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.