Материалы для подготовки к семинарским занятиям по дисциплине «радиобиология»
| Вид материала | Материалы для подготовки |
- Семинарским занятиям по дисциплине «История» подготовлены на основании следующей литературы:, 424.64kb.
- Семинарским занятиям по дисциплине «История» подготовлены на основании следующей литературы:, 2410.74kb.
- Семинарским занятиям по дисциплине «История» подготовлены на основании следующей литературы:, 1174.53kb.
- Семинарским занятиям по дисциплине «История» подготовлены на основании следующей литературы:, 569.01kb.
- Семинарским занятиям по дисциплине «История» подготовлены на основании следующей литературы:, 2952.17kb.
- Семинарским занятиям по дисциплине «История» подготовлены на основании следующей литературы:, 1616.25kb.
- Семинарским занятиям по дисциплине «История» подготовлены на основании следующей литературы:, 670.45kb.
- Семинарским занятиям по дисциплине «История» подготовлены на основании следующей литературы:, 366.53kb.
- Семинарским занятиям по дисциплине «История» подготовлены на основании следующей литературы:, 1816.67kb.
- Семинарским занятиям по дисциплине «История» подготовлены на основании следующей литературы:, 571.87kb.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Действие ионизирующей радиации в малых дозах, не вызывающих детерминистских поражений, не является безразличным для клеток и многоклеточных организмов, в том числе и для человека. В настоящее время, по предложению Научного комитета по действию атомной радиации Организации Объединенных Наций, к таким дозам при остром воздействии редкоионизирующих излучений для клеток человека и млекопитающих относят все дозы ниже 200 мГр и мощности дозы - ниже 0,1 мГр/мин. Однако такое мнение не является единственным и разделяется не всеми специалистами. Если придерживаться указанных значений, то при их подведении проявляются эффекты адаптивного ответа (повышения радиоустойчивости), свидетеля, нестабильности генома, а при дозах около 100 мГр и выше увеличивается число злокачественных заболеваний (лейкозов, рака щитовидной железы у детей) и цереброваскулярных нарушений (соматических заболеваний). Характерным для всех этих последствии действия радиации в малых дозах является то, что они проявляются не у всех (хотя у многих) облученных клеток и организмов, а также независимость выраженности эффекта от дозы облучения в большом диапазоне. Количественное проявление неблагоприятных эффектов облучения в малых дозах усиливается за счет эпигенетических механизмов - влияния облученных клеток на необлученные. В результате такого непрямого «радиационного» воздействия в популяциях после воздействия в низких дозах увеличивается количество клеток с генетическими повреждениями - мутациями. Поэтому при облучении в малых дозах выход повреждений на единицу дозы может быть выше, чем при облучении в больших дозах.
Однако это рассуждение справедливо только в отношении индукции радиогенных опухолей. Поскольку у облученных людей и животных одновременно развиваются и спонтанные опухоли, также возникающие вследствие мутаций, то в результате, например, выраженного проявления- адаптивного ответа общий выход злокачественных опухолей (спонтанных + радиогенных) может быть сублинейным и даже меньшим или равным (имитирующим порог) по сравнению с числом опухолей, развивающихся в контрольной необлученной популяции.
Наиболее важным выводом из имеющихся эпидемиологических наблюдений и проделанных экспериментальных исследований является заключение о том, что при любых сценариях количество возникающих злокачественных новообразований при действии малых доз невелико по сравнению с числом опухолей, индуцированных при облучении в больших дозах, и для которых уже определены риски развития.
Таким образом, облучение в малых дозах оказывает неблагоприятное влияние на здоровье, однако такое влияние невелико по сравнению со спонтанным уровнем злокачественных и соматических болезней.
ТЕМА 13а
ВЛИЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
НА ЭМБРИОН И ПЛОД
(пояснительный материал к презентации)
ВВЕДЕНИЕ: ВЛИЯНИЕ РАДИАЦИИ НА РАЗВИТИЕ ПЛОДА
Дополнительное к природному продолжительное облучение даже в небольших дозах влияет на развитие плода у млекопитающих: вызывает преждевременные роды, увеличивает процент мертворожденных, отрицательно сказывается на младенческой и детской смертности и общей заболеваемости (в таблице 1 названы основные последствия действия радиации в больших дозах на человека).
Таблица 1
. Некоторые последствия облучения плода млекопитающих (по: Ярмоненко, 1988)
|
Первые данные об опасном влиянии малых доз радиации при внутриутробном облучении были получены еще в 1956 г.: факты, приведенные А.Стьюарт в журнале "Ланцет" (одном из наиболее серьезных медицинских журналов в мире), свидетельствовали, что дети умершие от рака в Англии в 1953-1955 гг., получили внутриутробно вдвое большую дозу радиации при рентгеновском исследовании матерей, чем не заболевшие раком (Schneider, 1990).
Недавно на основании наблюдений в Челябинске-65 - печально знаменитом ПО "Маяк" - было выяснено, что дети матерей, получивших во время беременности сравнительно небольшие дозы (около 0.05 Зв), имели устойчивые отклонения в соотношении роста, объема грудной клетки и веса (Ларин, 1994. С.8). Эти данные вполне соответствуют давно отмеченным в научной литературе фактам большей радиочувствительности ранних стадий развития организма млекопитающих. В таблице 2 приведены расчетные данные по влиянию дозы облучения на возникновение лейкемии (рака крови) в зависимости от возраста облученных (по данным для переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки).
Таблица 2.
Вероятность развития лейкемии (рака крови) в зависимости от возраста облученных (Sumner et.al., 1991. С. 146)
| Возраст облучения | Вероятность лейкемии на дозу в один Зв |
| В утробе матери До 10 лет 11-24 г. | 0.0125 0.0065 0.0035 |
Из этих данных видно, что вероятность заболеть раком крови при облучении эмбриона или плода еще в утробе матери почти в четыре раза выше, чем при таком же уровне облучения молодого человека в возрасте 11- 24 лет. Вероятность для малыша родиться с какими-либо уродствами начинается при получении матерью всего лишь 0.002 Зв (2 мЗв) за время беременности на область живота (Principles..., 1993).
Облучение матери в определенный период беременности дозой в 0.001 Зв удваивает вероятность рождения ребенка с умственными дефектами (Корогодин, 1990). Но эти вероятности (стохастический эффект облучения) превращаются в неизбежность (детерминированный эффект облучения) при разовом получении плодом 0.25 Зв после 28-го дня беременности (Bertell, 1985)
1. ВЛИЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЭМБРИОН И ПЛОД
Степень чувствительности клеток и организмов к облучению зависит от их физиологического состояния. Поскольку организм высших животных проходит стадии филогенетического и онтогенетического развития, его чувствительность к действию радиации, начиная от зародыша и, кончая глубокой старостью, периодически изменяется. С определенными поправками радиочувствительность развивающегося организма млекопитающих в общих чертах можно охарактеризовать следующим образом: чувствительность тканей к облучению прямо пропорциональна интенсивности идущих в них процессов клеточного деления и обратно пропорциональна степени их дифференцировки.
При радиобиологических исследованиях особенности реакций зародыша, эмбриона и плода являются возрастно-специфичными, так как ни в какой другой период развития животного организма нельзя получить на воздействие ионизирующего излучения аналогичные реакции. Возрастно-специфические реакции зародыша, эмбриона и плода обусловлены тем, что в антенатальном периоде (антенатальный период — от момента оплодотворения яйцеклетки до начала родов) развития организм, фактически, является конгломератом дифференцирующихся и митотических клеток.
В настоящее время хорошо известно, что наибольшей радиочувствительностью обладают дифференцирующиеся клетки, несколько меньшей — клетки в состоянии митоза и значительно меньшей — клетки в состоянии покоя.
Отмечены некоторые особенности состояния эмбриона и плода, имеющие важное значение для реакций на радиационное воздействие во внутриутробном периоде: ткани зародыша не остаются все время стабильными, а в процессе развития и роста происходят постоянные изменения соотношений количества дифференцирующихся и митотических клеток в различных тканях и системах. Возникает мозаичность радиочувствительности, что весьма важно для понимания нарушений развития в разных органах и системах.
При переходе от изолированной клетки к ткани, органу и организму все проявления радиационных эффектов усложняются. Это происходит потому, что не все клетки поражаются в равной степени, а тканевой эффект не равен сумме клеточных эффектов; следовательно, ткани, а тем более органы и системы нельзя рассматривать как простую совокупность клеток. Клетки, находясь в составе ткани, в значительной степени зависимы и друг от друга, и от окружающей среды. Митотическая активность, степень дифференцировки, уровень и особенности метаболизма, а также другие физиологические параметры отдельных клеток не безразличны для их непосредственных «соседей», и, следовательно, для всего организма в целом. Кроме того, на тканевую радио-чувствительность оказывают большое влияние и другие факторы, например, степень кровоснабжения и величина облучаемого объема.
Эмбрион, находясь в постоянном развитии, ни в один последующий промежуток времени не остается одинаковым. Поэтому в зависимости от времени закладки, формирования и дифференцировки тех или иных тканей, органов или систем любая из них может оказаться крайне радиочувствительной независимо от того, какова её радиочувствительность во взрослом состоянии. Поэтому вполне справедливо считать эмбрион и плод наиболее радиочувствительнымн стадиями во всей истории жизни любого организма.
При мозаике развивающихся центров, каждый из которых жизненно необходим для выживания эмбриона, облучение в дозах, летальных для любого центра, будет смертельным для всего организма в целом. В этом случае радиочувствительность эмбриона определяется наиболее чувствительной системой, находящейся в данный момент в состоянии развития.
В то же время эмбрион обладает важной особенностью, не обнаруживаемой на иных стадиях жизненного цикла, а именно — способностью к восстановлению, регенерации и перестройке, когда в период внутриутробного развития может происходить замещение погибших клеток еще не дифференцированными и не поврежденными мультипотенциальными (мульти – множественный) клетками. Уже на самых ранних стадиях эмбрион содержит активные фагоциты (фагоциты - защитные клетки животных, способные к фагоцитозу, т.е. процессу активного захватывания и поглощения живых и неживых частиц), способные поглощать и устранять продукты клеточного распада и остатки разрушенных облучением клеток.
СЛАЙД 2
Онтогенез - индивидуальное развитие организма, совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом от момента его зарождения до конца жизни. Различают:
- пренатальный онтогенез – развитие до рождения. Обычно термин «пренатальный» применяют к поздним стадиям зародышевого развития млекопитающих.
- постнатальный онтогенез – развитие после рождения;
- онтогенез отдельных органов и систем.
У млекопитающих, четко разграничены пренатальный (зародышевый) и постнатальный (послезародышевый) периоды:
Пренатальный период – до рождения. Обычно термин "пренатальный" применяют к поздним стадиям зародышевого развития млекопитающих. В утробном развитии выделяют следующие основные периоды: зародышевый, предплодный и плодный.
В зародышевый период, который у крупного рогатого скота продолжается 34 дня, протекают процессы дифференцировки тканей, сопровождающиеся закладкой основных систем и органов. В этот период зародыш усиленно растет, масса его увеличивается примерно в 600 раз.
В предплодный период происходит дальнейшее интенсивное развитие тканей, органов и систем. Этот период завершается образованием раннего плода, который по анатомическому строению сходен с организмом
В плодный период, который продолжается для крупного рогатого скота с 61-го дня жизни эмбриона до момента рождения животного, происходят процессы качественного преобразования организма, направленные на обеспечение его жизнеспособности во внеутробной жизни, при этом увеличивается абсолютная масса тела. Особенно быстро возрастает масса тела в последние два месяца эмбриональной жизни: в это время суточные прирост составляет 300-400 г.
Постнатальный период – после рождения и до превращения во взрослый организм, способный размножаться. Чаще у млекопитающих «постнатальным» периодом называют начальный период развития после рождения.
Постэмбриональное развитие крупного рогатого скота разделяют на следующие периоды: новорожденность, молочный период, период интенсивного роста и полового созревания, период интенсивного формирования продуктивности, зрелость и расцвет функциональной деятельности, старение.
Облучение на ранних стадиях онтогенеза (до имплантации и в начале органогенеза - процесса формирования и развития органов), как правило, заканчивается внутриутробной гибелью или гибелью новорожденного (при облучении в середине периода органогенеза). Воздействие в период основного органогенеза вызывает развитие уродств, а облучение плода — лучевую болезнь новорожденного.
Наиболее исчерпывающие радиоэмбриологические исследования проведены на мышах, которые представляют чрезвычайно ценный экспериментальный материал не только для определения хронологии уродств, но и для лучшего понимания нормальной эмбриологии.
В экспериментах на мышах, было убедительно показано, что эмбриогенное действие радиации является преимущественно прямым, хотя нельзя отрицать возможности действия на нарушение развития плода дистанционных влияний (что составляет не более 5% от общего повреждающего действия радиации). Эксперименты на мышах показали, что заметные отклонения эмбриона от нормы могут быть легко вызваны на 7—8-й день беременности облучением в дозах 10-25Р, на которое материнский организм не только не отвечает лучевым синдромом, но, по существу, не реагирует. При облучении же матери перед зачатием в заведомо повреждающих дозах (до 400Р) не обнаруживается никаких признаков повреждения развивающегося плода.
Ионизирующая радиация, примененная в период антенатального развития, может вызвать нарушение развития и возникновение уродств. Характер патогенного эффекта радиации зависит, прежде всего, от периода антенатального развития.
Результаты многочисленных опытов на различных лабораторных животных и клинические наблюдения за действием радиации на зародыш, эмбрион и плод настолько схожи, что можно говорить об общих закономерностях возникновения и развития лучевой патологии в эти периоды у всех млекопитающих и приматов. Видовые различия отмечаются в основном в дозах и сроках критических периодов облучения, которые обусловливаются степенью видовой радиочувствительности и продолжительностью беременности. В таблице (Слайд 3), составленной по литературным данным, приводится время развития плода коровы, овцы, свиньи и мыши. Видно, что критические периоды радиочувствительности эмбрионов сельскохозяйственных животных в 2-4 раза продолжительнее, чем у мыши. При сопоставлении времени стадии развития сельскохозяйственных животных и мыши можно ориентировочно предвидеть эффекты воздействия радиации на развивающийся организм с учетом экспериментальных данных, полученных на мышах.
При изучении радиочувствительности зародышей, эмбрионов и плодов установлено, что чем раньше после оплодотворения самка подвергается облучению, тем большая вероятность гибели плода или увеличения аномалий его развития. Повреждения в период внутриутробного развития организма при воздействии радиации в очень большой степени зависят от периода и стадии его развития.