Тема Воздействие ионизирующих излучений на зародыш и плод

Тема: Воздействие ионизирующих излучений на зародыш и плод

План: u 1. Специфика реакций на облучение в эмбриогенезе ; u 2. Эффекты облучения на разных стадиях внутриутробного развития

Специфика реакций на облучение в эмбриогенезе u u 1. Крайне высокая радиочувствительность организма в антенатальном, внутриутробном периоде развития легко объяснима, так как в это время он представляет собой конгломерат из делящихся и дифференцирующихся клеток, обладающих наибольшей радиочувствительностью. 2. В зависимости от времени закладки, формирования и дифференцировки тех или иных тканей, органов или систем зародыша любая из них может оказаться крайне радиочувствительной независимо от ее радиочувствительности во взрослом состоянии. 3. 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 активного развития. 4. Эмбрион содержит активные фагоциты, способные поглощать и устранять продукты клеточного распада и остатки разрушенных облучением клеток.

Различают три основных периода внутриутробного развития организма, в течение которых изучают повреждающее действие ионизирующих излучений: u 1. до имплантации, u 2. период основного органогенеза, u 3. плодный период. u Кроме того, эмбриогенное действие радиации изучают при облучении самок непосредственно перед оплодотворением.

Эффекты облучения на разных стадиях внутриутробного развития u Период внутриутробного развития принято делить на три стадии, так как обнаружено, что разные стадии имеют разную чувствительность к облучению. u 1. Преимплантационный период — это период между оплодотворением яйцеклетки и прикреплением раннего эмбриона к стенке матки. У мышей этот период составляет 5 сут, у людей - около 8 сут. u 2. Органогенез — период образования основных органов и тканей и их дифференцировки. Он начинается после прикрепления эмбриона и продолжается у мышей с 5 -х по 13 -е сутки, у людей — с 9 -х суток по 6 -ую неделю. u 3. Зародышевый (плодный) период — переход от эмбрионального к постнатальному периоду — его точно определить трудно. У мышей он продолжается от 14 сут и до рождения (до 19, 5 сут), у людей — от 40 сут. и до рождения (до 270 сут). К началу зародышевого периода органы и ткани в основном уже занимают свое положение, характеризуются определенной формой и дифференцировкой. В течение этого периода развитие связано в основном с увеличением размеров зародыша.

Действие излучения в преимплантационный период u u u . Пренатальная гибель эмбриона, а не пороки развития, представляет основную опасность в этот период. Показано, что у мышей около 50% преимплантированных эмбрионов облучения достигает порядка 1 Гр в первые 24 ч после зачатия. погибает, если доза Поскольку зародыш на этой стадии состоит всего из нескольких клеток, то при высоких дозах ионизирующего излучения он погибает. Однако эмбрионы, выжившие после облучения в этот период, обычно развиваются нормально до и после рождения. Механизм пренатальной гибели, очевидно, связан с радиационным повреждением хромосом в клетках эмбриона. Эмбрион дегенерирует и гибнет до имплантации. Вместе с тем показано, что более низкие поглощенные дозы также сохраняют возможность дальнейшего развития зародыша, хотя в результате исследований обнаружено, что именно в период предымплантации воздействие ионизирующего излучения провоцирует повышенный мутагенез, т. е. возникновение наследственных изменений. О степени риска радиационного поражения хромосомного аппарата зародыша можно судить по увеличению частоты возникновения хромосомных дефектов начиная с поглощенной дозы 0. 1 Гр.

Действие излучения в период органогенеза u Облучение в этот период вызывает внутриутробную гибель или гибель сразу после рождения. u Кроме гибели, облучение в период органогенеза вызывает задержку развития как зародыша, так и новорожденного и является причиной возникновения широкого спектра пороков развития разных систем организма. Степень выраженности этих дефектов увеличивается с увеличением дозы и зависит от того, в какой период органогенеза облучали эмбрион. Облучение в дозе 1 Гр или больше после имплантации вызывает пороки развития у 100% потомства, что влечет за собой гибель в младенчестве или во взрослом состоянии. u Пик развития разных пороков отмечен при облучении эмбриона в период органогенеза. Аномалии могут развиться во всех важнейших внешних и внутренних органах и тканях тела. Трудно суммировать все экспериментальные данные в этой области, но важно подчеркнуть, что существуют так называемые критические периоды — т. е. время максимальной радиочувствительности для возникновения специфического типа аномалии. С увеличением дозы

u Облучение в самом начале этой стадии, как правило, также приводит к гибели зародыша. Если облученный зародыш продолжает развиваться, не исключен риск возникновения тератогенных повреждений - пороков развития и уродств ( гр. teratos – чудовище, урод). К наиболее типичным нарушениям такого рода относятся изменения в формирующемся скелете и центральной нервной системе. u Нарушения центральной нервной системы вызываются очень невысокими дозами ионизирующего излучения (начиная с 0, 1 Гр ).

Действие излучения в зародышевый период u u Внутриутробная радиочувствительность в течение зародышевого периода снижается. ЛД 50 постепенно приближается к значению, характерному для взрослых, задержка роста и индукция серьезных пороков развития становятся реже. Однако можно заметить некоторые микроскопические повреждения, особенно широко распространена гипоплазия (недоразвитие тканей), которая часто наблюдается при облучении в дозе 1 Гр и более. Кроме того согласно последним данным облучение в этот период может вызывать у плода симптомы лучевой болезни, с характерными изменениями в органах и системах (лейкопения, тромбоцитопения, анемия, или малокровие). В сосудах возникает типичный геморрагический синдром (кровоизлияние). Изменениям в системе крови предшествуют нарушения в кроветворных органах, поэтому поражения костного мозга и тимуса становятся основной причиной как внутриутробной, так и послеродовой гибели потомства.

u u Облучение плода в третьем периоде беременности приводят к нарушениям в его центральной нервной системе, при этом снижается деятельность клеток коры головного мозга, процессы возбуждения начинают преобладать над тормозными. В некоторых случаях отмечается инертность отдельных нервных процессов, нарушается согласованная деятельность эндокринных желез. В результате снижаются функции надпочечников, щитовидной железы, угнетаются генеративные функции (вследствие лучевого поражения процессов ово- и сперматогенеза). Если суммировать экспериментальные данные, можно прийти к выводу, что во время беременности млекопитающих нет такого периода, в течение которого облучение в дозе 0, 5 Гр не приводило бы к значительной степени вероятности индукции повреждений, приводящих к увеличению гибели эмбрионов в имплантационный период, порокам развития при органогенезе, потере клеток и гипоплазии тканей в зародышевом периоде. Более того, некоторые эксперименты показали увеличение пороков при облучении в такой низкой дозе, как 0, 1 Гр,

Внутриутробная смертность новорожденных мышей и доля животных с признаками отклонения от нормы к моменту родов после облучения самок в различные периоды до оплодотворения в дозе 4 Гр и после оплодотворения в дозе 2 Гр. ( по Л. Расселу, В. Рассел, 1954).

u u u Рис 2. Критические периоды облучения эмбриона мыши, обусловливающие появление отклонений от нормы с учетом их частоты ( ширина полосы) и доза излучения ( степень заштрихованности). Чем шире и сильнее заштрихована полоса, тем больше радиочувствительность: неровный конец полосы указывает на то, что за пределами этой стадии облучение не производили (по Л. Расселу, 1950): 1 – микроофтальмия, 2 - колобома, 3 - сужение радужной оболочки, 4 – открытые веки, 5 - сводчатый череп, 6 - черепной пузырь, 7 суженная голова, 8 - аномалия морды и ноздрей, 9 - раздвоение остистых отростков и костей, 10 аномалии заднего прохода, 11 аномалии мочеполовой системы, 12 - укорочение хвоста, 13 деформация хвоста, 14 чрезмерное развитие передних лап, 15 - чрезмерное развитие задних лап, уменьшение задних лап, 17 уменьшение передних лап, 18 аномалии передних конечностей, 19 – аномалии задних конечностей.

u u u Действие ионизирующего излучения на эмбрион является преимущественно прямым (непосредственным) Возможность дистанционного влияния на нарушение развития плода, как показано, составляет не более 5 от общего повреждающего действия радиации. О непосредственном поражающем действии ионизирующего излучения на плод свидетельствует также прямая зависимость между вероятностью возникновения пороков развития и уродств и степенью радиочувствительности эмбриона, определяемой радиочувствительностью определенных систем на разных стадиях развития. Фракционированное облучение приводит к более тяжелым повреждениям, так как воздействие захватывает разнообразные типы зародышевых клеток и их различное распределение, что вызывает повреждение большого количества зачатков органов, находящихся на критических стадиях развития. В этот период максимальное поражение может быть спровоцировано очень малыми дозами ионизирующего излучения; для получения аномалий в более поздний период эмбрионального развития требуется воздействие больших доз.

u u Обобщая вышесказанное, необходимо отметить, что из наиболее вероятных эффектов, возникающих у ребенка при внутриутробном облучении, следует отметить: пренатальную смерть, задержку психического и физического развития, микроцефалию, микроофтальмию, тератогенный и мутагенный эффекты. Характер развивающихся отдаленных эффектов будет зависеть от физических характеристик ионизирующего излучения (мощность, вид энергии, характер облучения, пролонгированность во времени) и от возраста плода на момент облучения. Особенно важна стадия внутриутробного развития, потому что дифференцировка систем и органов происходит в определенные сроки развития, и это будет определять тип повреждения.