Radiācijas ietekme uz dzīvniekiem

Lai gan starojums var attiekties uz visiem elektromagnētiskā starojuma veidiem, ieskaitot gaismas un radioviļņus, to biežāk lieto, kad aprakstot jonizējošo starojumu - augstas enerģijas starojumu, kas var jonizēt atomus, piemēram, radioaktīvo vielu sabrukšanas laikā izdalīto starojumu izotopi. Rentgenstari, gamma stari, kā arī alfa un beta daļiņas ir visas jonizējošā starojuma formas. Ja to daudzums ir pietiekams, tie var kaitēt cilvēku un citu dzīvnieku veselībai.

Elektromagnētisko attiecību fotona enerģiju dod Plancka-Einšteina vienādojums, E = hν, kur E ir enerģija, h ir Plancka konstante un ν ir frekvence. No šī vienādojuma mēs zinām, ka jo augstāka frekvence, jo lielāka enerģija.

Gamma un rentgena stari atrodas frekvenču spektra augšdaļā, un tāpēc tiem ir liela enerģija. Kad gamma vai rentgena starojuma fotons skar elektronu vai daļiņu, tas piešķir enerģiju mērķim. Šī enerģijas pārnešana var potenciāli atdalīt elektronus no atomiem vai jonizēt tos un pārtraukt ķīmiskās saites starp atomiem.

Alfa un beta starojums ir augstas enerģijas daļiņas, kuras izstaro nestabilo izotopu sabrukšanas kodoli. Viņiem ir vēl lielāka spēja jonizēt atomus un izjaukt ķīmiskās saites, lai gan tie ir vieglāk bloķējami nekā rentgena un gamma stari. Polonijs 210 ir viens radioaktīvs izotops, kas izstaro alfa daļiņas; tas nonāca virsrakstos 2006. gadā, kad bijušais Krievijas VDK virsnieks Aleksandrs Ļitviņenko tika saindēts ar poloniju.

Kad jonizējošais starojums skar dzīvnieka šūnu, tas var pārtraukt ķīmiskās saites molekulu iekšienē vai izveidot jaunas saites. Pakāpe, kādā šīs izmaiņas kaitē šūnai, ir atkarīga no tā, kuras molekulas tiek mainītas, un no šo izmaiņu rakstura. DNS bojājumi ir īpaši kaitīgi, jo uzkrātās izmaiņas šūnu DNS var izraisīt vēzi.

Šūnās ir iekšējie remonta mehānismi, kas var apstrādāt bojājumus līdz noteiktam brīdim. Tomēr, ja dzīvnieka šūnā nokļūst pietiekami daudz jonizējošā starojuma vai bojājums ir pietiekami nopietns, šūna nomirs.

Radiācijas devas parasti mēra, izmantojot vienību, ko sauc par pelēko vai Gy, lai gan vienībai, ko sauc par rad, vēl nesen tika dota priekšroka un tā joprojām tiek izmantota diezgan bieži. Rad ir ekvivalents vienam Celsija. Lielākas devas dzīvniekiem ir potenciāli letālākas. Akūta starojuma deva ir viena rad vai lielāka; hroniska iedarbība ir atkārtota zemu devu iedarbība ilgā laika periodā.

Daži dzīvnieki šķiet izturīgāki nekā citi. Discovery Channel programmas “Mītu laupītāji” 2008. gada epizodē tika atzīmēts, ka, kaut arī tarakāni un milti vaboles var paciest augstāku radiācijas līmeni nekā cilvēki, šie kukaiņi arī mirst, pakļauti masīvai iedarbībai devas.

Dzīvnieku šūnas, kas ātri sadalās, akūtas iedarbības laikā cieš visnopietnākos bojājumus. Piemēram, kaulu smadzenēs un limfātiskajos audos esošās šūnas ir īpaši neaizsargātas, tāpat kā ātri sadalošās šūnas zīdītāju kuņģa-zarnu trakta gļotādā. Masīvas radiācijas devas var izraisīt caureju, vemšanu, iekšēju asiņošanu, anēmiju, izsīkumu, pastāvīgu sterilizāciju un nāvi.

Augsta līmeņa iedarbība var arī neatgriezeniski bojāt šūnu DNS, kas potenciāli var izraisīt vēzi. Ietekme uz pelēm, iespējams, ir pētīta visplašāk, jo peles tika izmantotas daudzos eksperimentos ar radiāciju.

Ironiski, dažas no tām pašām īpašībām, kas padara jonizējošo starojumu par iespējamu apdraudējumu, ir padarījušas tās noderīgas veterinārajā medicīnā. Rentgenstari ir noderīgs diagnostikas līdzeklis, jo tie var viegli iekļūt mīkstajos audos, bet tos absorbē kauli, kuriem ir lielāks elektronu blīvums.

Rentgens var palīdzēt veterinārārstiem atrast kaulu lūzumus un urīnpūšļa akmeņus un diagnosticēt citus traucējumus. Radiācijas līmenis, ko izmanto diagnostiskajā rentgenogrāfijā, ir pietiekami zems, lai risks būtu nenozīmīgs. Tāpat kā cilvēkiem, staru terapiju bieži lieto vēža ārstēšanai suņiem un kaķiem. Jonizējošā starojuma stari ir vērsti uz audzēju, cenšoties iznīcināt vēža šūnas un samazināt audzēju. Blakusparādības parasti ietver ādas problēmas, kas var mudināt dzīvnieku saskrāpēt. Kaut arī nogurums un slikta dūša ir iespējamas staru terapijas blakusparādības cilvēkiem, kaķiem un suņiem tās ir neparastas.