Использование радиоактивных изотопов в качестве индикаторов в животноводстве

При проведении исследований на молекулярном уровне в качестве индикаторов широко используют радиоактивные изотопы, с помощью которых изучают перемещение тел субмикроскопически малых размеров, атомов, ионов в организме без нарушения его нормальной жизнедеятельности, для этого используют несколько методов исследования.

1. Радиоиндикаторный метод (метод меченых атомов). Метод основан на использовании химических соединений, в структуру которых включены в качестве метки радиоактивные элементы. Обычно применяют радиоактивные изотопы элементов, входящих в состав организма и участвующих в обмене веществ: ³Н, ¹⁴С, ²⁴Na, ³²P, ³⁵S, ⁴⁰K, ⁴⁵Ca, ⁵¹Cr, ⁵⁹Fe, ¹²⁵I, ¹³¹I, поведение которых в организме аналогично поведению их стабильных изотопов. Это обстоятельство дает возможность наблюдать поведение и участие в обмене веществ меченых органических и неорганических соединений в организме.

Контроль за распределением и накоплением меченых атомами веществ осуществляется с использованием метода радиоавтографии, т. е. получение фотографических изображений в результате действия на фотоэмульсии излучений радиоактивных элементов, находящихся в исследуемом объекте. Выделяют макроавтографию, с помощь которой изучают распределение радиоактивных изотопов в макроструктурах организма, и микроавтографию, с помощью которой изучают внутриклеточное распределение радиоизотопов и их участие в биохимических процессах клетки. Сущность метода авторадиографических исследований заключается в следующем: подопытному животному вводят радиоизотоп; берут на анализ органы, кровь и из них готовят препараты (гистосрезы, мазки) для авторадиографии; в течение определенного времени создают контакт между изготовленным препаратом, содержащим радиоизотоп, и фотоэмульсий; проявление и фиксация фотоматериала. Для макроавтографии используют высоко чувствительные рентгеновские и фотографические пленки, а также специальные жидкие и съемные ядерные эмульсии, которыми покрывают гистологические препараты.

С помощь метода радиоавтографии у животных были изучены основные процессы метаболизма:

– белково-минеральный обмен и его динамика в костной ткани;

– функционирование щитовидной и поджелудочной желез, гипофиза, органов и систем организма;

– динамическое равновесие обменных процессов в живом организме, взаимозамещаемость многих веществ, непрерывный распад и синтез веществ в клетках; наличие процесса обновления и скорость обновления белковых молекул в тканях различных органов;

– всасывание питательных веществ и влияние состава рациона кормления на продуктивность животных;

– накопление и выведение минеральных веществ из организма животных.

2. Нейтронно-активационный метод. Высокочувствительный метод определения ультрамикроколичеств стабильных изотопов в биологических материалах – крови, лимфы, тканях органов и т. д., которые облучают потоком нейтронов, где в результате облучения образуются радиоактивные изотопы или продукты активации, которые затем подвергают радиохимическому и радиометрическому анализу. Этот метод широко используют для определения содержания пестицидов в продукции растениеводства и животноводства.

3. Радиоиммунологический метод. При этом методе радиоизотопы не вводятся в организм. Он позволяет быстро и надежно определять содержание гормонов, ферментов, рецепторных белков в биологических жидкостях и тканевых экстрактах, в лекарственных препаратах, в различных органических соединениях, а также содержание любого ничтожно малого количества вещества в других объектах. Для проведения этого анализа используют соответствующие антисыворотки и меченные радиоактивной меткой антигены. Для метки антигенов используют радиоактивный изотоп йода (¹³¹I) или тритий (³Н). Периодическое исследование содержания гормонов в крови позволяет контролировать течение полового цикла, своевременно выявлять нарушения воспроизводительной способности, обоснованно применять гормональные препараты для восстановления половой функции и определять время искусственного осеменения животных. Радиоиммунологический метод используется с целью прогнозирования молочной и мясной продуктивности, диагностики лейкозов и бешенства, вирусных болезней, тяжести лучевого поражения, а также в селекционной работе для характеристики генофонда селекционных групп и выявлению изменений в процессе селекционного улучшения животных.