радионуклиды и ионизирующие излучения используются в

Лекция десятая. Использование радиоактивных изотопов, радионуклидных методов
и радиационной биотехнологии в животноводстве и ветеринарии.
Учебные вопросы:


Применение радиоизотопного и радио иммунологического методов исследования в
ветеринарии и животноводстве.
Радиационная биотехнология и перспективы ее использования в животноводстве и
ветеринарии.
Биологическая наука и практика использует радионуклиды и ядерные излучения в
нескольких направлениях.
радионуклиды применяются как индикаторы в исследовательских работах в области
физиологии и биохимии животных и растений, а также в разработке методов диагностики
и лечения заболевших животных;
радионуклиды и ионизирующие излучения используются в селекционно-генетических
исследованиях в области растениеводства, животноводства, микробиологии и
вирусологии;
непосредственное применение ионизирующих излучений как процесса радиационнобиологической технологии (РБТ) для:
*
стерилизации, консервирования, увеличения сроков хранения и обеззараживания
пищевых продуктов и фуража, сырья животного происхождения, биологических и
фармакологических препаратов, хирургического, шовного и перевязочного материала,
приборов, инструментария, которые не подлежат температурной и химической обработке;
*
стимуляции роста и развития животных и растений с целью повышения
хозяйственно полезных качеств;
*
борьбы с вредными насекомыми и оздоровление окружающей среды;
*
стерилизации животноводческих стоков.
Использование р/н в роли меченых атомов (индикаторов)
Как правило применяется при исследованиях в биологии, биохимии, физиологии на
молекулярном уровне, следующими методами:
Радиоиндикационный метод.(метод меченых атомов)
Введенные в организм изотопы распространяются и депонируются в тех же органах,
что и стабильные атомы данного элемента. Современные приборы позволяют определить
р/а изотопы массой 10-18 -10-20г.
*
Контроль за распределением и депонированием осуществляется следующими
методами.
Авторадиография (радиоавтография)
радионуклидов, находящихся в тканях.
-
метод
получения
фотоизображений
При этом можно получить картину распределения р/н в тканях и характер обмена и
органотропности р/нуклида. Микроавтография позволяет изучать внутриклеточную
локализацию р/а вещества, а также клеточные структуры и биохимические процессы в
них.
Сущность метода авторадиографических исследований сводится к следующему:
*
введение животному р/н,
*
взятию у него тех или иных органов и изготовлению препаратов (гистосрезы,
шлифы, мазки).
*
создании тесного контакта между препаратом и фотопленкой,
*
обработка фотоматериалов.
Метод радиоактивной индикации весьма результативен при изучении физиологии и
биохимии пищеварения, определения скорости обменных процессов в организме, путей
синтеза, распада и превращения жиров, белков и углеводов и др. биологически важных
веществ.
В некоторых случаях, когда количество вещества необходимое для исследования
необычайно мало применяют метод нейтронно-активизационного анализа. При этом
исследуемое вещество подвергают воздействию потока нейтронов, в результате
образуются продукты активации, которые затем подвергаются радиохимическому анализу
и радиометрии. Данный метод используется при определении пестицидов в продукции
животноводства и растениеводства.
В последнее время получил развитие метод in vitro радиоизотопных исследований. При
этом р/н не вводятся в организм. Наиболее часто этот метод применяется в медицинской и
ветеринарной
лабораторно-клинической практике, эндокринологии, иммунологии,
микробиологии, вирусологии, фармакологии.
Для быстрого и надежного определения содержания гормонов, ферментов,
рецепторных белков в биологических жидкостях и тканевых экстрактах, а также
лекарственных препаратов, различных органических соединений применяется
радиоиммунологический метод анализа.(РИА). Практически РИА позволяет определять
любое вещество в ничтожно малых количествах к которому могут быть получены
специфические антитела или конкурирующий носитель.
Для проведения РИА необходимо иметь соответствующие антисыворотки и меченые
р/а меткой антитела. Функцию метки антигенов выполняют йод 125, тритий. Принцип
РИА не ограничивается иммунными системами. Он применяется в системах в которых
вместо специфического антитела будет действовать специфический реагент или
связывающее вещество (специфические плазменные белки , энзим)
На основе РИА предложено несколько методов диагностики лейкозов животных, как с
использованием интактного вируса, так и структурных полипептидов.
Большого внимания заслуживает РИА в диагностике бешенства у животных. Он
основан на связывании меченных специфических антител рабическим антигеном в мазках
- отпечатках мозга больных животных и измерении радиоактивности образовавшегося
комплекса. Достоинствами этого метода по сравнению с традиционными
патоморфологическими являются его высокая специфичность, чувствительность,
быстрота выполнения, возможность исследования несвежего разложившегося
патологического материала , а также количественно выражать результаты исследования.
Диагноз на бешенство считается положительным, если р/а исследуемых препаратов вдвое
и выше превышает контрольные.
Для диагностики тяжести лучевого поражения РИА исследуется гормональная система,
а именно определяется содержание кортикотропина и кортизола в крови животных, что
позволяет судить о функциональном состоянии главного адаптивного звена: гипоталмогипофиз-надпочечниковой системы в различные периоды болезни.
Р/а изотопы применяемые для диагностики болезней чаще применяются в медицине, но
и начинает расти количество разработок в области ветеринарии.
Применяемые изотопы должны отвечать следующим требованиям: иметь малый
период полураспада, малую радиотоксичность, возможность для регистрации их
излучений, характерные биологические свойства (органотропность) при исследовании
различных систем и органов.
Радиоизотопный метод применяют для определения скорости кровотока, объема
циркулирующей крови, плазмы и эритроцитов. Этот метод позволяет определить
минутный объем сердца, объем крови, циркулирующей в сосудах легких, тканевого и
коронарного кровообращения.
С помощью радиоактивных газов определяют функциональное состояние всех
компонентов внешнего дыхания - вентиляции, диффузии в легочном кровотоке.
Лечебное применение р/изотопов и излучений основано на их биологическом
действии. Поскольку наиболее поражаемы молодые ,делящиеся клетки, то радиотерапия
активно применяется при лечении злокачественных новообразований. Применяют
аппликации на кожу для контактного действия, вводят в виде коллоидных растворов
непосредственно в опухоли, иньецируют внутривенно коротко живущие р/н, избирательно
накапливающиеся в опухолевых тканях, используют нейтронные потоки.
Неоценимую помощь оказывает радиоиндикационный метод в изучении
фармакодинамики лекарственных препаратов, скорости и путей их проникновения и
выведения из организма как в норме так и в различных патологических состояниях.
Использование
направлениям.
ионизирующих
излучений
в
с/х
развивается
по
нескольким
Предпосевная обработка семян, селекция животных, стимуляция их роста и развития,
стерилизация хирургических инструментов, медицинских препаратов.
На основе радиационного мутагенеза выведены новые сорта с/х растений
отличающиеся зимостойкостью, раннеспелостью, высоким содержанием белка и лизина,
устойчивые к полеганию, болезням.
При изучении стимулирующих свойств радиоактивных излучений было выявлено, что
можно ускорять прорастание труднопрорастаемых семян, семян с пониженной
всхожестью, улучшение прививаемости черенков. Предпосевная обработка семян как
правило приводит к повышению урожайности семян, зелёной массы в среднем на 15-20%.
В животноводстве радиостимуляция дает положительные результаты в птицеводстве.
Обработка яиц кур ускоряет постэмбриональный рост и развитие цыплят на 9-12% .
Радиостимуляция кур несушек позволила ускорить начало яйцекладки в среднем на 7
дней по сравнению с контролем, яйценоскость возросла на 18%. Также положительный
эффект радиостимуляция дает при облучении поросят, 6-и месячные поросята из опытной
группы на 6-8% превышали массу контрольных.
Разработаны и активно внедряются способы лучевой стерилизации пищевых продуктов
в целях их консервации или продления сроков хранения.
Одной из сложных и недостаточно решенных проблем является очистка стоков на
животноводческих комплексах, обеззараживание навоза. Наиболее эффективно
применение комбинированного способа воздействия (ионизирующее излучение,
температура, давление, химические факторы), позволяющего в наибольшей степени
снизить количество яиц гельминтов и микроорганизмов в навозных стоках.
Для борьбы с насекомыми вредителями предложено несколько направлений
использования ионизирующих излучений:
*
*
*
радиационная половая стерилизация самцов;
радиационная селекция болезнетворных для насекомых микроорганизмов;
радиационной дезинсекции.
Контрольные вопросы.
1. Направления использования радионуклидов и ионизирующих излучений в
сельском хозяйстве и животноводстве.
2. Использования радионуклидов и ионизирующих излучений в диагностике и
лечении.
3. На чём основаны методы радиационной пастеризации и консервации продукции
сельского хозяйства?
Вопросы к зачету по дисциплине “Ветеринарная радиология”
1.
2.
3.
4.
Строение атома , характеристика элементарных частиц, входящих в состав атома.
Понятие о изотопах, явление радиоактивности.
Типы ядерных превращений, виды и характеристика радиоактивных излучений.
Закон радиоактивного распада, единицы активности.
5. Взаимодействие альфа и бета-излучений с веществом. Закон ослабления пучка бетачастиц.
6. Взаимодействие гамма-излучения с веществом, закон поглощения пучка гамма - лучей.
7. Основные эффекты взаимодействия нейтронов с веществом.
8. Понятие о радиометрии и дозиметрии, их цели и задачи.
9. Методы обнаружения и регистрации ионизирующих излучений.
10.Устройство и классификация счетчиков их рабочая характеристика.
11.Классификация радиометрических и дозиметрических приборов.
12.Основные методы измерения радиоактивности: сравнительный, расчетный,
абсолютный.
13.Дозы излучения, ее виды и мощность, единицы измерения.
14.Расчет доз при внешнем и внутреннем облучении.
15.Задачи радиоэкологии, источники и пути поступления радионуклидов во внешнюю
среду.
16.Классификация радиоактивных изотопов по радиотоксичности.
17.Радиотоксилогическая характеристика биологически активных изотопов.
18.Закономерности метаболизма радионуклидов в организме животных.
19.Типы распределения р/нуклидов в организме.
20.Накопление и выведение р/нуклидов из организма, понятие о критическом органе.
21.Факторы, определяющие степень биологического действия р/нуклидов.
22.Миграция р/нуклидов по сельскохозяйственным цепочкам.
23.Организация животноводства на территории с повышенным содержанием
радионуклидов.
24.Современные представления механизма биологического действия ионизирующих
излучений на молекулярном и клеточном уровнях.
25.Зависимость биологического действия от дозы и ее мощности,, плотности ионизации,
облучаемой площади.
26.Восстановительные и компенсаторные процессы при облучении на молекулярном,
клеточном уровнях и в целом организме.
27.Лучевая болезнь и ее формы.
28.Острая форма лучевой болезни.
29.Хроническая форма лучевой болезни.
30.Лучевые ожоги..
31.Генетические эффекты.
32.Задачи ветеринарной радиометрической экспертизы.
33.Экспресс метод определения суммарной бета-активности методом толстого слоя и в
зольном остатке.
34.Порядок отбора проб.
35.Ветеринарная радиохимическая экспертиза.
36.Использование радиоактивных изотопов в животноводстве.
37.Использование радиоактивных изотопов в с/х.
38.Использование р/изотопов в пищевой промышленности.
39.Понятие о предельно допустимой дозе. Нормы радиационной безопасности.
40.Основные принципы и методы защиты от внешнего и внутреннего облучения.
41.Способы дезактивации, сбор и обезвреживание радиоактивных отходов.