1. Естественные источники ионизирующих излучений (иии)

Природный радиационный фон состоит из:

- космического излучения;

- излучения естественных радиоактивных веществ, находящиихся в земных

породах, воде, воздухе, строительных материалах;

- излучения естественных радиоактивных веществ, содержащихся в растительном

и животном мире (в т.ч. и в человеке).

Космическое излучение - делится на первичное это непрерывно падающий поток ядер во­дорода (протонов) - 80% и ядер легких элементов (гелия (альфа-частицы), лития, бериллия, бора, углерода, азота) - 20%, испаряющихся с поверхностей звёзд, туманностей и солнца и усиленных (ускоренных) многократно в электромагнитных полях космических объектов до энергии порядка 10¹⁰ эВ и выше.(В нашей галактике - Мл. Путь -300 млрд звёзд, а галактик 10¹⁴)

Взаимодействуя с атомами воздушной оболочки земли это первичное космическое излучение рождает потоки вторичного космическо­го излучения, ооотоящего из всех известных элементарных частиц и излучений ( мю и пи-мезоны - 70% ; электроны и позитроны - 26%, первичные протоны - 0,05%, гамма-кванты, быстрые и сверхбыстрые нейтроны).

Природные радиоактивные вещества разбивают на три группы:

1) Уран и торий с продуктами их распада, а также калий-40 и рубидий-87;

2) Малораспространённые изотопы и изотопы о большим Т_1/2 (кальций-48, цирконий-96, неодим-150, самарий-152, рений-187, висмут-209 и др.);

3. Углерод-14, тритий, бериллий -7 и -9 - непрерывно образующиеся в атмосфере под действием космического излучения.

Наиболее распространён в земной коре рубидий-87 (Т_1/2 = 6,5.10¹⁰ лет), затем уран-238, торий-232, калий-40. Но радиоактивность калия-40 в земной коре превышает радиоактивность всех других изотопов вместе взятых (Т_1/2 = 1,3 10⁹ лет). Калий-40 широко рассеян в почвах, особенно в глинистых, его удельная активность 6,8.10^-6 Ки/г.

В природе калий состоит из 3-х изотопов: стабильных К-39 (93%) и К-41(7%) и радиоактивного К-40 (),01%). Концентрация К-40 в почвах 3-20 nKu/г (пико - 10^-12),

Среднемировое принимают 10. Отсюда в 1 м³(2тонны) - 20 мкКu, в 1км²- 5Кu(корнеобит. слой=25см). Среднее содержаниеU-238 иTh-232 принимают по 0,7nKu/г. Вот эти три изотопа и создают мощность дозы естественного фона от почвы = примерно 5 мкР/ч(и ещё столько же от космич. излучения) Наш фон (8-10 мкР/ч ниже среднего. Колебания по стране 5-18, в мире до130 и даже до 7000 мкР/ч..

Строительные материалысоздают дополнитальную гамма-радиацию внутри зданий (из железобетона до170мрад/год, в деревянных - 50мрад/год).

Вода, являясь растворителем, содержит растворимые комплексные содинения урана, тория, радия. В морях и озерах концентрация радиоактивных элементов выше чем в реках. Минеральные источники содаржат много радия (7,5*10^-9 Кu/л) и радона (2,6*10^-8 Кu/л). Калия-40 в водах рек и озер примерно столько æå, сколько и радия (10^-11 Кu/л).

9. Содержание природных РВ в воздухе. Естественные радиоактивные изотопы в теле человека. Доза от ЕРФ

Воздух (атмосфера) содержит радон и торон, выделяющиеся из земных пород и углерод-14 и тритий непрерывно образующиеся в ат­мосфере под действием нейтронов вторичного комического излучения, взаимодействующих с азотом и водородом атмосферы.Особенно опасно накопление радона в плохо проветриваемых зданиях. Принят норматив во вновь строящихся зданиях100 Бк/м³, в заселённых200 Бк/м³, при превышении 400 Бк/м³принимают меры к уменьшению радона или перепрофилируют использование здания. Расчёты показывают что при концентрации радона в 16 и 100 Бк/м³годовая доза составит 100мБэр и 1Бэр соответственно. Реально концентрация11 Бк/м³

Растения и животные очень интенсивно усваивают из окружающей среды радиоактивные изотопы К-40,С-14, Н-3 (это кирпичики белковых молекул). Остальные радионуклиды в меньшей степени.

Содержание естественных радиоактивных изотопов в теле человека.

Изотоп	Количество (грамм)	Радиоактивность (Кюри)
Калий-40	8,3*10^-2	6*10^-7(22200 Бк)
Углерод-14	2*10^-3	8,9*10^-8(3300 Бк)
Свинец-210	7*10^-3	4,6*10^-10 (17 Бк)
Тритий (Н-3)	8*10^-15	7,6*10^-11 (3 Бк)
Уран-235	5*10^-6	1,1*10^-11 (0,4 Бк)
Торий-232	7*10^-5	7,9*10^-12 (0,3 Бк)
Уран-238	7*10^-4	2,4*10^-10(9 Бк)

Внутреннее облучение большинства органов обусловлено наличием в них К-40. Годовая доза от К-40 составит: для красного костного мозга - 27 мрад

Лёгких - 17 мрад

Половых желез -15 мрад

От других радионуклидов, находящихся в организме доза составит 1/100, 1/1000 от этих величин. Исключение -родон, поступающий в лёгкие ингаляционно и создающий в них дозу до 40мрад в год.

Таким образом, только от естественных иии за счёт внешнего и внутреннего облучения человек получает годовую дозу в 200 мрад (мБэр) (или 2мЗв)

от иии Земного просхожд.- 167 (внутреннее облучение от К-40 и Rn-222......... 132 мБэр)

(внешнее облучение от К-40, U-238, Тh-232, Rb-87...........35 мБэр)

от иии Космич-го просихожд.- 32 (внешнее облучение от -квантов, , -мезонов.....30мБэр)

(внутреннее облучение отС-14, Н-3.................2 мБэр)

Выводы.1. Доза от внешнего облучения природными иии составляет 65 мБэр это  30% всей дозы.Только эту часть дозы мы и измеряем дозиметрами.

2.Вклад радона в годовую дозу 25-40%.

Курильщики получают дополнительную дозу облучения лёгких от радиоактивного Ро-210 (в одной сигарете 7мБк Ро). По статистике США смертность от курения выше, чем от алкоголя -150000 ч/г.

Последние тысячелетия радиационная обстановка на земле стабильна, В условиях этого ра­диационного фона шла эволюция растительного и животного мира, жили все предшествующие поколения людей.

9. Искусственные источники ионизирующих излучений (Рентгеновские установки, испытательные ядерные взрывы, ядерная энергетика, современные технические устройства).

Искусственные иии создают дополнительную дозовую нагрузку на человека и делятся на четыре большие группы.

1) Рентгеновские установки, использующиеся в медицине для диагностических и лечебных целей.

2) Испытательные ядерные взрывы.

3) Ядерная энергетика (предприятия ядерно-топливного цикла - ЯТЦ).

4) Ряд современных технических устройств (светящиеся циферблаты часов и измерительных приборов, телевизоры, дисплеи компьютеров, рентгено и гамма-установки для дефектоскопии, просмотра вещей в аэропортах, компьютерная томография и т.д.).

По данным МКДАР если принять за 100% годовую аффективную эквивалентную дозу от естественных источников радиации (200мБэр) то на долю искусственных придётся дополнительно:

- облучение от рентгенустановок - 20% (40 мБэр);(на среднестатистического человека)

- испытательные яд. взрывы от 7% в начале 60-х гг. до 0,8% в 80-х гг (тенд. убыли) ;

- ядерная энергетика от 0,001% естественного фона в 1965 г до 0,05% в 2000 г. (тенденция малого роста);

- по техническим устройствам (ТВ. ЭВМ и т.д.)- ничтожно малые величины.

Рентгеновские установки - приказом Минздрава определены дозы при

• флюорографии органов грудной клетки до 0,6 мЗв (снимок зуба 0,1-0.2 мБэр)

• рентгеноскопии лёгких до 1,4 мЗв, желудка до 3,4 мЗв (340 мБэр)

Испытательные ядерные взрывы

С 1945 до 1962 гг - было проведено 423 испытательных взрыва в атмосфере общей мощностью более 500 Мт (СССР, США, Франция, Китай, Великобритания). Подземные испытания проводятся до сих пор.

При ядерном взрыве осуществляется цепная реакция деления ядер тяжёлых элементов (U²³⁵, Рu²³⁹) под действием нейтронов. В ходе реакции образуется около 250 изотопов 35 х. элементов, из них 225 радиоактивных. (Пример - режем арбуз с 235 семечками)Образовавшиеся радионуклиды имеют разные периоды полураспада - доли секунды, секунды, минуты, часы, дни, месяцы, годы, столетия, тысячелетия и миллионы лет.

Из этого большого числа ядерных осколков и их дочерних продуктов интерес для ветеринарной радиобиологии и радиоэкологии с/х животных по своим радиотоксикологическим и физическим характе­ристикам представляют 10радионуклидов.

Большинство радионуклидов являются бета и гамма-излучателями Особенно опасны в первые месяцы йод-131, барий-140, стронций-89. В последующем стронций-90 и цезнй-137.

За 35 лет после прекращения испытаний ЯО все продукты ядерных взрывов выпали из резервуара атмосферы и стратосферы на поверхность в основном Северного полушария Земли, подняв зараженность земель Sr-90 иCs-137 до 0,2 Кu/км², сейчас она упала до 0,1 Кu/км².(человеку -перорально)

Атомная энергетика - это связанные между собой предприятия ЯТЦ (добыча, обогащение и переработка урановой руды, производство ТВЭЛов, сжигание их на АЭС, переработка ТВЭЛов, эахоронение отходов, разборка отработавших АЭС).

Несмотря на радиационно-экологическую опасность АЭС, количество их из года в год увеличивается. В мире эксплуатируется более 500 энергетических реакторов .суммарной мощностью коло 30 тыс МВт. Они обеспечивают 17% общемирового потребления энергии.

Атомная энергетика экологически более чистый из всех существующих способов получения электроэнергии (при безаварийной ра­боте). Угольная станция загрязняет среду радиацией в несколько раз больше, чей АЭС такой же мощности.

Но ряд аварий последних десятилетий на АЭС, в т.ч. самая крупная на ЧАЭС - 26.04.86г., приводит к сильным загрязнениям РВ больших территорий.

Наиболее биологически опасные изотопы представлял йод-131, , отронций-90 и цзий-137..

9. Закономерности перемещения РВ в биосфере. Стронциевые единицы.

РВ от ядерных взрывов, аварийных выбросов предприятий ЯТЦ, радиоактивные отходы, не захороненные установленным порядком, включаются в компоненты биосферы - абиотические (почва, вода, воздух) и биотические (флора, фауна) и принимают участие в био­логическом цикле круговорота веществ.

Наиболее короткий путь РВ до человека, исключая непосредственное попадание из атмосферы, -через с.х. растения и животных по цепочкам: почва -растение -человек; почва -растение -животное -человек. При аварии на ЧАЭС в атмосферу было выброшено 50МКuактивности. Из них 20% йода-131 и 15% изотопов цезия и до 2% стронция.

Йод, попадая в организм человека и животных, концентрировался в наибольшем количестве (от 20до 60%) в щитовидной железе, на­рушая её функции

Передвигаясь от одного объекта биосферы к другому, цезий и стронций ведут себя подобно калию и кальцию (т.к. являются их аналогами по физическим свойствам), в конечном счете, попадая в организм животного и человека, дости­гают максимальной концентрации в органах физиологически богатых этими элементами (цезий в мышцах, стронций в костях, скорлупе).

Существует определенная пропорциональность этого накопления на 1грамм кальция или калия, выражаемая в стронциевых единицах (СЕ).

1СЕ = 1 нКu Sr-90 на 1 грамм Са (нано = 10^-9)

Отношение числа СЕ последующего звена биологической системы к предшествующему называется коэффициентом дискриминации (КД) Sr-90 по отношению к кальцию.

КД = СЕ в пробе кормовой культуры / СЕ в почве.

Ещё многие вопросы перехода в звеньях биологических цепей слабо изучены.

9. Токсичность радиоактивных изотопов.

Радиоактивные изотопы любого химического элемента при попадании в организм участвуют в обмене веществ точно так же, как и стабильные изотопы данного элемента. Токсичность радионуклидов обусловлена:

• видом и энергией излучения (главная характеристика, определяющая токсичность),

• периодом полураспада;

• физико-химическими свойствами вещества, в составе которого радионуклид попал в организм;

• типом распределения по тканям н органам;

• скоростью выведения из организма.

Введено понятие ЛПЭ - линейная передача энергии (это количество энергии (в кэВ), передаваемое частицей или квантом веществу на единице пути пробега (в мкм)). ЛПЭ - характеризу­ет удельную ионизацию и связано с ОБЭ (относительной биологи­ческой эффективностью) того или иного вида излучения.(Ранее это упоминалось в лекциях)

Излучение	Энергия, МэВ	Пробег в мышечной ткани	Число ионизаций на пути в 1 мкм	ЛПЭ КэВ/мкм	ОБЭ
Рентген. и -лучи	1	20 см и более	15	0,49	1
Бета-частицы	1	4,4 мм	8	0,23	1
Альфа-частицы	5	35 мкМ	4500	143	10
Протоны	1	22 мкМ	-	25	10
Нейтроны	0,9	33 мкМ (мой расчёт)	840	27,4	10

Радионуклиды с очень коротким (доли секунды) и очень длинным (миллионы лет) периодом полураспада не могут создать в организме эффективную дозу и следовательно большой вред.

Наиболее опасны изотопы с периодом полураспада от несколь­ких дней до нескольких десятков лет.

В порядке убывания радиационной опасности радионуклиды разделены на 4 группы радиотоксичности (по НРБ - группы радиационной опасности).

Группа радиотоксичности	Радионуклид	Среднегодовая допустимая концентрация в воде , К u/л
А - особо высокой радиотоксичности (р/т)	Pb-210, Po-210, Ra-226, Th-230 и др.	10^-8- 10^-10
Б - с высокой радиотоксичностью	J-131, Bi-210, U-235, Sr-90и др.	10^-7- 10^-9
А - средней радиотоксичности	P-32, Co-60, Sr-89, Cs-137 и др.	10^-7- 10^-8
А - наименьшей радиотоксичности	C-14,Hg-197,H-3 (тритий) и др.	10^-7- 10^-6

НРБ -устанавливают допустимую концентрацию всех радио­нуклидов в воздухе рабочей зоны, атмосфере, воде, годовое пос­тупление в организм через органы дыхания, через органы пищева­рения, содержание в критическом органе.

9. Поступление, распределение, накопление РВ в тканях и органах и выведение их из организма животных.

Радионуклиды могут поступать в организм животных:

• аэрозольно - через легкие при вдыхании загрязненного воздуха;

• перорально - через пищеварительный тракт с кормом и водой (основной путь);

• резорбтивно - через слизистые оболочки, кожу и раны.

Биологическое действие радионуклидов при внутреннем поступлении зависит от агрегатного состояния вещества. Наибольшее действие оказывают РВ в виде газа и водорастворимых соединений. Они интенсивно и в большом количестве вса­сываются в кровь, быстро распространяются по всему организму или концентрируются в соответствующих органах. Нерастворимые радиоактивные частицы могут на длительное время задерживаться на слизистых оболочках легких, ЖКТ, вызывая местное радиационное поражение.

Р/активные аэрозоли размером менее 0,5мкм, попадая в легкие, почти полностью удаляются при выдохе, частицы от 0,5до 1 мкм задерживаются на 90%, пылинки более 5мкм фиксируются до20%. Более крупные частицы, оседая в верхних дых-х путях, отхаркиваются и попадают в желудок. Большая часть р/нуклидов, задержавшихся в легких, быстро всасываются в кровь, а часть надолго остается в легких.

Относительное количество усвоения организмом радиоизото­па зависит от соотношения его с носителем. Изо­топный носитель это нерадиоактивный изотоп этого элемента (напр. J-125 для J-131). Неизотопный носитель - другой элемент -химический аналог радиоактивного изотопа (Са для Sr-90, K для Cs-137).

Всасывание и отложение радионуклида в тканях прямо пропорционально отношению его к носителю.

При основном пути поступления РВ в организм через ЖКТ резорбция (всасывание) некоторых радионук­лидов лежит в диапазоне от 100до 0,01% (Cs,J- 100%,Sr- от 9до 60%,Cj - 30%,Po-6%, U-З%,Pu-0,01%).

Распределение радионуклидов в организме может быть аналогично стабильным изотопам этих элементов (например, кальций идёт в костную систему, йод в щитовидную железу) или равномерным по всему организму.

Различают следующие типы распределения радиоактивных элементов:

равномерный (H, Cs, Rb, К и др.) - печёночный (Се церий, Pu, Th, Мg и др.)

скелетный (остеотропный) (Са, Sr, Ra и др.) почечный (Bi, Sbсурьма, U, Asмышьяк)

тиреоотропный (J, Br бром).

Орган, в котором происходит избирательная концентрация радионуклида и вследствие чего он подвергается наибольшему об­лучению и повреждению), называется критическим.

Легкие, ЖКТ являются критическими органами при поступлении через них нерастворимых соединений радионуклидов. Для йода критический орган - всегда щитовидная железа, для стронция, кальция, радия - всегда кости.

Кроветворная система и половые железы, как наиболее уяз­вимые системы даже при малых дозах радиации, являются критическими органами для всех радионуклидов.

Типы распределения радионуклидов в организме для всех видов млекопитающих (в том числе и человека) одинаковы.

Для молодых животных свойственно более интенсивное вса­сывание и депонирование радионуклидов в тканях. У беременных самок радиоактивные изотопы проходят через плацентуи откладываются в тканях плода.

Радиоактивные изотопы (также как и стабильные) выводятся в результате обмена из организма с калом, мочой, молоком, яйцом и другими путями.

Биологический период полувыведения (Т_б)- это время, в течение которого из организма выводится половина поступившего количест­ва элемента. Но убыль изотопа ускоряется в организме и за счет радиоактивного распада.(Характеризующегося Т_1/2 )

Фактическую убыль радионуклидов из организма выражают эффективным периодом полувыведения, (Т_эфф).

Т_эфф = (Т_б Т_1/2)/( Т_б +Т_1/2)

Подсчитаем для Сs-137(Т_б = 0,25 года, Т_1/2 = 30лет. Т_эфф= (0,25*30)/(0,25+ 30) = 0,24 года (90дней)

Радионуклиды о коротким Тэфф (Cs-137,Y-90иттрий,Ba-140 и др.) при однократном или непродолжительном поступлении их в организм почти одной и той же дозой могут вызвать ост­рое или хроническое течение лучевого заболевания, после чего происходит быстрая нормализация картины крови и общего состояния животного.

При тех же условиях воздействия радионуклидов с большим Тэфф (Sr-90,Ra-226Pu-239 и др.)отмечается значительное отличие в дозах, обуславливающих острое или хрони­ческое течение болезни. Восстановительный период болезни при этом очень продолжительный, часто возникают злокачественные опухоли, на многие годы затягивается тромбоцитопения, анемия, бесплодие и другие нарушения.

У животных предназначенных для убоя на мясо, эти эффекты могут не успеть проявиться, однако у племенного и молочного скота опасность их возникновения вполне реальна

Животные в пищевой цепочке человека служат своеобразным фильтром радионуклидов и снижают их поступление в организм че­ловека с пищей.

9. Токсикология биологически активного изотопа J-131.

По учебнику

9. Токсикология биологически активного изотопа Cs-137.

По учебнику

9. Токсикология биологически активного изотопа Sr-90.

По учебнику

9. Современные представления о механизме биологического действия ионизирующих излучений.

1. Современные представления о механизме биологического действия и.и.

При взаимодействии альфа, бета-частиц, гамма и рентгеновского излучения и нейтронов с тканью организма последовательно проходят следующие стадии:

-Электрическое взаимодействие проникающей радиации с атомами (время - триллионные доли сек.) -отрыв электрона- ионизация среды (это процесс передачи энергии, хотя и в малом количестве, но высокоэффективный).

-Физико-химические изменения (миллиардные доли сек.), образовавшиеся ионы участвуют в сложной цепи реакций, образуя продукты высокой химической активности: гидратный оксид НО₂ ,перекись водорода Н₂О₂ и др., а также свободные радикалы Н, ОН, (ткани на 60-70% состоит по массе из воды).В молекуле воды соотношение Н к О как 2 : 16 или 1:8 ( по а.е.м.). Следовательно из 50кг воды в стандартном человеке весом в 70кг примерно 40 кг приходится на кислород.

-Химические изменения. В течение следующих миллионных долей секунды свободные радикалы реагируют друг с другом и с молекулами белка, ферментов и т. д. через цепочку окислительных реакций ( до конца еще не изученных), вызывая химическую модификацию важных в биологическом отношении молекул.

-Биологические эффекты- нарушаются обменные процессы, подавляется активность ферментных систем, нарушается синтез ДНК, синтез белка, образуются токсины, возникают ранние физиологические процессы (торможение деления клеток, образование мутаций, дегенеративные изменения). Возможна гибель клетки в течение нескольких секунд или последующие изменения в ней, которые могут привести к раку (м.б. через 2-3 десятка лет).

В конечном счете нарушается жизнедеятельность отдельных функций или систем и организма в целом.

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 сложен, до конца не выяснен, существует несколько гипотез и теорий (Лондон, Тимофеев-Ресовский, Тарусев, Кудряшёв, Кузин, Горизонтов и др.).

Имеют место:

-теория прямого и непрямого действия ионизирующих излучений, проявляющаяся в эффекте разведения и кислородном эффекте,

-теория мишени или попаданий,

-стохастическая (вероятностная) гипотеза,

-теория липидных (первичных) радиотоксинов и цепных реакций,

-структурно-метаболическая теория (Кузин),

-гипотеза эндогенного фона повышенной радиорезистентности и иммунобиологическая концепция.

Все теории объясняют только отдельные (частные) стороны механизма первичного биологического действия ионизирующих излучений и полностью экспериментально не подтверждается на теплокровных животных.

Рассмотренный этап определяется как первичное (непосредственное) действие излучения на биохимические процессы, функции и структуры органов и тканей.

Второй этап- опосредованное действие, обусловлено нейрогенными и гуморальными сдвигами, возникающими в организме под влиянием радиации.

(Две формы регуляции в организме: нервная и гуморальная (взаимодействие через жидкие внутренние среды - кровь, тканевую жидкость и т.д.) - звенья единой нейрогуморальной регуляции функций).

Гуморальное или опосредованное действие радиации происходит через токсические вещества (радиотоксины), образующиеся в организме при лучевой болезни (развивают основные синдромы лучевого поражения - изменение крови, рвота и т.д.).

9. Действие ионизирующих излучений на клетку.

Чувствительность клеток к радиации зависит от:

-стадии развития клетки (фазы митотического цикла, больше в профазе), -возраста, -функционального состояния (т.е. клетки одной ткани могут иметь разную чувствительность).Компоненты клетки также обладают различной чувствительностью (наиболее чувствительно ядро).

Морфологические изменения в клетке проявляются на 2-3 сутки после облучения (дозами до 1000 Р). Это:

-набухание и увеличение размеров и формы ядер,

-некротические явления - пикноз, реже лизис ядер,

-процессы в цитоплазме (вакуолизация (увеличение углублений в мембране), повышение проницаемости мембран для электролитов и воды, повышение лучепреломления и др.),

-одиночные, двойные разрывы молекул ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и их распад,

-хромосомные аберрации (отклонения),

-изменения функций внутриклеточных мембран.

-снижение энергетического обмена в митохондриях,

-угнетение метаболизма (обмена веществ).

Ионизирующие излучения влияют на рост клеток, но в большей степени на их способность к размножению. Ткани, где происходит интенсивное образование новых клеток, особенно чувствительны к облучению. Наиболее уязвимы:

-клетки органов кроветворения (красный костный мозг, селезенка, лимфоузлы).

-клетки половых желез, эпителия кишечника и желудка.

Также высоко радиочувствительны высокодифференцированные неделящиеся нервные клетки и неделящиеся лимфоциты крови (одна из форм лейкоцитов, образующихся в лимфатических узлах).

На митоз влияет мощность дозы излучения. При малых мощностях (до 0,1 Р/мин) митоз клеток некоторых тканей ускоряется (т.е. радиация стимулирует митоз). Под действием излучений в дозах 25-100 рад клеточный цикл удлиняется в 2 раза и более. При малых дозах нарушения функциональных и структурных свойств ядра и цитоплазмы могут быть обратимыми, при больших дозах -необратимыми. При больших мощностях облучения происходит резкое замедление, а затем и прекращение митоза.

Поскольку в настоящее время не выяснены процессы, вызывающие митоз здоровых клеток, то механизм торможения митоза радиацией объяснить еще сложней.

Есть ряд гипотез:

-разрушение веществ, стимулирующих митоз, -нарушение синтеза нуклеиновых кислот;

-нарушение проницаемости клеточных мембран. - повреждение хромосом.

-накопление веществ, тормозящих деление клетки; Гибель клетки в интерфазную стадию отмечают как смерть “под лучом»

9. Радиочувствительность животных.

Радиочувствительность зависит от: вида животных, возраста, пола, упитанности, параметров излучения, состояния организма и др.

(У представителей одного и того же вида реакция организма на облучение может быть различной).

Радиационную чувствительность определяют величиной летальной дозы 50/30 и ЛД 100/30. Это минимальные дозы облучения, вызывающие смерть 50 или 100% животных в течение 30 дней.

ЛД 50/30 (в скобках ЛД 100/30) для некоторых организмов:

амеба (простейшие одноклеточные) 100000 рад мышь 550

тритон 3000 обезьяна млекопитающиеся 550

лягушка (земноводные) 1000 (+25⁰С) - 5000 (+5⁰С) собака350 (450)

черепаха (пресмыкающиеся) 1500 КРС 550 (650)

карась (рыбы) 1800 овцы 400 (650)

курица (птицы) 900 (1200) свинья 600 (800)

кролик (млекопит-ся) 800 (1200) человек 450 (750)

Различная радиочувствительность разных видов животных пока не объяснена.

По морфологическим признакам, возникающим как последствия радиационных воздействий, органы разделяют на 3 группы:

1. Чувствительные к радиации: лимфоузлы, красный костный мозг, половые железы, лимфатические фолликулы желудочно-кишечного тракта, вилочковая железа, селезенка. Изменения в этих органах регистрируются уже при облучении дозой 25Р.

2. Умеренно-чувствительные к облучению(кожа. глаза).

3. Менее чувствительные (резистентные)- печень, легкие, почки, мозг, сердце, кости, сухожилия, нервные стволы и др. Первичные изменения в них при дозе 100Р и более.

Общее равномерное облучение всего организма вызывает наибольший радиобиологический эффект. Экранирование отдельных органов (особенно чувствительных) повышает устойчивость организма и воздействие радиации.

9. Лучевая болезнь. Степень тяжести. Периоды развития.

Отмечено три основных вида лучевой патологии у животных.

1.ЛБ, протекающая остро и хронически. 2.Лучевые ожоги 3.Отдалённые последствия (генетич-е и онкол-е

Острая ЛБ - это общее заболевание, возникающее после облучения значительными дозами в короткий промежуток времени (при ядерных взрывах облучение в течение первых 4-х суток считается однократным).

По тяжести заболевания различают 4 степени ЛБ.

1-я - лёгкая (150-200Р) 2-я - средней тяжести (200-400Р) 3-я - тяжёлая (400-600Р) 4-я крайне тяж-я (600)

В развитии острого течения ЛБ выделяют 4-ре периода.

1 - начальный период первичных реакций. 3 - период выраженных клинических признаков ЛБ.

2 - латентный (или скрытый ) период мнимого благополучия. 4 - период восстановления (полн или частичн выздр)

Эти периоды прослеживаются у всех животных, облучённых полулетальной дозой (с некоторыми видовыми различиями)При крайне тяжёлой степени гибель крупных жив-х происходит через 10-20 суток.

В целом течение ЛБ зависит от :

- вида излучения, -индивидуальных особенностей организма,

- величины полученной дозы и её мощности, - внешних факторов.

Период первичных реакцийдлится2-3 дня. Симптомы: изменение функций нервной системы (последовательное возбуждение, угнетение) общая слабость, ухудшение аппетита, нарушение сердечного ритма (тахикардия), одышка, иногда повышение температуры, кровоизлияния на слизистых (не всегда), поносы, иногда рвота, изменение состава крови.

Период кажущегося благополучия- от нескольких дней до 2-3 недель. При тяжёлой форме короткий или отсутствует. Клиническое состояние удовлетворительное, но в организме продолжаются патологические изменения. К концу периода могут быть расстройства ЖКТ, бронхиты, пневмония, кровоизлияния на слизистых, иногда эпиляция (выпадение шерсти).

Период выраженных клинических признаков появляется через одну-две недели, длится до 1-1,5 месяца. Характерные признаки: геморрагический синдром, ухудшение функций кроветворения, пищеварения, дыхания и сердечно-сосудистой системы. Повышение температуры, лихорадки, угнетение общего состояния, сухость кожи, затруднение дыхания из-за отёков носоглотки, гортани воспалительных процессов лёгочной ткани, изменение картины крови (снижение лейкоцитов до 1000 и ниже, тромбоцитов почти до 0 - угрожающий признак).

Период восстановления- проходит быстро при лёгкой степени, 3-6 месяцев при средней тяжести, при тяжёлой форме 8-9 месяцев, но полного выздоровления не наступает. Может быть переход в хроническое состояние, пониженная устойчивость к незаразным и заразным болезням, ослаблена воспроизводительная способность, сокращается продолжительность жизни.

Хроническая лучевая болезньможет возникнуть в результате многократно повторяющегося в течении длительного времени внешнего облучения малыми дозами, а также при попадании внутрь радиоактивных изотопов, надолго фиксирующихся в тканях организма. По глубине её делят на3 степени.

При хроническом течении поражаются почти все системы и органы животного. Наблюдается: дистрофия органов, угнетение кроветворения, потеря регенерационной способности тканей, снижение иммунобиологической сопротивляемости, бесплодие, развитие лейкозов, злокачественных новообразований, потеря продуктивности.

Больших различий лучевых поражений у разных видов с.х. животных нет. У КРС при ЛД50/30, у свиней при ЛД80/30 появляется через час беспокойство и мелкая дрожь, у овец и коз раздражительность, редко диарея (понос). Ранний признак поражения кур - дрожание головы, затем угнетение, сонное состояние, вытягивание шеи вперёд, назад. В целом куры наиболее радиоустойчивы из домашних жив-х.

Общий показатель для всех животных - изменение картины крови после облучения: уменьшение лейкоцитов, лимфоцитов, тромбоцитов, ухудшение свёртываемости крови, структурные изменения стенок кровеносных сосудов (как следствие геморрагический синдром - кровотечения) и др. изменения в крови.

Радиационные ожоги кожных покровов- наблюдаются при выпасе или прогоне животных по местности заражённой РВ в виде ожогов кожи и конечностейи-частицами слабо проникающими в ткани. Местные дозы в коже и подкожном слое составляют от 500 до3000 рад и более. Наиболее подвержены ожогам животные слабо защищённые волосяным покровом (свиньи) и участки кожи у всех животных незащищённые волосяным покровом.

Ожоги также разделяют на 4 степенипо тяжести поражения и4 периодапо клиническому течению-ожогов.

При атомном взрыве наблюдается большое количество комбинированных поражений. Это различные сочетания механических, термических и лучевых поражений.

9. Закон о радиационной безопасности населения.

. Федеральный закон “О радиационной безопасности населения (РБН)” определяет:

“РБН - состояние защищённости настоящего и будущего поколения людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения” и устанавливает с 2000 года среднюю годовую эффективную дозу для населения - 0,001 Зв (0,1 Бэр)- (7 Бэр за период жизни -70 лет)

В законе изложены принципы обеспечения радиационной безопасности:

• Принцип нормирования – не превышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего облучения.

• Принцип обоснования – запрещение всех видов деятельности по использованиюисточников ионизирующего излучения(иии), при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причинённого дополнительным к естественному радиационному фону облучением.

• Принцип оптимизации – поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учётом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любогоиии.

Ответственностьза соблюдение норм несут юридические лица, получившие разрешение или лицензию на использованиеиии.

Женщинам до 45 лет, работающим с иии,предел дозы внешнего облучения снижен до 50%, а поступление радионуклидов в организм не должно превышать 1/20 по сравнению с мужским персоналом. При установлении беременности женщины переводятся на работу, не связанную с излучением.

9. Онкологические последствия действия ионизирующих излучений.

Отдалённые последствия действия радиации носят стохастический (вероятностный) характер. Могут появиться спустя длительное время (годы и десятки лет) как после местного, так и после общего внешнего и внутреннего облучения. По мере истощения компенсаторных механизмов развиваются те или иные формы отдалённых последствий.

1. Неопухолевые формы.

а) Гипопластические состояния (анемия, лейкопения, атрофия слизистых оболочек желудка, кишечника, гастриты, атрофия половых желез, бесплодие). Эти состояния трудно поддаются лечению и плохо восстанавливаются (гипо - ниже, под).

б) Склеротические процессы (повреждение сосудистой сети повреждённых органов, цирроз печени, лучевые дерматиты, лучевые катаракты, некрозы костной ткани, поражения нервной системы и др.)

в) Дисгормональные состояния (проявляются в ожирении, реже истощении, почечные заболевания, поражения поджелудочной железы - сахарный диабет и др.)

2. Опухолевые формы

Возникают чаще при облучении  и  излучателями инкорпорированными в тканях критических органов (1гр.- тело, гонады, костный мозг; 2гр.-мышцы, щитовидка, печень, почки, ЖКТ, лёгкие, хрусталики глаз; 3гр.-кожный покров, костная ткань, кисти предплечья, голени и стопы). Усиливающими факторами, увеличивающими частоту появления опухолей, являются химические вещества, механические повреждения. Специфических средств лечения пока не разработано.

9. Генетические последствия действия ионизирующих излучений.

Исследованием действия радиации на наследственность занимается - радиационная генетика. Ген - элементарная единица наследственности - участок молекулы ДНК - дезоксирибонуклеиновой кислоты). Гены заложены в структуре хромосом. Число хромосом у каждого вида животных и растительных организмов постоянно. (Человек -46, корова -60. Лошадь -66, свинья -40, пшеница -42. Кукуруза -20) В каждой клетке два подобных, но не идентичных набора хромосом, унаследованных один от отца, другой от матери. При делении клетки хромосомы точно копируются и дочерные клетки являются копиями материнских с такой же структурой хромосом и генов. Это может повторяться в громадном числе поколений.

Под действием различных внешних и внутренних факторов (радиация, УФО, химич. вещества, т-ра) молекулярная структура хромосомы или гена может изменяться. Образуется ген с новыми признаками - произойдёт мутация(это изменение в гене или хромосоме). При последующем делении изменённая хромосома воспроизводит свою копию и происшедшие изменения передаются последующим поколениям клеток.Мутант- это организм, в котором появляются признаки мутировавшего гена. Если мутация произошла в половой клетке, то развивающийся организм, будет иметь новые наследственные признаки.

Огромное количество генов, имеющихся у каждого вида организмов, есть результат мутаций, многие из которых произошли под влиянием естественного радиационного фона.

Различают генные, хромосомные и геномные мутации .

Генные (точковые) - изменения одного гена.

Хромосомные(хромосомные аберрации) - изменения в структуре хромосом. Они возникают путем: -транслокации- перемещения участка хромосомы; -дубликации-удвоения, утроения и т.д. отдельных участков хромосом; -делеции - (нехватки) потери участка хромосомы; -инверсии- перевернутости участка хромосомы.

Геномные связаны с изменением числа хромосом.

Характер мутаций от всех факторов (радиация, ультрофиолет, химия, температура) одинаков и не отличается от самопроизвольных естественных мутаций. Под действием ионизирующих излучений возникают в основном генные и хромосомные. При инкорпорации радионуклидов наиболее опасными в генетическом отношении считаются Sr-90, Cs-137, C-14.

В результате мутаций появляются доминантные(господствующие) и рецессивные(подавленные) гены.При доминантном гене соответствующий признак проявляется у потомства первого поколения (достаточно присутствия гена у половой клетки хотя бы одного родителя). Если ген рецессивный, то признак проявляется начиная с правнуков, затем передаваясь из поколения в поколение (только при наличии гена в половых клетках отца и матери).

Мутации в соматических клетках ведут к возникновению соматических эффектов радиации, одним из которых является злокачественный рост клеток. Мутации соматических клеток по наследству не передается.

В настоящее время не установлен дозовый порог, ниже которого изучение не вызывает мутаций Введено понятие удваивающей дозы радиации - это доза, влияние которой увеличивает количество мутаций в 2 раза по сравнению с естественным мутированием. По предложению академика Н.П.Дубинина МКРЗ (при ООН) признала дозу 10Р (гамма или рентгеновских лучей) удваивающей частоту мутаций.

Генетическое действие ионизирующих излучений проявляется при воздействии только малыми дозами (при больших дозах животное либо погибает, либо становится бесплодным и генетические эффекты не проявляются). Вообще !0% новорождённых имеют генетические дефекты. Из них 3% мутаций (людей) за счёт естественной радиоактивности.Новые признаки, вызванные мутацией, в большинстве случаев отрицательны (чаще заболевают, меньше живут) (могут быть и положит. признаки от мутаций).Доза обучения половых желез, удваивающая число мутаций у животных по отношению к числу спонтанных мутаций составляет 30-80Р.В мире животных и растений радиация была и есть фактор, влияющий на темпы и формы эволюции.

9. Основные принципы ведения животноводства в условиях радионуклидного загрязнения с.х. угодий. Организационные, агротехнические, агрохимические и технологические методы снижения р/а загрязнения кормов.

После аварии на ЧАЭС были определены для животноводства 3 периода опасности.

1. Период “йодной опасности”. До 50% активности приходилось на изотопы йода (в основном йод-131). Продолжительность - 2 месяца.

2. Период поверхностного загрязнения средне и долго живущими изотопами.

Продолжительность до конца 1986 года.

3. Период “корневого поступления” в основном Cs-137 и Sr-90 продлжит-ю на 90-100 лет.

Степень заражения продукции животноводства зависит от состава рациона и способа содержания животных.

В 1 и 2 периоде содержание РВ в рационе живот-х нормируют по суммарной активности.

В период “йодной опасности” животным нужно давать йодистые препараты, блокирующие щитовидную железу от радиоактивного йода, вводить в рацион кормовые культуры из семейства крестоцветных (капуста, брюква, куузика, рапс), содержащих тиоцианат.

Дойным и беременным животным включают в рацион наиболее чистые по рад-ти корма.

В период “корневого поступления” РВ в растения рацион животных нормируется по содержанию в нём Cs-137 (1,2-1,3мкКu) и Sr-90 (0,2-0,33мкКu) (1 значение для дойных коров, 2-е для мясного скота).Пределы содержания РВ в рационе определены исходя из норм содержания их в продуктах питания. (По ВДУ-93 в молоке 370Бк, в мясе 592Бк)

Содержание радиоцезия и радиостронция в кормах можно определить путём радиохимического анализа кормов (это только в радиологической лаборатории) и более грубо по табличным данным содержания радионуклидов в кормовых культурах на разных типах почв.

Для снижения уровня загрязнённости кормов в хозяйствах проводится комплекс мероприятий по 4-м направлениям : организационным, агротехническим, агрохимическим и технологическим.