Ионизирующее излучение.

Основным источником его являются рентгеновское и радиоактивное излучения. Ионизирующее излучение при поглощении вызывает в среде ионизацию нейтральных молекул и атомов. Степень влияния ионизирующей радиации на ткани зависит от вида излучения, дозы общего или местного воздействия, внешнего или внутреннего облучения, однократного или повторного, видовой и индивидуальной чувствительности организма. Например, сельскохозяйственные птицы переносят в 2-3 раза большие дозы внешнего облучения, чем овцы и козы.

Установлено, что разные органы и ткани проявляют неодинаковую чувствительность к облучению. При одной и той же дозе облучения более глубокие функциональные и морфологические изменения будут наблюдаться прежде всего в органах кровообразования, кишечных железах и эпителии половых органов. Затем по степени поражения (в убывающем порядке): эпителий кожи и хрусталика, эндотелии, фиброзная ткань, внутренние эпителиальные органы, хрящи, кости, мышцы, нервная ткань. При ионизирующих излучениях функциональные и структурные изменения в нервной системе приводят к нарушению регуляции деятельности всего организма, к понижению устойчивости его к инфекционным заболеваниям.

Патогенез ионизирующего излучения.

Ионизирующее излучение подвергает ионизации все составные части клеток и тканей. Происходит ионизация воды, содержащейся в организме животного и образуются биологически активные вещества - свободные радикалы, как, например, атомный водород (Н+), гидроксил (ОН), гидропероксид (НО₂) и перекись водорода (Н₂О₂). Эти коротко живущие (только во время действия радиации) радикалы могут вступать во взаимодействие с наиболее активными структурами ферментных систем, с сульфгидрильными группами (SH) и переводить их в неактивные дисульфидные (S—S). Следовательно, возникают такие цепные химические реакции, в результате которых происходит нарушение каталитической активности важнейших ферментных систем, участвующих в синтезе нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов.

Степень проявления лучевой болезни зависит от дозы облучения, времени действия, от площади облучения (весь организм или отдельные участки), а также вида и индивидуальных особенностей животных.

Различают острое и хроническое течение лучевой болезни.

Острая лучевая болезнь возникает у млекопитающих при поглощенной дозе 1 - 6 Гр. В зависимости от дозы рассматривают четыре степени тяжести, которые характеризуются преобладающими синдромами поражения кишечника (кишечная форма), сосудов (токсемическая форма) и центральной нервной системы (церебральная форма).

Острое течение лучевой болезни протекает в четыре периода:

1. Начальный период - первичных реакций на облучение длится у животных, начиная с первых минут, часов, 2 – 3 дня. У пострадавших животных меняется функциональная активность нервной системы. Через гипоталамо-гипофизарную связь вовлекаются в ответную реакцию органы внутренней секреции. Усиливается секреция гормонов надпочечников, возникают тахикардия, одышка, снижается аппетит, усиливается перистальтика, появляются понос, иногда рвота. Первоначальное общее возбуждение сменяется депрессивным состоянием. При исследовании крови выявляются абсолютная лимфопения, ретикулоцитоз, снижение фагоцитарной активности нейтрофилов. Угасание первичной реакции сопряжено с субъективным улучшением состояния больных.

2. Второй период относительного клинического благополучия длится от нескольких дней до 2 - З недель в зависимости от полученной дозы. Он может быть очень коротким и отсутствовать вовсе. Клинически болезнь не проявляется, состояние животных удовлетворительное. Гематологические показатели выявляют ингибицию лейкопоэза, лимфопозза, анемию, тромбоцитопению. У части животных наблюдают депиляцию, ослабление половой функции.

3. Третий период характеризуется выраженными клиническими признаками лучевого поражения. Общее состояние угнетенное, температура тела повышается, аппетит подавлен, быстро снижается масса тела. При осмотре у животных обнаруживают массивные кровоизлияния в кожу, слизистые оболочки, особенно жкт, брюшную и плевральные полости, легкие, сердце, мозг. Развивается отек гортани, носоглотки, легочной ткани. Появляются одышка, тахикардия. Катарально-геморрагическое воспаление кишечника сопровождается поносами. Особенно большие изменения наблюдают в системе лейко- и эритропоэза. Красный костный мозг опустошается, число лейкоцитов может упасть до 1 Г/л. Анемия сопровождается мегалобластозом, эритробластозом, пойкилоцитозом, анизоцитозом, появлением других патологических форм эритроцитов. Резко подавлена фагоцитарная активность, угнетена функция Т- и В-систем иммунитета. Сочетание повышенной проницаемости слизистых кишечника и респираторных органов с подавлением специфической и неспецифической защиты приводит к аутоинфекции, аутоинтоксикации, высокой чувствительности к возбудителям инфекционных заболеваний. Продолжительность третьего периода острой лучевой болезни зависит от величины поглощенной дозы. При тяжелой степени облучения (более 4 Гр) у крупных сельскохозяйственных животных он длится 10 - 12 суток, заканчиваясь обычно смертью. В отдельных случаях наблюдают «смерть под лучом», т.е. животные уже во время облучения могут погибнуть от прямого поражающего эффекта ионизирующей радиации жизненно важных центров головного мозга. Видимых патологоанатомических изменений при этом не выявляют. При легкой форме облучения (1 - 2 Гр) период выраженных клинических признаков продолжается 1 – 1,5 месяца, постепенно переходя в период восстановления.

4. Четвертый период характеризуется восстановлением нарушенных функций. Постепенно восстанавливается аппетит, улучшается пищеварение. Некротизированные клетки слизистых оболочек замещаются. Угасают признаки аутоинтоксикации, температура тела приходит в норму. Постепенно нормализуется гемопоэз, восстанавливаются показатели крови. Начинается рост волос. Период восстановления в зависимости от поглощенной дозы, может продолжаться от З до 9 мес, однако полного восстановления нормальной жизнедеятельности не наступает. У животных обоего пола не восстанавливается репродуктивная способность. Клиническое выздоровление не исключает повышенной предрасположенности к заболеваниям инфекционной и неинфекционной этиологии, снижена продолжительность жизни.

Хроническая лучевая болезнь может быть следствием острой лучевой болезни, но чаще бывает в результате действия на организм животных небольших доз внешнего или внутреннего облучения.

Раннее проявление хронической лучевой болезни характерно маловыраженными клиническими признаками, незначительными функциональными расстройствами. Их выраженность определяется интенсивностью и суммарной поглощенной дозой, функцией критического органа, где депонированы радиоактивные нуклиды.

Различают три степени хронической лучевой болезни:

1. При легкой степени преобладают функциональные нарушения нервнорефлекторной природы, выявляется умеренная лейкопения, тромбоцитопения.

2. Для болезни средней тяжести характерна отчетливая функциональная недостаточность системы крови, иммунной, сердечно-сосудистой, пищеварительной, других систем и органов. В красном костном мозге гипоплазия, в периферической крови - лейкопения, в лимфе - тромбоцитопения.

3. Тяжелая степень хронической лучевой болезни проявляется атрофическими и деструктивными процессами в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, в лимфоидных и других органах. Нарушено кровообращение, повышена проницаемость гисто-гематических барьеров. Развивается геморрагический синдром. Болезнь осложняется инфекционно-септическими процессами.

Отдаленное действие радиоактивных излучений на животный организм может сопровождаться развитием злокачественных опухолей, поражением кровообразовательной системы и развитием лейкозов. Действие радиоактивных излучений или рентгеновских лучей на хромосомы половых клеток приводит к утрате воспроизводительной функции животных.

Лучи лазера.

Длина волны рубинового лазера 694,3 нм, гелиево-неонового 632,8 нм. Индуцируются оптическим квантовым генератором, позволяющим получить монохроматические пучки света необычайной интенсивности. Нашли широкое применение в разных областях науки и техники. Изобретение лазера - одно из величайших достижений ХХ в. Обширный диапазон энергетических и спектральных характеристик лазерного излучения обусловливает большую разницу в его биологическом действии: оно способно стимулировать жизненные процессы и разрушать биологические структуры.

Влияние лазерного излучения на живые объекты складывается из следующих эффектов:

Термический эффект. При поглощении лазерного излучения значительная часть энергии переходит в теплоту. В биологических тканях поглощение избирательно, так как разные ткани и жидкости имеют неодинаковые показатели поглощения. Установлено, что под влиянием термического воздействия в первую очередь повреждаются ферменты, прекращаются биохимические процессы, происходит коагуляция белка, клетки гибнут, кровеносные сосуды тромбируются, в зоне фокусированного луча ткани разрушаются, что может быть использовано для проведения хирургических операций.

Ударный эффект. Резкое повышение температуры вызывает тепловое расширение, возникает ударная волна, распространяемая в биологических объектах со сверхзвуковой скоростыо. Под ее влиянием клетки избирательно могут погибать даже тогда, когда на поверхности кожи животного не заметно ожоговых повреждений.

Электрострикция. Под влиянием энергии лазерного луча происходит ионизация атомов и электроны переходят в свободное состояние. Ионизация нарушает химические связи, изменяет ход биохимических реакций.

Резонансный эффект. Биомолекула представляет собой сложную колебательную систему. Электромагнитные поля световой волны вызывают резонанс, т. е. резкое увеличение амплитуды колебаний. Это делает возможным использовать лазерное излучение для запрограммированного разрушения отдельных участков биомолекул, например ДНК.

Стимулирующий эффект. Под воздействием красного света гелиево-неонового лазера возбуждаются нервные рецепторы, проводники, клетки, отсюда многогранное воздействие на животный организм. Усиливается энергетический потенциал, активируются защитно-приспособительные, регенеративно-восстановительные процессы, повышается общая резистентность организма.

При действии лучей лазера на ткани возникают 3 зоны морфологических изменений:

1) Поверхностный - коагуляџионный некроз.

2) Зона кровоизлияний и отеков.

3) Зона некробиотических и дтстрофических изменений.

Дистрофия. Характеризуется изменением морфологии клеток и тканей, их физико-химическими свойствами вследствие нарушения обмена веществ (перерождение клетки).

Некроз – это быстрое омертвение клеток.

Некробиоз – это медленное омертвление клеток.

Механизм действия лучей лазера заключается в возникновение фотодинамического эффекта в присутствии кислорода, т.е. Е возбуждения, полученная от светолучей лазера, передается кислороду. В результате образуется очень активный или сенклетный кислород.

Применение лазера:

- в онкологии;

- в офтальмологии (бескровные операции);

- для лечения маститов;

- для облучения биологически активных точек кожи;

- в результате стимулируется сердечная деятельность, повышается резистентность организма и увеличивается интенсивность и продолжительность выработки антител.

В экспериментах и производственных условиях показано повышение молочной продуктивности коров, увеличение яйценоскости кур под влиянием лучей лазера.

Стимулирующий эффект получен при облучении длительно незаживающих язв – усиливались репаративные процессы, сокращалось время заживления. Установлено положительное влияние облучения биологически активных точек и рефлексогенных зон на различные функции животных, в частности половую. Механизм влияния энергии лазерного излучения на биологические объекты остается пока недостаточно выявленным.