Методы ускорения выведения радионуклидов из организма сельскохозяйственных животных при их хроническом поступлении

Министерство  сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Пермская государственная  сельскохозяйственная академия

имени академика  Д.Н.Прянишникова»

 

 

Кафедра анатомии

 

 

 

 

 

Реферат

По дисциплине: Радиобиология

Тема: Методы ускорения  выведения радионуклидов из организма  сельскохозяйственных животных при  их хроническом поступлении.

 

 

 

 

 

 

 

 

           Выполнил студент                                                                 41 А группы

                                                                                            Факультета ветеринарной медицины                     и зоотехнии

Романов А.С.

           Проверил                                                                                 Профессор, доктор биологических наук Аксенова В.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2013г.

 

Содержание:

1. Введение                                                                                                   3

2.Поступление  радионуклидов в организм животных                             3

3. Выведение  радионуклидов                                                                      5

4. Методы ускорения  выведения радионуклидов                                     7 

4. Список литературы                                                                                  12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение

Сейчас радионуклиды рассматривают в  качестве  важнейшего загрязняющего вещества наряду с пылью, угарным и углекислым газом, оксидами серы и азота, углеводородами. Ранее же радионуклиды рассматривались в меньшей степени. В настоящее время интерес к загрязнению радиоактивными веществами вырос, так как в большей степени стало проявляться вредное воздействие, вызванное загрязнением стронция и цезия.

Радионуклиды по цепочке “почва - растение - животное” попадают в организм человека, накапливаются и,  как правило, оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье. Поэтому одной из задач современности является производство экологически “чистой” продукции.

2. Поступление  радионуклидов в организм животных

Радиоактивные вещества могут проникать в организм животных через легкие, при вдыхании загрязненного воздуха, через пищеварительный  тракт с кормом и водой, содержащим радиоактивные вещества, через неповрежденную кожу, слизистые оболочки и раны.

Характер распределения  радионуклидов в организме зависит  от основных химических свойств элемента, формы вводимого соединения, пути поступления и физиологического состояния организма.

Характер всасывания радиоактивных веществ в организм животных определяется многими факторами и зависит от пути поступления, физико-химических свойств радионуклидов, вида, возраста, физиологического состояния животных и многих других факторов.

Наиболее важным местом активного всасывания является желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), а при воздушном пути поступления — легкие.

У животных с  однокамерным желудком скорость резорбции  радионуклидов выше, чем у жвачных, имеющих многокамерный желудок.

Всосавшиеся в  кровь радиоактивные изотопы  участвуют в обмене веществ организма точно так же, как стабильные изотопы данного элемента.

Чем больше масса  тела животных, тем медленнее происходит всасывание радионуклидов. Это объясняется  тем, что чем меньше масса тела у теплокровных животных, тем интенсивнее  у них протекает обмен веществ,  для компенсации потери тепла вследствие увеличения относительной поверхности тела.

У растущих животных всасывание радионуклидов протекает  более активно, чем у взрослых. Возраст организма — наиболее существенный фактор, изменяющий скорость всасывания в ЖКТ животных. У новорожденных животных вследствие интенсивного обмена веществ и скорости их роста всасывание радионуклидов в несколько раз выше.

На величину и скорость всасывания существенно  влияет количество поступивших веществ. Чем больше их поступает, тем меньший процент всасывается.

Эффективность всасывания радионуклидов зависит  также от того, в каком виде он поступает в организм животного. При поступлении стронция, бария, радия и других элементов в  составе молочного рациона происходит заметное усиление (до 2 раз) их всасывания, что может быть вызвано наличием в молоке лактозы и лизина.

После однократного поступления  радиоактивные вещества выводятся  из организма сравнительно быстро.

При длительном поступлении, в случаях  нахождения животных на загрязненных территориях, происходит переход радионуклидов из желудочно-кишечного тракта в органы и ткани и накопление в них.

В начале поступления радионуклиды интенсивно накапливаются в органах  и тканях животных. Затем, несмотря на продолжающее поступление, увеличение их концентрации не происходит.

При хроническом поступлении  радионуклидов наиболее быстро устанавливается  состояние равновесия накопления их в мясе, внутренних органах, а затем  уже в костях.

Так для стронция – 90, равновесное  состояние накопления его в мясе наступает на 5-7 сутки, для цезия – 137 у овец на 105 сутки, а для цинка - 65 у кур  на 120 сутки.

3. Выведение  радионуклидов 

Попавшие в  организм радионуклиды участвуют в  обмене веществ по принципу, аналогичному тому, как это происходит для их стабильных изотопов: они выводятся из организма через те же самые выделительные системы, что и их стабильные носители.

Основное количество радиоактивных веществ выводится  через желудочно-кишечный тракт  и почки, в меньшей степени  – через легкие и кожу. У беременных и лактирующих животных часть радионуклидов выделяется с плодом и молоком.

Скорость выведения  радионуклидов зависит от их природы, а также от вида, возраста, физиологического состояния животных и ряда других факторов. Наиболее быстро из организма выводятся радионуклиды, депонирующиеся в тканях, где скорость обмена веществ высокая. Свободные радионуклиды быстрее выводятся из организма – это 131I, 106Ru, 132Те, 137Cs. Связанные с тканевым белком и находящиеся в коллоидном состоянии радионуклиды выводятся медленнее -140La, 144Ce, 147Pm.

Остеотропные  радионуклиды выводятся из организма  медленнее, потому что в костной ткани гораздо ниже, чем в мягких тканях, обмен веществ. Кроме того, они способны включаться непосредственно в костную ткань, замещая там кальций (90Sr, 90Y, 140Ва  и др.).

Основным фактором, определяющим пути выведения радионуклидов  из организма, являются их физико-химические свойства. Так, радионуклиды редкоземельных элементов независимо от пути поступления выводятся через желудочно-кишечный тракт и незначительно с мочой. Выведение же 91Y через почки происходит в 3 раза интенсивнее, чем через желудочно-кишечный тракт. При хроническом поступлении большое значение начинают приобретать характер кормления животных, полноценность и качество кормов, наличие кормовых добавок и другие факторы. При хроническом поступлении большая часть 131I и 137Се выводится через почки, тогда как 60Со, 89, 90Sr, 106Ru, 104Ba удаляются из организма в основном через желудочно-кишечный тракт.

Введение в рацион животных стабильного изотопа изменяет не только скорость экскреции радионуклида, но и роль выделительных систем в этом процессе. Так, добавление в корм поросятам стабильного стронция уменьшает количество выводимого с мочой изотопа вдвое. Напротив, увеличение в рационе животных кальция, примерно, в 10 раз усиливало выведение 89Sr с мочой.

Наиболее интенсивно с молоком 131I выводится в зимнее время. В конце беременности коров наблюдается увеличение поглощения йода молочной железой, достигающее своего максимума в период наиболее интенсивной лактации. Экскреция йода у коров связана с продуктивностью.

У мелких животных интенсивность поглощения йода щитовидной и молочной железами значительно выше, чем у крупных. Если у коров в щитовидной железе откладывается 10…20%, то с молоком выводится 6…8% поступившего орально 131I, то у коз и овец эти показатели практически одинаковы и колеблются в пределах 30…40%. Время, в течение которого исходное количество радионуклида уменьшится вдвое, называют эффективным периодом полувыведения. Снижение концентрации радиоизотопов происходит за счет двух основных факторов: физического их распада и истинного выведения. Эффективный период полувыведения долгоживущих изотопов определяется в основном биологическим периодом полувыведения, короткоживущих – периодом полураспада.

На эффективный  период полувыведения влияют вид, возраст, функциональное состояние организма, особенности поступления, распределения  радионуклидов и другие факторы. Например, 137Cs выводится из организма быстрее 90Sr, а йод быстрее, чем цезий. При этом выведение цезия и стронция у кур происходит быстрее, чем у крупного рогатого скота, овец, коз и свиней, за счет более интенсивного обмена веществ. У поросят 20-100-суточного возраста эффективный период полувыведения стронция из костей составляет 114-124 суток. У подсвинков в возрасте 200 суток он увеличивается до 280 суток. Снижение концентрации стронция в скелете у молодых животных обусловлено в основном приростом костной ткани, а у взрослых – выведением его из организма. 

Среди органов  и тканей, имеющих пищевое значение, скорость выведения из мышц и костей 137Cs и 90Sr всегда наименьшая. Такие ткани считают критическими и о пригодности продукции в пищу человека судят по содержанию радионуклидов в этих тканях.

4. Методы  ускорения выведения радионуклидов

Эффективный способ снижения загрязнения радиоактивным  цезием продуктов животноводства –  использование в рационах кормовых добавок, избирательно связывающих  радионуклиды в желудочно-кишечном тракте животных. К таким добавкам относятся различные вещества. Их принято называть сорбентами. Сорбенты подразделяют по происхождению (природные и искусственные) и по спектру действия (селективные, способные избирательно связывать определенные радионуклиды, и широкого спектра действия, связывающие сразу несколько радионуклидов).

К природным  сорбентам относят обыкновенную глину, цеолиты, бентонит, хумолит, вермикулит и др. к искусственным относят  ферроцианидные препараты. Промежуточную  группу представляют сорбенты, выделенные и сконцентрированные из природных источников. Это прежде всего производные альгиновой кислоты, получаемые из морских водорослей, а также пектины, получаемые из растительных, богатых этими веществами продуктов (яблоки, некоторые виды водорослей и др.), и хитозан, получаемый из панцирей краба и др.

Следует отметить, что у жвачных сорбенты органической природы, как правило, не эффективны из за разрушения их микрофлорой рубца.

Цеолиты представляют собой трехмерные кристаллы алюмосиликатов. В природе наиболее распространены шесть видов цеолитов: клиноптилолит, морденит, филлопсит, шабазид, гайландид, эригист. Цеолиты используют в животноводстве и птицеводстве в качестве кормовых добавок с целью улучшения усвояемости питательных веществ и увеличения среднесуточных приростов живой массы. Цеолиты способны связывать вредные и токсические вещества из корма и образующиеся в процессе пищеварения оказалось, что цеолиты способны прочно связывать в желудочно-кишечном тракте радиоактивный цезий, а также ионы свинца и некоторых других тяжелых металлов, препятствуя их всасыванию. Это свойство цеолитов было широко использовано в первый период после чернобыльской катастрофы, однако в последующем из-за дороговизны перевозок сорбенты прекратили использовать в практике.

Суточная доза цеолитов составляет 100-300г в виде мелкодисперсной формы в смеси с комбикормом. По данным А.Д.Белова и Н.П.Лысенко, цеолиты (клиноптилолиты) в этой дозе способны достоверно снижать содержание радиоактивного цезия в молоке и мышечной ткани коров на 30%. Увеличение дозы препарата приводило к снижению положительного эффекта, а при дозах более 500г/сут. наблюдается замедление скорости выведения радиоактивного цезия. Более эффективно цеолиты снижали содержание ионов свинца в молоке.

Модернит в  экспериментах на козах в дозе 5-10г/сут более чем в 2 раза способствовал увеличению скорости выведения радиоактивного цезия с мочой. На овцах этот эффект оказался слабее.

Бентонит (глинистый  минерал) активно использовал в  Германии и Австрии после выпадения  там радиоактивных осадков. При дозе 200-500г/гол в сутки на 50% снижалось содержание радиоактивного цезия в молоке и мышечной ткани коров. Однако при длительном применении бентонит отрицательно влияет на баланс кальция, магния, и фосфора в организме животных. У коз длительное применение бентонита вызывало увеличение концентрации железа в печени и почках и снижение уровня цинка и меди в организме.

Хорошо зарекомендовал себя хумолит, представляющий собой  смесь природных сорбентов –  клиноптилолита, модернита, глинистого материала и гуматов. В дозе 100г/сут снижает в 1,6 – 2,8 раза содержание радиоактивного цезия в молоке коров на 11-е сутки. Применение этого препарата на бычках в дозе 500г/гол позволило снизить концентрацию радиоактивного цезия в мышечной ткани в 2-2,8 раза. В дозе 500г/гол хумолит снижал содержание радиоактивного цезия в молоке коров при стойловом их содержании в 2-4 раза. При пастбищном содержании коров применение хумолита в дозах 300-500г/гол не влияло заметно на концентрацию радиоактивного цезия в молоке.