4.4. Репродуктивна функція за дії іонізуючої радіації

Статеві залози, як вже відмічалося, відносяться до високочутливих щодо дії іонізуючої радіації органів. Вважається, що у людини за потужності поглиненої дози 0,001 Гр/добу через 1–2 роки (досягнення сумарної дози 1,0 – 2,25 Гр) вже відбувається зміна активності сперматозоїдів у еякуляті та дегенеративно-дистрофічні зміни у вигляді атрофії яєчок. Помітні такі зміни спостерігаються за дії дози 0,005 – 0,1 Гр/добу – суттєве зменшення кількості сперматазоїдів і маси яєчок, яке ще може змінитися поступовим відновленням нормального стану яєчок. Стійка чоловіча стерильність можлива у осіб, що зазнали опромінення яєчок (наприклад, під час променевої терапії) за дії 30 – 40 Гр.

На відміну від сперматогенезу, при оогенезі всі яйцеклітини яєчника жінок виникають ще в ембріональний період розвитку, а потім лише дозрівають. Вважається, що за дії дози 0,01 Гр/добу тільки при досягненні сумарної дози 0,1 Гр відбувається зменшення кількості первинних фолікулів яєчника, яке помітно не прогресує за дії такої дози. Хронічне опромінення в дозі 0,00001 – 0,0001 Гр/добу за сумарної поглиненої дози близько 0,4 Гр викликає незначні та порівняно рідкі зміни тривалості менструального циклу без відхилень перебігу вагітності, пологів і стану немовлят.

Стерильність жінок виникає за дії іонізуючої радіації в дозі близько 10 Гр і стає стійкою внаслідок загибелі всіх первинних фолікулів.

Дія іонізуючого випромінювання на зародок і плід. Радіочутливість ембріону та плоду набагато вища, ніж організму людини після народження чи у дорослому віці. Тому ефекти опромінення у них мають певні особливості.

Внутрішньоутробний розвиток дитини відбувається у 3 періоди: предімплантаційний, органогенезний і фетогенезний (період розвитку плода). Передімплантація починається з моменту запліднення яйцеклітини. Зазнаючи швидкого поділу, запліднена яйцеклітина одночасно рухається протягом 9 діб по яйцепроводу від яєчника до матки і тут занурюється (імплантується) в її слизову оболонку на 11-ту добу після запліднення.

Поглинута у цей період досить велика доза радіації виявляється смертельною для крихітного зародка, що складається лише з кількох клітин. За нижчих рівнів опромінення пошкодження виявляються не настільки катастрофічними, зародок зберігає здатність до нормального розвитку.

Радіологічні дослідження свідчать, що в період передімплантації радіочутливість зародка дуже залежить від часу опромінення (діб, годин). Зміни радіочутливості, певно, обумовлені кількістю клітин, що він уже має на момент опромінення, фазою генераційного циклу, в якій ці клітини перебувають.

Найвища радіочутливість відзначається одразу після занурення спермію в яйцеклітину. В експериментах з опроміненням рентгенівськими і -променями загибель 50% клітин спостерігалась на момент занурення сперміїв в яйцеклітину при дозі 0,15 Гр і лише через 4–6 годин при дозі 0,3 Гр. Тобто, у заплідненій яйцеклітині розпочинається процес подвоєння хромосом, який передує першому поділу. Другий пік радіочутливості збігається з часом появи зародка із зародкового міхура безпосередньо перед імплантацією.

Після імплантації зародка в слизову оболонку матки настає органогенез – період, який триває у людини з 9-ї доби по 6-й тиждень після зачаття. У цей період починається диференціювання клітин зародка та утворення його органів, а також частин тіла. Порушенню розвитку зародка в період органогенезу передує ланцюг різноманітних реакцій і подій. Їхній тип і тривалість залежить від величини дози і особливо - від стадії розвитку на момент опромінення. Домінуючий тип радіаційних пошкоджень у процесі формування майбутніх органів представлений різноманітними тератогенними дефектами, каліцтвом.

До найхарактерніших проявів радіаційних тератогенних ефектів належать зміни у скелеті, що формується. Різні його пошкодження зафіксовані у діапазоні доз від 0,05 до 0,25 Гр.

У період органогенезу спеціалізацію клітин часто супроводжує їхня міграція. Особливий складний розвиток має центральна нервова система, що зумовлює її виняткову чутливість до радіації. Дефекти нервової системи індукуються дозами порядку 0,1 Гр на чутливих стадіях розвитку. У переліку наслідків опромінення в період ембріогенезу на першому місці структурні і функціональні порушення центральної нервової системи. Відзначений високий відсоток мікроцефалії у поєднанні з розумовою відсталістю. Мінімальна доза, що зумовлювала таку патологію у дітей, які були народжені жінками, що в стані вагітності потрапили під дію опромінення під час ядерного бомбардування м. Хіросіми та м. Нагасакі, виявилося нижче на 0,2 Гр. Порушення функції головного мозку зафіксовано у них при дії дози близько 0,1 Гр.

Фетогенез - остання стадія розвитку плоду, починається у людини з 7-го тижня після зачаття. Це є найбільш вивчений у радіоембріологічному плані період внутрішньоутробного розвитку. Встановлено, що іонізуюча радіація на 4–11-му тижні вагітності зумовлює формування аномалій різних внутрішніх органів. Опромінення на 11–16-му тижні викликає розвиток мікроцефалії, стійке пригнічення розвитку плоду, розвиток аномалій статевих органів. За дії іонізуючої радіації на 16–20-му тижні вагітності спостерігається помірна мікроенцефалія, гальмування росту плоду. Опромінення після 30-го тижня вагітності викликає швидше функціональні розлади ніж морфологічні.

За опромінення під час внутрішньоутробного розвитку спостерігається висока ймовірність утворення пухлин. Серед онкозахворювань значну частину складають пухлини головного мозку. Наслідком опромінення вагітних жінок дозами 0,1–0,2 Гр було народження дітей з вадами розвитку (сповільнення фізичного розвитку, розумова відсталість).

Аналіз динаміки прояву окремих вад показує, що у забруднених радіоізотопами районах внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС, підвищується частота усіх вад, особливо незаростання губи та піднебіння, подвоєння нирок і сечоводів, полідактилії і дефектів нервової трубки. Перераховані вади етіологічно гетерогенні. В походженні полідактилії велике значення мають домінантні мутації. Атрофії (як обличчя, так і нервової трубки) – вади переважно мультифакторального генезу, а внесок генетичних факторів у виникнення подвоєння нирок і сечоводів не визначено. У медичних абортусів не спостерігається приріст анеуплодій (моно- або трисомій), не виявлено прямий тератогенний ефект у загибелі клітин закладок органів як одну з радіобіологічних реакцій ембріона.

ВПЛИВ ІОНІЗУЮЧОЇ РАДІАЦІЇ НА ТРИВАЛІСТЬ ЖИТТЯ. Найпоширеніша гіпотеза стосовно механізмів старіння організмів вбачає одну із причин старіння у накопиченні пошкоджень ДНК із віком: одноланцюгових і дволанцюгових розривів, делецій, зшивок білок-ДНК тощо. Іонізуюча радіація, як відмічалося, теж викликає подібні порушення структури ДНК в клітинах. Слід відмітити, що від стану ендокринної системи залежить тривалість циклів розвитку і зміна популяцій клітин в тканинах різних органів, в тому числі високочутливих до дії іонізуючої радіації (кровотворення, епітелію слизових оболонок та ін.).

Все це, а також можливо інші причини, призводять до експериментально встановленої загибелі опромінених клітин раніше, у порівнянні з неопроміненими.

Вплив іонізуючої радіації на тривалість життя мишей та щурів відносно добре вивчено, на відміну від людини. Так, для мишей встановлено, що в разі гострої дії - випромінювання на кожен 1 Гр дози очікувана тривалість життя скорочується приблизно на 5,4%. Скорочення тривалості життя залежить від дози опромінення – чим вона більша, тим цей ефект більш виражений. Також існує залежність цього ефекту від виду опромінення. Так, для нейтронів він майже в 10 разів більший, ніж для γ-променів. Слід відмітити, що за однакових доз хронічна дія іонізуючої радіації викликає менше скорочення тривалості життя, ніж фракційна і ще менше у порівнянні з гострою. Так, за потужності дози 0,1 Гр/тиждень зменшення тривалості життя мишей відбувається приблизно на 10%

Розрахунки свідчать, що поглинена доза 0,001 Гр/добу скорочує тривалість життя людини на 0,5-0,6%, але такі зміни неможливо виявити на фоні коливання цього показника, особливо за дії існуючих інших несприятливих чинників.