Лучистой энергией называется совокупность всех электромагнитных волн, возникающих и распространяющихся в пространстве со скоростью, приближающейся к 300 тыс. км/с. Патологическое влияние на организм оказывает преимущественно излучение, способное вызывать ионизацию в тканях. Причем болезнетворное действие лучей обратно пропорционально длине их волн.
Различные виды лучистой энергии обладают неодинаковым действием. В одних случаях лучистая энергия, поглощаясь тканями, переходит в тепловую, в результате чего происходит перегревание животных; в других она оказывает химическое влияние на ткани, вызывает ряд химических превращений в организме, дает так называемый фотохимический эффект.
В возникновении патологических процессов в организме определенную роль могут играть солнечные лучи и в первую очередь ультрафиолетовые солнечного спектра. Эти лучи обладают химическим действием, и чем короче длина волны, тем они интенсивнее. Эффект влияния лучей на организм зависит от длительности действия, их угла падения, толщины атмосферного слоя, через который лучи проходят, а также от проницаемости тканей и от общей реактивности организма. При длительном действии ультрафиолетовых лучей у животного расширяются сосуды, падзет кровяное давление, нарушается обмен веществ (в основном белковый), усиливаются процессы распада в тканях.
При интенсивном и длительном облучении больших посерхиос-тей тела у животного могут возникнуть резкие расстройства гемодинамики - типа шока, что иногда приводит даже к летальному исходу. Патогенное воздействие ультрафиолетовых лучей на центральную нервную систему развивается в двух направлениях: с одной стороны, происходит торможение ее деятельности вследствие раздражения рецепторного аппарата (лучами и токсическими продуктами распада тканей); с другой стороны, появляется токсическое воздействие на нее (гуморальным путем) облученного холестерина и белково-липоидных комплексов крови.
Длинные волны солнечного спектра, красные и инфракрасные лучи оказывают на организм тепловое влияние. От чрезмерного действия этих лучей наблюдается перегревание организма или возникают различной степени ожоги.
Под влиянием прямых солнечных лучей, если они попадают на незащищенную голову животного, может возникнуть солнечный удар. При этом происходит расширение сосудов центральной нервной системы (мозговых оболочек) и повреждение вазомоторов. Иногда отмечают разрывы капилляров и кровоизлияния в нервную ткань. Вначале животные сильно возбуждаются, дыхание и пульс у них учащаются, начинаются судороги, затем наступает стадия угнетения. Животные нередко гибнут от паралича центров дыхания или кровообращения. Влияние солнечных лучей на организм может наступить не сразу, а спустя несколько часов, то есть когда ультрафиолетовая химическая часть спектра начинает проявлять свое действие. В отличие от теплового удара при солнечном ударе необязательно предварительное перегревание организма: повышение температуры тела при солнечном ударе считается вторичным фактором в результате раздражения нервных теплорегулирующих центров. Нарушение функции высших нервных центров, возбуждение коры головного мозга при солнечном ударе более вариабельны и стойки, чем при тепловом.
Излучение лазера. Лазер способен излучить монохроматические пучки света с малым углом расхождения. Лучи действуют на ткань очень короткий промежуток времени (стотысячные доли секунды), поглощаются они пигментированными тканями, эритроцитами, меланомами и пр. Лучи лазера разрушают живые ткани, особенно чувствительны к ним опухоли. Повреждение биологического объекта происходит в результате термического действия луча на ткани и поглощения ими тепловой энергии. В тканях и клетках одновременно образуются токсические вещества и изменяется действие тканевых ферментов. Кроме того, возможно механическое действие вследствие мгновенного перехода твердых и жидких веществ в газообразное состояние и повышения внутриклеточного давления (до нескольких десятков и сотен атмосфер).
Действие ионизирующего излучения . Основной источник ионизирующего излучения - рентгеновское и радиоактивное. Биологическое действие этой радиации зависит от многих факторов: вида излучения, дозы общего или местного воздействия, внешнего или внутреннего облучения, однократного или повторного, а также от индивидуальной и видовой чувствительности организма.
Различные ткани обладают разной чувствительностью к радиационному создействию. По степени поражаемосги их можно расположить следующим образом" кроветворные органы, кишечные железы, эпителий половых органов, эпителий кожи и хрусталика, эндотелий, фиброзная ткань, внутренние эпителиальные органы, хрящи, кости, мышцы, нервная ткань. Функциональные и структурные изменения в нервной системе, наблюдающиеся при радиационных воздействиях, приводят к нарушению регуляции деятельности всего организма, к понижению устойчивости его к инфекционным заболеваниям.
Лучевая болезнь - общее поражение организма в результате действия больших доз ионизирующих лучей. Возникает она как при наружном действии радиации (при аварии во время работы с генераторами, способными производить ионизирующие излучения, при атомном взрыве, при неправильном применении лучевой терапии), так и при внутреннем облучении (при попадании внутрь организма с пищей, с вдыхаемым воздухом различных радчоактив-ных веществ).
Течение лучевой болезни может быть острое (при дейс^ии на организм больших доз ионизирующей радиации) и хроническое (на организм действуют малые дозы, но длительное время).
Отдаленные последствия ионизирующих излучений - их канцерогенное влияние и поражение хромосомного аппарата половых клеток. При тяжелых лучевых поражениях в результате понижения резистентности организма отмечают аутоинфекцию, а при накоплеьин в крови токсических веществ - явления гоксеучи.
Действие электричества.
Патологическое влияние электрической энергии на организм животного произойдет, если оно непосредственно соприкасается с токонесущим предметом или если организм подвергся разрядам атмосферного элекгричеава (при ударе молнии). Патологические изменения в организме зависят от свойств электрического тока, реактивности организма и его тканей, а также от ряда частных сопутствующих моментов. Действие электрического тока на организм определяется его напряжением и силой, длительностью воздействия, характером тока (постоянный, переменный), сопротивлением тканей, направлением тока и индивидуальными особенностями животного Пагогенность тока обусловливается и продолжительностью прохождения его через организм, с увеличением времени действия тока увеличивается и его вредность.
Последствие от электрического тока зависит от жизненной важности органов, через которые он прошел. Наиболее опасно для жизни, если ток проходит через сердце Происходит медленный и необратимый его паралич, развиваются явления мерцательной аритмии желудочков, и наступает остановка сердца в состоянии диастолы. Нервные центры у животных некоторых видов менее чувствительны к электрическому току по сравнению с сердцем.
Различают местное и общее действие электрического тока. При местном действии получается ожог, имеющий иногда форму того проводника, который оказал свое действие. На месте входа и выхода тока из организма образуются раны, а вокруг них из-за паралича кожных сосудов - ветвистые фигуры красного цвета. Спустя некоторое время (несколько дней, недель) после воздействия электрического тока на месте поражения нередко наблюдают омертвение наружных покровов и нижележащих тканей. Иногда на коже остаются небольшие серовато-белого цвета твердые участки овальной или круглой формы, окаймленные валикообразными возвышениями. Это так называемые электрические знаки; гистологически они имеют вид палисадообразно расположенных клеток мальпигиевого слоя кожи. Этим же тканям свойственно ячеистое строение, причем в некоторых ячейках бывает газ, образовавшийся, по-видимому, в результате электрохимического действия тока.
При общем действии электрического тока в первую очередь поражаются нервная и сердечно-сосудистая системы. Изменения в центральной нервной системе протекают двухфазно: в виде кратковременного возбуждения и более длительного угнетения, или торможения. Фаза возбуждения резко выражена при действии тока небольшой силы При прохождении же тока в 100 А и выше фаза возбуждения весьма короткая, но за ней быстро следует фаза торможения, проявляющаяся нередко падением кровяного давления, прекращением дыхания. В результате наступает так называемая мнимая смерть.
Нарушение кровообращения и дыхания при электротравме также протекает двухфазно. В первую фазу повышается артериальное и венозное давление, учащается дыхание. Изменения гемодинамики и ритма дыхания обусловлены электрораздражи гелем рецепторов, а также судорожным сокращением поперечнополосатой мускулатуры. Во время повышения кровяного давления сердечные сокращения становятся реже вследствие раздражения током блуждающего нерва. Во второй фазе, которая наступает довольно быстро, кровяное давление резко падает и дыхание останавливается.
У животных, перенесших электротравму, отмечают тяжелые поражения нервной системы, параличи поперечнополосатых мышц, поражение кишечника, мочевого пузыря, почек, отеки, водянку суставов. Последствия электротравмы также зависят от исходного функционального состояния центральной нервной системы, о чем свидетельствует тог факт, что у наркотизированных животных действие электротока понижено. Сильный электрический ток может вызвать состояние парабиоза тканей; этим, по всей вероятности, обусловлено отсутствие болезненности пораженных тканей.
Механизм действия электрического тока. Электрический ток действует на ор1анизм в трех направлениях: элек!рохимическом, электротермическом и электромеханическом.
Электрохимическое действие выражается в возникновении процесса электролиза в тканях, в нарушении их коллоидных структур; происходит, в частности, образование жирных кислот от разложения кожного сала. Электрохимический процесс является причиной образования электрических знаков на месте входа и выхода электротока.
Электротермическое действие вызывается тем, что электрическая энергия, пройдя через ткани организма, переходит в тепловую (джоулева теплота). Особенно много тепла образуется при прохождении тока высокого напряжения через костную ткань, из-за чего на костях появляются так называемые костяные бусы; они белого цвета, шарообразной или яйцевидной формы, величиной с просяное зерно или горошину, состоят из фосфорнокислой извести с последующим превращением ее (после прекращения действия тока и охлаждении массы) в твердое тело. Повышение температуры тканей особенно заметно в местах входа и выхода тока; оно вызывает раздражение нервных рецепторов, в результате чего возникают болевые ощущения и рефлекторное нарушение деятельности различных органов. При электротравме повышается и температура тела.
Электромеханическое действие обусловлено непосредственным переходом электрической энергии в механическую, а также действием образовавшихся на месте травмы газа и пара; указанные факторы вызывают в тканях структурные изменения типа резаных ран, переломов, костных трабекул и др.
Действие атмосферного электричества (молнии). Удар молнии в голову обычно влечет за собой смерть от паралича дыхания. Из местных изменений при ударе молнии возникают ожоги с разрывом тканей, на наружных покровах, вследствие паралича сосудистых нервов и самих сосудов появляются красные зигзагообразные фигуры. Язвы, образовавшиеся от удара молнии, плохо заживают. При несмертельном поражении молнией наблюдают потерю сознания, судороги, а иногда стойкие параличи.
Похожая информация.
ЛУЧИСТАЯ ЭНЕРГИЯ , электромагнитные колебания различной частоты и соответствеи-ло различной длины волны. В эту пеструю но своим свойствам группу, объединяемую ло.д термином «лучистая энергия», входят инфракрасные лучи с длиной волны 0,3 мм -0,75 /г, лучи видимого света от красных (750 т/л) до фиолетовых (400 т/л), ультрафиолетовые лучи (400 m/i -10 т/л), рентген. лучи (10 m/i - 0,1 А) и & лучи радия (1А= =0,01А). Их биолог, и терапевтич. действие чрезвычайно различно и определяется в первую очередь длиной волны соответствующих лучей и степенью проницаемости для них тканей организма. Биологическое действиеЛ.э. В основе многообразного влияния Л. э. на «иол. объекты лежит воздействие лучей на течение физ., физ.-хим. и хим. процессов. В качестве примера можно привести ионизацию и перезарядку под влиянием ультрафиолетовых лучей, изменение величины поверхностного натяжения, вязкости, проницаемости, а из влияний на хим. процессы- полимеризацию молекул кислорода, в молекулы озона, процессы расщепления, окис-еления и восстановления. Подробно о биол. действии отдельных видов Л. э.-см. Свет, Тещлота, Рентгеновские лучи, Инфракрасные лучи, Ультрафиолетовые лучи. Действие Л. э. на человека в производственной обстановке. В производстве.мы встречаемся с тепловым воздействием Л. э. на рабочих всюду, где имеются установки.для нагреваний (печи, горны и т. п.) либо нагретые предметы. Интенсивность излучения и его спектр, состав зависят главным «о.3разом от t° нагрева этих источников. При прочих равных условиях общая энергия излучения согласно закону Стефана-Больц-мана пропорциональна четвертой степени абсод. t° излучающего тела. На производстве: мы встречаем радиации с различными спектрами: либо непрерывными, сплошными, исходящими от нагретых твердых и жидких тел. либо прерывистыми, полосатыми, источником к-рых являются нагретые газы. Энергия отдельных участков спектра у первых располагается т. о., что в определенном участке, вполне характерном для каждой t° иагрева, количество энергии излучения является максимальным, круто спадая в сторону коротких лучей и более полого в сторону длинных. Эту зависимость выражает «формула Вина: 1 тс№ . Т=К, где l max -длина волны (в микронах) того спектрального уча- ЭНЕРГИЯ 436 стка, в котором находится максимум энергии излучения, Т - абсолютная температура нагрева, К - константа, равная 2 960. Эта формула дает возможность заключить, что для подавляющего большинства производственных источников излучения максимум их энергии приходится на инфракрасную часть спектра и почти вся энергия их общего потока падает на инфракрасное излучение; в противоположность этому максимум энергии солнечного спектра находится в к пшх =А1Ът/1, что соответствует темп-ре 6 000°. Следующей особенностью, встречающейся на производстве радиации, является характер ее распространения в виде лучей расходящихся, а не параллельных (как у солнечного излучения). Это обстоятельство делает непригодным для применения на производстве ряд измерительных приборов, рассчитанных на параллельный ход солнечной радиации. Пригодной для применения в производственных условиях оказалась только специально сконструированная проф. Ка-литиным модель актинометра, дающая возможность определять радиацию напряженностью в 20-30 калорий и, благодаря простоте работы с ней, нашедшая уже широкое применение в сан.-гиг. практике (см. Актинометр ия). В производственных условиях встречаются источники Л. э. неподвижные (горны, печи и др.) и подвижные (обрабатываемые предметы, болванки и т. д.). Среди первых мы различаем источники с открытым пламенем (например горны), а также нагретые предметы, излучающие энергию в пространство, и источники, окруженные какой-либо оболочкой, задерживающей поток Л. э. (напр. печи). У последних интенсивность излучения может сильно колебаться в зависимости от состояния оболочки, наличия отверстий, открывания или закрывания крышек и заслонок и т. д. Максимальные интенсивности радиации наблюдаются именно у этих источников; так напр. у мартеновских печей при закрытых заслонках, при значительной их изношенности и наличии вокруг них зазоров установлена была на расстоянии 1,5 м напряженность радиации до 10 калорий. При открытии загрузочных окон интенсивность излучения на расстоянии 1 м может доходить до 30-40 и больше калорий. (Для сравнения отметим, что тепловой эффект солнечного излучения на границе земной поверхности, по Abbot"у, не превышает 1,937 калорий.) Из других наблюдений на производстве можно привести следующие данные: у нагревательных колодцев" Джерса в прокатных цехах на расстоянии 1 м найдено 0,51-3,5 калорий, у листопрокатных станов в момент прокатки на расстоянии 1 м -13,8 калорий; в сталелитейных у печей Сименса при их нагреве от 1 600-2 100°-10,5-16,5 калорий, на расстоянии 3 м -1,2-2,0 калорий; радиация от льющейся стали при измерении непосредственно около изложниц - 17,85 - 20,34 калорий, на расстоянии 1м - 4,0 - 4,8 калорий. В кузницах источниками радиации являются либо горны, у которых наблюдалась напряженность от 1,0 до 13,0 калорий, либо обрабатываемые предметы, 4&7 ЛУЧИСТАЯ ЭНЕРГИЯ 4S8 интенсивность излучения от к-рых зависит от площади излучающей поверхности. У стеклоплавильных печей интенсивность излучения на рабочем месте равнялась 0,2- 10 калорий. Все авторы отмечают крайнюю неравномерность распределения Л. э. в пространстве. Основным моментом, определяющим степень теплового воздействия Л. э. на рабочего, помимо интенсивности является длительность непрерывного воздействия Л.э., весьма различная в зависимости от характера производственных процессов. Серьезное значение имеют также длительность и частота перерывов в облучении, состояние окружающего воздуха (его t°, влажность, подвижность и прозрачность) и наконец тяжесть самого труда. Большое значение имеет и площадь облучаемой поверхности тела; в этом отношении на производстве наблюдаются резкие различия. Особенно тягостным бывает облучение со всех сторон, что например имеет место при выгрузке обожженных изделий из фарфорово- фаянсовых горнов. Для каждого производства существуют вполне характерные комбинации перечисленных выше условий с присущей ему же интенсивностью излучения; это оказывает влияние и на чувствительность рабочих к воздействию последнего, вследствие чего и оценка влияния Л. э. на рабочих у разных авторов различна. Отмечаются также различия в чувствительности кожи к воздействию облучений различного спектрального состава: лучи с более короткой волной {напр, солнечные) переносятся легче. В основе этих различий лежит разная способность этих лучей проникать в глубь тканей тела. Наибольшей проникающей способностью, по Sonne, обладают красные лучи видимого спектра. Лучи видимого света проникают в глубь тканей и поглощаются только там. При учете теплового эффекта Л.э. на организм рабочего различают местное действие на кожу, общее действие на весь организм, преимущественно на терморегуляцию, а также специфическое действие на орган зрения.-При местном действии на кожу мы имеем дело с тепловым эффектом поглощенной радиации со всеми вытекающими отсюда последствиями: поднятием t° кожи, покраснением, потооделением, ощущением тепла при малых интенсивностях, могущим при больших интенсивностях перейти в болезненное обжигающее ощущение, а затем в ожог первой и второй степени с образованием пузырей. Явлений фотохим. характера, как при воздействии ультрафиолетовых лучей,здесь нет; отсутствует также характерный для последних лятентный период; эритема на коже появляется сейчас же после облучения и легко исчезает, если не переходит в ожог. Темп, кожи поднимается, доходя при длительных степенях облучения до 38° и выше; при облучениях большей интенсивности за первоначальным нагревом кожи следует потоотделение, что вызывает понижение ее t°. В результате повторных облучений развивается пигментация кожи (Ullmann); при длящемся годами воздействии развивается хрон. гиперемия кожи, на отдельных местах образуются сосудистые расширения, и в заключение может получиться атрофия кожи. Вопрос о развитии в результате длительного воздействия Л. э. кожных новообразований еще не выяснен.- Наблюдения над общим действием Л. э. на организм рабочих велись преимущественно в производственных условиях, где чрезвычайно трудно выделить ее специфический эффект, т. к. одновременно на организм рабочего действуют и другие мощные факторы: высокая t° окружающего воздуха и тяжелый физ. труд. Воздействие это сказывается особенно ясно в нарушении терморегуляции, в усиленном потоотделении, достигающем иногда 9-10 л в течение восьмичасового рабочего дня, со всеми вытекающими отсюда последствиями нарушения водно-солевого обмена. Общая нагрузка сердечно-сосудистой системы у работающих в горячих цехах при наличии Л. э., как показывает ряд наблюдений, достигает чрезвычайно больших степеней. Так напр. Арка-диевский наблюдал у кочегаров, производивших чистку топок в течение 9-26 мин. при напряженности радиации от 5 до 11 калорий и при резких температурных колебаниях воздуха (от- 1,5° до +28°), следующие явления: учащение пульса до 180-200 ударов в 1 минуту, дыхания до 39-42 в минуту; t° тела доходила до 38-40°, кровяное давление падало на 20-30 мм, рабочие жаловались на головокружение, одышку, сердцебиение и т. д.; кожные покровы и склера сильно краснели, рабочий обливался потом. Все эти характерные для состояния перегревания организма явления очевидно под воздействием Л. э. значительно усиливаются, выделить однако ее специфическую роль затруднительно. Весь метеорологическ. комплекс горяч, цехов, неравномерность нагревания отдельных поверхностей тела, сквозняки и т. д. создают благоприятные условия для термических травм; при особо же неблагоприятных условиях может наступить при перегревании всего организма тепловой удар.--Действие Л. э. на глаза в первую очередь сводится к воздействию больших яркостей источников Л. э. Причина столь часто описанной катаракты стеклодувов и рабочих горячих цехов вполне точно не установлена. Признаваемое большинством авторов происхождение ее от воздействия коротких инфракрасных лучей, т. н. лучей Фохта, с длиной волны не свыше 1,5 р. Краупа оспаривает (см. Катаракта). Для устранения вредного воздействия Л. э. на глаза применяют специальные защитные очки (см.). Борьба с вредным влиянием Л. э. на производстве ведется с помощью мер, способствующих ослаблению радиации: ограждение ее источников, термоизоляция, щиты и экраны, паровые и водяные завесы; на теле рабочего спецодежда и другие индивидуальные защитные приспособления (рукавицы, фартуки и т. п.); либо наконец применяют непосредственное охлаждение поверхности тела рабочего при помощи специальных обдувающих вентиляционных установок:(см. также Горячие цеха). Эффективность всех этих мероприятий в значитель- ной степени зависит от характера остальных метеорол. условий на рабочем месте, почему в этой борьбе первоочередную роль играют также все мероприятия, способствующие понижению t° окружающего воздуха. Порядок применения защитных мероприятий зависит в каждом случае от конкретных производственных условий. Л. э. втерапи и-см. Светолечение. Лит.: Мищенко И., Влияние лучистой энергии на белковую молекулу, Ж. эксп. биол. и мед., 1927, № 17; Неменов М., Рентгенология, т. I, М.-Л., 1925; Успехи эксперим. биологии, т. VIII, вып. 4, 1929 (ряд статей П. Ракицкого и др.); Фрай-фельд А., Лечение красными и инфракрасными лучами, Физиотерапия, 1927, № 5-6; X в о л ь-сон О., Физика наших дней, стр. 41-71, М.-Л., 1928; о н ж е, Основания учения о лучистой энергии (глава в книге-Фототерапия, П., 1916); CobetR., Die Hauttemperatur des Menschen, Erg. d. Physio-logie, B. XXV, 1926; Handbuch der gesamten Strah-lenheilkunde, Biologie, Pathologie u. Theraple, hrsg. v. P. Lazarus, B. I-II, Munchen, 1928 (лит.); H a u s-mann W., Grundzuge der Lichtbiologie und Licht-pathologie, Berlin, 1923; Kahler K., Messme-thoden der Sonnen- und Himmelstrahlung (Hndb. der biol. Arbeitsmethoden, hrsg. v. E. Abderhalden, Abt. 2, T. I, B.-Wien, 1923); L i n k e F., Die Sonnen-und Himmelstrahlung, Strahlentherapie, B. XXVIII, H. 1, 1928,- Pincussen L., Biologische Licht-wirkungen, Erg. d. Physiologie, B. XIX, 1921; о н ж е, Biologische Strahlenwirkung (Hndb. d. Biochemie, hrsg. v. C. Oppenheimer, B. VII, Jena, 1926); Son-n e C, Physiologische u. therapeutische Wirkungen des kunstlichen Lichts, Strahlentherapie, B. XX, 1925. Тепловой эффект в производственных условиях.- Галанин Н., Сравнительно - санитарная оценка труда при плавке стали на электро- и тигельно-литейных печах (Труды Ленингр. института гигиены труда и техники безопасности, т. II, в. 3, Л., 1928); Материалы Свердловского кабинета по изучению проф. заболеваний и Уральского обл. отд. труда, в. 1-Труд и здоровье мартеновских рабочих, Свердловск, 1928; Оздоровление труда и революция быта, Труды ин-та им. Обуха, в. 27 - Сан.-клин. характеристики профессий горячих цехов, М., 1927; С т о ж-к о в а-Г ольдфарб Н., Сравнительная оценка физиологических данных при работе на электрических и тигельных печах (Труды Ленингр. ин-та гигиены труда и техники безопасности, т. II, в. 3, Л., 1928); С у т к о в а я А. и Г у щ и н И., К вопросу о действии высокой t° и лучистой энергии на центр, нервную систему, Гигиена труда, 1928, № 10; Труды Ленинградского губ. отд. труда, т. I, в. 1- Лучистая энергия, Л., 1927; Труды и материалы ■Укр. гос. ин-та патологии и гигиены труда, в. 7- Сталинский филиал, Сталин, 1928; Ульман К., Проф. повреждения кожи, вызываемые действием высокой температуры (глава в книге-М. Оппенгейм, Профессиональные болезни кожи, т. I, в. 1, М., 1Я25),* К г аир а Е., Der Glasblaserstar, Munchen, 1928 (лит.).С. Бродский. Н. Розенбаум.
Из излучаемой солнцем энергии электромагнитных волн до поверхности земли доходит только 1% ультрафиолетовых лучей, 39% видимых световых лучей и 60% инфракрасных лучей. Остальная часть отражается, рассеивается или воспринимается атмосферой. Напряжение солнечной радиации зависит от угла падения света и прозрачности атмосферы, от времени дня и года. При загрязнении атмосферного воздуха пылью, дымом задерживается до 20 — 40%, а оконным стеклом - до 90% наиболее ценного ультрафиолетового излучения.
Биологическое действие солнечной радиации на организм животного связано с ее качественным составом у поверхности Земли. Лучи Солнца оказывают тепловое и химическое воздействие. Тепловое воздействие больше исходит от инфракрасных, а химическое - от ультрафиолетовых лучей. Эти лучи имеют различную глубину проникновения в кожу и ткани организма животных. Наиболее глубоко (до 2 — 5 см) проникают инфракрасные лучи. Их используют в терапии для глубокого прогревания тканей или обогрева новорожденных и молодых животных.
Световые лучи проникают в толщу на несколько миллиметров, а ультрафиолетовые - только в кожу на десятые доли миллиметров.
Влияние на животных солнечного света очень важно и многообразно. Его лучи вызывают раздражение зрительного нерва, а также чувствительных нервных окончаний, заложенных в коже и слизистых оболочках. Кроме того, они возбуждают нервную систему и эндокринные железы и через них действуют на весь организм. Под влиянием солнечного освещения у животных возрастает активность окислительных ферментов, углубляется дыхание, они поглощают больше кислорода, выделяют больше углекислоты и водяных паров. В периферической крови увеличивается количество эритроцитов и гемоглобина. Усиливается также переваривание корма и отложение в тканях белка, жира и минеральных веществ.
При недостатке света организм испытывает световое голодание, что сильно отражается на обмене веществ. В результате значительно снижается продуктивность и сопротивляемость к болезням, отмечают вялое заживления ран, появление кожных заболеваний, отставание в росте у молодняка. Ранней весной в связи с ослаблением защитных сил организма, вызванным резким снижением интенсивности солнечного освещения в предшествующие зимние месяцы, у животных увеличивается число заболеваний органов дыхания, наблюдается распространение некоторых инфекций. Поэтому в зимние месяцы животных регулярно выпускают на прогулки под открытым небом в наиболее солнечные часы дня. Реже всего световое голодание наблюдается при беспривязном содержании крупного рогатого скота и свободновыгульном содержании свиней. Световые лучи оказывают существенное влияние и на воспроизводительные способности животных.
Однако не безразлично для животных и очень сильное освещение, поэтому откармливаемых животных содержат в умеренно освещенных и даже затемненных помещениях.
Слишком яркий солнечный свет оказывает на не привыкших к нему животных неблагоприятное воздействие в виде ожогов, а иногда и солнечного удара. Для защиты животных от солнечного удара устраивают теневые навесы, используют тень деревьев, отменяют тяжелые работы на лошадях в жаркие часы дня.
Животные, особенно птица, очень чувствительны к продолжительности и интенсивности светового режима. Поэтому в практике промышленного птицеводства четко отработан световой режим в соответствии с физиологическим состоянием птицы.
Большое значение для животных имеет ультрафиолетовая часть солнечного спектра. Ультрафиолетовые лучи улучшают функционирование органов дыхания и кровообращения, кислородное питание тканей. Они вызывают также общее стимулирующее действие за счет расширения кровеносных сосудов кожи. При этом усиливается рост волос, активизируется функция потовых и сальных желез, утолщается роговой слой, уплотняется эпидермис. В связи с этим повышается сопротивляемость кожи, усиливается рост и регенерация тканей, заживление ран и язв. Ультрафиолетовые лучи нормализуют фосфорно-кальциевый обмен, способствуют образованию витамина D. Ультрафиолетовое излучение служит мощным адаптогенным фактором, широко используемым в животноводческой практике для сохранения здоровья и повышения продуктивности животных и птицы.
Ультрафиолетовые лучи обладают бактерицидным - бактериоубивающим действием. Поэтому солнечную радиацию издавна считают мощным, надежным и бесплатным естественным дезинфектором внешней среды. Некоторые формы микробов и вирусов под прямыми лучами солнца погибают через 10 — 15 минут.
Большое значение в предупреждении светового голодания имеет искусственное ультрафиолетовое облучение с помощью ртутно-кварцевых ламп и использование для обогревания животных ламп инфракрасного излучения. Режим их использования, дозировки и порядок работы должны контролироваться зооветеринарными специалистами. Работникам, обслуживающим животных в момент облучения, необходимо соблюдать соответствующие меры безопасности. Разработаны и используются соответствующие нормативы применения ламп инфракрасного и ультрафиолетового излучения.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Излучения. Лучистая энергия оказывает серьезное влияние на микроорганизмы. Солнечный свет способствует жизнедеятельности группы фототрофных микробов, у которых биохимические реакции происходят под влиянием солнечной энергии. Большинство микроорганизмов являются фотофобными, то есть боящимися света. Прямой солнечный свет губительно действует на микробы, о чем свидетельствует опыт Бухнера. Он состоит в том, что на чашку с агаром засевается бактериальная культура, на дно чашки накладываются кусочки темной бумаги и чашка освещается прямым солнечным светом в течение 1-2 часов со стороны дна, после чего инкубируется. Рост бактерий отмечается только в местах, соответствующих кусочкам бумаги. Губительное действие солнечного света связано, в первую очередь, с воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 234 - 300 нм, которое поглощается ДНК и вызывает димеризацию тимина. Такое действие ультрафиолетовых лучей используется для обезвреживания воздуха в различных помещениях, больницах, операционных, палатах и т. д.
Ионизирующая радиация также губительно действует на микроорганизмы, однако микробы высокоустойчивы к этому фактору, обладают радиоустойчивостью (их гибель происходит при облучении в дозах 10000 - 100000 Р). Это связывают с малыми размерами мишени из-за низкого содержания нуклеиновых кислот у микроорганизмов. Ионизирующая радиация используется для стерилизации некоторых биологически активных веществ, пищевых продуктов. Преимуществом этого способа является то, что при такой обработке не изменяются свойства обрабатываемого объекта.
Высушивание является одним из факторов, регулирующих содержание микроорганизмов во внешней среде. Отношение микробов к этому воздействию зависит во многом от условий, в которых оно происходит. В естественных условиях высушивание губительно действует на вегетативные формы бактерий, но практически не влияет на споры, которые могут сохраняться в высушенном состоянии десятилетиями. В процессе высушивания вегетативные клетки теряют свободную воду и происходит денатурация белков цитоплазмы. Однако многие бактерии, особенно патогенные, могут хорошо сохраняться в высушенном состоянии, находясь в патологическом материале, например в мокроте, которая образует вокруг клеток бактерий нечто подобное футляра.
При высушивании из замороженного состояния в вакууме микроорганизмы хорошо сохраняют свою жизнеспособность, что связывают с переходом в состояние анабиоза. Такой метод лио-фильной сушки широко используется для сохранения музейных культур микроорганизмов.
Давление. Микроорганизмы устойчивы к высокому атмосферному давлению, благодаря чему они способны существовать и развиваться на больших глубинах - до 10000 м. Микроорганизмы хорошо переносят высокое гидростатическое давление - до 5000 атм.
Ультразвук. При обработке микроорганизмов ультразвуком наблюдается гибель клеток вследствие их дезинтеграции. Полагают, что при действии ультразвука в клетке образуются кавита-ционные полости, в которых создается высокое давление, что ведет к разрушению структур клетки.
Воздействие на микроорганизмы различных форм лучистой энергии проявляется по-разному. В основе действия лежат те или иные химические или физические изменения, происходящие в клетках микроорганизмов и в окружающей среде.
Воздействие лучистой энергии подчиняется общим законам фотохимии – изменения могут быть вызваны только поглощенными лучами. Следовательно, для эффективности облучения большое значение имеет проникающая способность лучей.
Свет. В природе микроорганизмы постоянно подвергаются воздействию солнечной радиации. Свет необходим для жизни только фотосинтезирующих микробов, использующих световую энергию в процессе ассимиляции углекислого газа. Микроорганизмы, не способные к фотосинтезу, хорошо растут в темноте. Прямые солнечные лучи губительны для микроорганизмов; даже рассеянный свет подавляет в той или иной мере их рост. Однако развитие многих плесневых грибов в темноте протекает ненормально: при постоянном отсутствии света хорошо развивается только мицелий, а спорообразование тормозится.
Патогенные бактерии (за редким исключением) менее устойчивы к свету, чем сапрофитные.
Известно, что лучистая энергия переносится «порциями» – квантами. Действие кванта зависит от содержания в нем энергии. Количество энергии изменяется в зависимости от длины волны: чем она больше, тем меньше энергия кванта.
Инфракрасные лучи (ИК-лучи) обладают сравнительно большой длиной волны. Энергия этих излучений недостаточна, чтобы вызвать фотохимические изменения в поглощающих их веществах. В основном она превращается в тепло, что и оказывает губительное действие на микроорганизмы при использовании ИК-излучений для термической обработки продуктов.
Ультрафиолетовые лучи. Эти лучи являются наиболее активной частью солнечного спектра, обусловливающей его бактерицидное действие. Они обладают высокой энергией, доста-
точной для того, чтобы вызвать фотохимические изменения в поглощающих их молекулах субстрата и клетки.
Наибольшим бактерицидным действием обладают лучи с длиной волны 250–260 нм.
Эффективность воздействия УФ-лучей на микроорганизмы зависит от дозы облучения, т. е. от количества поглощенной энергии. Кроме того, имеет значение характер облучаемого субстрата: его рН, степень обсеменения микробами, а также температура.
Очень малые дозы облучения действуют даже стимулирующе на отдельные функции микроорганизмов. Более высокие,
но не приводящие к гибели дозы вызывают торможение отдельных процессов обмена, изменяют свойства микроорганизмов, вплоть до наследственных изменений. Это используется на практике для получения вариантов микроорганизмов с высокой способностью продуцировать антибиотики, ферменты и другие биологически активные вещества. Дальнейшее увеличение дозы" приводит к гибели. При ■ дозе ниже смертельной возможно восстановление (реактивация) нормальной жизнедеятельности.
Различные микроорганизмы неодинаково чувствительны к одной и той же дозе облучения (рис. 24, 25).
Среди бесспоровых бактерий особенно чувствительны к облучению пигментные бактерии, выделяющие пигмент в окру-
жающую среду. Пигментные бактерии, содержащие каротино-идные пигменты, чрезвычайно стойки, так как каротиноидные пигменты обладают защитными свойствами против УФ-лучей.
Споры бактерий значительно устойчивее к действию УФ-лучей, чем вегетативные клетки. Чтобы убить споры, требуется в 4–5 раз больше энергии (см. табл. 9). Споры грибов более выносливы, чем мицелий.
Гибель микроорганизмов может быть следствием как непосредственного воздействия УФ-лучей на клетки, так и неблагоприятного для них изменения облученного субстрата.
УФ-лучи инактивируют ферменты, они адсорбируются важнейшими веществами
клетки (белками, нуклеиновыми кислотами) и вызывают изменения – повреждение их молекул. В облучаемой среде могут образоваться вещества (перекись водорода, озон и др.), губительно действующие на микроорганизмы.
В настоящее время УФ-лучи довольно широко применяют на практике. Искусственным источником ультрафиолетового излучения чаще служат аргонно-ртутные лампы низкого давления, называемые бактерицидными (БУВ-15,
Ультрафиолетовыми лучами дезинфицируют воздух холодильных камер, лечебных и производственных помещений. Обработка УФ-лучами в течение 6 ч уничтожает до 80 % бактерий и плесеней, находящихся в воздухе. Такие лучи могут быть использованы для предотвращения инфекции извне при розливе, фасовке и упаковке пищевых продуктов, лечебных препаратов, а также для обеззараживания тары, упаковочных материалов, оборудования, посуды (в предприятиях общественного питания).
В последнее время бактерицидные свойства УФ-лучей успешно применяют для дезинфекции питьевой воды.
Стерилизация пищевых продуктов с помощью УФ-лучей затрудняется их низкой проникающей способностью, в связи с чем действие этих лучей проявляется только на поверхности или в очень тонком слое. Тем не менее известно, что облучение охлажденных мяса, мясопродуктов удлиняет срок их хранения в 2 –3 раза.
