Біологічна дія гамма променів на рослинний та тваринний світ.

Радіочутливість – це здатність живих організмів реагувати у відповідь на

подразнення, викликане поглинутою енергією іонізуючого випромінювання.

Радіочутливість тварин оцінюється за дозою радіації напівлегальною (гине

50%), критичною (гине 75%) і летальною (гинуть всі 100% опромінених

організмів). Частіше радіочутливість оцінюється за летальною дозою

радіації. Чутливість клітин до опромінення залежить від швідкості процесів

обміну, що відбуваються в них, кількості і щільності внутрішньоклітинних

структур та інтенсивності поділу клітин.

Різні таксономічні одиниці тваринного світу мають різну радіочутливість.

Це ми пояснюємо різним філогенетични віком таксонів. Найдовший такий

вік мають одноклітинні організми (віруси, бактерії, найпростіші), тому їх

радіочутливість найнижча серед тваринних живих систем. Наймолодшим

таксоном тваринного світу є ссавці, тому вони характеризуються найвищою

радіочутливістю.

Якщо процес еволюції організмів та екосистем проходив під впливом

постійного радіаційного фону, то опромінення здійснювало вплив на життя.

Цікавими для науки і практики будуть дослідження радіочутлтвості

тварин у залежності від розмірів їх тіла, типу живлення (рослинноїдні,

хижаки, всеїдні), чи вони характеризуються чітко вираженою географічною

локальністю проживання, чи високою міграційною здатністю наприклад,

перелітні птахи) тощо.

В організмах рослин і тварин концентрація природніх радіонуклідів, як

правило, нижча, ніж у грунті, на якому ростуть рослини і живуть тварини.

Це певною мірою свідчить про те, що більшість природніх радіонуклідів

погано засвоюються рослинами і тваринами. Винятком з цього можуть бути

40К,

14С,

2Н, які засвоюються рослинами і тваринами досить інтенсивно.

Значною мірою радіочутливість організмів може визначатися біохімічним

складом їх клітин і тканин, що може якоюсь мірою пояснювати

індивідуальні особливості радіочутливості організмів щодо радіації.

Іонізуюче опромінення може впливати на організм тварин двома

шляхами: зовнішнім і внутрішнім.

Зовнішнє опромінення – це опромінення космічними променями,

природними радіоактивними речовинами грунту і повітря, радіоактивними

продуктами ділення, що забруднюють навколишнє середовище внаслідок

проведення випробування ядерної зброї, скиду відходів атомної

промисловості і аварій ядерних реакторів, проведення наукових досліджень,

використання радіоактивних джерел у медицині і народному господарстві.

Величина дози радіації, що створюється космічними променями, в

залежності від широти і висоти над рівнем моря може змінюватися в певних

межах. Радіоактивність атмосферного повітря теж варірює у широких

межах. В атмосферному повітрі над сушею концентрація радіонуклідів

вища, ніж над океаном. Середня концентраці у повітрі становить α-активних

аерозолей 4…10-13 Ки/л, β-активних – 3…10-13 Ки/л, для газів родону і

торону у приземних шарах повітря – 7…10-14Ки/л.

Рівень забруднення від радіаційної хмари при ядерному вибусі (первинні

випадання продуктів вибуху) може сягати декількох десятків і сотень

рентген за годину. Якщо на цих територіях знаходяться тварини, то

відбудеться їх опромінення. У залежності від величини дози і тривалості

опромінення в організмі тварин виникають різноманітні ураження, внаслідок

чого виникає променева хвороба того чи іншого рівня складності.

Вплив іонізуючого випромінювання на тваринні організми залежить від

типу і дози опромінення. Летальна доза опромінення певною мірою

залежить від виду тварин, їх віку, статевих та індивідуальних особливостей.

Доза, що обумовлює загибель 50% піддослідних тварин, називається

напівлетальною (ЛД 50%), а доза, що обумовлює загибель всіх твари –

абсолютно летальною (ЛД 100%).

При значному забрудненні і тривалому знаходженні продуктів

радіаційного ділення на шкірі тварин, у результаті впливу, головним чином,

бета-частинок виникає ураження шкіри – радіаційні дерматити.

Внутрішнє (інкорпороване) опромінення виникає в результаті попадання

в організм тварин як природних, так і штучних радіоактивних речовин. В

організм вони потрапляють різними шляхами (через органи дихання,

травний тракт, певною мірою через шкіру і слизові оболонки носа та рота,

рани).

До тваринного організму потрапляють і ті радіоактивні речовини, що

накопичились у рослинах, воді, які тварина поїдає і п’є. Якщо опромінення

організму тварин у цьому випадку будуть не значні, то і за цих умов

використання їх м’яса, молока, яєць несе певну небезпеку.

На тварин різних видів радіація діє по-різному. Також спостерігається

значний діапазон коливань впливу опромінення на тварин одного виду,

різного віку (молоді, зрілі, старі), різного фізіологічного та клінічного стану.

Це можна пояснювати зміною співвідношення, а певною мірою і зміною

біохімічного складу клітин і тканин у живій системі.

Летальна доза (ЛД50) для овець становить 230-240 Р; для свиней, коней,

кролів, ослів – 500-550 Р; для великої рогатої худоби в залежності від віку:

телята до трьох днів 150 Р, до 3-4 місяців – 300 Р, віком 15-18 місяців – 400

Р, дорослі корови і бугаї – 650 Р. Порівняно низьку радіочутливість мають

кури, у них ЛД50 становить понад 1100 Р.

Радіація різної дози може обумовити мутагенез. Мутації можуть бути як

корисні так і шкідливі. За умови появи корісних мутацій організм стає більш

пристосованим до середовища і конкурентноздатним, тому ці мутації з

часом стають надбанням популяції. А шкібливі мутації обумовлюють

нездатність організму до виживання, тому вони зникають. Тому, хоча

позитивні мутації у тварин появляються значно рідше, ніж негативні, але

перші є помітними, а другі майже ні. Окрім того, організм тварин виробив

спеціальний механізм, який з одного боку зберігає набуту мутацію, а з

іншого – зводить до мінімуму вірогідність утворення нових мутацій. Цей

механізм забезпечується системою репарації ДНК. Всі інші органели та

компоненти клітин не мають таких систем репарації, бо не відіграють

такого суттєвого значення для збереження виду. Якщо доза опромінення

настільки значна, що репаративні ферменти не можуть своєчасно здійснити

репарацію ДНК, то виникає стійка мутація, що обумовлює патологію. Саме

тому імунна система прагне відшукати клітину-носія цієї мутації і знищити

її.

Для тварин не існує мінімальної дози опромінення, яка б за умови

одноразового опромінення призводила до смерті всіх особин того чи іншого

виду. Тому для визначення летальної дози користуються поняттям дози, за

умови дії якої гине 50% тварин даної групи чи виду.

Визначають і сублетальну дозу опромінення. Вона неможе бути

беспосередньою причиною загибелі клітин, але сприяє їй при тривалому

опроміненні. Прикладом можуть бути одиничні розриви ДНК. Вони не

смертельні, проте чим їх більше, тим ймовірнішою стає поява подвійних

розривів, які зумовлюють загибель клітин. Потенціально летальні

ушкодження ДНК мають здатність, за певних умов, і до їх усунення за

рахунок процесів репарації.

Під час дії іонізуючого опромінювання ушкоджуються також й інші

біологічно активні структури і сполуки, до таких можна віднести білки,

ліпіди, вуглеводи, гормони, вітаміни. Наприклад, при опромінені досить

високими дозами (100 Гр і більше) може змінюватися конфігурація білкових

молекул, спостерігається їх аґрегація та деструкція. Якщо організм тварин

опромінюєтьмя значно меншими дозами (до 50 Гр), то може знижуватися

концентрація вільних амінокислот, особливо метіоніну та триптофану, що

сповільнює біосинтез білка.

Зменшення вмісту сульфгідрильних груп у тканинах опроміненого

організму – один з найбільш ранніх ефектів дії радіації.

Ферментні системи реагують на опромінення по різному. Їхня активність

може зростати, знижуватися або залишатися незмінною, проте при великих

дозах опромінення вони інактивуються.

Високою радіочутлиавістю характеризуються процеси, що

супроводжуються утворенням АТФ. Насамперед це окислювальне

фосфорилювання у внутрішній мембрані мітохондрій.

Опромінення розчину простих цукрів високими дозами спричиняє їхнє

окислення і розпад поліцукрів на прості цукри, зменшення в’язкості. При

поглинанні організмами доз до 5-10 Гр порушуються процеси розщеплення

глюкози, знижується вміст глюкози в тканинах, змінюються властивості

ряду інших вуглеводів.

Дія радіації призводить до підвищення окислюваності ліпідів, що

зумовлює утворення перекисів, до перерозподілу вмісту ліпідів у різних

тканинах.

Поглинена макромолекулами радіація може мігрувати по молекулі,

зумовлюючи зміни в найвразливіших її структурах. Наслідком такої дії є

порушення структури та функції біологічних мембран, а згодом і

метаболізму.

Дія радіації зумовлює різноманітні ушкодження внутрішньоклітинних

структур. Найчутливіші до дії радіації в клітини є ядро та мітохондрії. При

ушкодженні мітохондрій порушуються процеси енергозабезпечення клітини.

В наслідок змін в ядрі пригнічуються енергетичні процеси, порушується

функція мембран. Можливі також всі види мутацій (зміна числа і структури

хромосом, структури генів), що призводить до утворення білків з

порушеною структурою, тому вони втрачають біологічну активність.

Опромінення здійснює вплив на імунну систему, в наслідок знижується

захистний бар’єр шкіри, крові, значно знижується резистентність організму.

Появу збудження і депресії, порушення сну, очевидно є наслідком

ушкодження нервової системи, розладу в ньому функції корекції.

Зі збільшенням дози опромінення збільшується ефект радіаційного

ураження. Хімічні фактори, що впливають на радіаційний ефект поділяють

на сенсибілізатори та протектори. Біологічні фактори впливу на радіаційний

ефект обґрунтовуються законом Бергон’є-Трибонто.

Дата добавления: 2015-09-06