Генетические эффекты ии у человека и животных

1. Серьезные нарушения развития у потомства облученных родителей (эмбриональная гибель, врожденные пороки, снижение фертильности), в основе которых лежат крупные мутации с выраженным доминантным эффектом (хромосомные, геномные, мутации важных структурных генов). Выраженность этих эффектов:

неодинакова у разных видов животных,

зависит от репродуктивного потенциала вида (у человека – никий, т.к. длительная одноплодная беременность, продолжительное половое созревание),

от особенностей биологии размножения.

Толерантность вида к вновь возникающим под действием ИИ наследственным аномалиям тем большая, чем выше его репродуктивный потенциал.

2. Увеличение у потомства облученных родителей нестабильности генома и риска канцерогенеза.

Облучение родителей дестабилизирует наследственный аппарат потомства, что увеличивает вероятность мутаций в любых генах и, в частности, в тех, которые ответственны за процессы опухолевой трансформации клеток.

3. Физиологическая неполноценность потомства (снижение устойчивости к неблагоприятным воздействиям, функциональные сдвиги, ухудшение жизнеспособности фенотипически нормального потомства облученных родителей). Генетической причиной двух последних типов эффектов является, по-видимому, совокупность рецессивных мутаций полигенов жизнеспособности, а также нарушений ДНК регуляторного характера, возникающих в половых клетках родителей.

Значимость этих последствий наиболее существенна для видов со сниженным давлением естественного отбора, в частности для человека. Сравнение соматических (у облученных организмов) и генетических (у потомства облученных родителей) радиационных эффектов показывает их феноменологическое и патогенетическое сходство.

Радиочувствительность (рч) организмов

Свойства РЧ:

- много­образия реакций организмов на действие ИИ определяются параметрами излучения и особенностями организма. Поэтому у животных разных видов, и даже у индивидуу­мов одного и того же вида, РЧ будет неодина­ковой.

- зависит от возраста, пола, упитанности и других факто­ров.

- РЧ обозначают через летальные дозы (ЛД). Это минимальные дозы облучения ЛДзо/зо и ЛДюо/зо, которые вызывают смерть соответственно 50 и 100 % облученных животных в течение 30 дней.

- мле­копитающие обладают наибольшей чув­ствительностью к облучению по сравнению с птицами, рыбами, зем­новодными и др.

- у разных органов одного и того же организма и клеток одного органа также имеют неодинаковую степень чувствительности и способность к регенера­ции после лучевого повреждения.

- Орга­ны по функционально-биохимическим признакам можно распределить по радиочувствительности в сле­дующей убывающей последовательности: большие полушария и стволы головного мозга, мозжечок, гипофиз, надпочечники, семен­ники, тимус, лимфоузлы, спинной мозг, желудочно-кишечный тракт, печень, селезенка, легкие, почки, сердце, мышцы, кожа и ко­стная ткань.

- По морфологическим признакам развивающихся пострадиаци­онных изменений органы разделяют на три группы:

1) органы, чувствительные к радиации: лимфоузлы, лимфатичес­кие фолликулы желудочно-кишечного тракта, красный костный мозг, вилочковая железа, селезенка, половые железы. Морфологи­чески регистрируемые изменения в них возникают уже при облуче­нии дозой 0,25 Гр;

2) органы, умеренно чувствительные к облучению: кожа, глаза;

3) органы, резистентные к действию ионизирующего излучения: печень, легкие, почки, сердце, кости, сухожилия, нервные стволы и др. Первичные морфологические изменения в них отмечаются при облучении дозой 1 Гр и более.

ВЛИЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА НЕРВНУЮ СИСТЕМУ

Высокая чувствитель­ность нервной системы к радиационным воздействиям

НС более РЧ у молодых организмов.

При общем облучении организма в больших дозах или локального облучения головы организма развивается центральный нервносистемный синдром.

Влияние ионизирующей радиации на периферическую нервную сис­тему.

-Периферические нервы по морфологическим признакам об­ладают большой радиорезистентностью.

-Под влиянием прямого длительного действия излучения возникает парабиотическое состояние. Впервые фазы парабиоза на седалищном не­рве лягушки проследил П. О. Макаров (1934 г.). После облучения вначале повышаются возбудимость и проводимость нерва, укора­чивается рефракторный период, затем возбудимость и проводи­мость нерва падают, рефракторный период удлиняется и наступа­ет период полной потери проводимости.

- сдвиги в рецепторных системах организма. Сра­зу же после облучения наблюдается положительное усиление импульсации, затем ослабление и в последующем повторное усиле­ние. При увеличении дозы облучения до нескольких тысяч рент­ген превалирует ослабление импульсации.

- во всех чув­ствительных нервах появляется так называемая спонтанная импульсация в нервные цен­тры. Последняя становится одним из факторов, обусловливающих развитие лучевого поражения.

Влияние ионизирующих излучений на вегетативную нервную систе­му.

- изменяются реакции вегетативной иннервации со стороны преганглионарных и постганглионарных нейронов, ганглиев, меди­аторов и вегетативных центров.

Влияние ионизирующих излучений на центральную нервную систе­му.

Реакции различных отделов центральной нервной системы на действие радиации имеют как общие, так и специфические особен­ности. Например, к числу общих особенностей следует отнести вол­нообразную смену фаз повышенной и пониженной возбудимости отделов. Вместе с тем в разных отделах центральной нервной системы реакции развиваются.

Нарушение взаимодействия между корой и подкорковыми цент­рами, а также сдвиги в центрально-периферическом взаимодействии играют большую роль в развитии лучевой болезни.

Изменения биоэлектрической активности центральной нервной системы — одни из самых ранних признаков реакции организма на ра­диационные воздействия. В коре головного мозга кроликов они про­являются уже в первую секунду общего облучения дозой 5* 10^-4 Гр.

Особенность нервной системы по отношению к ионизирующему излучению отражена формулой, а именно: нервная система обладает высокой радиочув­ствительностью и одновременно высокой пластичностью и способ­ностью к компенсации при действии радиации (Горизонтов, 1955 г.).

Реакции нервной системы при действии ионизирующих излуче­ний проявляются неспецифическими и специфическими эффекта­ми.