Пути поступления радионуклидов в организм животных

Интенсивное использование ядерной энергии в мирных (атомные электростанции и аварии на них), а также оборонных целях (испытания ядерного оружия) привело к глобальному загрязнению биосферы искусственными радиоактивными веществами. Продукты ядерного деления (ПЯД) после поступления в окружающую среду включаются в биологические циклы миграции, обусловливая загрязненность почвы, растений, животных и производимой сельскохозяйственной продукции. Загрязнение агроэкосистем радионуклидами является неотъемлемым абиотическим фактором последнего столетия.

После аварии на ЧАЭС на загрязнённых радионуклидами территориях сложилась экологическая ситуация, при которой неотъемлемым элементом биологического круговорота в системе «почва — вода — растения — животные — человек» являются практически все радиоактивные элементы. Наибольшая часть радиоактивных веществ, поступивших во внешнюю среду в результате аварии на Чернобыльской АЭС, пришлась на территорию Республики Беларусь. При этом длительному радиоактивному загрязнению подверглись пастбищные агроценозы.

Радионуклиды по цепочке “почва – растение — животное” попадают в организм человека, накапливаются и оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье. Поэтому одной из серьезных задач современности является производство экологически “чистой” продукции. Важнейшая проблема сельского хозяйства в условиях загрязнения почвы радиоактивными элементами состоит в максимально возможном снижении поступления этих веществ в растениеводческую продукцию и предотвращение накопление их в организмах сельскохозяйственных животных.

Чтобы включиться в обмен веществ, радионуклиды должны сначала попасть в организм животного. Следует рассмотреть три возможных способа: проникновение через кожу, органы дыхания и оральное заглатывание (с питьевой водой и пищей) [1].

При полевых условиях, если кожный и волосяной покровы остались интактными, вряд ли может произойти значительное поступление радиоактивных веществ через кожу сельскохозяйственных животных и последующее накопление радионуклидов в продуктах животноводства.

Непосредственная опасность поступления радионуклидов при дыхании по сравнению с усвоением радиоактивных веществ, содержащихся в пищевых продуктах, возрастает в том случае, если радионуклиды относятся к короткоживущим и входят в состав слаборастворимых соединений. Ингаляционный источник поступления для данных радионуклидов не играет важной роли с точки зрения загрязнения пищевых цепей, так как очень короткоживущие нуклиды распадутся до того времени, как пищевые продукты животного происхождения поступят в рацион человека. Далее, лишь ограниченное количество нерастворимых соединений перейдет в организм человека, так как органы дыхания животных не относятся к числу важных пищевых продуктов, а также вследствие того, что степень резорбции нуклидов, входящих в состав нерастворимых соединений, незначительна [2].
Большую часть радионуклидов животные поглощают при заглатывании загрязненной пищи [3]. Принято также считать, что ингаляционное поступление, по крайней мере, на три порядка меньше, чем поступление с кормами [4, 5].

Первый этап в метаболизме радионуклидов, поступивших в организм животного с кормами — перевод их в форму, удобную для всасывания. Для этого в ЖКТ имеются соответствующие условия (физическое измельчение корма, обилие ферментов, кислая среда желудочного сока и др.), обеспечивающие переход радионуклидов в ионизированное и доступное для усвоения состояние. Второй этап метаболизма начинается с всасывания радионуклидов в ЖКТ.

Всасывание элементов – важнейшая функция желудочно-кишечного тракта. Оно осуществляется путем активного или пассивного перехода минеральных и органических веществ через мембраны клеток и обусловлено их проницаемостью. Мембрана проницаема для многих веществ, а система, ответственная за ионный транспорт, локализуется в мембране на внутренней поверхности эпителиальных клеток [6].

Принято считать, что в ротовой полости и в пищеводе не происходит усвоения поступивших веществ. Очень незначительная резорбция происходит в желудке.

Главным местом всасывания большинства радионуклидов является кишечник. Более половины всего количества радионуклидов, всосавшихся из ЖКТ, поглощается в подвздошной кишке, так как здесь отмечаются относительно длительное пребывание химуса и сравнительно высокая скорость всасывания нуклидов [7].

Актиниды, за исключением урана, крайне плохо всасываются из ЖКТ. Важную роль в процессе всасывания радионуклидов из ЖКТ играет химическая форма соединения, в составе которого радионуклид поступает в организм.

У растущих животных процесс всасывания протекает более активно, чем у взрослых, что объясняется повышенной проницаемостью мембран клеточной стенки, значительной потребностью организма в минеральных веществах, идущих на построение тканей.

Коэффициент всасывания находится в обратно пропорциональной зависимости от массы животных в связи с более интенсивным обменом у мелких животных.

Радионуклиды, поступившие в кровь, находятся в свободном состоянии и в форме различных комплексов. С белковыми соединениями крови связано 76-98% циркулирующих в них радионуклидов [6].

Судьба радионуклидов после их поступления с кормами и перехода в состав циркулирующих в организме жидкостей зависит от ряда одновременно действующих конкурирующих процессов: они могут быть выведены из организма с мочой или калом, перейти в молоко лактирующих животных, отложиться в определенных тканях, или, проникнув через плацентарный барьер, поступить в эмбрион беременного животного. Концентрация радионуклидов в любом из звеньев миграции будет зависеть от суммарного действия всех этих процессов.

Загрязнение продукции животноводства радионуклидами зависит от характера содержания скота. В Республике Беларусь, чаще всего, содержание КРС осуществляется по смешанному пастбищно-сенокосному типу, что необходимо учитывать при прогнозе содержания радионуклидов в продукции животноводства.

Для смешанного типа характерна чередующаяся замена кормовой базы, что отражается как на физиологии животных, так и на изменении факторов поступления радионуклидов. Пастбищная трава характеризуется высокой питательной ценностью. Исследования показывают, что трава содержит примерно в 1.5 раза больше питательных веществ по сравнению с сеном, приготовленным без потерь листьев и других нежных частей той же самой травы. Это объясняется тем, что трава в процессе сушки теряет часть питательных веществ (углеводов, амидов и белка) и в то же время, будучи высушена, переваривается в организме животных на 20% хуже зелёной травы [8]. Возможно, при сушке также изменяются физико-химические свойства радиоактивных элементов, что уменьшает их биологическую доступность. Кроме того, что увеличение поступления радионуклидов в организм животных происходит за счёт загрязнения пастбищной травы почвенными частицами, возможно определённую роль при этом играют и биологические особенности сочной травы.

Помимо различий в кормовой базе, важную роль в процессах метаболизма играет возможность животных в летний период свободно и активно двигаться. Это усиливает деятельность мышц, что способствует возрастанию окислительных процессов во всём организме, в связи с этим улучшается кровообращение, общий обмен веществ, больше выделяется тепла, выше аппетит, усиливается питание отдельных органов и тканей, в том числе и вымени. Лучше регулируется деятельность сердца, органов дыхания, ЖКТ и желез внутренней секреции, возбуждается нервная система и активизируется весь организм, что может влиять на содержания радионуклидов в организме животных [9].

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

• Ионизирующее излучение: источники и биологические эффекты [Текст] // Доклад научного комитета Организации объединенных наций по действию атомной радиации. — Нью-Йорк: UN, 1982.- 890 с.
  Рассел, Р. Радиоактивность и пища человека [Текст] // Под ред. акад. ВАСХНИЛ В.М. Клечковского. Атомиздат, 1971. – 376с.
• Алексахин, Р.М., Сельскохозяйственная радиоэкология [Текст] // Под ред. Алексахина Р.М., Корнеева Н.А. – М.: Экология, 1992. – 400 с.;
• Izrael Y.A., et al., Chernobyl : Radioactive Contamination of the Environment, Gidrometeoizdat, Leningrad, 1990 – 124с.
• Михалусев В.И., и др. Радиоэкологический мониторинг диких млекопитающих в зоне радиоактивного загрязнения. // Проблемы радиологии загрязненных территорий. Юбилейный тематический сборник. Минск, 2001., Выпуск 1. – С.154–174.
• Уоррена, Ф. Пути миграции искусственных радионуклидов в окружающей среде. [Текст]/ Радиоэкология после Чернобыля: Пер. с англ.// Под ред. Ф. Уоррена, Р. Харрисона. – М.: Мир, 1999. – 512 с.
• Ястребков, Ю.А. Метаболизм радионуклидов в организме сельскохозяйственных животных [Текст] //Ветеринарная патология, 2002. №3. – С. 35-45.
• Аверин, В. С. Факторы, влияющие на размер перехода радионуклидов в звене корм – животноводческая продукция [Текст] // В. С. Аверин, Ю. Н. Пятнов, Р. Г. Ильязов [и др.] // Чернобыль. Сер. 5, Экология и здоровье. – Гомель, 1998. — №1. – С. 16 – 24.
• Белов, А. Д., Киршин В. А. Ветеринарная радиобиология. [Текст] // А. Д. Белов, Киршин В. А. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1987. – 287 с.

---

© Раиса Король, научный сотрудник лаборатории радиоэкологии

e-mail: raisa-korol@mail.ru