• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Лекція 6

Тема: „Пізні ефекти опромінення та радіаційний канцерогенез.”

План

1. Види пізніх ефектів опромінення.

2. Вплив опромінення на процеси старіння, реакції поведінки, стресову реакцію організму.

3. Біологічні фактори модифікації реакцій ссавців на опромінення: вік, генетична конституція, стать, стан здоров’я, дієта, концентрація кисню в атмосфері, температура.

4. Вплив опромінення на процеси регенерації.

5. Радіаційний канцерогенез.

Вплив опромінення на процеси старіння

Гістопатологічні зміни, пов'язані з природним старінням, полягають у тому, що кількість і об'єм сполучної тканини з часом збільшуються, тоді як число клітин паренхіми і тонких кровоносних судин зменшується. Внаслідок зазначених явищ відбувається розростання сполучної тканини між клітинами паренхіми й кровоносними судинами: виникає так званий гістогематичний бар'єр, який перешкоджає обміну газами й метаболітами між кров'ю та клітинами інших тканин.

Під час довготривалих спостережень над опроміненими тваринами виявлено, що такі самі гістопатологічні зміни виникають у них більш ранньому віці, ніж у неопромінених контрольних особин, Цим і зумовлене раннє радіаційне старіння.

Найпоширеніша гіпотеза про механізм старіння організму вбачає причину старіння в нагромадженні в клітинах ушкоджень ДНК — одно- й двониткових розривів, делецій, утрат теломерних ділянок, зшивок ДНК — білок та ін.

Експерименти свідчать про те, що опромінені тварини, навіть коли відбувається відновлення клітин, тканин та їхніх функцій, гинуть раніше, ніж неопромінених. Для мишей установлено, що в разі гострого опромінення на кожен 1 Гр дози очікувана тривалість життя скоро­чується на 5,4 %.

Оскільки відмінних від притаманних природному старінню пато­логічних явищ як віддалених наслідків опромінення не було виявле­но, прискорення старіння дістало назву неспецифічною скорочення тривалості життя.

Чим вища загальна доза опромінення, тим більше скорочується тривалість життя тварини. При цьому ефект залежить від способу передавання дози: за фракціонування дози він істотно менший, ніж за гострого опромінення. Так само в разі хронічного опромінення скорочення тривалості життя менше, ніж за гострого опромінення в такій самій дозі.

В деяких експериментах з опроміненням у малих дозах виявляли, хоча й не дуже значне, але статистично достовірне, збільшення тривалості життя. Для пояснення причин цього явиш було вислов­лено такі припущення: опромінення може мати терапевтичний ефект за вже розвинутих захворювань або радіація діє як профілактичний засіб, запобігаючи новим захворюванням інфекційного характеру.

Показано, що під впливом опромінення в малих дозах активується ретикулоендотеліальна система, що спричиняє деяке зростання числа лімфоцитів і йейтрофілів, які циркулюють у крові.

Вплив опромінення на реакції поведінки

Умовно-рефлекторна функція вищої нервової системи дуже чутлива до дії іонізуючих випромінювань. У разі хронічного опромінення порушення цієї функції виявляється за доз порядку 5...20 сГр. Наприклад, за малих доз (порядку 5...15 сГр) на І...7-й дні після опромінення спостерігали зниження властивої нормі агресивності територіальної поведінки тварин, які ставали спокійнішими й менш активними, ніж звичайно. Проте такий ефект не виявляли за доз 25...35 сГр, Якщо опро­мінювали не всетіло тварини, а лише головний мозок, то ефект проявлявся повною мірою.

Водночас зі зміною поведінки зменшувалася концентрація в мозковій тканині серотоніну й 5-гідроксиінлолілоцтової кислоти.

За хронічного опромінення в синаптичних мембранах виявляють зменшення кількості фосфоліпідів, лізофоефтидилхоіину, фосфа-тащилетаналаміну, фосфатидилхоліну й холестерину.

Вилив опромінення на стресову реакцію організму. Вважають, що загальний адаптаційний синдром у ссавців пов'язаний із безпосе­редньою стимуляцією гіпоталамічних нервових центрів або з впливом на цих адреналіну. Гіпоталамічний контроль над передньою часткою гіпофіза супроводжується збільшенням секреції андренокортико-тропного гормону, який стимулює надниркову залозу, що спричиняє посилення секреції з неї. Опромінення стимулює цей процес, що проявляється в змінах кількісних характеристик стресових реакцій організму.

Стійкість тварин до хронічного опромінення

Узагальнення даних про вплив хронічного опромінення на ссавців показує, що за потуж­ності поглинутої дози 10 мГр на добу зміни в популяції тварин можна вважати достовірним явищем. .

Дуже часто реакція організму на хронічне опромінення харак­теризується наявністю плато в розвитку радіаційного ушкодження.

У разі хронічного опромінення тварини, яке спричиняє летальний кінець, час до смерті залежить від потужності поглинутої дози.

Визначення радіостійкості тварин за хронічного опромінення дає змогу передбачати фауністичні зміни, що можуть статися на те­риторіях з підвищеним радіоактивним фоном. Вплив хронічного опромінення на тварин досліджувався переважно на територіях із підвищеним рівнем радіоактивності вйо де були точкові джерела іонізуючого випромінювання. Наприклад, багаторічні дослідження біологічної дії хронічного опромінення здійснювалися в місцях ви­ходу на поверхню уранових руд, а останнім часом - у зоні аварії на ЧАЕС. Хронічне опромінення тварин здебільшого впливає на сукцесійні зміни в угрупованнях, що мешкають на забруднених радіо­нуклідами територіях.

Біологічні фактори модифікації реакцій ссавців на опромінення

Радіостійкість тварин і людини істотно залежить від стану ор­ганізму в момент опромінення, а отже, й від факторів фізіологічної активності, які називаються біологічними.

Вік. Радіостійкість організму залежить від його віку, причому ця залежність не є лінійною: радіочутливість збільшується в міру втрати клітинами здатності до репарації від ушкоджень, завданих опроміненням, а також до заміни уражених клітин і тканин.

Генетична конституція. Спостерігаються істотні відмінності в радіочутливості різних генетичних ліній тварин. Наприклад, для різних лабораторних ліній мишей значення LD_50/30 варіює в межах від 5,44 до 6,65 Гр.

Стать. Як правило, особини жіночої статі є радіостійкішими порівняно з чоловічими особинами. У ссавців це пов'язують із впли­вом тестостерону (чоловічий гормон), що збільшує смертність опро­мінених рентгенівською радіацією мишей, тоді як естрадіолбензоат (жіночий гормон) зумовлює деяке зменшення загибелі опромінених

Стан здоров'я. Хворі тварини зазвичай радіочутливіші за здорових. Наприклад, криві кумулятивної смертності для мишей, інфікованих псевдомоцасом і опромінених, та для здорових (неінфікованих) тварин істотно відрізняються.

Дієта. Тварини, яких утримують на повноцінній, збалансованій дієті, характеризуються підвищеною радіостійкістю. Радіочутливість тварин істотно зростає за умов протеїнової недостатності раціону харчування. Наприклад, щури на безпротеїновій дієті були чут­ливішими до опромінення всього тіла, ніж тварини, які споживали їжу з протеїнами. Тварини, в раціоні яких жири рослинного похо­дження становили 2... 10 %, після опромінення жили довше, ніж ті, в раціоні яких містилося 20...30 % жирів або зовсім їх не було. Особливо важливим для збереження високої радіостійкості тварин є забезпе­чення їх усіма необхідними вітамінами. Тривалість життя опро­мінених тварин збільшувалась, якщо до раціону в значних кількостях входили також свіжі овочі.

Гормональний статус. Радіостійкість тварин істотно залежить від функціональної активності адренало-гіпофізарної системи. Спостерігається пряма залежність між радіостійкістю тварин та їхнім гормо­нальним статусом. Синдром, що пов'язаний із недостатністю адренокортикотропного гормону, подібний до гастроінтестидального: тварина гине внаслідок різкого порушення балансу між концент­рацією іонів натрію та рівнем оводнення тканин організму. Як відомо, саме ці параметри перебувають під контролем адреналіну.

Концентрація кисню в атмосфері. Оскільки кисневий ефект є дуже вагомим фактором, що модифікує радіаційне ураження клітин, варіювання кисню в атмосфері спричиняє істотні зміни радіочут­ливості Наприклад, для щурів у атмосфері, цю містить 5 % кисню і 95 % азоту, LD_50/30 =12 - 14 Гр, в той час як в атмосфері звичайного газового складу - лише 7 Гр.

Температура. Вплив температури на радіочутливість організму пов'язують із кисневим ефектом, оскільки концентрація кисню в біологічних рідинах залежить від температури.

В теплокровних тварин охолодження тіла нижче за нормальну для них температуру супроводжується підвищенням радіостійкості. Так, унаслідок охолодження тіла новонароджених мишей до температури 5 ⁰С під час опромінення спостерігали зменшення смертності тварин, причому виживаність їх була вдвоє вищою, ніж в опромінених у такій самій дозі тварин, що утримувалися за кімнатної температури. Охо­лодження тіла дорослих тварин також справляє радіозахисну дію. Це виявляється у збільшенні значення LD_50/30 для селезінки й кісткового мозку. Певно, зниження температури впливає на радіочут­ливість опосередковано — через зменшення в тканинах концент­рації кисню.

Радіостійкість у холоднокровних тварин також може зростати в умовах низьких температур. Проте смертність цих тварин (наприклад, жаби), спричинена опроміненням, унаслідок зниження температури тіла під час опромінення не зменшується. Це пояснюють тим, що тканини холоднокровних тварин задовільно оксигенуються й за низь­ких температур.

Радіочутливість тварин у стані анабіозу

В разі опромінення тварин у стані анабіозу значення напівлегальної дози не зменшується, але прояв радіаційного ефекту відстрочується. Це було показано в дослідах із байбаком і ховрахом. Коли навесні з підвищенням температури відновлюється активність тварин, у них розвивається типовий променевий синдром. В анабіозі дихальні й циркуляторні процеси не гальмуються, а отже, тканини оксигенуються цілком задовільно, проте знижується метаболічна активність, що, певно, й відстрочує прояв радіаційних ушкоджень систем організму.

Вплив опромінення на регенерацію у тварин

Це явище досліджено на амфібіях (тритонах, саламандрах, аксо­лотлях). У разі ампутації хвоста в цих тварин за порівняно короткий період часу рана загоюється, й починається формування нового органа. Якщо ж перед ампутацією орган опромінювали у великій дозі, то регенерація не відбувалась. Якщо опромінювали дистальну (від­далену від тіла) частину хвоста, а ампутацію робили в проксимальній (близькій до тіла) частині, то орган повністю регенерувався завдяки активності клітин неопроміненої проксимальної частини. Разом із тим, у випадку опромінення проксимальної частини хвоста й ампу­тації екранованої дистальної частини остання знову відростала, хоча й межувала з опроміненою проксимальною частиною.

В разі опромінення органа, що регенерує після ампутації, процес не завершується формуванням морфологічно нормальної структури. Якщо ж орган відновився морфологічно цілком нормальним, то після ампутації вдруге він не регенеруватиме. Часом спостерігають процес дедиференціації клітин, що супроводжується руйнуванням новоутворених тканин, унаслідок чого орган скорочується до стану «бруньки»,

У найпростіших (Protozoa) після відрізування передньої половини клітини спостерігається її відновлення. В багатьох найпростіших у цій передній частині розташована ротова частина, й поява трофічної вакуолі є свідченням регенерації втраченої частини клітини. Якщо опромінювати задню частину розрізаної клітини, то розвиток тро­фічної вакуолі вповільнюється. Для чіткого ефекту треба застосову­вати дози 200...800 Гр, які досить близькі до летальної - 1000 Гр.

У ссавців зручним для дослідження регенерації органом є печінка, яка відновлюється після гепатектомії. Опромінення організму затримує й синтез ДНК, і мітози. Якщо здійснити гепатектомію навіть через кілька днів або тижнів після опромінення регенерація печінки вповільнюється.

Радіаційний канцерогенез у людини

Протягом ста років, що. минули після відкриття рентгенівських променів, нагромаджено багато різноманітних даних, які однозначно свідчать: опромінення людини спричиняє зростання частоти захво­рювань на злоякісні пухлини різної локалізації. Так, у радіологів початку XX сторіччя часто розвивався рак шкіри. Випромінювання радону та його дочірніх радіоактивних елементів є причиною під­вищеної частоти розвитку раку легенів у працівників уранових ко­палень. Серед радіологів частіше, ніж у середньому для людської популяції, трапляється й захворювання на лейкемію.

Злоякісні пухлини поділяють на два типи: карциноми — пухлини, що виникають унаслідок злоякісного переродження (малігнізації) епітеліальних тканин, і саркоми, які утворюються внаслідок малі­гнізації мезенхімних тканин (м'язи, хрящі, кістки, сполучні тканини). В межах цих типів розрізняють пухлини відповідно до їх гісто­логічного походження.

Більшість злоякісних пухлин виникає з однієї ініціальної клітини, яка зазнала злоякісної трансформації. Вважають, що початковим етапом у радіаційному канцерогенезі є поява мутації критичного онкогена або гена-супресора пухлини. Частота таких прямих мутацій доволі низька - 10^-5...10^-7. Виникають вони під час реплікації або репарації ушкодженої внаслідок опромінення ДНК. Крім того, в ініціальній клітині мають нагромадитися додаткові мутації шести— восьми генів, аби клітина стала цілком злоякісною. Оскільки такі мутації виникають незалежно одна від одної, і ймовірність їх появи також невелика, постає запитання: як одинична клітина може нагро­мадити всі ці мутації протягом життя організму? Висловлено при­пущення, що ініціальним критичним кроком у радіаційному кан­церогенезі є індукція генетичної нестабільності в досить значній частині клітинної популяції. За генетичної нестабільності зростає ймовірність появи в клітинній популяції повністю трансформо­ваних клітин.

Індукована опроміненням трансформація клітин відбувається під впливом деяких хімічних реагентів – коканцерогенів (наприклад, пірену).

Збільшення абсолютної частоти пухлиноутворення пов'язують із дійсною їх індукцією.

В радіаційному канцерогенезі проявляється кумулятивний ефект дози, коли відбувається сумація ефектів від послідовно здійснюваних опромінень. Так, чіткий прояв кумулятивності має індукована опро­міненням лімфома в мишей: одноразове опромінення в дозі 4,75 Гр виявилося значно менш ефективним, ніж фракціоноване чотириразове опромінення в однаковій дозі з чотириденними інтервалами часу між фракціями. Можливо, індукція пухлини цієї форми має пороговий характер, оскільки внаслідок опромінення мишей у дозі 2,83 Гр істотної відмінності частоти появи лімфоми від контролю не реєстрували, а за дози 4,75 Гр виявили 41 % лімфом. Фракціо­нування дози спричинило подвоєння частоти розвитку лімфом.

Щодо радіаційної індукції раку молочної залози в щурів пороговості не виявлено, й залежність частоти розвитку пухлин від дози має лінійний характер.

Кількісно радіаційний канцерогенез характеризують частотою прояву на одиницю дози. Цю величину називають ризиком канцеро­генезу.

В більшості пухлин людини є терапевтично резистентні гіпоксивні клітини, які не виявляються в анормальних тканинах. Ідентифіковано різні типи стресових гіпоксивних білків. У гіпоксивних клітинах виявлено різні фактори транскрипції, які сприяють експресії протоонкотенів та генів-супресорів пухлини.

Читайте також:

1. Вид заняття: лекція
2. Вид заняття: лекція
3. Вид заняття: лекція
4. Вид заняття: лекція
5. Вид заняття: лекція
6. Вступна лекція
7. Вступна лекція 1. Методологічні аспекти технічного регулювання у
8. Клітинна селекція рослин.
9. Колекція фонограм з голосами осіб, які анонімно повідомляли про загрозу вибуху
10. ЛЕКЦІЯ (4): Мануфактурний період світової економіки
11. Лекція - Геополітика держави на міжнародній арені
12. Лекція 02.04.2013

Переглядів: 1302