Изотопы и радиометрия объектов ветеринарного надзора (стр. 2 из 3)

Свинец . Природный свинец состоит из 4 стабильных и 4 радиоактивных изотопов. Наиболее важный из радионуклидов свинца Pb210 является дочерним продуктом Rn222 ; в почве находится в равновесии с Ra226 , его Т1/2 =19,4 года, b-излучатель.

Радон . Радиологический интерес представляют два радиоизотопа Rn: прежде всего Rn222 и несколько меньше Rn220 . Rn222 — газообразный дочерний продукт Ra2261/2 =3,825 суток, a-излучатель), Rn220 — продукт распада Ra224 из семейства Th2321/2 =54,5 с, a-излучатель). Они образуются в почве из своих материнских радионуклидов, а также поступают из подстилающих пород в почву в газообразной форме. Как инертные газы Rn222 и Rn220 мало вовлекаются в круговорот их почвы, но их роль как источников внешнего облучения (компонентов естественного фона) человека и живых организмов весьма значительная.

Стронций . Природный стронций состоит из 4 стабильных изотопов с массовыми числами 84, 86, 87 и 88. В число продуктов деления входят два радиоизотопа: Sr90 , относящийся к числу самых биологически подвижных (Т1/2 =28,1 года, b-излучатель), и Sr89 , более короткоживущий радионуклид (Т1/2 =50,5 суток, b-излучатель).

Цезий . Природный цезий представлен одним стабильным изотопом Cs133 , содержание которого в земной коре равно 6,5×10-4 %. В состав продуктов деления входят два радиоизотопа — Cs137 и Cs134 , относящихся к числу биологически подвижных в сельскохозяйственных цепочках. Cs137 — один из основных дозообразующих радионуклидов среди продуктов деления (Т1/2 =30,17 года, b- и g-излучатель).

Йод . Природный йод представлен одним стабильным изотопом I127 . Среди радиоизотопов йода наиболее радиологическими значимыми являются I1291/2 =1,57×107 лет, b-излучатель) и I1311/2 =8,04 суток, b-излучатель).

Метаболизм радионуклидов в организме сельскохозяйственных животных

Поступление радионуклидов с кормом — основной источник радионуклидов для сельскохозяйственных животных, тогда как другие пути перехода радиоактивных веществ играют, как правило, незначительную роль. Попавшие в организм животных радионуклиды вступают в процессы метаболизма, включающие всасывание, передвижение по отдельным органам и тканям, депонирование и выведение. От интенсивности этих процессов зависит, в конечном счете, накопление радионуклидов в продукции животноводства.

Скорость и место всасывания радионуклидов в ЖКТ можно определить путем учета времени, в течение которого после приема содержащих радиоактивные вещества кормов или воды в крови наблюдается максимальная концентрация радионуклидов. Это время варьируется в широких пределах. Так, у жвачных F18 , Na22 , Mo99 и I131 , для которых отмечается максимальная концентрация в крови в течение 2–8 ч после потребления корма, всасываются в основном в верхней части ЖКТ (по-видимому, в рубце). У H3 , Ca45 , Sr90 , Te132 , Cs137 и W185 пики концентрации в крови регистрируются в более отдаленные сроки — спустя 12–60 ч после орального поступления, эти радионуклиды всасываются главным образом в средней части ЖКТ — в тонком кишечнике.

У свиней основным методом поступления из ЖКТ в кровь I131 является желудок, а у крупного рогатого скота, овец и коз — рубец, книжка и тонкий кишечник. При этом у жвачных животных скорость резорбции радионуклидов из ЖКТ в кровь медленнее, чем у животных с однокамерным желудком.

Интенсивность и величина всасывания радионуклидов зависят от химической формы соединения, в которое включен радионуклид, и его физико-химических свойств. В ЖКТ радионуклиды могут поступать в различных формах: в ионизированном состоянии, адсорбированных на поверхности растений аэрозолей, включенными в состав растительных и животных кормов, в составе оплавленных силикатных частиц разной растворимости.

Усвоение радионуклидов у различных сельскохозяйственных животных может варьироваться в широких пределах. Действительно, если всасывание I131 в ЖКТ взрослых жвачных составляет 100 %, то у свиней оно в 1,3–3,0 раза меньше. Напротив, Cs137 всасывается из ЖКТ свиней на 100 %, а из ЖКТ представителей жвачных — крупного рогатого скота, овец и коз соответственно в 1,3–2,0, 1,8 и 1,5 раза меньше. У кур всасывание Fe59 и Co60 выше, чем у крупного рогатого скота в 18 и 15 раз, а у свиней соответственно в 4 и 12 раз меньше, чем у кур.

Всасывание радионуклидов зависит от возраста животных, и у очень молодых особей оно может приближаться для некоторых радионуклидов к 100 %.

Радионуклиды, всосавшиеся в ЖКТ, поступают в кровь, распределяются в компонентах ее сыворотки и форменных элементов. Распределение радионуклидов в органах и тканях сельскохозяйственных животных определяется их видом, возрастом, длительностью поступления радиоактивных веществ в организм и другими факторами.

В сыворотке крови овец Na22 , K42 и Cs137 практически не связаны с ее белками и находятся в диализированном состоянии, Ca45 и Sr90 лишь частично концентрируются в белках сыворотки (29–41 %), а Y90 и Ce144 содержатся преимущественно (99 %) в белковосвязанной форме.

Радионуклиды, транспортированные кровью к органам и тканям, частично задерживаются и избирательно концентрируются в них. Концентрация в органах и тканях радионуклидов при увеличении сроков их поступления в организм возрастает. Но через определенный период времени устанавливается равновесие между поступившими в организм количествами радионуклидов и их выделением. Равновесное состояние Sr90 в мягких тканях сельскохозяйственных животных устанавливается на 5–7 сутки (КРС, овцы, козы) и на 30–90 сутки (свиньи, куры); для Cs137 оно наступает позднее: у овец через 105 суток, а у КРС через 150 суток после начала введения.

Наибольшая концентрация в щитовидной железе сельскохозяйственных животных I131 при длительном поступлении в организм наблюдается на 10–15-е сутки и у КРС составляет 150 % суточного поступления с кормом (в расчете на массу всего органа). Коэффициент накопления I131 в щитовидной железе по сравнению с другими органами примерно в 100 раз больше.

Радионуклиды, поступившие в организм, не только концентрируются в органах и тканях, но и выводятся из них через ЖКТ, почки, легкие, кожу и молочную железу. Наиболее быстро удаляются радионуклиды, депонирующиеся в мягких тканях, — Mo99 , I131 , Cs137 и др. (преимущественно почками). Напротив, остеотропные радионуклиды выводятся медленно.

Поступление радионуклидов в продукцию животноводства

Среди пищевых продуктов, с которыми радионуклиды поступают в организм человека, продукты животноводства — молоко, мясо, яйцо и др. занимают одно из ведущих мест.

Переход радионуклидов в мясо и субпродукты из рациона животных определяется физико-химическими свойствами радионуклидов, а также видовыми особенностями и возрастом животных.

После однократного орального поступления в организм лактирующих коров радионуклидов наиболее интенсивное выведение их с молоком наблюдается в течение первых двух суток. Через 12 ч после введения в 1 л молока обнаруживают 0,12 % Са45 , 0,05 % Sr90 , 0,0005 % Zr95 , 0,002 % Ru106 , 0,12 % Cs137 , 0,011 % Ва140 и 0,001 % Се144 от количества, поступившего в организм. В дальнейшем концентрация быстро увеличивается и через 24–48 ч достигает наибольшей величины.

Выделение радионуклидов с молоком у животных даже одного вида может варьировать и зависит от молочной продуктивности.

Переход Sr90 из рациона в яйцо не превышает 40 % суточного поступления радионуклида, а у низкопродуктивных кур оно может достигать 60 %. Максимальное его содержание в скорлупе (96 %), далее следует желток (3,5 %), а минимальное количество приходится на белок (0,2 %). Наибольшая концентрация радионуклидов в скорлупе, белке и желтке бывает в первые сутки после введения.

Использование радионуклидов и ионизирующих излучений в животноводстве и ветеринарии

Применение современных достижений ядерной физики в животноводстве и ветеринарии, а также в других отраслях сельского хозяйства развивается в следующих основных направлениях:

· радионуклиды применяются как индикаторы (меченые атомы) 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 радиационно-биологической технологии для:

1. стерилизации, консервирования, увеличения сроков хранения и обеззараживания пищевых продуктов и фуража, сырья животного происхождения, биологических и фармакологических препаратов, хирургического, шовного и перевязочного материалов, приборов, устройств и инструментария, которые не подлежат температурной и химической обработке;

2. стимуляции роста и развития животных и растений с целью повышения хозяйственно полезных качеств;

3. борьбы с вредными насекомыми и оздоровления окружающей среды;

4. стерилизации животноводческих стоков и др.

В биологии, биохимии и физиологии в качестве веществ, позволяющих проводить исследования на молекулярном уровне, широко используют радиоактивные изотопы. Они позволяют изучать перемещения тел субмикроскопически малых размеров, а также отдельных молекул, атомов, ионов среди себе подобных в организме, без нарушения его нормальной жизнедеятельности.

Радиоиндикационный метод основан на использовании химических соединений, в структуру которых включены в качестве метки радиоактивные элементы. В биологических исследованиях обычно применяют радиоактивные изотопы элементов, входящих в состав организма и участвующих в его обмене веществ — Н3 , С14 , Na24 , P32 , S35 , K42 , Ca45 , Fe59 , I125 , I131 и др. Введенные в организм радионуклиды ведут себя в биологических системах так же, как их стабильные изотопы.

Похожие статьи