Лучевая болезнь животных есть следствие патогенного воздействия на организм ионизирующей радиации, возникающей в процессе распада ядер радиоактивных элементов.
При распаде ядер образуются альфа-частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, бета-излучение — ток электронов или позитронов и у-лучи — электромагнитные волны. Энергия радиации обладает свойством «выбивать» электроны из атомов, и в силу этого образуются ионы. Ионизация структур организма лежит в основе биологической активности а-, ри у-лучей.
Считают, что ядерные реакции и связанная с ними радиоактивность — необходимое условие возникновения и развития жизни на Земле. Естественный фон радиоактивности в разных пунктах нашей планеты неодинаков. Радиоактивные тяжелые элементы (уран, торий, радий) сосредоточены в основном в горных гранитных породах. В различных регионах земного шара доза у-излучения колеблется в пределах 25—1150 рад в год. Однако имеются биогеохимические зоны, обогащенные ураном, радием и другими радиоактивными элементами. В них доза природного фона в 100—500 раз выше среднемирового уровня. В процессе длительной эволюции растения и животные приспособились к естественному радиоактивному фону; этот уровень ионизирующей радиации необходим для жизнедеятельности их организма. Однако в тех случаях, когда привычный уровень радиации превышается, у животных может возникнуть лучевой синдром.
Причиной возникновения биогеохимических аномалий, неблагополучных по лучевой болезни, может стать загрязнение среды в результате ядерных взрывов, утечки ядерного горючего из реакторов и т. д. При ядерных взрывах среда загрязняется вследствие распыления содержимого бомбы, не прореагировавшего в процессе цепной реакции, возникновения новых изотопов и так называемой наведенной реактивности, суть которой состоит в образовании радионуклидов из химических элементов самой среды (воздуха, вод, почв, биоты и т. д.). Формирование биогеохимических провинций, неблагополучных по лучевому синдрому, зависит от характера ядерного взрыва (наземный, воздушный и т. д.), его мощности, атмосферных условий (ветер и т. д.). Резко выраженное, более или менее локальное, загрязнение среды отмечено при наземных взрывах ядерных устройств, при авариях на атомных станциях, электростанциях.
Частота возникновения и тяжесть течения лучевых поражений животных зависят в первую очередь от интенсивности радиации. Патогенное действие радиации тем сильнее, чем выше ее интенсивность.
Особенности ландшафтов в определенной степени оказывают влияние на степень накопления изотопов в растительных и животных организмах. В ландшафтах, бедных питательными веществами, радиоизотопы в большом количестве попадают в растения и через них — в организм животных. Радиоактивные вещества интенсивно аккумулируются растительностью альпийских лугов, лишайниками и мхами тундр.
Радиоактивные вещества, обладающие большим периодом полураспада, накапливаются в конечных звеньях пищевой цепи. Даже при относительно незначительном загрязнении среды могут создаться условия, при которых содержание радиоактивных веществ в организмах — звеньях пищевой цепи — достигает летальной дозы.
Радионуклиды, распыленные в атмосфере, поступают в организм перорально, через дыхательные пути с вдыхаемым воздухом, а также через наружные покровы — кожу и слизистые оболочки.