Г.С. Айдарханова, Н.Л.Шапекова
Г.С. Айдарханова, Н.Л. Шапекова
Ретроспективная оценка радиационного воздействия на организм животных, часть 1
(Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, г. Астана, Казахстан )
В работе представлена информация о радионуклидной загрязненности организма крупного рогатого скота 90Sr,
137Cs в современных экологических условиях на территории Семипалатинского полигона. Биологический эффект радиационного воздействия рассмотрен на примере анализа заболеваемости органов пищеварения крупного рогатого скота.
Заболевания органов пищеварения крупного рогатого скота в зоне радиоактивного загрязнения естественных пастбищ
В настоящее время значительные территории Семипалатинского полигона (СИП), как и территории других полигонов Казахстана, являются средой производства продуктов потребления. Животноводческое производство являлось в регионе ключевой экономической деятельностью и остается основным источником занятости, питания и доходов сельского населения. В серии радиобиологических исследований в настоящее время на повестке дня встает вопрос о биологических эффектах хронического облучения организмов. Ряд ученых отмечают, что в плане углубления биологического эффекта постоянное длительное воздействие радиации является наиболее благоприятным [1, 2]. По мнению других, в ответ на хроническое воздействие малых доз облучения в организме происходят процессы адаптации к новым условиям без значительных нарушений функций, что связывается с процессами репарации и включением компенсаторных механизмов [3-5]. Таким образом, несмотря на то, что имеется значительное количество исследований о радиационном воздействии в течение длительного времени, многие вопросы остаются неизученными. В наших исследованиях мы пополняем научную информацию дополнительными доказательствами эффектов радиации на организм сельскохозяйственных животных.
Представленная количественная информация о возможных радиобиологических и радиоэкологических эффектах для здоровья животных при длительном облучении в дозах низкой интенсивности поможет охарактеризовать взаимосвязь "доза-эффект". Все эти факты являются достаточным основанием углубленного рассмотрения отдаленных последствий влияния ионизирующей радиации СИП на поголовье исследуемых животных.
Международными экспертами в области радиоэкологии сельскохозяйственных животных с учетом основных принципов радиационной защиты окружающей среды, которые изложены в Публикации № 91 Международной Комиссии по Радиационной Защите (МКРЗ), предлагается включить в состав референтной фауны крупный рогатый скот (КРС). Этот выбор основан на том, что КРС является типичным представителем конкретных экосистем, может служить информативным биологическим индикатором загрязнения окружающей среды, сравним с человеком по чувствительности к действию ионизирующей радиации. В случае радиоактивного загрязнения местности КРС получает более высокие дозы облучения по сравнению с человеком из-за особенностей своего обитания, для него имеются ранее установленные физиологические и радиационные константы [Бударков В.А., 2008].В связи с этим, целью публикации является исследование радионуклидной загрязненности и динамики заболеваемости органов пищеварения поголовья крупного рогатого скота на территориях, подверженных многолетним ядерным испытаниям.
Материалом для исследования служили пробы внутренних органов животных, обитающих в зоне радиоактивного загрязнения, а также материалы фондовых источников в хозяйствах северной части полигона - Майский район Павлодарской области. Пробы для анализов отбирались на мясокомбинате г.Павлодара при плановых забоях в осенний период.
Метод измерения активности радионуклидов осуществляли на бета-гамма-спектрометре по общепринятым методам исследования [6, 7].
225
Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы - Вестник ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, 2012, №4
Результаты и их обсуждение
Результаты лабораторных анализов показали, что загрязнение организма сельскохозяйственных животных радионуклидами 90Sr, 137Cs имеет значимые величины в пробах костей. Видимо, это происходит ввиду недостатка кальция в организме животных.
Это можно объяснить тем, что радиоактивный стронций, как аналог кальция в общем метаболизме элементов, занимает его место. Значительные концентрации 90Sr в органах желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) объясняются присутствием этого нуклида в кормах (табл. 1).
Таблица 1- Концентрация радионуклидов в различных органах животных, (M±m) Бк/кг, (п=17)
Наименование пробы 90Sr, Бк/кг 137Cs , Бк/кг
КРС КРС
Кости трубчатые 83.1±0.09 -
Мышцы 0.10±0,008 0.40±0,03
Печень 0,16±0,004 0,21±0,011
Селезенка 0.07±0,004 0.10±0,005
Легкие 0.06±0,004 0.08±0,005
Лимфоузлы 0.12±0,08 0.36±0,09
Кишечник 39.48±0,11 13.12±0,23
Молоко 0.23±0,010 0.11±0,002
ПДК (кости) 200 160
ПДК (мягкие ткани) - 200
ПДК (молоко) 25 100
Примечание - Р<0,05, ПДК по А.Д.Фокину и др, 2005
Вместе с тем, следует отметить, что желудочно-кишечный тракт животных является определенным барьером, препятствующим дальнейшей миграции нуклидов в другие внутренние органы и общее кровяное русло. Накопление исследуемых радионуклидов в других мягких тканях колеблется в пределах ошибки измерений и может характеризоваться как минимальное радиоактивное загрязнение.
При анализе заболеваемости исследуемого поголовья животных установлено, что на 1 января 1965 года в зоне насчитывалось 19 814 голов лактирующих коров. Из приведенных данных видно, что поголовье сельскохозяйственных животных постепенно возрастало и, на конец 1989 г., к моменту окончания проведения ядерных испытаний стало 39 657 тыс. голов, что составило увеличение поголовья животных примерно в 2 раза.
Рис. 1- Динамика изменения заболеваемости желудочно-кишечного тракта животных, подвергавшихся хроническому воздействию радиации: по оси абцисс показан период проведения анализа, по оси ординат- % выявленных заболеваний
Известно, что наряду с инфекционными заболеваниями, незаразные заболевания наносят хозяйствам определенный ущерб. Но, в отличие от инфекционных, они не имеют латентный
226
Г.С. Айдарханова, Н.Л.Шапекова
период развития, и могут быть выявлены в ранние периоды. Это позволяет специалистам, руководителям хозяйств избежать массовости поражения поголовья животных в силу оперативности мероприятий.
В спектре нозологий незаразных заболеваний нами было выявлено характерное для прилегающих территорий полигона сравнительное преобладание в структуре патологий болезней органов пищеварения, дыхания, репродукции и мочеполовой системы. В результате воздействия инкорпорированных радионуклидов может доминировать отдаленная радиационная патология пищеварительного тракта. На рисунке 1 представлена картина изменения заболеваемости животных в период проведения ядерных испытаний.
При радиационном воздействии радионуклиды облучают кишечный эпителий и прилежащие ткани в процессе транзита их по пищеварительному тракту. Кроме того, эпителиальные и прилежащие ткани пищеварительного тракта могут подвергаться лучевому воздействию на расстоянии за счет радионуклидов, локализованных в костной ткани.
Как показано авторами [8, 9], клетки плоского эпителия слизистой оболочки полости рта, глотки, пищевода, заднего прохода более радиоустойчивы, чем клетки железистой слизистой оболочки желудка, тонкой и толстой кишки. Они оказались менее толерантными к облучению. Анализ многочисленных публикаций показывает, что развитие отдаленной патологии органов пищеварения значительно меняет функциональные показатели животных и приводит к различным структурным нарушениям. Снижение функции пищеварительных желез затрудняет нормальное питание животных. Дисфункция слюнных желез изменяет бактериальную флору, кислотность среды, вызывает кариес, гастрит, приводит к потере массы тела. На рисунке 1 показано, что динамика заболеваемости органов пищеварения крупного рогатого скота, выпасающихся на территории полигона, имеет скачкообразный характер до конца 1980 года. Видимо, это связано с тем, что наряду с неконтролируемым поступлением радионуклидов в организм животных, малоэффективными были проводимые контрмеры по оздоровлению поголовья исследуемых животных. Наиболее критическими были 1971, 1974, 1978 г.г. Отсутствие результатов полных эпизоотических исследований не позволяло проведение анализа заболеваемости животных, либо не связывали с проведением ядерных испытаний. Анализ радионуклидной загрязненности органов ЖКТ обследованных животных показал, что именно они являются основным депо длительного содержания 90Sr и 137Cs . Все отделы кишечника подвергаются радиационному воздействию весь период пастбищного содержания поголовья крупного рогатого скота. Проведением комплексных лабораторно- полевых исследований установлено, что наибольший пик загрязненности приходится на период ранней вегетации дикорастущих видов пастбищной растительности. Кроме того, следует отметить, что крупный рогатый скот съедает часть корма вместе с почвой в дождливый период сезона.
Таким образом, для радионуклидов желудочно-кишечный тракт является одним из важнейших путей поступления и экскреции из организма, играет роль барьеров, препятствующих поступлению их в кровь и внутренние органы. Ретроспективный анализ заболеваемости органов пищеварения сельскохозяйственных животных, длительно обитающих на территории Семипалатинского полигона показал, что, в целом, в динамике изменения заболеваемости болезни пищеварительного тракта не превышали 13 %, который в 1974 году достиг наивысшего пика. Видимо, это было вызвано каким-либо фактором нерадиационной природы в виде очаговой вспышки и ликвидации ее последствия. Предположительно, в период пастбищного кормления животных произошло пищевое отравление препаратами- протравителями. В связи с этим все агропромышленные формирования на территории СИП требуют комплексного научного исследования, разработки и внедрения передовых методов ведения хозяйства, улучшающих экологическую, эпизоотическую, экономическую ситуации в регионе.
227
Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы - Вестник ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, 2012, №4
ЛИТЕРАТУРА
1.Алексахин Н.М., Васильева А.В., Дикарев В.Г. и др.; Сельскохозяйственная радиоэкология [Текст] под ред. Р.М. Алексахина, Н.А. Корнеева. - М.: Экология, 1992.- 400 с.
2. Шарова Е.В. Влияние повышенного радиационного фона и радионуклидов на иммунитет жвачных животных [Текст]: Автореф. дисс. . . . канд.биол.наук / Е.В. Шарова.- Бишкек.- 2009.- 20 с.
3. Чижевский И.В. Оценка количественных показателей перехода 90Sr, 137Cs , 239Pu,
241Am из загрязненной почвы с желудочным и кишечным соками коров [Текст] /И.В.
Чижевский //Радиационная биология. Радиоэкология. - 2001. -Т. 41, №4.- С. 431-437.
4. Закономерности миграции техногенных загрязнителей в трофической цепи лактирующих коров [Текст] / Н. Н. Исамов, А.Н. Сироткин, С.В. Фесенко и др. //Экология.- 1998.- №6.- С.
441-446.
5. Мазурик В.К. О некоторых молекулярных механизмах основных радиобиологических последствий действия ионизирующих излучений на организм млекопитающих [Текст] /В.К.
Мазурик, В.Ф. Михайлов //Радиационная биология. Радиоэкология.- 1999.- Т. 39, №1.- С. 89- 96.
6. Галицкий Э.А. Изучение характера распределения радионуклидов в системе "почва- растение-животное"в Гродненской области [Текст] / Э.А. Галицкий, К.А. Мандрик //Тез. докл.
4 съезда по радиационным исследованиям.- М., 2001.- С.693
7. Инструкция по наземному обследованию радиационной обстановки на загрязненной территории [Текст]: утв. Межвед. комис. по радиацион. контролю природной среды. - М., 1989.- 27 с.
8. А.Ф. Цыб, Р.С. Будагов, И.А.Замуллаева и др.;Радиация и патология [Текст]: учеб.
пособие / Под общ.ред А.Ф.Цыба - М.: Высш.шк., 2005.- 341 с.
9. Radiological Assessment : A textbook on Environmental Dose Analysis [Теxт] /Till J.E., H.R.
Meyer ed. ; U.S. Nuclear Regulatory Commission. NUREG/CR-332. September. - Washington, 1983.
Айдарханова Г.С., Шапекова Н.Л.
Радиоактивтi аумақтардағы iрi қара малдың ас қорыту мүшелерiнiң ауруы
Мақалада Семей полигонындағы экологиялық жағдайына байланысты iрi қара малдың организмiнiң 90Sr, 137Cs ластануы туралы мәлiмет көрсетiлген. iрi қара малдың ас қорыту мүшелерiнiң ауруына радиоактивтi заттардың биологиялық әсерi қаралған.
Aidarkhanova G., Shapekova N.
Diseases vital parts of cattle organisms at the radioactive contamination zone
The review of researches about the concentration of 90Sr and 137Cs of cattle organisms is presented in the work. Biological effect of radiation impact has been integrally estimated for examination of nosologic spectrum of invasive diseases.
Поступила в редакцию 11.05.2012 Рекомендована к печати 30.05.2012
228
