Как сообщило издание «Известия», ученые Института биофизики СО РАН, Сибирского федерального университета и Красноярского государственного аграрного университета предложили быстрый бактериальный тест для определения оптимальных уровней ионизирующего облучения животных. Воздействие в диапазоне от десятков до сотен миллигрей (мГр) способно активировать ряд физиологических процессов, включая обмен веществ, рост и накопление биомассы. Использование таких технологий может открыть новые перспективы в животноводстве, ветеринарии и смежных областях. Ниже мы публикуем комментарий на эту тему заведующей кафедры биологии Обнинского института атомной энергетики НИЯУ МИФИ, доктора биологических наук Людмилы Комаровой.

Центр обработки продуктов ионизирующим излучением при НИФХИ им. Л.Я. Карпова (Обнинск). Фото: ГТРК Калуга

В МИФИ этим тоже занимаются

Достаточно давно известна технология так называемого радиационного гормезиса – облучение при этом вызывает не негативные эффекты, а именно эффекты стимуляции, например, всхожести семян, плодовитости у мушек дрозофил и пчел, повышение иммунитета у животных. Впервые такой эффект радиационно-индуцированной стимуляции роста сине-зелёных водорослей наблюдал Аткинсон в 1898 году. С середины прошлого века было проведено большое количество экспериментов по доказательству существования гормезиса после облучения. После аварии на ЧАЭС и развившейся затем «радиофобии» такие исследования почти сошли на нет, но в 21 веке возобновились с новой силой.

К настоящему времени накоплен обширный экспериментальный материал, подтверждающий, что низкие и средние дозы ионизирующего излучения способны усиливать рост и выживаемость, повышать иммунный ответ и увеличивать устойчивость к мутагенным эффектам последующего облучения у растений, бактерий, насекомых и млекопитающих. Так, большое количество работ по выявлению эффекта гормезиса на семенах сельскохозяйственных и не только растений было выполнено в лабораториях ФГБНУ ВНИИРАЭ г. Обнинска (в настоящее время ККРАЭ «НИЦ Курчатовский институт») под руководством проф. Гераськина С.А. На кафедре биологии ИАТЭ НИЯУ МИФИ также проводятся такие работы на семенах ячменя. В июне этого года была защищена кандидатская диссертация Афониной С.О. на тему «Оценка влияния редко- и плотноионизирующего излучения на морфологические, биохимические и генетические показатели пророщенных семян Hordeum vulgare L.», где также показаны эффекты стимуляции прорастания облученных в определенных дозах семян ячменя.

Если говорить о применении таких технологий в животноводстве – то таких данных не много. Лучше всего эффекты гормезиса изучены на тутовом шелкопряде и грызунах (мыши и морские свинки).

Трудности

По мнению Людмилы Комаровой, основные трудности для внедрения этих техзнологий связаны прежде всего с тем, что стимулирующий эффект от облучения проявляется далеко не всегда и его трудно предсказать. Он зависит от множества факторов, например, от биологического состояния семян, их влажности, сорта, партии, а также от условий окружающей среды (температура, влажность) и времени хранения после облучения. Кроме того, доказано, что стимуляция часто заметна только на ранних этапах роста (например, ускоренное прорастание), но к моменту сбора урожая этот эффект может нивелироваться под влиянием внешних условий.

Даже когда стимуляция проявляется, ее практическая ценность часто невелика. Величина положительного эффекта, как правило, составляет всего лишь около 10 -15%. Это делает технологию экономически неоправданной по сравнению с другими, более стабильными методами повышения урожайности (например, селекцией или удобрениями).

Во-вторых, для получения стимулирующего, а не угнетающего эффекта, необходимо попасть в очень узкий диапазон доз. Превышение порога приводит к обратному результату – подавлению роста. Для каждого вида, а иногда и для каждого сорта, эту оптимальную дозу нужно определять заново.

Так же ученые до сих пор не сошлись в едином мнении того, как именно малые дозы радиации запускают каскад биохимических реакций, приводящих к стимуляции роста. Это затрудняет разработку надежных и предсказуемых протоколов.

Хорошо известно, что внедрение любых технологий, связанных с ионизирующим излучением, строго регулируется. Включение модели гормезиса в системы оценки рисков ставит перед регуляторами сложные этические и политические вопросы. Регуляторные органы требуют неопровержимых доказательств безопасности и эффективности, которых на данный момент недостаточно. Оборудование для облучения требует высоких затрат на установку и обслуживание, а также наличия квалифицированного персонала.

Опасны ли «облученные» продукты?

Слово «радиация» прочно ассоциируется у широкой публики с опасностью, что создает серьезный психологический барьер. Преодоление этого страха требует масштабной и эффективной разъяснительной работы, подчеркивающей, что при облучении в продуктах не возникает наведенной радиоактивности и не остается химических остатков. Безопасность мяса и молока, полученных с использованием технологий радиационной стимуляции (или прошедших радиационную обработку), является хорошо изученным вопросом. Главное опасение связано с тем, что облучение может сделать продукт радиоактивным. Облучение не создает радиоактивность в продукте. Важно понимать, что при облучении продукта или животного не происходит превращения стабильных элементов в радиоактивные (наведенная радиоактивность). Этот эффект возможен только при облучении потоками частиц очень высоких энергий, что не используется в данном случае.