужны аварии или чрезвычайные ситуации на атомных энергоблоках. Достаточно просто вести свое хозяйство в местах естественного выхода радона из земных недр или выпасать коров на бывших отвалах горнодобывающих предприятий, таящих в себе остатки радиоактивных частиц. Употребляя корма с таких опасных пастбищ или просто находясь даже на таком участке местности, рискуют как животные, так и сам человек. Что ждет ваше поголовье тогда? Структурные функциональные нарушения, дистрофия органов и жизненно важных функций, снижение иммунитета и как следствие повышение заболеваемости. У многих животных репродуктивного возраста наступает стерильность. Зачастую жизненный исход таких особей определяют раковые новообразования, ставящие жирную точку на их существовании.

Хозяйственная ценность скота и радиация – есть ли совместимость?

Если говорить о продуктивности молочных пород коров, то в первые десять дней она практически не меняется. В случаях, когда имеют дело с острой лучевой болезнью, уже за несколько дней до гибели животного лактация полностью останавливается.
Исследования мясных пород коров так же дают основания утверждать, что снижение массы у особей, получивших летальные дозы радиации, не превышает нескольких процентов. У тех, кто все же выжил при действии летальных доз радиации, продуктивность снизится на долгое время.

Радиация несет и другие нежелательные последствия. Экспериментально подтвердилось, что свиньи, которые подвергались радиационному эффекту, отставали в приросте мышечной массы, чем их здоровые сородичи, весившие в среднем на 45 кг больше них во взрослом возрасте.

Куры, пострадавшие от радиации, демонстрируют снижение яйцекладки. Дальнейшее использование продуктов такого рискованного животноводства должно сопровождаться строгим радиационным контролем за качеством. Пчеловодам можно вздохнуть с облегчением, ведь мед практически не накапливает радионуклиды.

Кормление животных в радиационно неблагополучных районах

Поскольку именно через пищу и воду существует наибольшая вероятность животному получить дозу радиации, все корма должны проходить строгий радиационный контроль. Ведь скорость миграции радиоизотопов в молоко и мясо, которые потом придут в магазины и рынки, напрямую зависит от содержания в питании веществ, блокирующих появление биологических эффектов и способствующих как можно более быстрому выведению изотопов из организма.
Эти вещества называются радиопротекторами или радиационными защитниками живого. В эту группу относят витамины, минеральные соединения, аминокислоты, клетчатка. Например – клетчатка, она улучшает перистальтику кишечника и способствует скорому выведению радиоизотопов из органов и тканей. Кроме того, она снижает их способность переходить в продукцию животноводства.

Аминокислоты способны уменьшать радиочувствительность, связывая свободные радикалы организма. Пектины и флавоноиды, обильно содержащиеся в зеленой массе растений, так же не отстают по способности выводить радиоизотопы из организма. Отдельного внимания заслуживают минеральные вещества, без которых сбалансированное радиопротекторное питание невозможно. В особенности это касается кальция и калия, которые в условиях острого дефицита обычно замещаются стронцием и цезием, своими ближайшими химическими аналогами. Но и здесь нельзя переусердствовать, ведь переизбыток вещества, как правило, столь же вреден для организма, как и его недостаток.

Заготовка кормов так же требует особого подхода. Их лучше всего заготавливать, активно вентилируя. Заготавливая силос и сенаж, рекомендуется добавлять консерванты. Корнеплоды перед каждым кормлением должны тщательно обмываться в чистой проточной воде. Зерновые перед кормлением скоту в случае их загрязнения в обязательном порядке очищают от поверхностных оболочек, в которых концентрируется большая часть радионуклидов.

К тому же, рацион животных может быть дополнительно обогащен веществами, способными к связыванию радионуклидов. Самым простым вариантом может быть соль алгиновой кислоты, преобразующая радиоактивные изотопы в комплексные химически инертные соединения, выводимые вместе с калом из организма.

Как видим, понятие радиационная безопасность очень относительное. И человек, и братья его меньшие могут стать жертвой радиации, даже не догадываясь об этом. Кто может дать 100 % гарантию, что материалы, из которых вы возводите себе дом или сарай для птицы, прошел радиационный контроль и не скрывает в себе источников облучения? Да и покупая мясо или молочную продукцию без необходимых на то сертификатов качества мы также подвергаемся риску.

Чернобыльская катастрофа постепенно уходит в прошлое. Забрав тысячи жизней, она оставила тысячи гектаров загрязненных земель и водоемов, вблизи или даже на которых человек опять начал производство. Печально, но факт. Остается лишь верить в предположение мировых ученых, что после крупных радиационных катастроф появляются новые радиационно стойкие генерации живых существ, бесстрашные к ядерным атакам и авариям. Было бы неплохо, окажись это правдой.

Читайте также: