Изучение воздействия ионизирующих излучений на биологические объекты началось сразу после открытия рентгеновских лучей, а затем естественной радиоактивности радия и полония в конце 19 века.
Изучением проблем действия ионизирующего излучения на организмы занимается специальная наука – радиобиология.
В настоящее время накоплен значительный материал по воздействию радиоизлучений разной величины на организм человека, лабораторных и сельскохозяйственных животных. Основные опыты получены в связи с трагедией в Хиросиме и Нагасаки, испытанием ядерного оружия в различных средах. Также при авариях на атомных станциях, особенно на Чернобыльской, когда в поле воздействия ионизирующего излучения оказались большие территории заселенные людьми и животными.
Характер и тяжесть патологических процессов зависят от вида излучения: внутреннего и внешнего. При внешнем облучении животное получает дозу радиационного излучения снаружи, и есть возможность убрать источник, например, сбрить шкуру животного и помыть его, так как именно волосы являются хорошим адсорбентом, впитывающим огромное количество радионуклидов. В случае внутреннего облучения организма ситуация осложняется, как правило, источник ионизирующего излучения попадает внутрь организма через пищу или с воздухом. Когда горячая частица попадает в организм, у нее есть два пути, в зависимости от состава радионуклида, она либо свободно выйдет из организма естественным путем, при кашле или с калом, либо частица отложится в организме, в костной ткани или органах. Например, при попадании схожего с кальцием изотопа Стронция 90 (Sr90) в организм, он усваивается в костях, при этом внутренняя радиоактивность организма увеличивается, и излучающий участок костей облучает кроветворный костный мозг, как следствие, это приводит к возникновению лейкемии –самого распространенного заболевания в подобных случаях. Изотоп Йода 131, попадая в организм откладывается в щитовидной железе, длительное ионизирующее воздействие которого приводит к раку железы. Изотоп Цезия 138 в основном откладывается в мышечной ткани.
Проникающая способность альфа-, бета-частиц и гамма-лучей.
При внешнем облучении альфа-частицы глубоко не проникают и задерживаются ороговевшим эпителиальным слоем кожи, но в случае с внутренним облучением этими частицами, поражаются живые клетки органов, вследствие чего образуются язвы или опухоли.
Бета-частицы имеют более высокую проникающую способность и проникают на несколько сантиметров внутрь кожи, а гамма-лучи проходят через весь организм.
Установлено, что воздействию радиации подвержены все виды сельскохозяйственных животных, хотя некоторые из них отличаются большей устойчивостью, например куры (В.А. Киршин, А.Д. Белов, В.А, Бурдаков, 1986). Также радиочувствительность отдельных тканей и органов у различных животных варьирует, но имеются и общие закономерности.
Особенно тяжелые поражения, соответственно и выраженные патологоанатомические изменения наблюдаются при комбинированном воздействии радионуклидов на организм, когда сразу несколько радиоактивных изотопов (Йод131, Цезий 138, Стронций 90 и др.), а также при их сочетании с патогенами нерадиационной природы (соли тяжелых металлов, пестициды, инфекционные болезни и др.).
Считают, что наиболее сильно при лучевой болезни (а с ее острым или хроническим течением имеет дело специалист патологоанатом) поражаются лимфоциты, незрелые кроветворные клетки, кишечный эпителий, герминативные клетки.
К высокочувствительным тканям относят: эпителий мочевого пузыря, эпителий пищеварительного тракта, в том числе ротовой полости, глотки пищевода, эпителий кожи. Средней степенью чувствительности обладают: эндотелий сосудов, клетки соединительной ткани, хрящевой, клетки почек, печени, поджелудочной и щитовидной желез, легочный эпителий. Низкую степень чувствительности имеют: скелетные мышцы, зрелые клетки костного мозга, зрелая соединительная ткань, нейроны. Это необходимо учитывать при оценке патологического воздействия проникающей радиации.
Сильная степень радиоактивного поражения приводит к развитию острой лучевой болезни, являющейся причиной смерти животного. Как правило болезнь наступает при мощности дозы в 100 Рентген, что в миллионы раз превышает санитарную норму в 30 микрорентген.
Для болезни характерно развитие в органах и тканях выраженных в разной степени кровоизлияний – картина геморрагического диатеза (геморрагический синдром). Если на ранних стадиях болезни находят застойные явления в мелких кровеносных сосудах подкожной клетчатки, сердца, легких, мозга, то затем в большинстве из них выявляют кровоизлияния, вплоть до образования гематом. Так, у многих облученных летальными дозами овец и свиней сильные кровоизлияния описаны во многих органах, в том числе в почках, в корковом веществе, в почечной лохани, в полости которой даже обнаруживали сгустки крови. Кровоизлияния также выявляют в мышцах спины, брюшной полости, конечностей, груди и диафрагмы. Различают увеличенные лимфатические узлы, набухшие миндалины. В желудочно-кишечном тракте наряду с кровоизлияниями развиваются язвенные поражения, костный мозг теряет свой красноватый оттенок.
Рис. Кровоизлияния на поверхности органов.
Микроскопические изменения проявляются в клетках. Незрелые кроветворные клетки, особенно лимфоидные подвергаются дистрофическим изменениям и некрозу. В ядрах клеток наблюдается картина кариопикноза – сморщивания клеточного ядра, или кариолиза – растворение клетки в цитоплазме. В тканях появляются многоядерные клетки, что свидетельствует о поражении хромосом и развитии мутаций, следовательно происходит нарушение процесса нормального деления клеток.
В кровеносных сосудах наблюдают набухание, десквамацию – отслаивание эндотелия или других тканей, наблюдается дистрофия клеток сосудистой стенки, что ведет к повышенному выходу плазмы и форменных элементов крови, это приводит к развитию кровоизлияний и отеков. Если животное выжило, то в дальнейшем в сосудах начинаются склеротические изменения.
Наиболее изучена при лучевой болезни лимфоидная ткань, костный мозг, пищеварительный тракт, половая система, кожа, органы дыхания и органы мочевыделения.
В лимфатических узлах, тимусе и миндалинах развиваются альтеративные процессы. Некроз лимфоцитов наступает при развитии кариолиза или кариопикноза. В результате этого из герминативных центров выходят лимфоциты и остаются только ретикулярные клетки стромы. Дальнейшие процессы проявляются образованием кровотечений, язв, абсцессов.
Микроскопические изменения в костном мозге проявляются спустя несколько часов после тяжелого облучения. Зрелые кроветворные клетки более устойчивы к поражению, а ретикулярные клетки почти резистентны.
Таким образом, в костном мозге развивается аплазия – дефект развития, исчезновение кроветворных клеток и замещение их на жировую ткань, появляются отеки и геморрагии.
В пищеварительном тракте происходит развитие изъязвлений слизистых оболочек, язвы образуются в ротовой полости вдоль краев языка, в слизистой глотки и криптах миндалин. Кровеносные сосуды в зонах изъязвления расширены и содержат фибринозные пленки. При облучении разрушаются герминтативные клетки семенников и яичников. Кожа часто поражается при выпадении радиоактивных осадков, как правило, на участке эпидермиса происходит облысение или появляются язвы.
Отек легких при облучениях может быть непосредственной причиной смерти животного.
Техника безопасности при патологоанатомическом вскрытии животных умерших от лучевой болезни должна строго соблюдаться.
Работа проводится в проветриваемом помещении с хорошей освещенностью. На медработнике, проводившем вскрытие должны быть следующие средства защиты: респиратор или защитная маска, резиновые перчатки, халат, очки. Рекомендуется провести анализ мощности радиационного фона, если в наличие имеются приборы дозиметрического контроля (дозиметры-радиометры). Долгое нахождение вблизи радиоактивного трупа может иметь пагубный характер для патологоанатома.
Литература.
Патологическая анатомия с/х животных А.В. Жаров, В.П. Шишков, М.С. Жаков и др. 4-е издание 2001г.
Атомная и ядерная физика Г.Е. Пустовалов. 1968г.
Интернет источники (фото)