Основы радиобиологии

Как уже упоминалось, в ДНК постоянно возникают разрывы межатомных связей, так что само существование клетки было бы невозможным, если бы она не обладала ферментативными системами репарации ДНК. В клетке имеются энзиматические системы репарации ДНК. Они осуществляют выщепление и замену поврежденных оснований и нуклеотидов, а также репарацию одиночных разрывов ДНК. Открытие и детальное изучение этих систем было проведено в радиобиологических исследованиях, что явилось серьезным вкладом радиобиологии в молекулярную биологию.

Двунитевые разрывы ДНК, возникающие вследствие одного акта прохождения заряженной частицы, захватывающего обе цепи ДНК, а также появляющиеся за счет совпадения одиночных разрывов в противоположных нитях, репарируются менее эффективно и с бульшим числом ошибок, чем однонитевые разрывы.

Лигазы - ферменты, которые постоянно восстанавливают связи в скелете ДНК, рвущиеся в результате тепловых процессов или атаки ДНК радикалами, образующимися в процессе нормального метаболизма.

Лучевая болезнь лошадей:

1-ый период (1-3 дня) - начальный. Возбуждение, беспокойство, дрожь, повышение тактильной чувствительности. Температура повышается на 0,5-10С. Усиление сердцебиения, дыхательные шумы. Движения по кругу, часто переступает, оглядывается. Истечения из глаз и носа мутные. Позывы на корм и воду отсутствуют.

2-ой период (3-5 дней) - латентный. Температура снижается и удерживается на уровне нормы, повышение аппетита. Конъюнктива гиперемирована.

3-й период (1-3 недели) - выраженных клинических признаков. Слабость, депрессия, аритмия, учащение пульса, слезотечение, беловатые истечения из глаз, отек век. Анемия слизистых, кровоточивость десен, обильное выделение крови со слюной. Диарея с кровянистыми выделениями и гнилостным запахом. Шаткая походка, неправильная постановка конечностей - грудные - выдвинуты вперед, тазовые - назад.

4-ый период - восстановления. У выживших животных признаки лучевой болезни могут проявиться через 3-5 лет после облучения. При патологоанатомическом вскрытии отмечается хорошо выраженное окоченение, механические повреждения кожи: ссадины, отеки, раны. Выявляется геморрагический диатез. Кровь свернувшаяся. Сердце расширено, миокард дряблый. Регистрируется отек легких и геморрагическая пневмония. Селезенка всегда уменьшена. Печень дряблая, кровенаполнена, с кровоизлияниями. Почки кровенаполнены, границы между слоями сглажены. Лимфоузлы увеличены, сочные. ЖКТ слабо наполнен жидким красноватым содержимым.

39. Радиометрическая экспертиза открытых водоемов, почв, кормов и продуктов животного происхождения

В целях профилактики превышения естественных фоновых величин радиоактивности систематически проводится радиометрический и радиохимический 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 выяснения их влияния на биологические объекты и биоценозы; обнаружение и запрещение 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 (хозяйства, фермы, поля и т.д.).

На исследования во всех случаях рекомендуется брать среднюю пробу. Перед отбором кормов, мяса, молока, яиц измеряют гамма-фон прибором СРП-68-01 (см. 32,8) соответственно от почвы, скирды, бурта, туш животных, цистерн молока (через открытую часть емкости), партии яиц. Данные гамма-фона записывают в сопроводительном документе.

- Пробы сена, соломы, мякины, силоса, корнеклубнеплодов и концентратов берут при их закладке на зиму. Берут среднюю пробу и помещают в мешок, целлофан, восковую бумагу или бумажные пакеты.

- Воду берут из рек, прудов и озер у берегов в местах водопоя животных цли забора ее для этих целей. Если водоем глубокий, то берут две пробы: с поверхности и на глубине примерно 0,5 м от дна (чтобы не захватить отложения). Воду помещают в чистые стеклянные емкости, предварительно ополоснув их исследуемой водой. Чтобы понизить адсорбцию радиоизотопов на стекле, воду подкисляют азотной кислотой до слабокислой реакции.

- Рыбу берут целыми экземплярами (при массе до 0,5 кг) или отдельными частями (голова с частью тушки, часть тушки с позвоночником). При отправке скоропортящихся проб (мясо, рыба) их завертывают в чистую марлю (мешковину), обильно смоченную 5-10%-ным раствором формалина, или инъецируют его в толщу продукта.

- Молоко перед взятием пробы тщательно перемешивают. Из большой тары пробы берут с поверхности и из глубины (стеклянной трубкой). Можно надоить молока от разных коров (выборочно) в чистые стеклянные емкости (бутылки). Для радиометрического и радиохимического анализа можно использовать как цельное, так и сепарированное молоко.

Присланный материал перед взятием средней пробы тщательно размешивают. Корнеклубнеплоды (отмытые от земли), сено, солому, траву, мясо предварительно измельчают. В целях концентрации пробы проводят минерализацию.

В целях определения наличия радиоактивных веществ на поверхности тела и в организме проводят радиометрические исследования приборами ДП-5 или СРП-68-01. Перед началом измерений определяют* внешний гамма-фон местности на расстоянии 1 м от земли. В случаях, если он превышает допустимую величину уровня радиоактивной загрязненности животных более, чем в 3 раза, измерение загрязненности животных проводят в различного рода укрытиях, снижающих гамма-фон.

При измерении общей радиоактивной загрязненности животных экран датчика дозиметрических приборов располагают на расстоянии 1,5-2 см от поверхности кожного покрова. Прибором ДП-5 определяют, помимо общей радиоактивной загрязненности животных, локализацию радиоактивных веществ (на поверхности кожи или внутри организма). Кроме того, определяют наличие радиоактивности в моче, фекалиях и молоке.

Воздействие ионизирующего излучения на здоровье организма может быть обусловлено дозой внешнего (Dext) и внутреннего (Dint) излучения: D^E = Dext + Dint

40. Ветеринарный радиологический контроль. Структура и полномочия

Структура:

1. Департамент Министерства с.х. РФ - осуществляет общее руководство системы. Анализирует отчеты нижестоящих структур и составляет общую картину рад. ситуации на территории РФ.

2. Центральная научно-производительная ветеринарная радиологическая лаборатория. Она подчиняется департаменту. И осуществляет следующие функции: методическая (это совершенствование методов радиоэкспертизы и разработка новых методик), консультативная (это проведение стажировки сотрудников), образовательная (обучение, подготовка и переподготовка кадров, не реже 1 раза за 3-4 года.), арбитражная (оказание помощи проведения вет. сан. мероприятий в условии рад. загрязненности.)

3. Ветеринарные радиологические лаборатории и отделы. Создаются на основании приказа вет. органов управления во всех субъектах. Задачи: контроль продукции, расчет ПДК для животных, прогноз радионуклидной загрязненности, контроль при проектирование и строительстве животноводческих помещений и предприятий по переработке с.х. продукции.

4. Ветеринарные радиологические группы создаются в районых и межрайоных лабораториях, на таможнях, на рынках. И подчиняются отделам и лабораториям соответственно.

Если населенный пункт маленький, то задачи ветеринарной радиологической группы берет на себя местный ветеринарный врач (как правило токсиколог).

41. Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений. Системные и несистемные единицы радиоактивности

В процессе распада вещества или его синтеза происходит выброс элементов атома (протонов, нейтронов, электронов, фотонов), т.е. происходит излучение этих элементов.

Радиация - это процесс излучения веществом заряженных элементарных частиц, в виде электронов, протонов, нейтронов, атомов гелия или фотонов и мюонов. От того, какой элемент излучается, зависит вид радиации.

Ионизация - это процесс образования положительно или отрицательно заряженных ионов или свободных электронов из нейтрально заряженных атомов или молекул.

Альфа, бета и нейтронное излучение - это излучения, состоящие из различных частиц атомов.

Гамма и рентгеновское излучение - это излучение энергии.

Виды:

1) Альфа излучение - это излучение тяжелых, положительно заряженных альфа частиц, которыми являются ядра атомов гелия (два нейтрона и два протона). Альфа частицы обладают большой массой и излучаются с относительно невысокой скоростью. Биологическое действие радиации высокое. Однако альфа частицы несут в себе большую энергию и при взаимодействии с веществом вызывают его значительную ионизацию. А в клетках живого организма, помимо ионизации, альфа излучение разрушает ткани, приводя к различным повреждениям живых клеток. Из всех видов радиационного излучения, альфа излучение обладает наименьшей проникающей способностью, но последствия облучения живых тканей данным видом радиации наиболее тяжелые и значительные по сравнению с другими видами излучения.

2) Нейтронное излучение - это техногенное излучение, возникающие в различных ядерных реакторах и при атомных взрывах. Не обладая зарядом, нейтронное излучение сталкиваясь с веществом, слабо взаимодействует с элементами атомов на атомном уровне, поэтому обладает высокой проникающей способностью. Остановить нейтронное излучение можно с помощью материалов с высоким содержанием водорода, например, емкостью с водой. Так же нейтронное излучение плохо проникает через полиэтилен.

Нейтронное излучение при прохождении через биологические ткани, причиняет клеткам серьезный ущерб, так как обладает значительной массой и более высокой скоростью, чем альфа излучение.

3) Бета (в) излучение возникает при превращении одного элемента в другой, при этом процессы происходят в самом ядре атома вещества с изменением свойств протонов и нейтронов. При бета излучении, происходит превращение нейтрона в протон или протона в нейтрон, при этом превращении происходит излучение электрона или позитрона (античастица электрона). Скорость излучаемых элементов приближается к скорости света. Излучаемые при этом элементы называются бета частицы.

Имея изначально высокую скорость излучения и малые размеры излучаемых элементов, бета излучение обладает более высокой проникающей способностью, чем альфа излучение, но обладает в сотни раз меньшей способность ионизировать вещество по сравнению с альфа излучением.

Металлический лист в несколько миллиметров может полностью остановить бета излучение. Если альфа излучение представляет опасность только при непосредственном контакте с радиоактивным изотопом, то бета излучение в зависимости от его интенсивности, уже может нанести существенный вред живому организму на расстоянии несколько десятков метров от источника радиации.

4) Гамма излучение сопровождает процесс распада атомов вещества и проявляется в виде излучаемой электромагнитной энергии в виде фотонов, высвобождающихся при изменении энергетического состояния ядра атома. Гамма лучи излучаются ядром со скоростью света Когда происходит радиоактивный распад атома, то из одних веществ образовываются другие. Атом вновь образованных веществ находятся в энергетически нестабильном (возбужденном) состоянии. Воздействую друг на друга, нейтроны и протоны в ядре приходят к состоянию, когда силы взаимодействия уравновешиваются, а излишки энергии выбрасываются атомом в виде гамма излучения.

Гамма излучение обладает высокой проникающей способностью и с легкостью проникает сквозь одежду, живые ткани, немного сложнее через плотные структуры вещества типа металла. Чтобы остановить гамма излучение потребуется значительная толщина стали или бетона. Биологическое действие радиации: низкое.

5) Рентгеновское излучение - это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов, возникающие при переходе электрона внутри атома с одной орбиты на другую.

Рентгеновское излучение сходно по действию с гамма излучением, но обладает меньшей проникающей способностью, потому что имеет большую длину волны.

Внесистемная (старая) единица измерения радиоактивности: Кюри (Ки) - первая единица радиоактивности, измеряющая активность 1 грамма чистого радия. В СИ используется другая величина - беккерель (Бк), которая определяет распад одного ядра в секунду.

42. Правило Бергонье - Трибондо

Это правило в радиобиологии, которое в первоначальной формулировке утверждало, что клетки тем чувствительнее к облучению, чем быстрее они размножаются, чем продолжительнее у них фаза митоза и чем менее они дифференцированы. Сформулировано в 1906 году Жаном Бергонье и Луи Трибондо. Позднее в правило были внесены существенные коррективы.

На основании своих наблюдений они быстро пришли к выводу, что опухолевые клетки более чувствительны к облучению, чем большинство клеток организма. Это не всегда верно - при гипоксии раковые клетки становятся менее чувствительными к ионизирующему излучению. Это объясняется тем, что посредниками между излучением и повреждением клеток выступают активные формы кислорода и свободные радикалы.

Позже было доказано, что наиболее чувствительными являются недифференцированные клетки, которые хорошо кровоснабжаются, быстро делятся и имеют активный метаболизм. В организме человека такими клетками являются гаметы, эритробласты, эпидермальные стволовые клетки и стволовые клетки желудочно-кишечного тракта. Минимальной чувствительностью обладают нейроны и мышечные клетки. Также к чувствительным клеткам относят ооциты и лимфоциты. Причины их чувствительности не ясны.

43. Принципы защиты от воздействия ионизирующего излучения

Основная цель радиационной безопасности - исключить возникновение генетических эффектов, сохраняя условия для производственной деятельности человека. Для достижения этой цели в НРБ-96 (нормы радиационной безопасности) заложены три основных принципа радиационной безопасности: принцип нормирования - непревышение допустимого предела индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего излучения;

Принцип обоснования - запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующих излучений, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риска возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному радиационному фону облучением;

Принцип оптимизации - поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения.

Согласно НРБ-96 все население разделено по допустимому уровню облучения на 3 категории:

категория А - персонал, т.е. лица, постоянно, временно непосредственно работающие с техногенными источниками излучений;

категория Б - ограниченная часть населения, т.е. лица, проживающие вблизи санитарно-защитной зоны учреждений и предприятий, использующих источники излучения. Среди этой части населения выделяют критическую группу, по которой судят в целом об этой категории;

категория В-население области, края, республики, страны.

44. Газоразрядные счетчик, типы и принципы работы

См. 34.

45. Классификация и краткая характеристика лучевых поражений на основе ведущих синдромов при крайне высоких дозах внешнего облучения

Под внешним облучением понимают такое, при котором источник излучения располагается на расстоянии от облучаемого объекта. Результатом внешнего облучения человека являются общие и местные лучевые поражения.

По тяжести заболевания различают четыре степени болезни: первая - легкая, возникает при дозах воздействия1,5-2 Грея; вторая - средняя, возникает при дозах 2,5-4 Грея; третья - тяжелая, наблюдается при дозах 4-6 Грея; четвертая - крайне тяжелая, развивается при действии свыше 6 Грея.

При тяжелой и средней степени острого течения лучевой болезни гибель животных происходит в основном в третий период заболевания. По времени это соответствует 2-4-й нед. При вскрытии обнаруживают геморрагический диатез - кровоизлияние в коже, подкожной клетчатке, на слизистых оболочках, в паренхиме легких, почек, печени, селезенке, лимфоузлах, мозговых оболочках, иногда в веществе головного мозга.

В красном костном мозге отмечаются изменения, подобные изменениям, наблюдаемым при острых апластических анемиях. Вследствие гиперемии и кровоизлияний костный мозг сочный, красный, жидкой консистенции. В лимфоузлах отмечается распад лимфоцитов. Селезенка резко уменьшена, сморщена. Обнаруживается жировая дистрофия и очаговые некрозы печени. Изменения в почках тоже дистрофического характера.

46. Радиохимический анализ: стадии, общие требования к образцам проб

При радиохимическом анализе в исследуемых пробах определяют содержание наиболее значимых и опасных в биологическом отношении радионуклидов: стронций-90, йод-131, цезий-137 и др.

Радиохимический анализ включает в себя следующие этапы: выделение радиоизотопа, его очистка и идентификация, проверка радиохимической чистоты, измерение активности радиоизотопа (радиометрия).

В основе радиохимического анализа применяются методы аналитической химии. Радиоактивные изотопы обладают теми же химическими свойствами, что и стабильные. При содержании в пробе смеси радиоактивных элементов производят разделение их на химические группы и после этого выделяют отдельные элементы. Радиоизотопы обычно в исследуемых пробах содержатся в очень малых количествах. Поэтому объем (масса) отбираемых проб должен обеспечивать после их минерализации выход золы не менее 20г.

Важным является соблюдение температурного режима при озолении пробы. Пробу для анализа на цезий-137 озоляют при температуре не выше 400 ⁰С. Для выделения из пробы стронция-90 озоление желательно проводить при более высоких температурах (900-1000), что способствует получению радиохимически чистого стронция-90.

Для расчета радиоактивности исп. абсолютный и относительный методы.

1.В основе абсолютного метода определения активности лежит применение закона радиоактивного распада.

Радиоактивность источника (А) прямо пропорционально числу имеющихся в нём ядер, постоянной распада , но обратно пропорциональна периоду полураспада.

Постоянная распада связана с периодом полураспада следующим соотношением:

=0,693:Т^1/2

48. Репарация костного мозга и пострадиационное восстановление организма

Пострадиационное восстановление - ликвидация повреждения, вызванного воздействием ионизирующего излучения.

Пострадиационное восстановление проявляется на различных уровнях биологической организации от молекулярного до организменного. В его основе лежат физиологические процессы, направленные на обеспечение стабильности генетического материала и клеточного обновления жизненно важных систем. П. в., протекающее в облученных клетках без их деления (внутриклеточное восстановление), обозначают термином «репарация». В клетках облученного организма происходит репарация сублетальных и потенциально летальных повреждений. Репарация сублетальных повреждений характерна для активно пролиферирующих клеток, например клеток костного мозга и эпителия кишечника. При таком типе П. в. в первые несколько часов после облучения репарируются повреждения, делающие клетку более чувствительной к повторному облучению. Репарация сублетальных повреждений обычно бывает полной и завершается до вступления облученных клеток в период синтеза ДНК.

Репарация потенциально летальных повреждений характерна для клеток, находящихся в фазе временного или постоянного пролиферативного покоя, например для клеток печени, почек, головного мозга. В этом случае выживаемость клеток возрастает с увеличением временного интервала между облучением и воздействием стимула к клеточной пролиферации или при снижении мощности дозы излучения. Репарация потенциально летальных повреждений обычно не является полной, часть популяции представляют клетки, потерявшие способность к «бесконечному» размножению и отмирающие после одного или нескольких делений.

49. Назначение и принцип действия индивидуальных дозиметрических приборов

Состоят из трех основных частей: детектора, радиотехнической схемы, усиливающей ионизационный ток, и регистрирующего (измерительного) устройства. Детекторами излучения в дозиметрах могут быть ионизационные камеры, газоразрядные и сцинтилляционные счетчики и др. Регистрирующим устройством может быть микроамперметр или устройство для цифровой, световой, звуковой индикации результатов измерений. Все дозиметры делят на стационарные, переносные, носимые (полевые) и индивидуальные. Индивидуальные дозиметры: К группе приборов индивидуального дозиметрического контроля относят комплекты дозиметрического контроля (КИДД, КИД-2, ДК - 0,2, ДП-22-В, ДП-24 и др.), которые снабжены переносным зарядно-измерительным или зарядным устройством. Такие дозиметры предназначены для контроля при работе с рентгеновским и гамма-излучением. Они представляют собой комплект малогабаритных (наперстковых) ионизационных камер, внешне напоминающих авторучки. Носят их обычно в нагрудном кармане халата (карманные дозиметры). Принцип работы дозиметров основан на разрядке емкости предварительно заряженного конденсатора ионизационной камеры под действием ионизирующего излучения. Комплект ДК - 0,2 состоит из 10 дозиметров и зарядного устройства. В отличие от КИД-1 и КИД-2 он позволяет визуально судить о дозе излучения в процессе работы в любой момент по положению кварцевой нити, перемещающейся По шкале, видимой в окуляр, который смонтирован в одном корпусе с ионизационной камерой. Поэтому прибор называют прямопоказывающим. Диапазон измерений составляет 0,02…0,2 Р. Погрешность градуировки по гамма-излучению в нормальных условиях ±10%. Дозиметры ДП-22-Ви ДП-24 рассчитаны на измерение больших доз. В комплект входит набор наперстковых камер ДКП-50-А. Устройство и питание камер такое же, как и уДК - 0,2.

50. Определение цезия137 в объектах ветнадзора

Сурьмянойодидный. Основан на предварительном концентрировании цезия с носителем из кислотного раствора золы пробы в виде комплексного соединения ферроцеаниданикельцезия: K4 (Fe(NH) 6)+Ni(NO3) 2+2CsCl=Cs2Ni (Fe(NH) 6)+2KNO3+2KCl Затем цезий осаждают из кислого р-р треххлористой сурьмой и йодидом аммония в виде сурьмянойодидцезия 3CsCl+2SbCl3= Cs3Sb2I9+NH4Cl осадок отфильстровывыют высушивают, опр хим выход цезия по выходу носителя, радиометрируют и производят расчет удельной рад пробы. Данный метод позволяет выделить цезий в рад хим чистом виде из больших растворов золы с высоким содержанием солей.

радиология лучевой ветеринарный животное

51. Лечение и профилактика лучевой болезни

Если крайне тяжелая степень острой лучевой болезни, то лечить его экономически нецелесообразно.

Рекомендуется использовать витамин В12, заменители крови, транквилизаторы, антибиотики, бактериальные препараты, антигеморрагические средства, глобулины сыворотки крови, вакцины.

Лечение животных, больных острой лучевой болезнью, должно быть комплексным, направленным на нормализацию нарушений функций организма, на предупреждение развития инфекционных осложнений.

При лечении исключить переохлаждение и перегревание. В первые дни после облучения назначают антибиотики с целью профилактики инфекционных осложнений, их периодически меняют, чтобы не было привыкания.

В связи с поражением слизистой желудочно-кишечного тракта особое внимание уделяется режиму кормления и качеству кормов. Грубые корма необходимо предварительно обрабатывать, воду не ограничивать. Диета должна быть щадящей, а рацион полноценным по питательности.

Особенно необходимы витамины, влияющие на регенерацию кроветворной ткани (витамины В, С, К, Р).

Физический способ защиты животных предполагает содержание животных при радиоактивном загрязнении местности в животноводческих помещениях и других укрытиях.

Фармакохимический способ защиты животных заключается в применении специальных противолучевых препаратов - радиопротекторов, обладающих профилактическими свойствами.

Биологическая защита животных осуществляется с помощью адаптогенов - лекарственных веществ, которые повышают общую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным факторам.

Размещено на Allbest.ru