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.

Контроль за распределением и депонированием радионуклидов в различных органах может осуществляться внешней радиометрией подопытных животных или соответственно подготовленных биоматериалов (кровь, ткань органов, моча, кал и др.).

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

Сущность метода авторадиографии сводится к следующему:

1. предварительному введению подопытному животному того или иного количества радиоактивного изотопа;

2. взятию у него тех или иных органов и изготовление из них препаратов (гистосрезы, шлифы, мазки крови и т.д.);

3. созданию в течение определенного времени тесного контакта между изготовленным препаратом, содержащим радиоактивный элемент, и фотоэмульсией;

4. проявлению и фиксации фотоматериала, как это делается в обычной фотографии.

Нейтронно-активационный анализ является высокочувствительным методом определения ультрамикроколичеств стабильных изотопов в различных биологических материалах (кровь, лимфа, ткани различных органов). Он заключается в том, что исследуемый материал подвергается воздействию в условиях ядерного реактора потока нейтронов. В результате этого образуются радиоактивные продукты, которые затем подвергаются радиохимическому анализу и радиометрии.

Радиоиммунологический метод анализа (РИА) позволяет быстро и надежно определять содержание белков в биологических жидкостях и тканевых экстрактах, а также лекарственных препаратов и различных органических соединений.

В радиоиммунологическом анализе сочетается специфичность, свойственная реакциям антиген–антитело, с чувствительностью и простотой, что дает применение радиоактивной метки. Для проведения РИА необходимо иметь соответствующие антисыворотки и меченые радиоактивной меткой антигены.

Функцию метки антигенов выполняет радиоактивный изотоп — обычно I¹²⁵ или Н³. Эта метка используется затем для обнаружения присутствия связанного комплекса.

При проведении радиоиммунологического анализа гормонов и других биологически важных соединений используют готовые стандартные коммерческие наборы реагентов, выпускаемые многими фирмами.

Использование радиоактивных изотопов и ионизирующих излучений для диагностики болезней и лечения животных

Радионуклиды и ионизирующее излучение для диагностических и лечебных целей успешно и широко применяется в медицине. В ветеринарии эти способы пока еще мало доступны для практического использования.

А.Д. Белов (1968) создал глазной аппликатор и разработал методику его применения при заболевании глаз у животных. С помощью аппликатора, заряженного Р³² и Sr⁸⁹, были получены положительные результаты при язвенных и инфекционных конъюнктивокератитах, васкуляризации роговицы у телят и собак.

Радиоактивные изотопы, используемые для диагностики, должны отвечать ряду требований: иметь малый период полураспада и малую радиотоксичность, возможность для регистрации их излучений, характерные биологические свойства (органотропность) при исследовании различных систем и органов. Так, для определения интенсивности формирования костной мозоли и выявления очагов пониженной минерализации при различных патологических состояниях используют Ga⁶⁷, который участвует в минеральном обмене костной ткани; Sr⁸⁵ и Sr⁸⁷ — для диагностики первичных и вторичных опухолей скелета, остеомиелита.

Радиоизотопные методы можно использовать для определения скорости кровотока, объема циркулирующей крови, плазмы и эритроцитов. Они позволяют определить минутный объем сердца, объем крови, циркулирующей в сосудах легких, тканевого и коронарного кровотока.

С помощью радиоактивных газов определяют функциональное состояние всех компонентов внешнего дыхания — вентиляции, диффузии в легочном кровотоке.

Изотопный метод оказался единственно эффективным при исследованиях водного обмена в норме, нарушений обмена веществ, а также инфекционной и неинфекционной патологии, сопровождающейся отеками и другими изменениями.

Широкое применение в клинической практике получило сканирование исследуемых органов — селезенки, печени, почек, поджелудочной железы и т.д. При помощи этого метода можно получить "карту" распределения радиоактивного изотопа в исследуемом органе и судить о функциональном состоянии последнего.

Лечебное применение радиоизотопов основано на их биологическом действии. Поскольку наиболее радиопоражаемы молодые, энергично размножающиеся клетки, то радиотерапия оказалась эффективна при злокачественных новообразованиях.

Радиометрия объектов ветеринарного надзора

В связи с развитием атомной индустрии и широким использованием атомной энергии в народном хозяйстве появились потенциальные источники загрязнения искусственными радионуклидами окружающей среды, особенно за счет выбросов радиоактивных продуктов, перерабатывающими атомными предприятиями, атомными электростанциями и аварийными ситуациями на них. В целях профилактики повышения естественных фоновых величин радиоактивности систематически проводится контроль уровней радиации окружающей внешней среды. В объектах ветеринарного надзора (фураж, водоемы, рыба, мясо, молоко, яйца и т.д.) эту работу выполняет ветеринарная радиологическая служба.

Задачей радиометрической и радиохимической экспертизы являются:

• контроль радиационного состояния внешней среды как за счет естественных, так и искусственных радионуклидов;

• определение уровней радиационного фона в различных районах территории и выяснение их влияния на биологические объекты и биоценозы;

• предупреждение пищевого и технического использования продуктов животноводства, содержащих радионуклиды в недопустимых концентрациях.

Определение радиоактивности в объектах ветеринарного надзора включает отбор и подготовку проб к радиометрии и радиохимическому анализу. Как в обычных условиях, так и при аварийных ситуациях для отбора проб определяют контрольные пункты, более полно отражающие характеристику данного района, с тем, чтобы взятые пробы были наиболее типичными для исследуемого объекта.

На исследование рекомендуется брать среднюю пробу. Для этого каждый объект берут в нескольких равных повторностях (не менее трех).