МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ХАКАССКИЙ ФИЛИАЛ
Кафедра технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции

^{КУРС ЛЕКЦИИ}

по дисциплине - ОПД. Ф. 08: «Сельскохозяйственная радиобиология».

для специальности 110401.65-Зоотехния

Абакан 2008

Кафедра ТППСХП

Лекция 1 (2 ч.).

РАДИОБИОЛОГИЯ

План:

1. 
   Введение
   
2. 
   Задачи
   
3. 
   Краткая история
   
4. 
   Контрольные вопросы
   

Радиобиология — наука о действии всех видов ионизирующих излучений на живые организмы и их сообщества.

Фундаментальная задача, составляющая предмет радиобиоло­гии, — вскрытие общих закономерностей биологического ответа на ионизирующие воздействия, на основе которых разрабатывают пути и методы управления лучевыми реакциями организма. Радиобиоло­гия занимается поиском средств защиты организма от воздействия излучений и путей пострадиационного восстановления от повреж­дений; прогнозированием опасности для человека и животных, выз­ванной повышением уровня радиации окружающей среды и радио­активного загрязнения продуктов сельскохозяйственного производ­ства (мясо, молоко, яйца, овощи, зернофураж и т. д.); разработкой методов использования ионизирующих излучений в качестве радио­биологической технологии в сельском хозяйстве, пищевой и мик­робиологической промышленности, а также для диагностики болез­ни и лечения больных животных.

Радиобиология как самостоятельная комплексная научная дис­циплина тесно связана с рядом теоретических и прикладных облас­тей знаний — биологией, физиологией, цитологией, генетикой, био­химией, биофизикой и ядерной физикой.

Первые сведения о повреждающем действии ионизирующих из­лучений, в частности рентгеновского, были опубликованы в 1896 г., когда у ряда больных, которым производились рентгеновские сним­ки, а также у врачей, работающих с этими лучами, были обнаруже­ны дерматиты.

Поражения кожных покровов возникали и после воздействия лучами радия. Пьер Кюри, желая выяснить их влияние на кожу, об­лучил собственную руку. В сообщении, сделанном им в Парижской академии наук, он подробно описал процесс поражения.

В те годы применение ионизирующих излучений для просвечи­вания организма и с лечебной целью имело эмпирический харак­тер, так как многие стороны физических свойств и механизмы биологического действия излучений не были известны. Применение рентгеновского излучения и препаратов радия было произвольным, поэтому результаты лечения были малоэффективны, а осложнения в виде лучевых поражений наблюдались довольно часто.

Долгое время объектом наблюдения оставалась кожа, так как ник­то не предполагал, что рентгеновские лучи могут действовать и на глубоко расположенные ткани.

Среди самых ранних работ по изучению биологического действия ионизирующих излучений на животных широкую известность по­лучили классические исследования Н. Ф. Тарханова (1898 г.), уста­новившего в опытах наличие различных реакций на облучение во многих системах организма лягушек и насекомых.

В 1903 г. Альберс-Шонберг обнаружил дегенеративные измене­ния семяродного эпителия и азооспермию у морских свинок и кро­ликов, а в 1905 г. Хальберштадтер наблюдал атрофию яичников у облученных животных. Вскоре выявили азооспермию, явившуюся причиной бесплодия молодых рабочих завода рентгено­вских трубок, проработавших на производстве более трех лет.

В 1903 г. в значительной степени под влиянием экспериментов русского исследователя Е. С. Лондона, который обнаружил леталь­ное действие лучей радия на мышей, применили для этих целей рентгеновские лучи. Последний впервые описал лучевую ане­мию и лейкопению, а также обратил внимание на поражение орга­нов кроветворения, видимое даже невооруженным глазом (напри­мер, атрофия селезенки). Он детально описал типичные изменения клеток костного мозга и лимфоузлов при гистологическом исследо­вании.

В 1905 г. Корнике установили, что под влиянием ионизирующего излучения тормозится деление клеток. Бергонье и Трибондо выя­вили неодинаковую чувствительность разных клеток к облучению. На основании этих экспериментов они в 1906 г. сформулировали положение, вошедшее в радиобиологию как правила Бергонье и Три­бондо: чувствительность клеток к облучению прямо пропорциональ­на митотической активности и обратно пропорциональна степени их дифференцированности. Позднее в правила Бергонье и Трибон­до были внесены существенные коррективы. В указанный период начали изучать действие ионизирующей радиации на эмбриогенез. Было обнаружено возникновение различных аномалий при облуче­нии на определенных стадиях развития эмбриона.

В 1925 г. в опытах на дрожжевых клетках и плесневых грибах Г. Н. Надсони Г. Ф. Филиппов выявили действие ионизирующих из­лучений на генетический аппарат клетки, сопровождающееся на­следственной передачей вновь приобретенных признаков. Так, ис­следуя влияние рентгеновских лучей на половой процесс у низших грибов, они обратили внимание на появление отдельных колоний оранжевого цвета. Изучение этих новых форм грибов показало их резкое отличие от исходной культуры — они были способны образовывать жир и оранжевый пигмент. Наблюдая данные грибы в те­чение многих поколений, ученые твердо установили, что имеют дело с наследуемым изменением и что, таким образом, рентгеновские лучи обладают мутагенным действием. В 1927 г. это подтвердил Г. Мюллер на дрозофиле, а затем Л. Стадлер на кукурузе. В дальней­шем исследования были проведены на мышах и других организмах. В настоящее время радиационно-генетические исследования прово­дятся во всем мире широким фронтом. Изучением этой проблемы занимается специальный раздел науки — радиационная генетика.

Исключительные достижения ядерной физики в 40—50-х годах, открытия, сделанные французскими исследователями Жолио и Ирен Кюри, доказавшие реальную возможность получения искусствен­ным путем радиоактивного вещества и радиоактивных изотопов, открытие деления урана и возможности использования энергии ядра атома явились мощным импульсом к бурному развитию радиобио­логии.

Особо интенсивное развитие радиобиологических исследований началось после варварской атомной бомбардировки городов Хиро­симы и Нагасаки, поставившей на повестку дня неотложную зада­чу — разработать способы противолучевой защиты и методы лече­ния при радиационных поражениях. Это вызвало необходимость детально изучить механизмы биологического действия ионизирую­щих излучений и патогенез болезни. Для решения указанных задач в 40-50-е годы во многих странах мира были созданы специальные крупные научные центры и лаборатории.

К настоящему времени имеется большое количество фундамен­тальных работ и накоплен огромный фактический материал по раз­личным аспектам биологического действия ионизирующих излуче­ний, но, несмотря на это, на сегодняшний день мы еще не имеем единой объединяющей теории механизма их биологического дей­ствия.

Одной из причин такого положения, несомненно, является то, что решение основных вопросов радиобиологии велось в отрыве от тех общебиологических теоретических дисциплин, в области кото­рых вторгаются эффекты биологического действия ионизирующей радиации и закономерности которых в значительной степени объяс­няют характер этих эффектов (Ковалев).

Как правило, авторы большинства предложенных гипотез остав­ляют вне поля зрения такие важнейшие проявления биологическо­го действия ионизирующих излучений, как подавление процессов дифференцировки и иммуногенеза, канцерогенное влияние иони­зирующих излучений, лечебное их действие при опухолевом росте, эффект ускорения процессов старения облученных организмов и т. д. Возможно, что именно такая широта диапазона биологического дей­ствия ионизирующих излучений — одна из причин отсутствия еди­ной теории механизма лучевых поражений.

П. Д. Горизонтов, Э. Я. Граевский, Н. А. Краевский и другие исследователи отмечают, что отсутствие единой теории биологичес­кого действия излучений значительно затрудняет поиски средств профилактики и лечения лучевых повреждений.

Значительный вклад в развитие радиобиологии в РФ в области ветеринарии и животноводства внесли ученые Московской ветери­нарной академии им. К. И. Скрябина (Белов, Ильин и др.), Казанс­кого ветеринарного института им. Баумана (Киршин, Бударков и др.), Ленинградского ветеринарного института (Воккен и др.), ВИЭВ (Карташов, Круглов и др.) и др.

На основе эффектов биологического действия ионизирующей радиации радиобиология рассматривает и ведет разработку приклад­ных вопросов радиобиологии в виде радиационно-биологической технологии (РБТ) в животноводстве, ветеринарии и других отрас­лях сельского хозяйства в направлении: стимуляции хозяйственно полезных качеств у сельскохозяйственных животных, в том числе птиц, под действием малых доз внешнего облучения, стерилизации ветеринарных биологических (вакцины, сыворотки и др.) и лекар­ственных препаратов (витамины, антибиотики и т. д.), биологичес­ких тканей, полимерных изделий, шовных и перевязочных матери­алов, консервирования пищевых продуктов и обеззараживания сы­рья животного происхождения (шерсть, кожа, пушнина и т. д.) и отходов сельскохозяйственного производства (навозные стоки) и т. д. Наряду с этим радиобиология ведет разработку и использование методов радиоактивных изотопов в животноводстве и ветеринарии для изучения физиологии и биохимии животных, диагностики бо­лезней и с лечебной целью, в селекционно-генетических исследо­ваниях и т. д.

Специалисты сельского хозяйства должны знать характер биоло­гического действия различных доз радиоактивных излучений, а зоо­ветеринарные специалисты — уметь оценивать радиационную си­туацию, диагностировать болезни лучевых поражений, организовы­вать и проводить мероприятия по оказанию лечебно-профилакти­ческой помощи животным. Правильная и своевременная организа­ция мер по определению радиационной ситуации, обработке и за­щите животных может предотвратить заражение радиоактивными веществами мяса, молока и другой продукции.

Контрольные вопросы. 1. Перечислите задачи радиобиологии? 2. Объясните биологическое действие ионизирующих излучений?

Лекция 2 (2 ч.).

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОБИОЛОГИИ. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

План:

1. 
   Основы
   
2. 
   Электронная оболочка
   
3. 
   Ядро атома
   
4. 
   Характеристика радиоактивных излучений
   
5. 
   Закон радиоактивного распада
   
6. 
   Контрольные вопросы
   

Все в природе состоит из простых и сложных веществ. К простым веществам относят химические элементы, к сложным — химические соединения. Мельчайшую частицу химического элемента, которая яв­ляется носителем его химических свойств, называют атомом (от греч. atomos — неделимый). Мельчайшая частица сложного вещества — мо­лекула; она состоит из атомов одного или нескольких элементов.

В природе только инертные газы обнаруживаются в виде атомов, так как их внешние оболочки замкнутые, все остальные вещества существуют в виде молекул.

Атом любого элемента можно разделить на субатомные (элемен­тарные) частицы, и в этом случае он утратит свойства, характерные для данного элемента. К элементарным частицам относят электро­ны, протоны, нейтроны, мезоны, нейтрино и ряд других. Однако определение «элементарные» не означает, что эти частицы простей­шие, бесструктурные элементы материи. Электрон, например, так же многообразен, как и атом.

Вместе с тем изучение атомов всех элементов, входящих в перио­дическую систему, в конечном итоге сводится к изучению свойств и взаимодействию трех частиц — электронов, протонов и нейтронов. Один элемент отличается от другого только числом и расположением этих частиц. В начале XX в. было выдвинуто несколько теорий строе­ния атома, которые называли моделями атома. При помощи моделей ученые пытались объяснить различные физические свойства атомов — линейность спектра излучения газов при высокой температуре, элек­трическую нейтральность и устойчивость атома и многие другие яв­ления. В 1911 г. Э. Резерфорд предложил планетарную модель атома, которая была развита Н. Бором (1913 г.). Согласно этой модели в цен­тре атома расположено ядро, имеющее положительный электричес­кий заряд. Вокруг ядра перемещаются по эллиптическим орбитам электроны, образующие электронную оболочку атома.

ЭЛЕКТРОННАЯ ОБОЛОЧКА

В зависимости от энергии, которая удерживает электроны при вращении вокруг ядра, они группируются на той или иной элект­ронной орбите. Иначе электронную орбиту называют уровнем или слоем. Число слоев у различных атомов неодинаковое. В атомах с большой атомной массой число орбит достигает семи. Их обозначают либо цифрами, либо буквами латинского алфавита: К, L, M, N, О, Р, Q; ближайший к ядру — К-слой. Число электронов в строго определенное. Так, К-слой имеет не более двух элек­тронов, L-слой — до 8, М-слой — до 18, N-cлой — 32 электрона и т.д. Электроне — устойчивая эле­ментарная частица с массой покоя, равной 0,000548 атомной единицы массы (а.е.м.), а в аб­солютных единицах массы 9,1 • 10^-28г. Энергетический эквивалент электрона составляет 0,000548 • 93140,511 МэВ. Электрон несет один элементарный отрицательный заряд электричества. Поэтому в ядерной физике заряд электрона принят за еди­ницу.

В атоме суммарное количество электронов на орбитах всегда рав­но сумме протонов, находящихся в ядре. Например, атом гелия со­держит два протона в ядре и имеет два электрона на орбите, атом натрия — 11 протонов в ядре и 11 электронов на орбитах, атом свин­ца — 82 протона в ядре и 82 электрона на орбитах и т. д. Вследствие равенства суммы положительных и отрицательных зарядов атом представляет собой электрически нейтральную систему. На каждый из движущихся вокруг ядра электронов действуют две равные, про­тивоположно направленные силы: кулоновская сила притягивает электроны к ядру, а равная ей центробежная сила инерции стремит­ся вырвать электрон из атома. Кроме того, электроны, вращаясь по орбите, одновременно имеют собственный момент количества дви­жения, т. е., подобно волчку, вращаются вокруг собственной оси.

Элект­роны внешней орбиты больше подвержены воздействию излучений низкой энергии. При сообщении электронам извне дополнитель­ной энергии они могут переходить с одного энергетического уровня (орбиты) на другой или даже покидать пределы данного атома. Так, если воздействие будет слабее энергии связи электрона с ядром, то электрон перейдет лишь с одного энергетического уровня на дру­гой. Такой атом остается нейтральным, однако он отличается от ос­тальных нейтральных атомов этого химического элемента избытком энергии. Атомы, обладающие избытком энергии, называют возбуж­денными, а переход электронов с одного энергетического уровня на другой, более удаленный от ядра, — процессом возбуждения. По­скольку в природе всякая система стремится перейти в положение, при котором ее энергия будет наименьшей, то и атом из возбужден­ного состояния переходит в первоначальное, возвращение атома в обычное состояние сопровождается выделением избыточной энергии. Переход электронов с внешних орбит на внутренние сопровож­дается рентгеновским излучением с длиной волны, характерной для каждого энергетического уровня данного атома. Переходы электронов в пределах наиболее удаленных от ядра орбит дают оп­тический спектр, который состоит из ультрафиолетовых/световых и инфракрасных лучей. При сильных электрических воздействиях электроны вырываются из атома и удаляются за его пределы. Атом, лишившийся одного или нескольких электронов, превращается в положительный ион, а присоединивший к себе один или несколько электронов — в отрицательный. Следовательно, на каждый положи­тельный ион образуется один отрицательный ион, т. е. возникает пapa ионов. Процесс образования ионов из нейтральных атомов называют ионизацией. Атом в состоянии иона существует в обычных условиях чрезвычайно короткий промежуток времени. Свободное место на орбите положительного иона заполняется свободным электроном, и атом вновь становится электрически нейтральной системой. Этот процесс носит название рекомбинации ионов (деионизации) и сопровождается выделением избыточной энергии в виде излучения. Энергия, выделяющаяся при рекомбинации ионов, количественно примерно равна затраченной энергии на ионизацию. Процесс ионизации атомов имеет важное практическое значение для обна­ружения и дозиметрии излучений, а также для понимания биологи­ческого действия ионизирующей радиации.

ЯДРО АТОМА

Ядро атома состоит из двух типов частиц: протонов и нейтронов, связанных между собой огромными силами. Протоны и нейтроны имеют общее название нуклон (ядерная частица от греч. nucleus — ядро); они в ядре могут превращаться друг в друга.

Каждый атом любого элемента содержит в ядре определенное число протонов, которое постоянно и определяет физические и хи­мические свойства элемента: так, в ядре атома серебра их 47, в ядре урана - 92. Число протонов в ядре называют атомным номером или зарядовым числом; оно соответствует порядковому номеру эле­мента в периодической системе Д. И. Менделеева.

Вследствие своей электрической нейтральности нейтрон не от­клоняется под действием магнитного поля, не отталкивается атом­ным ядром и, следовательно, обладает большой проникающей спо­собностью, что создает серьезную опасность как фактор биологи­ческого действия излучения. Число нейтронов, находящихся в ядре, дает в основном только физическую характеристику элемента, так как в разных ядрах одного и того же химического элемента может быть далеко не одинаковое число нейтронов (от одного до десяти). В ядрах легких устойчивых элементов число протонов относится к числу нейтронов как 1:1. Чем дальше расположен элемент в перио­дической системе элементов Д. И. Менделеева (начиная с 21 -го эле­мента — скандия), тем больше в его атомах число нейтронов по срав­нению с протонами. В самых тяжелых ядрах число нейтронов в 1,6 раза больше числа протонов.

В настоя­щее время массы атомов измерены с большой точностью (до шестого и седьмого десятичных знаков) с помощью современных масс-спектрометров.

ЯВЛЕНИЕ РАДИОАКТИВНОСТИ

В конце прошлого столетия были сделаны два крупнейших от­крытия. В 1895 г. В. Рентген обнаружил лучи, которые возникали при пропускании тока высокого напряжения через стеклянный баллон с разреженным воздухом, а в 1896 г. А. Беккерель открыл явление радиоактивности. Беккерель обнаружил, что соли урана самопро­извольно испускают невидимые лучи, вызывающие почернение фотопластинки и флуоресценцию некоторых веществ. В 1898 г. Пьер Кюри и Мария Склодовская - Кюри открыли еще два элемента — по­лоний и радий, которые давали подобные излучения, но интенсив­ность их во много раз превышала интенсивность излучения урана. Впоследствии были установлены свойства этих излучений и опре­делена их природа. Кроме того, было обнаружено, что радиоактив­ные вещества непрерывно выделяют энергию в виде теплоты. Явление самопроизвольного излучения было названо радиоак­тивностью, а вещества, испускающие излучения, — радиоактивны­ми (от лат. radius — луч и activus — действенный).

Радиоактивность — это свойство атомных ядер определенных химических элементов самопроизвольно (т. е. без каких-либо вне­шних воздействий) превращаться в ядра других элементов с испус­канием особого рода излучения, называемого радиоактивным. Само явление называется радиоактивным распадом. Таким образом, ра­диоактивность является исключительно свойством атомного ядра и зависит только от его внутреннего состояния. Нельзя повлиять на течение процесса радиоактивного распада, не изменив состояния атомного ядра. На скорость течения радиоактивных превращений не оказывают никакого воздействия изменения температуры и дав­ления, наличие электрического и магнитного полей, вид химичес­кого соединения данного радиоактивного элемента и его агрегатное состояние.

Радиоактивные явления, происходящие в природе, называют естественной радиоактивностью; аналогичные процессы, происходя­щие в искусственно полученных веществах (через соответствующие ядерные реакции), — искусственной радиоактивностью. Однако деление это условно, так как оба вида радиоактивности подчиняют­ся одним и тем же законам.

ХАРАКТЕРИСТИКА РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Радиоактивное излучение невидимо. Оно обнаруживается с по­мощью различных явлений, происходящих при его действии на ве­щество (свечение люминофоров или флуоресцирующих экранов, ионизация вещества, почернение фотоэмульсии после проявления и т. п.). Характер испускаемого радиоактивными веществами излу­чения изучен как по поглощению его в веществе, так и по отклонению этих лучей в электрическом и магнитном поле. Было обнару­жено, что радиоактивное излучение в поперечном магнитном поле разделяется обычно на три пучка. Пока не была выяснена природа этих излучений, лучи, отклоняющиеся к отрицательно за­ряженной пластинке, условно были названы альфа-лучами, отклоняющиеся к положительно заряженной пластинке — бета-лучами, а лучи, которые совсем не отклонялись, были названы гамма-луча­ми. Такое разделение радиоактивного излучения в электрическом поле позволило установить, что только гамма-лучи представляют собой истинные лучи, так как они даже в сильном электрическом или магнитном поле не отклоняются; аль­фа- и бета-лучи являются заряжёнными частицами и способны отклоняться.

Так как альфа-частицы массивны и об­ладают сравнительно большой энерги­ей, путь их в веществе прямолинеен; они вызывают сильно выраженные эф­фекты ионизации и флуоресценции. В воздухе на 1 см пути альфа-частица об­разует 100...250 тыс. Ларионов. Поэто­му альфа-излучатели при попадании в организм крайне опасны для человека и животных. Вся энергия альфа-частиц передается клеткам организма, что на­носит им вред.

Бета-частицы пред­ставляют собой поток частиц (электро­ны или позитроны) ядерного проис­хождения. Позитрон — элементарная частица, подобная электрону, но с положительным знаком заряда. Физическая характеристика электро­нов ядерного происхождения (масса, заряд) такая же, как и у элект­ронов атомной оболочки.

В отличие от альфа-частиц одного и того же радиоактивного эле­мента бета-частицы обладают различным запасом энергии (от нуля до некоторого максимального значения).

Энергия, освобождаемая при каждом акте распада, распределя­ется между бета-частицей и нейтрино. Если бета-частица вылетает из ядра с большим запасом энергии, то нейтрино испускается с ма­лым уровнем энергии и наоборот. Поэтому энергетический спектр бета-излучения сплошной или непрерывный.

ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА

Количество любого радиоактивного изотопа со временем умень­шается вследствие радиоактивного распада (превращения ядер). Скорость распада определяется строением ядра, и поэтому нельзя повлиять на этот процесс никакими обычными физическими или химическими способами, не изменив состояния атомного ядра. Для каждого радиоактивного изотопа средняя скорость распада его ато­мов постоянна, неизменна и характерна только для данного изото­па. Постоянная радиоактивного распада альфа для определенного изо­топа показывает, какая доля ядер распадается в единицу времени. Ос­новной закон радиоактивного распада устанавливает, что за едини­цу времени распадается всегда одна и та же доля имеющихся в нали­чии ядер.

Период полураспада — это время, в течение которого распадается половина исходного количества радиоактивных ядер. Для различных ра­диоактивных изотопов период полураспада имеет значения от до­лей секунды до миллиардов лет. Причем у одного и того же элемента могут быть изотопы с различными периодами полураспада. Соот­ветственно и радиоактивные элементы разделяются на короткоживущие (часы, дни) и долгоживущие (годы).

Особенность радиоактивного распада в том, что ядра одного и того же элемента распадаются не все сразу, а постепенно, в различное время. Момент распада каждого ядра не может быть предсказан за­ранее. Поэтому распад любого радиоактивного элемента подчиня­ется статистическим закономерностям, носит вероятностный харак­тер и может быть математически определен для большого количе­ства радиоактивных атомов. Иными словами, распад ядер происхо­дит неравномерно — то большими, то меньшими порциями. Из этого следует практический вывод, что при одном и том же времени изме­рения числа импульсов от радиоактивного препарата мы можем по­лучить разные значения.

Контрольные вопросы. 1. Что такое атом? 2. Чем отличается один элемент от другого? 3. Какой атом называется нейтральным? 4. Из чего состоит ядро атома? 5. Что называют естественной радиоактивностью?
Лекция 3 (2 ч.).

ДОЗИМЕТРИЯ И РАДИОМЕТРИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

План:

1. 
   Радиометрия
   
2. 
   Доза излучения и ее мощность
   
3. 
   Дозиметры
   
4. 
   Биологическое действие ионизирующих излучений
   
5. 
   Механизм биологического действия ионизирующих излучений
   
6. 
   Контрольные вопросы
   

Радиометрия (отгреч. radio — луч + metro — измерять) — обнару­жение и измерение числа распадов атомных ядер в радиоактивных источниках либо некоторой доли их по испускаемому ядрами излу­чению.

Дозиметрия (от греч. dosis — доза, порция + metro — измерять) — измерение рассеяния и поглощения энергии ионизирующего излу­чения в определенном материале. Доза излучения строго зависит от энергии и вида падающего излучения, а также от природы поглоща­ющего материала.

Несмотря на различие задач радиометрии и дозиметрии, базиру­ются они на общих методических принципах обнаружения и регис­трации ионизирующих излучений.

ДОЗА ИЗЛУЧЕНИЯ И ЕЕ МОЩНОСТЬ

Доза излучения и единицы ее измерения. Биологическое действие рентгеновского и ядерных излучений на организм обусловлено ионизацией и возбуждением атомов и молекул биологической сре­ды. На процесс ионизации излучения расходуют свою энергию. В результате взаимодействия излучений с биологической средой жи­вому организму передается определенное количество энергии. Часть поступающего в организм излучения, которое пронизывает облуча­емый объект (без поглощения), действия на него не оказывает. По­этому основная физическая величина, характеризующая действие излучения на организм, находится в прямой зависимости от коли­чества поглощенной энергии. Для измерения количества поглощен­ной энергии введено такое понятие, как доза излучения. Это вели­чина энергии, поглощенной в единице объема (массы) облучаемого вещества.

Различают дозу в воздухе, дозу на поверхности (кожная доза) и в глубине облучаемого объекта (глубинная доза), очаговую и интег­ральную (общая поглощенная доза) дозы. Так как поглощенная энер­гия расходуется на ионизацию среды, то для измерения ее необхо­димо подсчитать число пар ионов, образующихся при излучении. Однако измерить ионизацию непосредственно в глубине ткани живого организма трудно.

За единицу экспозиционной дозы в Международной системе еди­ниц (СИ) принят кулон на килограмм (Кл/кг), т. е. такая экспози­ционная доза рентгеновских и гамма-лучей, при которой в 1 кг су­хого воздуха образуются ионы, несущие заряд в один кулон элект­ричества каждого знака.

Мощность дозы и единицы ее измерения. В биологическом отношении важно знать не просто дозу излучения, которую получил облучаемый объект, а дозу, полученную в единицу времени. В одном случае суммарная доза, значительно превышающая смертельную, но полученная в течение длительного периода времени, не только не приведет к гибели животного, но даже не вызовет у него реакцию лучевого поражения. В другом случае доза меньше смертельной, но полученная в короткий отрезок времени, может вызвать лучевую болезнь различной тяжести. В связи с этим введено понятие мощ­ности дозы. Мощность дозы (Р) — это доза излучения D, отнесен­ная к единице времени t:

Р = D/t.

Чем больше мощность дозы Р, тем быстрее растет доза излучения D.

Понятие мощности дозы относится как к экспозиционной, так и к поглощенной дозе. Для измерения мощности экспозиционной дозы в СИ служит ампер на килограмм (А/кг), внесистемная единица — рентген в час (Р/ч) или рентген в минуту (Р/мин) и т. д. За еди­ницу мощности поглощенной дозы в СИ принят ватт на килограмм (Вт/кг), внесистемные единицы — рад в час (рад/ч), рад в минуту рад/мин) и т. д.

ДОЗИМЕТРЫ

Дозиметры состоят из трех основных частей: детектора, радио­технической схемы, усиливающей ионизационный ток, и регистри­рующего (измерительного) устройства. Детекторами излучения в дозиметрах могут быть ионизационные камеры, газоразрядные и сцинтилляционные счетчики и др. Регистрирующим устройством может быть микроамперметр или устройство для цифровой, свето­вой, звуковой индикации результатов измерений. Все дозиметры делят на стационарные, переносные, носимые (полевые) и индиви­дуальные. Принятая классификация дозиметрических приборов на группы не является строгой. Она отражает лишь основное назначе­ние каждого прибора, но не исключает возможности использования его для решения дополнительных задач.

Стационарные дозиметры. Их используют для контроля величи­ны дозы и мощности дозы излучения в определенных (технологи­чески и тактически обоснованных) точках радиологических лабора­торий, технологических установок, участков или объектов местнос­ти. Конструктивно приборы этого типа разделены на два функционально самостоятельных узла: выносной детектор и сигнально-измерительный пульт для сигнализации о превышении ус­тановленной мощности дозы. Иногда используют многоканальные дозиметрические устройства, что позволяет измерять одним регис­трирующим устройством информацию, попадающую от нескольких десятков детекторов. В ряде случаев дозиметры имеют дополнитель­ные узлы для вывода информации на ленту самописца или экран дисплея, а также для передачи звуковой или световой сигнализации о превышении дозы облучения выше допустимого уровня. Дозимет­ры подобного типа незаменимы для контроля дозы и мощности дозы излучения, получаемой объектом, подвергающимся специальному облучению, при использовании радиационной технологии в сельс­ком хозяйстве, контроле уровня радиации в хранилищах, очистных сооружениях, при лучевой терапии и т. д.

Переносные дозиметры. Их применяют для измерения дозы и мощности дозы излучения в производственных и лабораторных по­мещениях, где по условиям работы не требуется проводить посто­янный дозиметрический контроль, а осуществляют лишь периоди­ческий контроль.

Дозиметр-радиометр бытовой применяют для индиви­дуального контроля радиационной обстановки на местности, в жи­лых и рабочих помещениях по уровню гамма-излучения, а также для оценки плотности потока бета-излучения от загрязненных поверх­ностей и измерения удельной активности проб воды, почвы, про­дуктов питания и т. д.

Для проведения дозиметрических измерений в лабораторных ус­ловиях можно использовать и другие дозиметры, которые по принятой классификации относят к носимым (полевым). Носимые (полевые) дозиметры пред­ставляют собой большую группу приборов, которые широко при­меняют для обнаружения радиоактивных веществ, а также для оп­ределения их количества и качества по уровню гамма-излучения.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Ионизирующие излучения обладают высокой биологической ак­тивностью. Они способны вызывать ионизацию любых химических соединений биосубстратов, образование активных радикалов и этим индуцировать длительно протекающие реакции в живых тканях. Поэтому результатом биологического действия радиации является, как правило, нарушение нормальных биохимических процессов с последующими функциональными и морфологическими изменени­ями в клетках и тканях животного.

МЕХАНИЗМ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

До конца он пока не выяснен. Однако результаты многочис­ленных исследований свидетельствуют о том, что у различных из­лучений он в основном одинаковый, начиная от исходных актов поглощения и переноса энергии излучения и кончая физиологи­ческими и морфологическими изменениями в облученном орга­низме.

Особенности биологического действия радиации, во-первых, в том, что у животных отсутствуют специальные анализаторы для вос­приятия излучения, и, во-вторых, оно в основном связано с формой передачи энергии клеткам. Например, при гамма-облучении дозой 1000 Р, смертельной для большинства млекопитающих, ткани по­глощают ничтожно малую энергию — около 8,4 кДж/г. Для сравне­ния можно сказать, что такое же количество энергии расходуется при повышении температуры тела только на 0,001 °С.

В механизме биологического действия ионизирующих излучений на живые объекты условно можно выделить два основных этапа. Первый этап — первичное (непосредственное) действие излучения на биохимические процессы, функции и структуры органов и тка­ней; второй — опосредованное действие, которое обусловливается нейрогенными и гуморальными сдвигами, возникающими в орга­низме под влиянием радиации.

Для объяснения механизма первичного действия ионизирую­щих излучений на биосубстрат предложено более десяти гипотез и теорий, многие из которых, по современным представлениям, не выдерживают критики и имеют уже только историческое зна­чение.

Со временем был накоплен большой фактический материал подтвеждающем действии ионизирующих излучений. Однако био­логический и патогенетический механизм оставался неизвестным.

Для изучения этих вопросов были взяты в качестве биологической модели простые белки, протеиды, ферменты, вирусы, бактерии и грибы различных видов. Их подвергали облучению в различных условиях и агрегатных состояниях: сухом (высушенном) виде, в растворах, при глубоком замораживании в жидком азоте, в различных условиях кислородного режима (при насыщении среды кислородом или при отсутствии его). Исследования проводили на животных pa- личных видов.

В результате этих опытов было выдвинуто две теории механизма первичного, т. е. непосредственного, действия ионизирующей ра­диации, которые в настоящее время являются признанными: теория прямого действия излучений на составляющие молекулы вещества; теория косвенного действия.

Было показано, что при прохождении излучения через вещество или макромолекулы биологического субстрата энергия радиоактив­ных излучений передается атомам вещества, вызывая в них возбуж­дение и ионизацию. Этот первый этап воздействия излучения ха­рактеризует акт прямого их взаимодействия.

Следовательно, под прямым действием ионизирующей радиации понимают такие изменения; которые возникают в результате погло­щения энергии излучения самими молекулами, а поражающее дей­ствие связано с актом возбуждения и ионизации атомов и макромо­лекул.

Под косвенным (непрямым) действием радиоактивных излучений понимают изменение молекул клеток и тканей, обусловленных радиолизом воды и растворенных в ней веществ, а не энергией изучения, поглощенной самими молекулами.

Контрольные вопросы. 1. Дайте определение терминам: радиометрия, дозиметрия? 2. Мощность дозы и единицы измерения экспозиционной дозы? 3. Особенности биологического действия радиации?

Лекция 4 (4 ч.).

ЛУЧЕВЫЕ ПОРАЖЕНИЯ ЖИВОТНЫХ

План:

1. 
   Лучевая болезнь
   
2. 
   Видовые особенности течения лучевой болезни у сельскохозяйствен­ных животных
   
3. 
   Лечение лучевой болезни
   
4. 
   Контрольные вопросы
   

Поражения животных, вызванные ионизирующим излучением, имеют разные формы проявления и определяются главным образом дозой облучения и степенью радио-чувствительности тканей.

Лучевые поражения животных включают в себя лучевую болезнь, лучевые ожоги и отдаленные последствия (неопухолевые и опухолевые формы).

ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ

Лучевая болезнь — общее нарушение жизнедеятельности организма, характеризующееся глубокими функциональными и морфо логическими изменениями всех его систем и органов в результате поражающего действия различными видами ионизирующих излучений из внешних источников, а также при попадании радиоактивных веществ внутрь организма.

В зависимости от дозы, мощности дозы, а также кратности и длительности облучения, животных лучевая болезнь может протекать остро и хронически.

Острая лучевая болезнь. Общее заболевание, при котором поражаются все системы организма. Вызывается однократным кратковременным (до 4 сут) воздействием поражающих доз внешнего общего облучения или поступлением в организм больших количеств радиоактивных веществ, создающих в теле поглощенную дозу, превышающую 1 Гр.

В развитии острого течения лучевой болезни выделяют четыре периода: первый — начальный, или период первичных реакций облучение; второй — латентный, или скрытый, период кажущегося благополучия; третий - период выраженных клинических признаков лучевой болезни; четвертый — период восстановления с полными или частичным выздоровлением.

С некоторыми видовыми различиями указанные периоды заболевания прослеживаются у всех сельскохозяйственных животных облученных полулегальной и большей дозой. В целом течение лучевой болезни зависит от ряда факторов: вида излучения (рентгеновские и гамма-лучи, нейтроны, альфа- и бета-частицы), величины полученной дозы и ее мощности, индивидуальных особенности организма, внешних факторов.

Первый период острого течения болезни — период первичных реакций — длится 2...3 дня. Для него характерны изменения функ­ций нервной системы, проявляющиеся вначале в форме своеобраз­ного возбуждения, а затем угнетения и общей слабости. Аппетит ухудшается, изменяется сердечная деятельность, нарушается сердеч­ный ритм (тахикардия), появляется одышка. В некоторых случаях в первые сутки кратковременно повышается температура. Слизистые оболочки гиперемированы, иногда с кровоизлияниями. Усиливает­ся перистальтика кишечника, появляются поносы, у некоторых жи­вотных — рвота. При исследовании крови выявляют нейтрофильный лейкоцитоз, лимфопению и морфологические изменения лейкоци­тарных клеток, повышенное количество ретикулоцитов, макролитов, снижение их резистентности. После угасания первичной реак­ции в состоянии облученных животных отмечается субъективное улучшение, т. е. наступает второй период болезни.

Второй период — латентный, или период кажущегося благопо­лучия, длится от нескольких дней до 2...3 недель. При тяжелой фор­ме заболевания он короткий, а иногда может и отсутствовать; в та­ких случаях вслед за первичной реакцией появляются признаки тре­тьего периода.

Клиническое состояние животных во втором периоде болезни бывает удовлетворительным, однако в организме в это время проис­ходит целый ряд патологических изменений. Так, в частности, про­должается угнетение лимфопоэза, уменьшается количество эритро­цитов в крови, отмечаются тромбоцитопения и ядерный сдвиг нейтрофилов вправо. К концу периода иногда обнаруживаются рас­стройство функции желудочно-кишечного тракта (поносы), брон­хиты, пневмонии и кровоизлияния на слизистых оболочках. У не­которых животных выпадает шерсть (эпиляция).

Третий период — период выраженных клинических признаков лучевой болезни, появляющихся через 1...3 недели, в зависимости от дозы облучения: чем выше доза, тем быстрее он наступает. Наи­более характерны для этого периода геморрагический синдром, прогрессирующие нарушения в органах кроветворения, ухудшение функции органов пищеварения, дыха­ния и сердечно-сосудистой системы. Повышается температура тела (у некоторых за 1...2 дня до смерти), возникает непродолжитель­ная лихорадка постоянного или ремитирующего типа. Отмечают угнетение общего состояния и снижение аппетита. Кожа теряет эластистичность, становится сухой. На слизистых оболочках появляются кровоизлияния. Вследствие отека носоглотки, гортани и воспалительных процессов в легочной ткани затрудняется дыхание, появляется одышка. Отмечаются катарально-геморрагическое воспаление желудка и кишечника, которое часто сопровождается дистрофическими процессами в слизистой оболочке po­товой полости.

Последовательность развития признаков болезни может значительно варьировать. Одними из важных прогностических симптомов головного мозга. Интенсивность геморрагии сильно варьирует и за­висит от времени гибели животного; более выражены они при смер­тельных исходах на 3...4-й неделе.

Хроническая лучевая болезнь. Может возникать у животных в результате многократно повторяющегося в течение длительного времени внешнего облучения малыми дозами, а также при попадании внутрь радиоактивных изотопов, надолго фиксирующихся в тканях организма. Она может быть и следствием острой лучевой болезни.

При хроническом течении лучевой болезни поражаются почти все системы и органы животного. На ранних этапах болезнь проявляется в виде функциональных нарушений, которые в дальнейшем мо­гут приводить к глубоким трофическим изменениям, в результате этого почти полностью теряются хозяйственно полезные качества животного. В таких случаях наблюдается дистрофия органов, ткани теряют регенерационную способ­ность, снижается естественная иммунобиологическая сопротивляемость организма к возбудителям инфекции, животное становится бесплодным. В отдаленные сроки (через год и более) возможно развитие лейкозов и злокачественных образовании.

По тяжести течения различают хроническую лучевую болезни: легкой (первой) степени, средней (второй) степени, тяжелой (тре­тьей) степени.

Видовые особенности течения лучевой болезни у сельскохозяйствен­ных животных. Лучевая болезнь КРС. При облучении у животных в течение первых трех дней (первый период болезни) наблюдаются возбуждение и дрожь. Температура тела повышается незначительно (на 1 °С), возвраща­ясь к норме у большинства животных в течение суток. Но у некото­рых животных она достигает 41...42 "С. Нередко животные с такой температурой погибают через 4...7 дней после начала лихорадки.

У животных, оставшихся в живых, в течение следующих 7... 10 дней (латентный период) клинических проявлений болезни не на­блюдается. Иногда появляются лишь легкие признаки диареи с кро­вянистыми выделениями, что служит первым признаком пораже­ния слизистой оболочки кишечника. Слабая диарея в течение пер­вых 10...16 дней обычно отмечается у большинства облученных животных. К концу второй — началу третьей недели болезнь переходит в третий период — выраженных клинических признаков: лихорадочное состояние, общая слабость, отеки тазовых конечностей, депрессия, снижение или потеря аппетита, учащение сердцебиения и дыхания, диарея, иногда с большой примесью крови в кале. В отдельных слу­чаях у больных наблюдаются симптомы «молочной» лихорадки, травматического гастрита, тимпании и др. У некоторых животных за 1 ...2 дня до смерти отмечаются продолжительные позывы к моче­испусканию и дефекации.

У всех облученных животных нарушается дыхание. Вначале оно частое, поверхностное, с резкими звуками. Из носовых отверстий тягучие, прозрачные или светло-желтые выделения. Затем дыхание становится принужденным, с хрипами; появляется кашель; выделе­ния из носа приобретают красный цвет. Нередко развивается отек легких, гортани и глотки. Масса выживших животных за 30 дней болезни снижается на 10 % и более. Процесс выздоровления обыч­но начинается спустя 30...40 дней после облучения.

При патологоанатомическом вскрытии трупов наблюдаются не­крозы и обильные кровоизлияния в миокарде, в стенках желудоч­но-кишечного тракта, селезенке, легких, печени, желчном и моче­вом пузыре, брюшине, плевре, подкожной клетчатке и других орга­нах. Иногда обнаруживаются обильные кровоизлияния в просвет тонкого и толстого кишечника, отек легких, катаральная, крупоз­ная, а иногда и геморрагическая пневмония, изъязвления слизис­той оболочки верхних дыхательных путей.

Из патоморфологических изменений наиболее характерны гемор­рагический диатез, пневмония, атрофия лимфоидной ткани и кро­ветворного костного мозга, изъязвления слизистой оболочки желу­дочно-кишечного тракта. При посеве из пораженных участков и из паренхиматозных органов на питательные среды обычно выраста­ют многочисленные колонии бактерий.

Лучевая болезнь лошадей. При общем внешнем гам­ма-облучении первичная реакция появляется сразу же после лучевого воздействия. У животных наблюдаются беспокой­ство, повышение тактильной чувствительности, усиление сердечно­го толчка и тонов сердца, появляются дыхательные шумы. У жереб­цов и меринов выпадает половой член. Через 30 мин возникает дрожь грудных мышц и конечностей. Мышечная дрожь и беспокойство постоянно усиливаются; животное оглядывается, часто переступа­ет, движется по кругу, валяется. Через час наступает мышечная дрожь всего тела. Позывы на корм и воду отсутствуют. Пульс учащается в 1,5...2 раза, дыхание — в 5 раз и более; возникает понос; появляется запальный желоб.

В последующие часы первых суток возбуждение сменяется угне­тением. Тремор скелетных мышц сохраняется. Животное больше лежит, вытягивает шею, голову кладет на пол, оглядывается на жи­вот, встает с трудом. При стоянии голова низко опущена, лошадь часто переступает. Через сутки состояние животного угнетенное, сохраняется тре­мор мышц появляется отек препуция, мошонки, хвостовой рефлекс ослаблен. Пульс возрастает до 120 ударов в минуту; частота дыхания возвращается к норме; дыхательные движения резкие, глубокие. Аппетит понижен; дефекация редкая; кал жидкий или слабо офор­млен в катыши. Число лейкоцитов в крови увеличивается до 1,5 раза за счет молодых форм нейтрофилов; отмечается лимфопения (до 2%).

К концу вторых суток признаки первичной реакции на облуче­ние мало изменяются. Содержание лейкоцитов снижается до уровня нормальных показателей; лимфопения возрастает. Животное пе­редвигается с трудом.

Через 3...5 сут общее состояние животных относительно улучша­ется: уменьшается степень угнетения, повышается аппетит, темпе­ратура снижается и удерживается на уровне нормы, частота пульса и дыхания также снижается. Истечения из ноздрей и глаз становятся прозрачными. Конъюнктива гиперемирована. Анальный, хвостовой и брюшной рефлексы повышаются. Содержание лейкоцитов сни­жается до 50 % от исходных данных, а лимфоцитов повышается на 4%.

Через 7...9 сут болезнь переходит в третий период. Общее состояние ухудшается; упитанность сни­жается. Температура тела удерживается на верхнем уровне физио­логической нормы; пульс учащен; отмечается аритмия. Аппетит сла­бый. Кожный покров грязный. Из глаз выделяется беловатая слизи­стая жидкость. Слизистые оболочки бледные. Снижаются гемато­логические показатели.

Лучевая болезнь свиней. У свиней через час после об­лучения появляются беспокойство и мышечная дрожь. На­блюдается отказ от корма, жажда, пугливость. Животные часто ло­жатся. Через 3 ч наступает угнетение, свиньи лежат, корм и воду не принимают, реакции на внешние раздражители повышенные.

Через сутки животные угнетены, корм не едят; слизистые оболочки бледные; кал разжижен. На 3...4-е сутки первичная реакция на облучение затухает. Общее состояние становится удовлетвори­тельным, аппетит хорошим.

На 8...9-е сутки появляются кровоизлияния на коже за ушами, брюшной стенки и в пахах. У некоторых Животных отекают конеч­ности, возникает хромота. Понижается аппетит. Масса тела сохра­няется. Кровоизлияния свидетельствуют о переходе болезни в пе­риод выраженных клинических признаков.

В последующие дни общее состояние ухудшается, аппетит пони­жается, появляется понос. Кожные покровы и слизистые оболочки анемичные; возникают множественные точечные кровоизлияния на коже и слизистых оболочках. Температура тела, частота пульса и дыхания в пределах нормы.

На 14... 16-е сутки больные свиньи угнетены, едят неохотно и мало. Реакция на внешние раздражители вялая. Развивается диарея. Моча часто розоватого цвета. Множественные точечные, пятнистые и раз­литые кровоизлияния на коже. Температура тела, частота пульса и дыхания обычно остаются в пределах нормы. Выявляется примесь сгуст­ков крови в кале и моче; часто бывает кровотечение из ноздрей.

Смерть взрослых свиней при тяжелой степени острой лучевой болезни обычно наступает на 18...25-й день с ярко выраженными признаками геморрагического диатеза и общей слабости. За 2...3 дня до смерти отмечается общее угнетение, аппетит отсутствует, живот­ное охотно пьет воду. Реакция на внешнее раздражение вялая. Тем­пература тела и частота дыхания в пределах нормы. При резких вста­ваниях, поворотах туловища отмечается кашель. В спокойном со­стоянии частота пульса без больших изменений, сердечный толчок ослаблен. При пальпации подчелюстных лимфоузлов отмечается болезненность. Появляется профузный понос с примесью крови: кал черного цвета, имеет гнилостный запах. Моча темно-красного цве­та, со сгустками крови. Наблюдается кровотечение из ноздрей и де­сен. Животные встают редко, испражняются в местах отдыха и кор­мления, кожа загрязнена. Волосы упругие, эластичные, удержива­ются прочно. На коже туловища, головы, ушей имеются множествен­ные точечные, пятнистые, разлитые кровоизлияния, а на коже хво­ста, конечностей и видимых слизистых оболочек — только точечные. Иногда отекают уши, морда.

За сутки до смерти отмечается сильное угнетение, животное обыч­но не может встать самостоятельно, отказывается от корма, но воду пьет. Масса тела за период болезни снижается на 3...10 %. Реакции на внешние раздражители практически отсутствуют, однако боле­вая чувствительность сохранена. На коже и слизистых оболочках видны множественные геморрагии различных размеров и конфигураций. Частота пульса увеличена на 10... 15 %; сердечный толчок слабый; дыхание неровное, затрудненное; число движений в пределах нормы.

В последние часы перед смертью животное находится в состоя­нии прострации; полностью отсутствует реакция на пищевые, бо­левые, световые раздражители; конечности прижаты к туловищу. Пульс учащен, еле прощупывается; дыхание неровное, поверхност­ное. Температура тела чаще в пределах нормы. Агония обычно не­продолжительная — несколько минут, иногда секунд. Наблюдают­ся слабые судорога конечностей, напоминающие плавательные дви­жения; иногда они сопровождаются слабым коротким визгом.

Лучевая болезнь кур. Куры обладают наибольшей радиоустойчивостью из всех домашних животных. Ранний признак поражения кур — дрожание головы. Затем медленно развивается уг­нетение; птицы часами сидят в сонном состоянии. Они вытягивают шею то вперед, то назад гребешки и сережки отекают. Дыхание зат­рудняется; появляется серозное воспаление слизистых оболочек.

Помет приобретает зеленоватый цвет. Гибель кур от лучевой бо­лезни всех степеней обычно заканчивается к концу 3-й недели. Вы­жившие к этому сроку несушки в последующем обычно остаются живыми.

Диагностика лучевой болезни у сельскохозяйственных животных разработана недостаточно, особенно для постановки диагноза в пер­вые четверо суток радиационного поражения. Поскольку строго спе­цифических признаков острой лучевой болезни нет, диагноз ставят на основе анамнеза, дозиметрических данных, клинических призна­ков болезни, гематологических, морфологических, иммунобиоло­гических и других лабораторных исследований. При постановке ди­агноза используют физические и биологические методы. Физичес­кие методы основаны на выявлении зависимости степени острой лучевой болезни от суммарной поглощенной дозы излучения, ее мощности, кратности и равномерности облучения, а также площа­ди облучаемой поверхности. В эксперименте эти показатели легко определить. В непредвиденных случаях (при авариях) для определе­ния дозы и мощности облучения приходится моделировать условия радиационного воздействия, использовать фантомы, математичес­кие расчеты и другие методы. В этом случае данные о поглощенных дозах получаются приближенными. Поэтому использование физи­ческих методов для диагностики по принципу доза — эффект в кли­нической ветеринарии практически ограничено и требует подтвер­ждения другими методами.

Наиболее широкое распространение получили биологические ме­тоды диагностики, основанные на исследовании зависимости доза — эффект, показателей функции и структуры целого организма, от­дельных органов, тканей, клеток и субклеточных образований. Пре­имущество биологических методов в том, что ими можно поставить диагноз лучевого поражения при неравномерном, смешанном и сочетанном лучевом воздействиях без физической дозиметрии. Они позволяют дифференцированно оценивать пострадиационные ре­акции с учетом дополнительных факторов воздействия, функцио­нального состояния организма, степени индивидуальной радиоре­зистентности. Недостатком их является фазовый характер измене­ния показателей состояния организма в различные периоды луче­вой болезни.

С позиции оценки хозяйственного использования пораженных животных наибольшее значение имеет постановка диагноза острой лучевой болезни. При этом важное значение приобретают гемато­логические показатели: содержание гемоглобина, эритроцитов в периферической крови, степень лейкопении, лимфопении, тромбоцитопении, скорость свертывания крови, другие реакции системы крови. Необходимо учитывать степень клиничес­кого проявления и патолого-анатомические изменения, характерные для геморрагического синдрома.

Разрабатываются цитогенетические методы: определение часто­ты и характера хромосомных аберраций клеток крови, кроветвор­ного костного мозга, эпителия слизистых оболочек, зародышевого эпителия семенников и других органов.

Профилактика лучевых поражений. Профилактика лучевых пора­жений заключается в защите животных от воздействия ионизирую­щих излучений. Различают физическую защиту, фармакохимическую и биологическую защиту.

Физический способ защиты наиболее радикален и надежен. Он зак­лючается в укрытии животных в помещениях. В зависимости от плот­ности материалов постройки уровень радиационного воздействия на организм снижается в 10 раз и более. Можно защитить органы и ткани локально, т. е. местно. Для этого к отдельным участкам тела прикладывают свинцовые пластинки или другие плотные материа­лы. В первую очередь необходимо экранировать живот, селезенку, печень, грудь, таз. Выживаемость животных при использовании ме­стной зашиты может увеличиваться на 50 % и более.

Однако этот способ защиты не всегда можно применять, так как иногда нет возможности разместить весь скот в животноводческих помещениях с коэффициентом ослабления, равным хотя бы 10, а тем более нет возможности осуществить местную защиту органов и тка­ней большому поголовью.

Фармакохимическая защита заключается в существенном умень­шении поражающего действия облучения с помощью так называе­мых радиопротекторов.

Радиопротекторы — это вещества, которые при введении живот­ным за 10. ..60 мин до облучения на 50...100 % защищают их от доз, вызывающих 100%-ную гибель в контроле. Существует много теорий, объясняющих механизм защиты. Но поскольку патогенез лу­чевой болезни очень сложен и причиной смерти животных служат

Биологическая защита заключается в использовании адаптогенов, т.е. веществ, повышающих общую сопротивляемость организма к радиации. К их числу относят элеутерококк, прополис, женьшень, мумие, китайский лимонник, микроэлементы и др.

В механизме действия адаптогенов могут быть: ослабление мор­фологических и биохимических проявлений стрессовой реакции;

Лечение лучевой болезни. Патология при лучевой болезни характеризуется многообразием симптомов. Поэтому лечение должно комплексным, при помощи заместительной и функциональ­ней терапии. Но следует учитывать, что чем больше доза облучения, тем тяжелее протекает лучевая болезнь, тем меньше терапевти­ческий эффект.

Лечение животных при внешнем облучении. Прежде всего при лечении таких животных необходимо значительно улучшить условия содержания их. Исключить переохлаждение и перегревание животных. Лечение проводят с учетом общего состояния рвотных и в соответствии с периодами течения лучевой болезни.

В первые дни после облучения назначают антибиотики с целью
профилактики инфекционных осложнений: бициллин-3. Чтобы не было привыкания к антибиотикам, их периодически меняют. Сульфаниламидные препараты не рекомендуют использовать. Поскольку при облучении критической системой является крови - творная, первостепенная задача заместительной терапии — вос­полнение клеточных элементов крови. Для этого животным вводят кровь или кровезаменители (переливают гранулоциты). В этот пе­риод с целью уменьшения интоксикации рекомендуют вводить ди­медрол под кожу 2—3 раза в день.

Для профилактики кровоточивости в период первичных реакций внутривенно вводят 10%-ный водный раствор хлористого кальция, а также витамины Р и К для укрепления стенок кровеносных сосу­дов и нормализации системы свертывания крови.

В скрытый период течения лучевой болезни продолжают применять средства, укрепляющие стенки кровеносных сосудов, назнача­ют витамин С, который регулирует уровень и интенсивность окис­лительно-восстановительных процессов в клетках. Вместо витаминных препаратов животным можно давать зеленую траву (люцерну, смесь красного клевера с ти­мофеевкой), травяную муку, заготовленную в период цветения.

Поскольку в этот период при мнимом внешнем благополучии продолжает снижаться содержание форменных элементов крови, то для стимуляции кроветворения назначают витамин В12. Он ускоря­ет созревание эритроцитов в костном мозге, влияет на синтез гемог­лобина. Для уменьшения интоксикации продолжают вводить димед­рол, а с целью профилактики инфекционных осложнений — анти­биотики.

Помимо антибиотиков и витаминов показаны вяжу­щие средства типа дубильных веществ, а также перманганат калия. Хорошо назначать экстракт или настой двудомной крапивы. В ней со­держатся витамины С, К, каротин, дубильные вещества, фитонциды. Крапива обладает кровоостанавливающим свойством. Она оказывает нежное вяжущее действие. Кроме того, это и мочегонное средство.

Особое внимание обращают на качество и подготовку кормов. Рацион должен быть полноценным по питательности. Грубые кор­ма необходимо предварительно обрабатывать, корм давать неболь­шими порциями, воду не ограничивать. В связи с тяжелым пораже­нием слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта режим кор­мления и диета должны быть щадящими.

Контрольные вопросы. 1. Какие характерные признаки лучевой болезни? 2. Опишите острое течение болезни? 3. При хроническом течении болезни поражаются какие ткани?