Тестові завдання для самоконтролю знань:

1. Які клітини є критичними до дії іонізуючого випромінювання: а) нервові; б) м’язові; в) епітеліальні.

2. За рахунок чого відновлюються клітини епітелію: а) стовбурних клітин; б) нервових клітин; в) м’язових клітин.

3. Як називається група клітин, яка забезпечує природжений імунітет: а) лейкоцити; б) тромбоцити; в) еритроцити; г) міоцити.

4. Які виділяють типи лімфоцитів: а) В і Ц; б) В і Т; в) Т і Б; г) Б і В.

5. При якій дозі опромінення тіла людини спостерігається депресія імунологічних параметрів: а) 0,1 Гр; б) 0,025Гр; в) 0,25 Гр; г) 2 Гр.

6. При якій дозі опромінення тіла людини спостерігається стимулювання імунологічних параметрів: а) 0,1 Гр; б) 0,025Гр; в) 0,25 Гр; г) 2 Гр.

7. Як називають біологічно активні речовини, що беруть участь у кооперації, координації та регуляції функції клітини, які здійснюють імунну відповідь: а) лімфокіни; б) лейкоцити; в) моноцити; г) тромбоцити.

Тема: Системна відповідь організму на опромінення.

Мета: Ознайомитися з основними реакціями організму людини і тварин на дію іонізуючого випромінювання; з’ясувати вплив на окремі системи організму.

Основні поняття та терміни: сперматогенез, сперматогонії, оогонії, ендотелій, епідерміс, фібробласти, хондробласти, остеобласти, остеобласти, остеоцити, катаракта.

Перелік питань для самоконтролю знань:

1. Які групи клітин організму тварин і людини виділяють в порядку зростання їх радіостійкості?

2. У чому полягає радіаційне порушення сперматогенезу?

3. Охарактеризуйте радіаційне враження яйцеклітини.

4. Охарактеризуйте радіостійкість судинної системи організму.

5. У чому полягає радіаційне враження клітинних популяцій шкіри?

6. Охарактеризуйте радіостійкість сполучної тканини.

7. Охарактеризуйте радіаційне враження клітинних популяцій кісткової тканини.

8. Опишіть радіостійкість інших органів і тканин ссавців.

Довідковий матеріал

Через дуже тісний структурно-функціональний зв’язок між окремими органами й тканинами в багатоклітинному організмі радіаційне враження неминуче є системним, коли відповідь на опромінення має множинний тип прояву, охоплюючи зміни функцій низки систем організму. Системний характер відповіді організму на опромінення виражається в істотних змінах біохімічних характеристик окремих тканин.

За критеріями ранньої загибелі клітини ссавців поділяються на такі групи (в порядку зростання радіостійкості):

1. зрілі лімфоцити, еритробласти, сперматогонії;

2. гранульозні клітини фолікул яєчника й граафових пухирців, мієлоцити кісткового мозку, клітини крипти, зародкові клітини епідермісу шкіри;

3. гастральні залозові клітини, клітини ендотеліального вистильного шару малих кровоносних судин;

4. остеобласти, хондробласти, сперматоцити, сперматиди;

5. гранулоцити, остеоцити, сперматозоїди, поверхневі ендотеліальні клітини шлунково-кишкового тракту;

6. паренхімні клітини, клітини видільних проток залоз, фібробласти, клітини ендотелію великих кровоносних судин, еритроцити;

7. фіброцити, ретикулоцити, хондроцити, фагоцити;

8. клітини м’язів, нервові клітини.

Якщо тканина утворена радіочутливими клітинами (наприклад, епідерміс, тканини мукозогастроінтестинального тракту, кровотворних органів), то спостерігаються ранні радіаційні ефекти.

Якщо під дією радіації звужуються або закупорюються малі кровоносні судини, то відновлення клітин паренхіми триває місяці й роки після опромінення.

Печінка, нирки, м’язи, мозок ушкоджуються за опромінення в дуже високих дозах. Коли під упливом опромінення припиняється поділ клітин, то це спричиняє дегенеративні зміни тканин, і такі явища, як геморагія або заводнення тканин, свідчать про порушення проникності клітин.

Опромінення дуже впливає на фертильність. Якщо доза досягає такого значення, за якого інактивуються всі стовбурні чоловічі клітини (сперматогонії), то виникає повна стерильність. Внаслідок часткової інактивації цих клітин утворюються аномальні сперматозоїди й розвивається функціональна стерильність.

Клітини сперматогоніїв дуже чутливі до дії іонізуючих випромінювань: напівлетальна доза гамма-радіації для них становить близько 40 сГр. Дуже високою є біологічна ефективність нейтронів: значення ВБЕ в цьому разі перевищує 4.

Унаслідок багаторазового опромінення в порівняно малих дозах істотно знижується інтенсивність репродукції пресперматоцитів. Після припинення опромінення кількість цих клітин може відновлюватися.

Репродуктивна функція тварин і людини порушується за опромінення в дуже малих дозах (порядку 0,5 Гр), і для відновлення життєздатності сперматозоїдів потрібно багато часу. У мишей повна стерильність виникає після опромінення в дозі 1 Гр.

Радіаційне враження яйцеклітини розвивається дещо інакше. В тварин після народження в жіночих статевих залозах немає компартменту стовбурних клітин, і тому клітини цих залоз характеризуються підвищеною порівняно з клітинами системи сперматогенезу радіостійкістю. Проте через відсутність стовбурних клітин яйцеклітини не можуть відновлюватися.

Чутливість первинних яйцеклітин (оогоній) до опромінення є дуже високою лише в момент їх формування ще в зародковому стані. У період дозрівання яйцеклітини характеризуються не дуже високою радіочутливістю. Дози, за яких жіноча особина стає стерильною, становлять 20…30 Гр.

Судини серця, великі артерії й вени є радіостійкими, а капілярні судини, навпаки, дуже радіочутливі, що зумовлено низькою радіостійкістю ендотелію, який характеризується високою мітотичною активністю й ушкоджується за опромінення в помірних дозах, що морфологічно проявляється набряканням клітинного шару. Це спричиняє блокування капілярних порожнин.

За опромінення в малих дозах може ушкоджуватися невелика кількість клітин ендотелію. В разі загибелі клітин ендотелію простежується тенденція до утворення згустків, які блокуватимуть капілярні порожнини.

У більших судинах і рідина, й клітини можуть втрачатися крізь стінки судин. Це спричиняє звуження судин, розвиток фіброзу, заміну нормальних м’язових тканин сполучною.

Нижній шар епідермісу шкіри (базальний) протягом усього життя людини продукує нові шари епідермальних клітин завдяки тому, що базальні клітини здатні до проліферації. Тому цей шар шкіри називають зародковим. Проліферативна активність клітин зародкового шару дуже висока: за добу замінюється близько 2 % клітин поверхневого епідермісу.

Зародковий шар шкіри характеризується високою радіочутливістю: вже за опромінення шкіри людини в дозі 0,35 Гр темпи поділу клітин у цій зоні істотно знижується.

Внаслідок опромінення гальмуються мітотичні поділи базальних клітин, а також ушкоджуються капіляри й малі судини. Фолікули волосся також є радіочутливими. Після опромінення тварини (щура) в середніх дозах за 1…3 тижні випадає волосся (епіляція). Відновлення волосся відбувається через місяць після опромінення. Те ж саме стосується і людей. Після опромінення волосся швидко сивіє.

Сполучна тканина за своїми морфологічними ознаками належить до радіостійких систем організму.

У тварин найпоширенішою клітинною формою сполучної тканини є фібробласти, які виникають із зародкової сполучної тканини – мезенхіми. В них синтезуються основні компоненти міжклітинної речовини – колаген, еластин та мукополісахариди.

Фібробласти, як клітини, що характеризуються поліферативною активністю, є певною мірою радіочутливими. Тому внаслідок опромінення ушкоджуються структури й порушуються процеси, пов’язані з функціонуванням фібробластів.

Хондробласти – юні клітини хрящової тканини – мають високу мітотичну активність. У процесі розвитку вони перетворюються в хондроцити. В хондробластах синтезується колаген, який виділяється ними в міжклітинний простір. Під впливом опромінення гальмується поділ хондробластів, що й є основою радіаційного враження цієї тканини.

Кісткова тканина – різновид сполучної тканини – є динамічною живою тканиною. Кісткову тканину утворюють клітини трьох типів: остеобласти, остеоцити, остеобласти.

Як проліферативноактивні клітини, остеобласти мають підвищену радіочутливість, що й зумовлює характер радіаційного порушення формування кісткової тканини. Кістки, що не ростуть, є порівняно радіостійкими, але пластинки росту, які розташовані в епіфізах (кінцевих частинах довгих кісток), ушкоджуються за опромінення в середніх дозах. Радіочутливість зубів, така сама, як і кісток, які ростуть.

Сечовидільна система – нирки, сечовий міхур, вивідний канал – є порівняно радіостійкою.

М’язи – найрадіостійкіші тканини тіла. Наприклад, у щурів некроз цих тканин спостерігається внаслідок опромінення в дуже високих дозах – понад 720 Гр.

Нервова система – головний і спинний мозок, периферична нервова система – нерви, які проводять імпульси збудження між ЦНС та окремими органами тіла, щодо морфологічних змін є дуже радіостійкими. Функціональні зміни в нервових клітинах відбуваються за опромінення в порівняно невеликих дозах.

Органи дихальної системи: легені, органи нюху, гортань, глотка, трахеї та бронхи є порівняно радіостійкими. В легенях радіаційного враження зазнають альвеолярні клітини, які щільно оплетені кровоносними капілярами.

Органи внутрішньої секреції – щитоподібна та паращитоподібна залози, гіпофіз, надниркова залози, ендокринні частини репродуктивних органів – характеризуються значною стійкістю до прямої дії іонізуючої радіації.

Органи слуху належать до порівняно радіостійких. Однією з форм функціонального розладу внаслідок опромінення є втрата здатності орієнтуватися в просторі.

Під дією радіації в порівняно невеликих дозах можливий розвиток катаракти – помутніння кришталика ока.