Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Радиобиология - 5 тем.doc
Скачиваний:
68
Добавлен:
30.05.2014
Размер:
164.35 Кб
Скачать

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:

  1. Внешнее воздействие β - частиц на людей и животных…………………………….3

  2. Влияние ионизирующей радиации на сердечнососудистую систему………8

  3. Отбор проб воды для радиохимического анализа…………………………………….9

  4. Концентрация радионуклидов в продуктах животноводства…………………..10

  5. 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).