Дія випромінювань на ембріон і плід.

Внутрішньоутробний розвиток дитини відбувається в три періоди - преімплантації, органогенезу й фетогенезу (плодовий період).

1. Преімплантація починається з моменту запліднення яйцеклітини. Піддаючись швидкому поділу, запліднена яйцеклітина рухається по яйцепроводу від яєчника до матки й тут поринає (імплантується) у її слизову оболонку. На відміну від наступних періодів внутрішньоутробного розвитку, тривалість преімплантації у всіх ссавців приблизно однакова. У людини вона становить 8 діб.

Поглинена в цей період досить більша доза радіації виявляється смертельною для малюсінького зародка, що складається всього з декількох клітин. При більш низьких рівнях опромінення ушкодження виявляється не настільки катастрофічним, зародок зберігає здатність до нормального розвитку.

Ретельні радіоембріологічні дослідження показали, що в період преімплантації радіочутливість зародка залежить від віку, у якому він піддався опроміненню (доби, годин). Зміни радіочутливості обумовлені кількістю клітин, з яких складається зародок на момент опромінення й фазою генераційного циклу, у якій ці клітини перебувають.

Найбільша радіочутливість відзначається відразу після занурення сперматозоїда в яйцеклітину. В експериментах з опроміненням рентгенівськими й (-променями загибель 50% зародків спостерігалася при дозі 1,5 Гр. на момент занурення сперматозоїдів і тільки при дозі 0,3 Гр. через 4-6 годин. У цей час у заплідненій яйцеклітині починається процес подвоєння хромосом (або ДНК), що передував першому поділу. Другий пік радіочутливості збігається згодом з "виходом" зародка із зародкового пухирця безпосередньо перед імплантацією. Необхідно відзначити, що сполуки, які впливають на репарацію, відновлення структури ДНК після її радіаційного ушкодження, різко підсилюють радіаційний ефект. До них відносяться, зокрема, кофеїн, що міститься в зернах кави, чайному листі, іони важких металів, деякі антибіотики.

По ступеню радіаційного ризику для преімплантаційного зародка дозволяють судити дані обліку ушкоджень і втрат хромосом - носіїв спадкоємної інформації в клітині. Збільшення частоти хромосомних дефектів спостерігалося вже при дозах опромінення, що не перевищують 0,1 Гр.

2. Органогенез - період, що триває в людини з 9-ої доби по 6-ий тиждень після зачаття. У цей період починається диференціювання клітин зародка й формування його органів, а також частин тіла. Порушенню розвитку зародка в період органогенезу передує ланцюг різноманітних реакцій і подій. Їхній тип і тривалість залежать від величини дози й особливо від стадії розвитку на момент опромінення. Так, опромінення на початку органогенезу часто обумовлює смерть зародка. Домінуючий тип радіаційних ушкоджень у процесі формування майбутніх органів представлений різноманітними дефектами, вадами, які часто називають тератогенними (від імені чудовиська Тераса із грецької міфології).

До найбільш характерних проявів радіаційних тератогенних ефектів відносяться зміни в скелеті, що формується. Різні його ушкодження в мишей зафіксовані, наприклад, у діапазоні доз від 0,05 до 0,25 Гр. на 7-му доба після зачаття. У цілому стадія індукцій скелетогенезу виявилася більше чутливою, чим наступної фази.

У період органогенезу спеціалізацію клітин часто супроводжує їхня міграція. Особливо складний розвиток має ЦНС, що обумовлює її виняткову чутливість до радіації. Дефекти нервової системи індукуються дозами порядку 0,1 Гр на найбільш чутливих стадіях розвитку. У переліку наслідків опромінення в період ембріогенезу в експериментальних тварин і людини перше місце займають структурні й функціональні порушення ЦНС. У всіх дітей Хіросіми й Нагасакі, опромінених внутрішньоутробно, виявлене порушення нервової системи. Відзначено високий відсоток мікроцефалії в сполученні з розумовою відсталістю. Мінімальна доза, що обумовлювала таку патологію в дітей, які потрапили під вплив атомної бомби, виявилася нижче 0,2 Гр. Порушення функції кори головного мозку зафіксоване в них при дозі порядку 0,1 Гр.

3. Фетогенез у людини починається з 7-го тижня після зачаття. Це найбільш вивчений у радіоембріологічному плані період внутрішньоутробного розвитку. Установлено, що відносно невеликі дози радіації обумовлюють стійке відставання в рості організму. Вплив найнижчих доз (близько 0,1 Гр) на клітинноспецифічні ефекти в період розвитку кори головного мозку в людини й експериментальних тварин подібно. Біологічні реакції в меншій мері демонстративні для низьких дозових ефектів у порівнянні з морфологічними або структурними порушеннями. Єдиним виключенням є реакції, пов'язані з носієм спадкоємної інформації - ДНК.

ЗАХИСТ ВІД РАДІОГЕНЕТИЧНИХ УРАЖЕНЬ.

Широке застосування іонізуючих випромінювань у різних галузях науки й техніки висуває як фундаментальне завдання сучасної радіобіології пошук шляхів підвищення радіостійкості організму. Один з реальних шляхів підвищення радіостійкості організму - використання засобів фармакохімічного захисту - протекторів, що істотно зменшують вражаючу дію опромінення. Під фармакологічним захистом розуміють введення протектора в організм перед опроміненням, що приводить до підвищення виживаності тварин. З багатьох тисяч вивчених з'єднань були відібрані найбільш ефективні, здатні запобігти загибелі тварин, підданих опроміненню в смертельних дозах. Найбільш ефективними препаратами, вивченими в експерименті на тварин, є: ціаністий натрій, цистеїн, меркаптопропіламін, серотонін, мексамін, аміноетил-ізотіуроній, параамінопропіофенол, аміноалкілтіофосфат, резерпін, гістамін, меланін, пектин і ін. Найбільш ефективні радіопротектори двох основних класів - утримуючі сірку (амінотіоли, меркаптоалкіламіни), а також індолілалкіламіни, біогенні аміни не утримуючі сірку.

Серед різноманітних з'єднань, що володіють протипроменевою активністю, виділяють групу речовин природного походження. До їхнього числа відносять багато продуктів нормального обміну речовин: вітаміни і їх біологічно активні форми - коферменти, нуклеїнові кислоти і їхні похідні, багато рослинних фенольних з'єднань, амінокислоти, деякі вуглеводи й ліпіди. Досить активним радіопротектором є мелітин - поліпептид із бджолиної отрути, що складає з 28 амінокислотних залишків.

У цей час велику увагу привертають біологічні протектори або адаптогени, які підвищують стійкість організму не тільки до радіаційних, але й до інших екстремальних впливів, (хімічні шкідливості, холод, кисневе голодування, психоемоційний стрес і ін.). До адаптогенів відносять препарати женьшеню, китайського лимоннику, елеутерококу, заманихи, левзеї, деревію й інших лікарських рослин, отрути змій, деяких видів жаб, екстракти й гідролізати молюсків (мідії), мумійоподібні речовини й ін. Розроблено препарати сукцинат натрію й малат натрію, що володіють адаптогенними властивостями. Вони пом'якшують біологічні ефекти радіаційного впливу й зменшують зміст радіоцезію в організмі.

При надходженні радіонуклідів всередину організму застосовуються фармакологічні препарати, що прискорюють їхнє виведення або блокують їхнє надходження в організм.

Блокатори надходження радіонуклідів в організм необхідні при використанні забруднених радіонуклідами харчових продуктів і води, а також при потраплянні радіонуклідів на шкіру, слизові оболонки й раньову поверхню. До цієї групи препаратів належать адсорбар (сірчанокислий барій), що зв'язує стронцій і радій; іонообмінні препарати (монтморілонити, цеоліти й ін.), що зв'язують трансуранові елементи, лантаніди, іттрий, ентеросорбенти, які фіксують на собі багато радіонуклідів; фериціанід (ферицин), антидот талія, добре фіксуючий стронцій; пектини, що зв'язують велику кількість радіонуклідів; комбіновані препарати “натолен” і “витасол”, розроблені кафедрою біохімії Вінницького державного медичного університету й лабораторією НАН України. Для обмеження надходження ізотопів йоду використовується йодистий калій, завдяки чому щитовидна залоза блокується стабільним йодом. Для прискорення виведення радіонуклідів з організму використовуються пеніциламін і унітіол, які виводять ізотопи полонію, кобальту, міді й ртуті; ферацин, що прискорює виведення цезію, йодид калію, що виводить йод; надмірне питво сприяє виведенню тритію.

В останні роки увага вчених привернули антимутагенні властивості інденових з'єднань і меланіну.

По своїй хімічній структурі індени можна розглядати як вуглецеві аналоги пуринів. В експерименті встановлено, що інденові з'єднання в 5-6 разів зменшують мутагенну дію пролонгованого опромінення популяцій.

Меланін сорбує іони ²⁺Pb, ⁴⁺Tn, ²⁺La, ²⁺Zn, ⁶⁺Cr, ²⁺Hg, ²⁺Cu і є сильним антиоксидантом, винятково стабільний “in vitro” і “in vivo” і в природних умовах лізису практично не піддається. В опромінених популяціях, де меланін, завдяки антиоксидантним властивостям, сприяв настанню генетичної адаптації до мутагенної дії іонізуючої радіації, що проявляється в різкому зниженні всіх типів мутацій.

Тому профілактикою біологічних ефектів малих доз іонізуючої радіації є введення антиоксидантів в організм людей, що проживають на забруднених територіях. Введення антиоксидантів, у т.ч. і меланіна, здійснюється харчовими продуктами, що мають виражену антиоксидантну спрямованість.