- •Содержание:
- •Внешнее воздействие β - частиц на людей и животных
- •Влияние ионизирующей радиации на сердечнососудистую систему
- •Отбор проб воды для радиохимического анализа
- •Концентрация радионуклидов в продуктах животноводства
- •Использование кормовых угодий, загрязненных радиоактивными веществами
- •Мероприятия по снижению поступления радионуклидов в кормовые культуры.
- •Список исподльзованной литературы:
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ФГОУ ВПО "СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ"
Кафедра биотехнологии и ветеринарной медицины
Реферат
по дисциплине: ветеринарная радиобиология
Вариант 28
Выполнила: студентка 4 курса 43 группы
факультета технологии животноводства
и ветеринарной медицины
Тихомирова Ксения Александровна
Проверил: Михальченков Анатолий Сафронович
Смоленск 2008
Содержание:
Внешнее воздействие β - частиц на людей и животных…………………………….3
Влияние ионизирующей радиации на сердечнососудистую систему………8
Отбор проб воды для радиохимического анализа…………………………………….9
Концентрация радионуклидов в продуктах животноводства…………………..10
Использование кормовых угодий, загрязненных радиоактивными веществами………………………………………………………………………………………………….13
Внешнее воздействие β - частиц на людей и животных
В результате β-распада радионуклидов образуется поток β-частиц (электронов или позитронов). Испускаемые частицы имеют непрерывный энергетический спектр, т. е. по энергии они распределяются от нуля до определенного максимального значения, характерного для данного нуклида. Максимальная энергия β-спектра различных радионуклидов лежит в интервале от нескольких кэВ до нескольких МэВ. В результате β -распада ядро испускает электроны или позитроны с непрерывным спектром энергии. Средняя энергия β -спектра составляет примерно одну треть максимального значения. β -частицы обладают значительно меньшей ЛПЭ, чем α-частицы, возникающие при радиоактивном распаде. Средний пробег в воде электронов с энергией 0,2 МэВ равен 440 мкм при среднем по треку частицы значении ЛПЭ около 0,45 кэВ/мкм. Бета-частицы (β -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. Бета-частицы обозначаются символом β или е-, р+ или е+.
В отличие от альфа-частиц одного и того же радиоактивного элемента бета-частицы обладают различным запасом энергии (от нуля до некоторого максимального значения). Это объясняется тем, что при бета-распаде из атомного ядра вылетают одновременно с бета-частицей нейтрино.
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. Средняя энергия бета-частиц в спектре равна примерно '/з их максимальной энергии.
Поскольку бета-частицы одного и того же радиоактивного элемента имеют различный запас энергии, то величина их пробега в одной и той же среде будет неодинаковой. Путь бета-частиц в веществе извилист, так как, имея крайне малую массу, они легко изменяют направление движения под действием электрических полей встречных атомов. Бета-излучение обладает меньшим эффектом ионизации, чем альфа-излучение. Оно образует 50... 100 пар ионов на 1 см пути в воздухе и имеет «рассеянный тип ионизации».
Пробег бета-частиц в воздухе может составлять в зависимости от энергии до 25 м, в биологических тканях — до 1 см. Скорость движения бета-частиц в вакууме равна 1 •1010...2,9* 1010см/с (0,3...0,99 скорости света).
Различные радиоактивные изотопы значительно отличаются друг от друга по уровню энергии бета-частиц. Максимальная энергия бета-частиц различных элементов имеет широкие пределы — от 0,015...0,05 МэВ (мягкое бета-излучение) до 3...12 МэВ (жесткое бета-излучение).
В зависимости от проникающей способности излучений ионизирующая радиация вызывает различные поражения. Так, внешнее облучение альфа- и бета-частицами, слабо проникающими в ткани, вызывает главным образом изменения в коже, а рентгеновыми и гамма-лучами или нейтронами, обладающими большой проникающей способностью, чаще приводит к общему поражению в виде лучевой болезни.
Объяснении действия ионизирующих излучений на биологические объекты нужно исходить из следующих положений:
Ионизирующие излучения, как и другие физические факторы внешней среды, являются постоянными раздражителями организма.
Степень ответной реакции организма на действие этих излучений зависит, как и при влиянии других факторов, от их дозы.
Под влиянием ионизирующего излучения в организме не возникает принципиально новых, не свойственных для живой ткани химических соединений.
Первичные реакции организма на действие излучения подчиняются общебиологическим закономерностям, установленным для других раздражителей.
Несоответствия между величиной поглощенной энергии излучений и степенью выраженности пострадиационной реакции нет. Такое же поглощение энергии наблюдается при действии не только ионизирующего излучения, но и ряда высокоактивных химических, биологических и других агентов.
B механизме биологического действия ионизирующих излучений на живые объекты в упрощенной схеме можно выделить следующие этапы:
а) первичные физические явления;
б) радиационно-химические;
в) биологические процессы (реакции).
Первый этап физических процессов взаимодействия излучения с биологической тканью можно с определенной полнотой объяснить известными экспериментально проверенными формулами. На данном этапе энергия излучения передается атомам и молекулам среды, в результате они становятся возбужденными или ионизированными.
Следующий этап первичных радиационно-химических процессов может идти под влиянием:
прямого действия — когда в молекуле возникают изменения при непосредственном поглощении его энергии излучения; изменения появляются в месте поглощения энергии;
косвенного действия — когда изменения в молекуле происходят в результате поступления энергии излучения из другой молекулы.
Вследствие ионизации в биологических средах образуются свободные радикалы, которые обладают очень высокой реакционной способностью, за счет наличия неспаренного электрона в одном из атомов ионизированной молекулы.
В тканях организма при облучении образуются свободные радикалы воды и органических веществ. Под действием излучения в присутствии кислорода в воде образуются следующие свободные радикалы: атомарный водород (Н), гидроксил (ОН), гидроперекисный радикал (Н02), перекись водорода (Н202) и атомарный кислород (О).
Взаимодействие свободных радикалов с органическими и неорганическими веществами идет по типу окислительно-восстановительных реакций и составляет эффект косвенного действия. При облучении примерно половина поглощенной энергии влияет на организм по типу прямого (45%), а остальная (55%)—косвенного действий. Это соотношение может изменяться в зависимости от содержания воды и кислорода в облученном объекте. Так, в чистых сухих веществах будет преобладать прямое действие, в слабых растворах — косвенное. При облучении веществ в среде с пониженным содержанием кислорода проявляется кислородный эффект— т. е. снижение действия радиации.
Третий этап изменений в живых тканях составляют процессы развития биологических реакций, которые определяют механизм развития патологических процессов в организме. Являясь причиной нарушений функций и структуры органов и систем, и реакций целостного организма, они в то же время обусловливают количественные и качественные особенности радиационных поражений у высших организмов.
При действии радиации в живых организмах сразу же после облучения, одновременно с развитием поражения тканей и органов, происходят процессы восстановления. Согласно теории Блэра восстановительные процессы у млекопитающих идут со скоростью, пропорциональной величине конкретного данного поражения. Г. О. Дэвидсон эту теорию подтвердил практически, в результате она была сформулирована следующим образом: «Лучевое поражение развивается пропорционально интенсивности облучения, а процессы восстановления идут со скоростью, пропорциональной величине этого поражения. При этом остается необратимая часть поражения, которая пропорциональна величине общей накопленной дозы». По расчетам Блэра, для мышей, крыс, морских свинок и собак необратимая часть поражения составляет 10% от общей полученной организмом дозы, ежедневное восстановление—12,5%. На основании этих данных выведены периоды полувосстановления; для мышей он равен 5,5 сут, крыс — 7,5, собак—16 и ослов — 24 сут. Из приведенных величин следует, что чем крупнее животное и чем больше продолжительность его жизни, тем длиннее период полувосстановления.
В последующем И. Г. Акоев (1970) и Г. С. Стрелин (1978) в теорию Блэра внесли существенные дополнения, позволяющие более полно анализировать процессы радиационного повреждения и восстановления.
Влияние ионизирующих излучений на кожу и ее производные.
Кожа различных видов животных реагирует нa излучение соответственно своей структуре. Например, наиболее клинически выраженным радиационным изменениям кожи при внешнем общем гамма-облучении у овец является эпиляция и образование складок
у свиней — множественные кровоизлияния по всей поверхности кожи. Особенно много кровоизлияний за ушами, на животе и в пахах. Более чувствительными к облучению являются клетки базального слоя кожи, волосяных луковиц и сосочков. При местном облучении дозой до 500. Р необратимых изменений в коже не наступает. Более высокие дозы прекращают митоз эпителиальных клеток, вызывают набухание и пикноз их ядер, атрофию сальных желез, волосяных фолликулов и луковиц.
Облучение усиливает ороговение эпидермиса с последующим шелушением рогового слоя, ослабляет митотическую активность клеток эпидермиса и волосяных луковиц: прекращается дифференцировка клеток влагалищ волос, нарушается кровоснабжение сосочков дермы, снижается прочность связи корней волос с луковицами, уменьшается диаметр сумок волос и размер сальных желез, истончаются эпидермис и дерма, замедляется заживление ран кожи.
У овец, перенесших тяжелую форму острой лучевой болезни, ухудшается качество шерсти, снижается ее настриг, сокращается выделение кожного сала, уменьшается количество цистина и цистеина в волосах. Качество такой шерсти низкое и ее не подразделяют на классы. Товарная ценность шкур тоже снижается. Шкуры животных, убитых в разгар острой лучевой болезни и павших, относят к низким сортам или к несортовымПри воздействии больших количеств радиоактивных веществ (РВ) у животных появляются лучевые ожоги кожи.. Такие ожоги произошли у сельскохозяйственных животных, оказавшихся на пути движения радиоактивного облака атомного взрыва в 1945 г. вблизи атомных полигонов в штате Невада, Аламогордо (США). За 11 коровами вели наблюдения до 15 лет, а за одной— почти 20 лет. Кожа спины от выйной области до крестца после облучения депигментировалась, она стала сухой (атрофия сальных желез), покрылась редкими седыми волосами и местами оголилась. В местах облысения развился гиперкератоз в форме плоских или бородавчатых выростов, выступавших до 3—4 см над измененной кожей. В подкожной клетчатке и мышцах, а также во внутренних органах изменений не обнаружено. Общее состояние животных оставалось хорошим, у них ежегодно рождались здоровые телята. Гематологические исследования, начатые через 5 мес после взрыва, не выявили отклонений, и только у старых коров впоследствии появилась незначительная лейкопения.
Через 14 лет у одной из выживших коров герефордской породы выявлен плоскоклеточный рак кожи височной области, распространившийся за год на орбиту глаза и смежные пазухи (Bustad, 1955, Tessmer, 1962; Brown, 1966). Рак кожи спины был отмечен еще у двух старых коров. Наибольшие поражения кожи возникают у животных с коротким и редким волосяным покровом (например, у свиней). У животных с густым и длинным шерстным покровом (овцы) непосредственного контакта РВ с кожей не происходит, в результате повреждающее воздействие альфа- и бета-излучений бывает очень слабым, и то только в поверхностных слоях кожи (за счет бета-излучения) .
При одинаковой дозе бета-облучения всего кожного покрова поражения развиваются раньше и протекают более тяжело в местах нежной и слабо защищенной волосяным покровом кожи (в области половых органов, вымени, сгибательной поверхности суставов, межкопытцевой щели и др.). Здесь обычно развиваются некрозы, а в области головы и вдоль позвоночника наблюдаются лишь трофические изменения. На степень поражения различных участков кожи влияют условия, при которых животное подвергается бета-облучению. Так, при формировании следа радиоактивного облака РВ, оседая, попадают в основном на спину, поясницу, круп и голову, где преимущественно и возникают бета-поражения кожи. Когда же из радиоактивного облака выпали осадки, то при нахождении на данной территории животных возможно поражение нижних частей конечностей, живота, слизистой оболочки рта, носа, глаз от радиоактивной пыли с поверхности почвы и растительности. Наиболее тяжелые радиационные поражения животных возникают в первые две недели после выпадения местных радиоактивных осадков. При этом особенно опасно пребывание на загрязненной территории первые два дня, в течение которых животные могут быть облучены большой дозой радиации. Установлено, что если суммарную дозу внешнего облучения, полученную животными в результате длительного пребывания на радиоактивном следе со дня его формирования, принять за 100%, то на долю облучения в первые двое суток приходится 65%. Такое положение связано с наличием в это время молодых продуктов ядерного деления (короткоживущих РВ). Затем радиоактивность местности быстро снижается и возможность острых радиационных поражений животных через две недели и более после выпадения РВ очень незначительна. Однако следует учитывать, что чем больше времени пройдет после ядерного взрыва, тем медленнее будет снижаться радиоактивность, так как на местности останутся главным образом долгоживущие радиоактивные изотопы, среди которых наиболее опасными для животных и человека являются стронций-90 и цезий-137.
Бета-излучения вызывают специфическое поражение кожи и слизистых оболочек, которые принято называть бета-ожогами, хотя по своему клиническому проявлению и течению они отличаются от термических и химических ожогов. Патоморфологические изменения в пораженной коже развиваются постепенно, процессы репарации (восстановления) протекают
При смешанном бета-гамма-облучении местные радиоактивные поражения могут протекать на фоне лучевой болезни.
В течении бета-ожогов клинически различают четыре периода: первичной реакции, скрытый, острой воспалительной реакции и восстановления, а по тяжести поражения, которая зависит от дозы поглощенной энергии,—четыре степени: легкая (при дозе до 500 рад), средняя (500—1000 рад), тяжелая (1000—3000 рад), крайне тяжелая (более 3000 рад).
Период первичной реакции проявляется в зависимости от дозы бета-облучения через несколько часов или суток после воздействия и продолжительности до двух-трех суток. Наиболее ярко, в виде гиперемии и отека пораженных участков, он выражен у животных, слабо защищенных волосяным . покровом (свиньи) и с депигментированной кожей. Места поражения болезненны и зудят, поэтому нередко животные их расчесывают и даже разгрызают.
Скрытый период длится в зависимости от дозы облучения от нескольких часов до двух недель. Он характеризуется повышенной потливостью и сильным зудом пораженных участков.
Период острой воспалительной реакции кожи. При легкой степени поражения наблюдается умеренная эритема, а затем незначительная эпиляция и шелушение поверхностных слоев эпидермиса. При облучении слизистых оболочек развиваются гиперемия и отек.
При средней степени острое воспаление длится 3—4 нед; оно проявляется сильной болезненностью, гиперемией, развитием эрозий и отеком поврежденной кожи. Повышается температура тела. Поврежденные ткани восстанавливаются медленно, длительное время сохраняются болевая реакция и атрофия кожи пораженных участков.
Тяжелая степень поражения характеризуется резко выраженной болевой и воспалительной реакцией (гиперемия, отек пораженных участков кожи), которая появляется уже через 3—4 ч после облучения. В ряде случаев образуются пузыри, по внешнему виду сходные с пузырями термических ожогов. Быстро возникают эрозии и язвы. Одовременно развиваются и общие признаки заболевания — повышается температура тела, увеличиваются регионарные лимфатические узлы, ухудшается или теряется аппетит. В крови выявляются нейтро-фильный лейкоцитоз, моноцитоз, эозинофилия, тромбоцитоз, ретикулоцитоз; ускоряется СОЭ. В сыворотке крови уменьшается количество белков, липидов, повышается содержание калия. Часто отмечаются признаки общей интоксикации.
При крайне тяжелой степени бета-ожога все признаки острого воспаления и общей реакции организма выражены наиболее сильно, скрытый период составляет 1-3 дня. Развиваются глубокие гнойно-некротические процессы, ведущие к образованию язв, которые служат причиной поступления постоянных патологических импульсов в центральную нервную систему, а также длительной интоксикации и септических состояний организма.
Период восстановления. При легкой степени процесс заканчивается полным выздоровлением через 1—2 мес, при средней — через 3—4 мес. В последнем случае еще длительное время наблюдаются атрофия кожи и повышенная болевая реакция. При тяжелых поражениях язвы заживают медленно — от нескольких месяцев до нескольких лет, по типу трофических язв, с разрастанием рубцевой ткани (келлоидов) и развитием гиперкератоза. Образовавшийся эпителиальный покров часто изъязвляется, появляются рецидивирующие некрозы. Возможны злокачественные перерождений тканей. Особенно резкое разрушение свойств кожи и ее производных наблюдается при сочетанном воздействии внешнего облучения и инкорпорированных радиоактивных изотопов. Длительная инкорпорация радионуклидов йода в дозах 45—450 мкКи/кг в день вызывает у овец значительные изменения морфологического строения кожи, структурных и каталитических свойств ее белков и сыворотки крови, снижает качество шерсти и шерстной продуктивности. У животных, полученных от овец, перенесших радиоактивное облучение, снижается количество и качество шерсти, что, по-видимому, вызвано ненормальным развитием плода в утробный период.
Я. М. Курбангалеев считает, что полярографические показатели белков кожи и сыворотки крови отражают тяжесть радиационного поражения организма и уровень защитных компенсаторных его возможностей и они наряду с другими признаками могут служить ценным критерием для определения степени тяжести лучевой болезни и прогнозирования ее исхода.
Копыта и когти. При местном облучении в дозах 500 Р и более задерживается рост копытного рога и когтей. Со временем они становятся сухими и ломкими (Фриц-Ниггли, 1961).