Влияние радиации на процессы старения и продолжительности жизни

Видео: Смертельная доза радиации

Вопросы влияния ионизирующей радиации на процессы старения и продолжительности жизни (ПЖ) животного организма издавна привлекают к себе внимание исследователей.

Особое значение они приобретают в наше время, когда радиоактивные изотопы и ядерные излучения нашли широкое применение в народном хозяйстве, научных исследованиях и практической медицине.

Проблема эта представляет большой интерес не только с точки зрения профилактики среди все время увеличивающегося контингента лиц, находящихся в сфере действия радиации, но и научной: изучение этого вида действия излучений способствовало бы выяснению природы естественных процессов старения и факторов, ограничивающих ПЖ.

Закономерная связь биологического действия ионизирующей радиации с процессами старения различных органов и тканей у человека установлена эмпирическим путем в начале текущего столетия. Было высказано мнение, что последствием облучения с лечебными целями всегда являются развивающиеся спустя длительное время процессы, в какой-то мере аналогичные старению.

К ним относятся дегенеративно-дистрофические изменения тканей и угасание биологической активности органов и их элементов. Следует подчеркнуть, что эти эмпирические наблюдения были подкреплены научными исследованиями. Надсон (1920) был одним из первых радиобиологов, установивших, что в клетках растений, животных и микроорганизмов, подвергнутых облучению, наблюдаются все признаки старческой дегенерации.

Эти данные, как и собственные исследования, дали Неменову (1933) основание впервые сформулировать гипотезу, согласно которой под влиянием ионизирующей радиации происходит быстрое истощение жизненных сил клеток, быстрое их старение. Это означало, что в результате облучения клетки ускоренно проходят свой жизненный цикл и действие радиации не является в какой-либо мере специфичным.

Радиационные изменения органов и тканей животного организма

Первым исследователем, предсказавшим свойство рентгеновского излучения оказывать биологическое действие на живые органы и ткани, был русский физиолог Тарханов (1896). Несмотря на разноречивые данные, касающиеся механизма биологического действия, общепризнанным является установленный факт, что под влиянием ионизирующих излучений происходит ускорение дифференцировки клеток и тканей, их созревание, сопровождающееся дегенеративно-дистрофическими изменениями отдельных тканевых элементов.

Этот феномен наблюдается всегда и проявляется при облучении тканевых элементов как в физиологических, так и в патологических условиях- именно на этом основан принцип лучевой терапии различных по существу заболеваний. Под влиянием облучения грануляционная ткань довольно быстро превращается в фиброзную, а затем в склеротическую.



Таким образом, дифференцировка тканей и подавление потенции к пролиферации, наступающие под влиянием ионизирующей радиации, являются аналогичными процессу дифференцировки любого процесса развития, в том числе онтогенетическому, т. е. старению.

Ускорение дифференцировки и преждевременное старение суставных хрящей наступают у кроликов при локальном облучении в дозе 900 рад (Зедгенидзе и др., 1972). Отчетливо выражено уменьшение толщины суставного хряща, его фибротизации, ослабление процессов энхондральной оссификации и усиление обызвествления основного его слоя. При изучении ультраструктуры элементов хрящевых клеток обнаружены разрывы и разволокнение мембран, митохондрий и другие дегенеративно-дистрофические изменения органелл, характерные для процессов естественного старения.

Сохраняются значительные дефекты в обменных процессах, что особенно заметно при исследовании кислых мукополисахаридов.



Особый интерес представляют существенные сдвиги, характерные для процесса старения, в состоянии эндокринной системы, возникающие под влиянием радиации. Эти сдвиги выражаются в нарастающей дисгармонии в функции желез внутренней секреции.

В результате облучения, как правило, возникает нейроэндокринная дезинтеграция в виде различной степени нарушения функциональной взаимозависимости желез и выключения их гипоталамо-гипофизарной регуляции (Войткевич, 1967). По мнению Кащенко (1962), отдаленные последствия хронического облучения инкреторных желез аналогичны тем, которые развиваются в физиологических условиях в старости.

Наиболее изучены изменения функциональной активности коры надпочечника под влиянием радиации (Хамидов и др., 1966- Ткачев, Ткачева, 1967). Даже небольшие дозы излучения в отдаленные сроки после их действия обусловливают развитие биохимических, морфологических и гистохимических изменений, аналогичных тем, которые наблюдаются у стареющих животных.

При этом несколько снижается уровень секреции кортикостероидов, клетки подвергаются пикнозу, а величина их ядер явно уменьшается- разрастается соединительная ткань, нарастает склероз сосудов- увеличивается содержание в крови общих липидов и снижается активность ферментов (Войткевич, 1967). По наблюдениям Зедгенидзе и сотр. (1967), резкие склеротические изменения, свойственные надпочечной железе дряхлых животных, появляются уже через 4 мес после общего внутреннего облучения с помощью торотраста.

Особая чувствительность гонад к облучению установлена еще на заре возникновения радиобиологии. Отмечено, что под влиянием ионизирующей радиации в яичках и яичниках (Albers-Schoneberg, 1903- Зарецкий, 1903- Reifferscheid, 1911 — цит. по: Неменов, 1933) возникают резко выраженные атрофические и дегенеративные процессы, аналогичные старческим и влекущие за собой как у животных, так и у людей потерю детородной способности.

Это послужило основанием для применения радиации с целью выключения, по медицинским показаниям, функции яичников при некоторых заболеваниях. Стрелин (1966) при экспериментальном изучении биологического действия гамма-излучения 60С в малых дозах в условиях хронического опыта установил, что с течением времени в яичниках нарастают процессы атрофии и дегенерации фолликулярного аппарата, развитие фиброза и других явлений, напоминающих по своей природе старение как по функциональным, так и по анатомическим признакам.

Следует согласиться с мнением Войткевича (1967) о том, что женская гонада — яичник, по-видимому, является той железой, реакция которой на лучевые воздействия имеет много общего с теми процессами, которые развиваются в период старения организма. В обоих случаях основные изменения представлены атрофией генеративных элементов и заместительной пролиферацией соединительной ткани.

Особый интерес представляют исследования Шиходырова и сотр. (1978), проведенные на собаках в условиях внешнего гамма-нейтронного облучения и введения внутрь 210Ро. Были получены убедительные данные по преждевременному старению животных в результате облучения. На основе данных цитологического и цитогенетического исследования лучевого старения Воробцова (1978) также приходит к заключению, что воздействие ионизирующей радиации на организмы приводит к преждевременному старению и сокращению продолжительности жизни.

Можно было бы привести и другие примеры, когда в различных органах и тканях (глаз, почка, костный мозг, лимфатическая и кровеносная система и др.) под влиянием облучения возникают функциональные и анатомические изменения, аналогичные тем, которые развиваются в связи с возрастом и старением организма (Александров, 1976).

Фовлер (Fowler, 1970) созвучно с исследованиями советских авторов (Амосов, 1964) особо выделяет тот факт, что развитие и формирование отдаленных лучевых эффектов тесно связаны с расстройством функций сосудов, кровообращения и гипоксией, т. е. с явлениями, всегда сопровождающими старение. При этом существенную роль могут играть и изменения гипоталамо-гипофизарной системы (Александров, 1976).