Сельскохозяйственная радиобиология (стр. 13 )

Достоинства этого метода заключаются:

–  в высокой чувствительности метода ( г) по сравнению с обычными химико-биологическими методами измерения ( г);

–  данный метод позволяет изучать функцию органов и систем без хирургического вмешательств (например: метод оценки функционального состояния щитовидной железы с помощью радиоактивного изотопа I-131);

–  быстрота измерения содержания РВ в образце внешней радиометрией органов или специально приготовленных препаратов (крови, лимфы, гистологических срезов тканей и др.);

–  дает возможность математического (количественного) описания протекающих биологических процессов в организме на языке формул и математических уравнений.

С помощью этого метода был изучен процесс пищеварения в желудочно-кишечном тракте: что синтез аминокислот возможен из минеральных и питательных веществ кормов микроорганизмами рубца – из Na2C+O3 меченый углерод переходит в аминокислоты, из Na2S+O4 – в серосодержащие аминокислоты переходит меченая сера, использование неорганической серы при переходе в АК составляет 15-35 % .

Была изучена возможность синтеза органических кислот в рубце жвачных из уксусной кислоты, что в течение одних суток в рубце коров в среднем образуется около 2400 г уксусной, 950 г пропионовой, 930 г масляной кислот, у овец 193, 80 и 36 г соответственно.

В радиобиологических исследованиях с использованием 35S и 14C определены биологические периоды полуобновления протеина в печени (6,9 дней) и мышцах (38,5 дня), было определено, что в биосинтезе молочного жира наиболее эффективно используются карбоновые кислоты, а не глюкоза, что 50 % молочного жира синтезируется из органических кислот, а 50 % из липидов крови, поступающих в молочную железу.

С помощью этого метода были изучены биологические закономерности отрастания шерсти у овец: что шерсть состоит из белков кератинов, образуемых полипептидами из серосодержащих аминокислот, что рост всех видов шерстных волокон прекращается в апреле-мае. Формирование шерстного покрова
при внутриутробном развитии ягнят начинается за 35-47 дней до окота (радиоактивная метка обнаруживается на верхушке шерстного волокна при введении в организм в этот срок).

7.2.2. Авторадиография

Авторадиография – метод получения фотографических изображений в результате действия на фотоэмульсию излучения радиоактивных элементов, находящихся в исследуемом объекте.

Сущность этого метода заключается:

1) в предварительном введении подопытным животным того или иного количества радиоактивного вещества;

2) во взятии у животных тех или иных органов и в изготовлении из них препаратов (гистологические срезы, шлифы, мазки) для авторадиографии;

3) в создании в течение некоторого времени тесного контакта между препаратом, содержащим радиоактивный элемент
и фотопластинкой, фотоэмульсией;

4) в проявлении и фиксации фотоматериала (в результате чего серебро восстанавливается и появляется почернение);

5) в визуальном анализе данных измерений и проведении денситометрии (количественный анализ по оптической плотности почернения фотоэмульсий радиоавтограмм).

7.2.3. Радиационное обезвреживание навоза
и навозных стоков, использование ИИ в кормопроизводстве

Радиационное обезвреживание навоза и навозных стоков основано на подавлении жизнеспособности микроорганизмов и гельминтов при воздействии очень больших доз – 1,5-3 Мрад. Для этих целей применяются радиационные установки, содержащие 60Со или 137Сs с использованием ускоренных электронов с энергией до 2,5 Мэв.

Радиационная технология применяется также в кормопроизводстве с целью гидролиза целлюлозы соломы, древесных опилок, торфа; при воздействии ИИ увеличивается содержание легкогидролизуемых углеводов, которые в дальнейшем используются для выращивания грибков, при данной технологии увеличивается синтез протеина в 4-5 раз.

Проведены исследования по использованию свиного навоза в кормовых целях: при этой технологии свиной навоз смешивается с соломой, обогащается аминокислотами, витаминами, микроэлементами и подвергается радиационной обработке в больших дозах. При этом кормовая ценность этой смеси увеличивается до 0,40-0,45 к. ед. Эта технология использовалась в условиях свинооткормочного комплекса «Боровляны» Минской области Республики Беларусь.

7.2.4. Использование радиационной технологии
при производстве вакцин

В медицине и ветеринарии для борьбы с инфекционными
и инвазионными заболеваниями широко применяются живые
и инактивированные (ослабленные или мертвые микроорганизмы) вакцины. Для ослабления вирулентности живых вакцин
(с живыми микроорганизмами) или для их полной инактивации
(гибели) используются химические и физические факторы. С помощью ИИ инактивируются вирусы бешенства, болезни Ауески, возбудители рожи свиней, салмонеллеза, споры сибирской язвы (0,2-1,1 Мрад).

Ионизирующее излучение используется при изготовлении вакцин против гельминтозов (диктиокаулеза овец и крупного рогатого скота), при этом радиационному воздействию подвергаются личинки гельминтов, которые в инактивированном состоянии вводятся в организм животных и вызывают выработку антител.

Ионизирующая радиация используется для холодной стерилизации материалов и препаратов медицинского и ветеринарного назначения, не выдерживающих термической обработки или воздействия химических дезинфицирующих средств – сульфаниламиды, антибиотики, витамины, гормоны, готовые вакцинные препараты, одноразовые шприцы и т. д.

7.2.5. Консервация продукции животноводства

с помощью ИИ

Использование ИИ для консервации продукции животноводства основано на летальном воздействии больших доз радиации на микроорганизмы, вызывающих их порчу.

При воздействии в дозе 0,2-0,6 Мрад снижается содержание микрофлоры в мясе, что позволяет удлинить срок хранения в обычных холодильниках в 3-5 раз. Полуфабрикаты мяса или кулинарные мясные изделия, расфасованные в полимерные упаковки под вакуумом, подвергаются стерилизации гамма-радиацией; этот прием позволяет продлевать срок хранения до 5 месяцев при температуре +20 0С. Этот же метод используется для удлинения сроков хранения яичного порошка (воздействие 0,6 Мрад).

Исследованиями ВОЗ, Института питания РАМН установлено, что радиационная обработка мяса и мясопродуктов, рыбы и рыбопродуктов не приводит к образованию в них вредных веществ.

ИИ используется для консервации шкур животных в дозе 1 Мрад), что позволяет их хранить 12 дней без применения других консервантов; для консервации шерсти в тюках и кожевенного сырья Австралия, Новая Зеландия, 1960 г.).

7.2.6. Использование малых доз ионизирующей радиации
в животноводстве

Проблема использования малых доз ионизирующего излучения изучалась в Казанском ветеринарном институте,
в МВА им. академика Скрябина, во ВНИИ сельскохозяйственной радиологии, ВНИВИ (г. Казань) и др. Было установлено, что прединкубационное облучение яиц, облучение 1-2-дневных цыплят, молодняка и взрослых кур в малых дозах (0,5-100 рад) приводит к положительным результатам: выводимость и сохранность цыплят увеличиваются; наблюдается заметное ускорение их роста и развития; повышается яйценоскость кур при увеличении массы яиц, возрастает мясная продуктивность бройлеров и выход тушек первой категории. Стимулирующий эффект сохраняется в течение 12 месяцев после воздействия.

При облучении норок в дозах 10-30 Р увеличивается их выживаемость, повышается интенсивность их роста (в возрасте 6,5 месяцев – на 10 %), улучшается качество пушнины за счет пробуждения «спящих» волосяных фолликул.

Облучение суточных поросят в дозе 10-25 Р приводит к увеличению интенсивности их роста, к концу 3 месяца масса тела у них выше контроля на 10-15 %, 6 месяцев – на 6-8 %.

Собственными исследованиями (ВНИВИ г. Казань, гг.) было установлено, что воздействие малых доз радиации повышает интенсивность роста и развития молодняка овец породы прекос, живая масса у опытных животных по сравнению с контрольными была выше на 9-12 %; однократное облучение взрослых овец в малых дозах в период суягности отрицательного влияния на внутриутробное и постнатальное развитие молодняка не оказывало, по живой массе ягнята, родившиеся от облученных овцематок, превосходили своих интактных сверстниц. При этом иммунобиологические показатели опытных взрослых овец и молодняка превышали показатели интактных сверстниц.

При воздействии малых доз радиации увеличивается шерстная продуктивность овец, повышаются качества кожевенного сырья – овчин.

7.2.7. Радиоактивные индикаторы в эндокринологии

Разработка радиоиммунологических методов (РИА) определения концентрации гормонов в плазме крови (а для некоторых гормонов, например, прогестерона в молоке) открыла большие возможности для изучения гормонального статуса у животных и его связей с ростом и развитием, воспроизводительной функцией и лактацией, состоянием здоровья, продуктивностью и т. д. Уже давно в научно-исследовательских работах в массовом масштабе используют меченые (большей частью 125I и 3Н) гормоны, среди которых можно назвать такие, как тестостерон, прогестерон, пролактин, лютеинизирующий гормон (ЛГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), паратгормон, гормон роста, инсулин, окситоцин и др. По сравнению с обычными биологическими методами (БМ) измерения концентрации гормонов радиоиммунные методы отличаются рядом существенных преимуществ. Так, например, если для определения концентрации ЛГ обычными методами требуется 120 мл плазмы крови, то при определении этого гормона с помощью РИА необходимо всего 0,1-0,2 мл плазмы; чувствительность БМ составляет 300-400 нг, РИА – 0,05-1,25 нг; производительность с помощью БМ-8 проб, РИА-3000 проб в неделю. Важное достоинство РИА – возможность определения в одном образце нескольких гормонов.

В последние десятилетия опубликованы сотни оригинальных работ по эндокринологии сельскохозяйственных животных. Эти данные имеют не только большую научную ценность, но
и необходимы для разработки практических мероприятий в животноводстве. Можно указать, например, на осуществление жесткого контроля за содержанием гормональных препаратов
в мясе, полученном при убое скота, которому в период выращивания вводили гормоны для увеличения мясной продуктивности. Избыток содержания гормонов в продуктах питания нежелателен, так как считается, что они оказывают канцерогенное действие. Большие надежды возлагаются на раннюю диагностику беременности путем массового определения прогестерона
в плазме крови (у лактирующих коров – по содержанию его
в молоке), так как у успешно осемененных коров концентрация прогестерона существенно выше, чем у неосемененных животных и во время эстрального цикла (половой цикл у самок – время между двумя точками). Точность раннего прогноза стельности коров после осеменения составляет 80-100 %. Определение прогестерона может быть с успехом использовано для выявления коров, овец, кобыл с ненормальной функцией матки для их лечения, а в случае отсутствия эффекта лечения – своевременной выбраковки из стада. Большой интерес представляют работы по использованию радиоиммунологического анализа для ранней диагностики лейкоза крупного рогатого скота.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Основные физические величины, используемые в радиационной биологии,
и их единицы

Физическая величина	Единица, ее наименование, обозначение (межд., русское)	Соотношение между единицами
внесистемная	системы СИ	внесистемная и СИ	СИ и внесистемная
Активность нуклида в радиоактивном источнике	кюри (Сi, Ки)	беккерель (Вq, Бк)	1 Ки= 3,7х1010 Бк	1Бк= 2,7х10-11 Ки
Экспозиционная доза излучения	рентген (R, Р)	кулон на кг (С/kg, Кл/кг)	1 Р=2,58х10-4 Кл/кг	1Кл/кг= 3876 Р
Мощность экспозиционной дозы излучения	рентген в сек. (R/s, Р/с)	ампер на кг (А/kg, А/кг)	1Р/с= 2,58х10-4 А/кг	1 А/кг= 3876 Р/с
Поглощенная доза излучения	рад (rad, рад)	грей (Gy, Гр)	1 рад=0,01 Гр	1 Гр= 100 рад
Мощность поглощенной дозы излучения	рад в секунду (rad/s, рад/с)	грей в секунду (Gy/s, Гр/с)	1 рад/с= 0,01Гр/с	1 Гр/с= 100 рад/с
Интегральная доза излучения	рад-грамм(rad х g рад х г)	джоуль (J, Дж)	1 рад х г= 10-5 Дж	1Дж= 105 рад х г
Эквивалентная доза излучения	бэр (rem, бэр)	зиверт (Sv, Зв)	1 бэр= 0,01 Зв	1 Зв= 100 бэр
Мощность эквивалентной дозы излучения	бэр в секунду (rem/s, бэр/с)	зиверт в сек. (Sv/s, Зв/с	1 бэр/с= 0,01 Зв/с	1 Зв/с= 100 бэр/с

Приложение 2

Множители и приставки для образования десятичных кратных
и дольных единиц

Множитель	Приставка	Множитель	Приставка
наименование	обозначение	наименование	обозначение
1012	тера	T/Т	10-1	деци	d/д
109	гига	G/Г	10-2	санти	с/с
106	мега	M/M	10-3	милли	m/м
103	кило	к/г	10-6	микро	µ/мк
102	гекто	h/г	10-9	нано	н/n
101	дека	da/да	10-12	пико	p/п

Приложение 3

Периоды полураспада радиоизотопов

Изотоп	Период полураспада (ТФИЗ.)	Изотоп	Период полураспада (ТФИЗ.)
УглеродС)	5730 лет	Цезий-Cs)	2 года
Натрий Na)	14 часов	Цезий-Cs)	30 лет
ФосфорР)	14,3 суток	Барий-Ba)	13 суток
СераS)	87,4 суток	Церий-Се)	33,4 часа
КалийК)	1,42´109лет	Радий-Ra)	1600 лет
КалийК)	12,3 часа	БромBr)	36 часов
КальцийСа)	163 суток	Золото-Аи)	64 часа
Железо-59 (5Fe)	44,5 суток	Сурьма-Sr)	60 суток
Кобальт-60 (6Со)	5,3 года	Теллур-Те)	9,3 часа
Стронций-89 (8Sr)	50,5 суток	Полоний-210(210Ро)	139 суток
Стронций-90(90Sr)	28,6 года	Уран-U)	7 ´ 108 лет
Рутений-106(10Ru)	1 год	Иттрийy)	2,6 суток
Йод-I)	60 суток	Тритий-3(3Н)	12,35 года
Йод-I)	8,06 суток	Плутоний-238(238Рu)	87,74 года

Приложение 4

Содержание 137Cs - (нКи/кг) в урожае сельскохозяйственных культур в зависимости от типа почв и обеспеченности их обменным калием
при плотности загрязнения 1 Ки/км2