Состояние здоровья сельскохозяйственных животных на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС

Russian Institute of Agricultural Radiology and

Agroecology of RAAS, Obninsk

The analysis of the radiation action on agricultural animals as a result of the ChNPP accident is presented. The state of health of agricultural animals was determined using a complex of clinico-physiological, immunological, biochemical and biophysical indices. The results of investigations are obtained for a large stock from different radioactive contaminated districts of Russia, Belarus and Ukraine. The occurring changes in the state of separate functional systems of the organism of animals were demonstrated to be connected mainly with radiation injury of the thyroid gland during the acute period of the accident.

Повреждающее действие ионизирующей радиации на организм сельскохозяйственных животных проявляется в виде различных патологических эффектов. Форма проявления ответных реакций организма зависит от дозы облучения, времени, в течение которого действуют повреждающие факторы, радионуклидного состава выпадений на местности и других особенностей. Принято различать так называемый острый период, который длится от 2 до 6 месяцев и связан со спектром короткоживущих радионуклидов, выпавших на сенокосы и пастбища. Первые два года после экстремального события следует оценивать как ближайшие последствия радиационного воздействия, а последующий период - как отдаленные, когда соматические эффекты могут частично трансформироваться в генетические. Для сельскохозяйственных животных, исходя из их хозяйственно-полезных качеств, а, следовательно, смены поколений, генетические эффекты на уровне микропопуляций могут быть зарегистрированы через 4-8 лет после первичного воздействия ионизирующей радиации.

Сегодня радиобиологи анализируют и изучают отдаленные последствия трех крупномасштабных событий , обусловивших радиоактивное загрязне ние обширных регионов страны . Это южно уральская авария в 1957 г ., чернобыльская авария в 1986 г . и испытания ядерного оружия на Семи палатинском полигоне . На южно - уральском следе в отдельных пунктах доза гамма - излучения за первые 12 суток достигала 290 рад и сопровожда лась случаями летального исхода сельскохозяйст венных животных [1]. У животных этого региона , получивших на порядок меньшую дозу , в течение 6 месяцев регистрировались преходящие измене ния в системе крови . В последующие годы эти животные по всем показателям , включая и вос производство , не имели отличий от физиоло гической нормы . Следует отметить , что при оритетным загрязнителем для этого региона был радиостронций .

Ядерные испытания на Семипалатинском по лигоне обусловили наибольшее экологическое неблагополучие на территории Алтайского края . По данным комплексной экспедиции 1989 г . на отдельных участках реконструированная доза со ставила около 200 бэр для человека , причем ос новной вклад в нее дали испытания 1949 г . [3]. Сведения о гибели сельскохозяйственных живот ных отсутствуют , хотя данные 1992-1993 гг . свиде тельствуют об отклонении отдельных показателей от физиологической нормы .

В начальный период после аварии на ЧАЭС на территории , прилегающей к атомной элект ростанции , зарегистрированы относительно вы сокие мощности экспозиционных доз и загряз нение кормовых угодий в Хойнинском , Брагинском и Наровлянском районах Гомельской области . На расстоянии 10-15 км от станции мощность дозы в первые дни после аварии доходила до 300-400 мР / ч ( д . Чамков , д . Массаны Хойникского района ), а в первой декаде мая снижалась до 75-100 мР / ч . Максимальная дозовая нагрузка от тотального гамма - облучения у небольших групп животных , насчитывавших до сотни голов и оставшихся в зоне отселения , за 4 месяца могла доходить до 290 рад [2]. Аварийный выброс радионуклидов способствовал загрязнению обширных территорий Беларуси , Украины , Российской Федерации ( Брян ская , Калужская , Тульская и другие области ).

В этот период основной вклад в интегральную дозу облучения сельскохозяйственных животных определялся радионуклидами циркония , ниобия , рутения , йода , цезия , бария , лантана и церия [4], причем основная доля в формировании дозы при ходилась на короткоживущие радионуклиды . В связи с тем , что содержание ¹³¹I на траве пастбищ в отдельных хозяйствах Хойникского района дохо дило до 42%, дозовые нагрузки на щитовидную железу в острый период могли достигать 60-80 крад .

Определение интенсивности гамма - излучения на поверхности шеи , в области расположения щи товидной железы , у эвакуированного из 30 километровой зоны крупного рогатого скота ( д . Оревичи , д . Чамков , д . Уласы ) позволяло регист рировать у отдельных животных мощность дозы до 750 мР / ч при средних величинах , равных 350 ± 45 мР / ч и снижавшихся в течение недели в 23 раза .

За счет щелочноземельных радионуклидов об лучение слизистой оболочки желудочно - кишечного тракта составляло около 1 крада . Наибольшая интенсивность гамма - излучения от содержимого желудочно - кишечного тракта регистрировалась на поверхности тела в области мечевидного отрост ка . В среднем она составляла 125 ± 33 мР / ч и в течение недели уменьшилась в 10-12 раз .

У овец наблюдалась аналогичная закономерность по отношению интенсивности гамма- излучения от щитовидной железы и области мечевидного отростка при близких к крупному рогатому скоту абсолютных величинах. У лошадей соотношение между этими показателями было более узким за счет уменьшения интенсивности в области щитовидной железы и увеличения таковой в области мечевидного отростка. У новорожденных телят в возрасте до трех суток интенсивность излучения от щитовидной железы была вдвое ниже, чем у их матерей.

Таким образом , нарушения в изменении здо ровья сельскохозяйственных животных в большей степени могли зависеть от внутреннего поступле ния радионуклидов , чем от внешнего облучения организма .

Приведенные сведения свидетельствуют о том , что наибольшее значение для физиологи ческого состояния животных из инкорпориро ванных радионуклидов мог иметь радиоактивный йод .

Специфика радиоактивных выпадений после аварии на Чернобыльской АЭС обусловила ха рактер и степень проявления радиационных по вреждений в организме сельскохозяйственных животных , выявление и оценка которых на протя жении длительного времени не однозначны . При этом всегда следует иметь в виду , что речь идет об ограниченном контингенте поголовья скота .

На загрязненной территории Чернобыльского региона у незначительной части животных при вышеуказанных дозах гамма - и бета - облучений в первой декаде мая 1986 г . клиническое проявле ние выражалось отеками в подчелюстном про странстве у молодняка и взрослых животных , ге моррагической диареей у телят , снижением коли чества лейкоцитов в периферической крови до нижних пределов нормы у взрослых животных . При этом случаев летального исхода от радиаци онного воздействия не зарегистрировано .

Основная масса эвакуированного и содержав шегося за пределами 30- километровой зоны пого ловья не отличалась от клинически здоровых жи вотных . Физиологическое состояние крупного ро гатого скота , лошадей и овец , исследование кото рых проводилось в течение 3-4 месяцев ( декабрь 1986 г . - март 1987 г .) не внушало каких - либо опа сений по состоянию их здоровья . Клиническое обследование крупного рогатого скота выявляло единичные , скоропроходящие отклонения темпе ратуры тела , частоты пульса и дыхания физио логического порядка . У лошадей отклонений от физиологической нормы не выявлено . Среди овец в начале исследований у 38,7% поголовья регист рировались симптомы заболевания органов дыха ния ( кашель , хрипы , жесткое дыхание , инспира торная одышка ), у некоторых из них диагностиро вался диктиокаулез . К концу исследований 11,2% овец сохраняли отдельные симптомы заболева ния органов дыхания .

Количественные изменения форменных эле ментов крови и другие гематологические по казатели имели незначительные отклонения у от дельных животных . Число лейкоцитов у всех видов животных варьировало в пределах фи зиологической нормы . В лейкоформуле имело место некоторое увеличение юных нейтрофилов . В 1% случаев обнаружено изменение лимфоци тов , выражавшееся в появлении двуядерных форм , а также фрагментированных нейтрофилов . По количеству и концентрации гемоглобина суще ственных отклонений не выявлено .

Некоторые изменения обнаружены в функции щитовидной железы по уровню тиреоидных гор монов , которые у крупного рогатого скота к концу исследований достигли физиологической нормы . У лошадей не выявлено отклонений по физиологи ческому состоянию щитовидной железы .

Ближайшие последствия радиационного воз действия после чернобыльской аварии по по казателям иммунного статуса были менее вы раженными , что вполне соответствует дозовым нагрузкам , которые всегда были сублетальными и не превышали 50-60 рад на все тело коров . Пока затели бета - литической , бактерицидной и лизо - цимной активности у этих животных не отличались от интактных , и только титр нормальных антител был выше в 1,5-2 раза . Показатель иммуно - микро биологического теста у этих же коров был увели чен в 1,4-1,9 раза .

Последствия радиотоксического действия ¹³¹I в отдельных гуртах крупного рогатого скота и отарах овец стали обнаруживаться в 1987-1988 гг . Они выражались в форме гипо - и атиреозов с призна ками микседемы и тиреотоксикоза . У животных наблюдалась складчатость и огрубление кожи , взъерошенность шерсти .

Исследования коров , подвергшихся хроничес кому , в течение 2- х месяцев , тиреотоксическому воздействию радиойода в 30- километровой зоне Чернобыльской АЭС , показали , что в результате бета - облучения ткани щитовидной железы у них произошли повреждения разной степени интен сивности [3]. Локальные дозовые нагрузки на щи товидную железу величиной в 30-40 крад и выше привели со временем к практически полному вык лючению экскреторной функции фолликулов и состоянию атиреоза , сопровождавшегося соот ветствующими клиническими признаками у коров . Дозовые нагрузки в 10-12 крад приводили к час тичной потере функциональной активности щито видной железы и состоянию гипотиреоза . Йодна - копительная функция щитовидной железы , об лученной в дозе 2-3 крад , у клинически здоровых коров , находившихся за пределами зоны отселе ния не отличалась от интактных животных .

При наибольших повреждениях щитовидной железы на вскрытии животных отмечено застойное полнокровие легких, а также резко вы- раженный отек подкожной клетчатки. Масса щитовидных желез у этих животных была значительно уменьшена (до 6,5±0,6 г), что составило лишь 26,0% от массы щитовидных желез (25,0 г) контрольного здорового поголовья, то есть снижение было в 3,8 раза.

Макроскопически доли щитовидных желез " по раженного " скота были также резко сокращены в объеме , истончены , резко уплотнены . На разрезе ткань долей была пронизана белесоватыми плот ными прожилками - тяжами со слабыми вкрапле ниями между ними очагов серовато - розовой полу прозрачной ткани паренхимы .

Поскольку функциональная активность щито видной железы при радиационном повреждении длительное время не восстанавливается , гипоти - реозные , и тем более атиреозные , животные должны быть исключены из хозяйственно производственной эксплуатации как для получе ния продукции , так и для воспроизводства . Таких животных целесообразнее использовать на мясо , так как у лактирующих коров снижаются удои и продолжительность лактации . Роды у этих живот ных осложняются выпадением матки или прямой кишки [4].

При проведении биохимических исследований в плазме крови лошадей и овец обнаружено по вышение количества мочевой кислоты ( почти в 4 раза ) и незначительное повышение концентрации креатинина у овец , тогда как у лошадей этот пока затель был несколько снижен .

Содержание холестерина в крови коров было у верхней границы или выше нормы .

У лошадей концентрация холестерина была выше , чем у животных из Калужской области .

Наиболее устойчивое увеличение концентра ции общего холестерина отмечали в крови овец .

Выявленные изменения носили обратимый ха рактер и , при переводе животных на " чистые " кор ма , нормализовались за исключением содержания холестерина .

У сельскохозяйственных животных , длительно содержащихся на менее загрязненной территории Брянской и Калужской областей , были установле ны , в основном , незначительные изменения био химических показателей [5].

Сравнительная оценка молекулярно - клеточных показателей у овец , крупного рогатого скота и ло шадей , длительно находившихся на загрязненной радионуклидами территории , не выявила сущест венных изменений общего содержания белка в клетках белой крови и тромбоцитах .

Фотометрический индекс тромбоцитарно - лим фоцитарной смеси был снижен на 40% у лошадей и на 25% у овец , тогда как у крупного рогатого ско та практически не отличался от контроля . Показа тель осмотической реакции тромбоцитов был сла бо снижен у всех животных .

Установлено изменение коэффициента стиму ляции аденилатциклазы в тромбоцитах животных с признаками повреждения щитовидной желе зы [6].

Одновременно выявлена модификация про ницаемости мембраны эритроцитов для Са ²⁺ при отсутствии изменения гематологических показате лей [7].

Известно , что облучение в летальных и суб летальных дозах угнетает естественную ре зистентность организма животных , что в свою оче редь может привести к повышению их чувстви тельности к экзогенной инфекции . В этом случае особую опасность будут представлять как услов но - патогенная микрофлора , так и возбудители бессимптомно протекающих инфекций и , в част ности , лептоспироза , которые при снижении есте ственной резистентности могут вызвать клиничес ки выраженные формы болезни .

При определении гуморальных и клеточных факторов естественной резистентности было ус тановлено , что через 7 месяцев после аварии не наблюдалось угнетения бактерицидных свойств крови к бактериям семейства кишечных ( сальмо нелла , кишечная палочка и вульгарный протей ) по сравнению с контролем , а также снижение бета - литических и лизоцимных показателей крови у овец , лошадей и крупного рогатого скота по срав нению с контролем .

Аналогичные данные были получены в течение последнего 5- летнего наблюдения за животными , содержащимися на загрязненной территории .

Бактерицидные и бета - литические свойства крови у обследованных животных находились в пределах физиологической нормы , не выявлено каких - либо изменений при изучении бласт - трасформации лейкоцитов .

Бактериологические исследования показали , что уровень обсемененности верхних дыхательных путей у нетелей не отличался от средних значений здоровых животных . Аналогичные результаты бы ли получены при изучении аутофлоры желудочно кишечного тракта . Так , микрофлора нетелей и ло шадей как в количественном , так и в качественном отношении не имела выраженных отклонений от нормы , в то время как у овец соотношение между различными группами микроорганизмов имело тенденцию к дисбактериозу . Улучшение условий кормления и содержания нормализовало микроб ный пейзаж .

Таким образом , показатели естественной ре зистентности организма находились в пределах физиологической нормы . Изменение этих показа телей обычно связано с условиями кормления и содержания животных , а также другими фактора ми нелучевой природы . При анализе данных вете ринарной отчетности по незаразным заболевани ям у крупного рогатого скота Ветковского и Бра гинского районов Гомельской области (1988 г .)

было установлено , что заболеваемость молодняка составила более 80% в Ветковском и 70% в Бра гинском районах . Причем , более половины из них составили заболевания органов пищеварения , а остальные пришлись на заболевания органов ды хания . Аналогичная структура заболеваний обыч но наблюдается и на " чистых " территориях . При этом гибель заболевших животных была относи тельно невысокой (6,4-14,9%).

При изучении эпизоотической ситуации по леп тоспирозу за ряд лет в Калужской и Брянской об ластях было установлено , что районы , за грязненные радионуклидами , по числу положи тельно реагирующих на лептоспироз животных не выделяются среди " чистых " районов . Так , в хозяй ствах Новозыбковского , Красногорского и Горде евского районов Брянской области наблюдалось снижение числа положительно реагирующих на лептоспироз животных с 37% до 7% в период с 1985 по 1990 гг . В то же время в Погарском " чис том " районе число положительно реагирующих животных составляло 24% - 82% от числа обс ледованных . Аналогичная картина наблюдалась и в Калужской области . В Ульяновском и Жиздрин - ском районах на территориях с плотностью радио активного загрязнения от 5 Ки / км ² до 15 Ки / км ² по ¹³⁷Cs число положительно реагирующих животных снижалось , в то время как в Дзержинском , Люди - новском и Жуковском районах наблюдалось даже повышение этого показателя с 27% до 78%.

Следовательно , как в ранние сроки после ава рии , так и в более позднее время , у животных , содержащихся на загрязненной территории , не наблюдалось существенного угнетения факторов естественной резистентности организма . Бактери цидная , лизоцимная и бета - литическая активности крови находились в норме . Не регистрировались также снижение бласттранформации лейкоцитов , падение уровня нормальных антител и дисбакте риоз . Не отмечались ухудшение эпизоотической ситуации по внутренним и заразным болезням и обострение лептоспироза . Эффективность вете ринарно - профилактических мероприятий была достаточной .

За последние годы состояние здоровья животных сохраняется по клинико-лабораторным показателям на уровне средних многолетних данных с колебаниями в сторону ухудшения и последующего улучшения. В то же время снижение удоя и получение приплода телят в 1990 г. в отдельных хозяйствах могло быть связано в той или иной мере с обновлением продуктивного поголовья рождения 1986 г., то есть года интенсивного радиационного воздействия на организм коров и народившихся телят. Несбалансированность минерального обмена, периодический рост числа гинекологических заболеваний может приводить к ухудшению физиологического состояния животных по гематологическим, биохимическим, иммунологическим и другим показателям. Имеет место рост числа животных положительно реагирующих по 1.

РИДу на лейкоз . Обобщение и анализ собранных данных позволяет предположить , что радиацион ное воздействие в хозяйствах , на фермах с уров -      ^.

нями загрязнения 30-40 Ки / км ², по - видимому , не прошло бесследно . Более вероятно , что это ре зультаты отдаленных последствий радиационного _3. фактора с наслоением других факторов зоове теринарного характера . Не исключено влияние на здоровье животных и таких уровней загрязнения как 370-740 кБк / м ² (10-20 Ки / км ²). Однако , вычле -     4.

нение в этих случаях влияния радиационного фак тора еще более затруднительно .

Обобщение и анализ многолетних данных по -     5.

зволяет предположить , что радиационное воз действие на локальных территориях с уровнями загрязнения порядка 1480 кБк / м ² (40 Ки / км ²) с уче том дополнительных факторов внешней среды , по - видимому , не всегда происходит бесследно .     6.

Однако , выявление таких случаев представляет большие трудности , в связи с чем разработка ме тодических подходов к комплексной оценке со стояния здоровья животных в условиях комбини -     7.

рованных техногенных воздействий представляет ся актуальной перспективной задачей .