Морфологічні зміни

Морфологічні зміни – це зміни під впливом іонізуючого випромінювання зовнішнього вигляду організму, окремих його органів, анатомічної структури – ознак, що відрізняють його від батьківської форми. Однак треба підкреслити, що ці ознаки не спадкові, а відхилення від норми, потворства, химерність існують лише в поколінні опромінених організмів.

У вивченні радіобіологічних ефектів у рослин важливе значення має опис різноманітних морфологічних аномалій. Особливо характерні вони для листя: збільшення або зменшення розмірів і кількості, зміна форми, скручуваність, зморшкуватість, порушення жилкування, асиметричність, потовщення, зрощення листкових пластинок та розсічення листка на частини, зміна кольору, мозаїчність, утворення пухлин, некротичних плям, втрата листкової пластинки та ін.

Поява більшості з цих ознак пояснюється неоднаковою ушкодженістю окремих клітин, тканин та утворенням клітин із сповільненою швидкістю поділу, ушкодженням хромосом, а також загибеллю окремих клітин і цілих ділянок тканин і навіть органів. Тому різні ділянки тканини або органа ростуть з неоднаковою швидкістю, що й призводить до зміни його форми, посічення, зморшкуватості, скручення та інших відхилень від норми. Такі рослини справедливо можна назвати радіаційними химерами.

Збільшення розмірів і кількості органів, включених до розряду морфологічних змін, треба відрізняти від описаної в попередньому розділі радіаційної стимуляції. Ці аномалії, як і всі перелічені порушення, виникають при набагато вищих дозах опромінення і є проявом збільшення життєвих функцій клітин і тканин, що залишились неушкодженими або ушкодженими меншою мірою, ніж інші, і які прагнуть виконувати функції втрачених тканин та органів.

Найрізноманітніші морфологічні зміни рослин спо­стерігалися в зоні аварії на Чорнобильській АЕС у 1986 р. У 1987 р. і в наступні роки кількість змін значно зменшилась, вони залишились переважно у хвойних рос­лин, що змінюють хвою раз на кілька років, а також на багаторічних органах, передусім на гілках.

4. Радіочутливість тварин

У тварин цей тип радіобіологічних ефектів можна виділити не завжди, хоч різні зміни в окремих органах і тканинах тваринного організму в різні строки після опромінення описано досить змістовно. Так, при опроміненні тварин у стадії ембріогенезу (розвитку зародка) можливі порушення росту кісток, пропорцій розвитку ок­ремих органів, порушення росту і розвитку в цілому, що, врешті-решт, призводить до виникнення різних потворств.

При опроміненні дорослих особин ушкоджуються насамперед клітини тканин, що перебувають у стані поділу. Саме в цих місцях виникають морфологічні зміни: кольору шкіри й волосяного покриву, випадання волосся, припинення росту рогових утворень та їх відшаровування, катаракта (помутніння кришталика ока), що дістали назву променевих, різні зміни розмірів і форм окремих органів, різні ступені дистрофії. Опромінення тварин може зумовити найрізноманітніші виразки на поверхні тіла або у внутрішніх органах з наступним утворенням на їхньому місці рубців. Як і в рослин, до цього типу ефектів опромінення відноситься й виникнення під дією радіації пухлин на різних органах. Описано також велику кількість інших порушень, що змінюють характерний вигляд тварин.

Променева хвороба

Променева хвороба – це захворювання, що виникає при дії іонізуючих випромінювань на живий організм і характеризується конкретним комплексом ознак свого прояву.

Найбільш повно вивчено променеву хворобу одомашнених ссавців, у тому числі й сільськогосподарських тварин і птиці. Розрізняють гостру й хронічну форми променевої хвороби.

Гостра променева хвороба тварин виникає звичайно при одноразовому загальному опроміненні. За тяжкістю захворювання розрізняють чотири її ступені: перша – легка, у свиней, наприклад, виникає при дозах опромі­нення 1–2 Гр; друга – середньої тяжкості, при дозах 2 – 4 Гр; третя – тяжка, розвивається при дозах 4–6 Гр, і четверта – дуже тяжка, спостерігається при дозах, вищих за 6 Гр. Для більш радіочутливих видів тварин, наприклад для великої рогатої худоби, ці форми променевої хвороби спостерігаються в діапазоні доз, що зміщений у бік менших величин – 0,5–5 Гр; для більш радіостійких, наприклад кролів, навпаки – у бік більших величин – 6–12 Гр.

У розвитку гострої форми променевої хвороби виділяють 4 періоди, або фази. Перший – період первинних реакцій – може спостерігатись вже через кілька годин після опромінення і триває протягом 3–4 діб. Характерними його ознаками є порушення стану нервової системи, що виявляється у формі збудження, яке змінюється пригніченням та слабкістю. Погіршується апетит тварин, порушується ритм роботи серця, виникають задихання, понос, блювання, може підвищитись температура тіла. У периферійній крові вже в першу добу після опромінення спостерігається нейтрофільний лейкоцитоз, абсолютна та відносна лімфопенія, збільшення кількості ретикулоцитів. На кінець періоду у стані тварини відмічаються суб'єктивні поліпшення.

Другий період – латентний (прихований), фаза удаваного клінічного благополуччя залежно від тяжкості хвороби триває від кількох діб до 2 тижнів і більше. Чим вища одержана доза або чим тяжча форма променевої хвороби, тим він коротший. При дуже тяжких формах променевої Хвороби цього періоду може зовсім не бути.

Стан тварин у цей період розвитку хвороби може здаватися задовільним. Однак уявність цього благополуччя легко підтверджується аналізом крові: виявляються чітка лімфопенія, тромбоцитопенія, зниження кількості нейтрофілів та ретикулоцитів. У кістковому мозку яскраво виражена аплазія. В кіпці періоду можуть спостерігатись крововиливи на слизових оболонках, порушення функцій травного каналу, бронхіт, пневмонія, випадання шерсті. Але в кістковому мозку в другій половині періоду при легкій та середній формах хвороби з'являються ознаки регенерації. Третій період – розпал хвороби – період виявлених клінічних ознак гострої променевої хвороби залежно від її ступеня виявляється через 1–4 тижні. Знову загальний стан тварини різко погіршується: виникає задихання, погіршується функціонування серцево-судинної системи, органів травлення, спостерігається втрата апетиту, понос, дистрофійні процеси в слизовій оболонці рота, зменшення маси тіла, може виникнути короткочасна лихо­манка, що періодично повторюється, підвищується температура тіла. Характерною ознакою цього періоду є геморагічний синдром – крововиливи під шкіру, на слизових оболонках, у травному каналі, у мозку, серці, легенях та інших органах.

Залежно від одержаної дози та індивідуальної чутливості тварин до опромінення третій період триває від 1 до 3–4 тижнів. Наприкінці його розвивається прогресуюча анемія. При опроміненні в напівлетальних дозах у половини тварин в кістковому мозку та лімфатичних вузлах спостерігається явище повної аплазії, що призводить до загибелі. У другої половини в цих органах відмічаються ознаки регенерації та перехід хвороби через 1 – 1,5 місяця в четвертий період. Четвертий період – період відновлення, при легкому ступені гострої променевої хвороби проходить досить швидко і повною мірою. Він характеризується поліпшенням загального стану тварин, відновленням апетиту, нормалізацією температури. Зникає кровоточивість, слабнуть диспептичні явища, як наслідок відміченої вище регенерації в кістковому мозку, поступово відновлюються показники крові.

При середній тяжкості хвороби період відновлення триває 2–2,5 місяця і в цілому видужання завершується за 3–6 місяців.

При тяжкій формі хвороби період відновлення може затягнутись на 7–9 місяців. Але, як правило, повністю тварина не видужує: відмічаються зниження імунітету, послаблення відтворної здатності, можливе скорочення тривалості життя. Нерідко гостра форма променевої хвороби переходить в хронічну.

Дуже тяжкий ступінь гострої променевої хвороби у великих сільськогосподарських тварин триває від кількох днів до кількох тижнів і звичайно завершується загибеллю їх у першому або третьому періоді. При опроміненні в дозах, що перевищують летальні, ранній смертельний кінець може настати вже через 2–4 доби. При дозах, вищих за летальні в 1,5–2 рази, загибель можлива під час опромінення або в найближчі години після нього – так звана «смерть під променем». Причиною загибелі тварин є киснева недостатність, що розвивається внаслідок зменшення кількості гемоглобіну в крові та розвитку токсемії, набряку легенів. При середньому і тяжкому ступенях гострої променевої хвороби тварини гинуть, як правило, у третьому періоді. Основною причиною цього звичайно є описані вище геморагічні явища, дистрофічні процеси.

Хронічна променева хвороба тварин – форма променевого ураження, що розвивається внаслідок тривалого опромінення організму малими дозами загального опромінення або від радіоактивних речовин, що потрапили всередину.

Виділяють три форми хронічної променевої хвороби: легку, середню і тяжку та періодичність протікання, як і при гострій формі. Легка форма хронічної променевої хвороби зумовлена опроміненням у порівняно невеликих (дозах і протягом короткого періоду, характеризується звичайно функціональними порушеннями переважно нервово-рефлекторного характеру. Після припинення опромінювання ці зміни можуть швидко зникнути.

Для середньої форми хвороби характерними є порушення регуляторних систем, функціональна недостатність органів травлення, нервової, серцево-судинної. систем і особливо крові. Але після припинення опромінення також настає відновлення, що характеризується репаративними процесами у найбільш радіовразливих тканинах, а також нормалізацією функціональних порушень, іноді з тим чи іншим ступенем їх недостатності. Тяжка форма хронічної променевої хвороби, що спостерігається при тривалому опроміненні, характеризується глибокими морфологічними порушеннями деструктивного порядку в органах кровотворення, травному каналі, нервовій та інших системах. Вона супроводжується поступовим ослабленням діяльності серця, порушенням функцій залоз внутрішньої секреції, виснаженням, зниженням стійкості проти інфекційних хвороб.

При потраплянні радіоактивних речовин всередину організму хронічна променева хвороба часто зумовлюється тривалим локальним опроміненням окремих органів і систем, що спричинюється вибірковим розподілом (їх у тілі та нагромадженням в окремих органах. Наприклад, ¹³¹І концентрується переважно в щитовидній залозі, зумовлюючи опромінення цього важливого органа ендокринної системи ссавців; ⁹⁰Sr – у скелеті, опромінюючи кістковий мозок – основний кровотворний орган. При лікуванні променевої хвороби тварин треба орієнтуватись на її можливий кінець або одержану твари­ною дозу опромінення, ступінь променевої хвороби. Якщо прогнозується дуже тяжкий, а нерідко й тяжкий ступінь гострої променевої хвороби, то лікувати таку тварину з точки зору економіки недоцільно, а коли легкий або середній ступінь, то є сенс у лікуванні.

На початку розвитку хвороби рекомендується провести переливання крові чи введення кровозамінників, внутрішньовенне введення 25–40 % розчину глюкози з аскорбіновою кислотою (вітаміном С) та ціанокобаламіном (вітаміном В₁₂), надалі активно застосовувати для лікування антибіотики, транквілізатори, глобуліни сироватки крові, нуклеїново-кислий натрій, різні антигеморагічні засоби та ін.

При надходженні великої кількості радіоактивних речовин через травний канал слід застосовувати адсорбенти – водну суміш кісткового борошна, цеолітів, при надходженні через легені – відхаркувальні засоби.

Головна мета лікування – запобігти патологіям та усунути їх в органах кровотворення, травному каналі, легенях, відтворювальній та нервово-ендокринній системах.

Променева хвороба рослин також характеризується відповідним комплексом неспецифічних ознак. Першою ознакою, яка є прямим наслідком затримки поділу клітин, є гальмування росту рослини або окремих її органів під дією випромінювання. Але звичайно, як і інгібування клітинного поділу, гальмування росту є вже вторинною реакцією рослини на опромінення. Вони є наслідком порушення обміну речовин в результаті ушкодження фер­ментативних систем, порушення регуляторних зв'язків, Що визначають підпорядкованість функцій окремих органів.

У радіочутливих рослин родини бобових (кінських бобів, гороху, квасолі) такі зміни можна виявити вже через кілька годин після опромінення дозами 1–3 Гр. Зміни швидкості поділу клітин виявляються, як правило, не раніш ніж через 12–24 год, а помітне гальмування росту – ще пізніше.

При дозах, близьких до напівлегальних (для названих культур 4–12 Гр), ці процеси реєструються значно швидше і в частини рослин вже через добу можна спостерігати практично повне припинення поділу клітин та ростових процесів. Однак протягом ще тривалого періоду можуть підтримуватись процеси фотосинтезу, дихання, мінерального та водного обміну.

Як і в тварин, при променевій хворобі підвищується сприйнятливість рослин до інфекційних хвороб, знижується їх стійкість проти несприятливих факторів, зменшується потреба в поживних речовинах, послаблюються відтворювальна здатність і продуктивність.

Існує думка, що уражені променевою хворобою рослини не можна використовувати в їжу та для годівлі тварин, оскільки вони нібито можуть спричинити променеву хворобу у людини і тварин. Ця думка неправильна і ні на чому не ґрунтується. Нині відомі десятки технологій дезінфекції, стерилізації, пастеризації продукції рослинництва і тваринництва, основою яких є опромінення її іонізуючою радіацією у великих дозах. Найдбайливіше медико-гігієнічне дослідження опромінених продуктів показало їх повну нешкідливість. Деякі з цих технологій описано в останньому розділі.

Інша справа, коли радіоактивні речовини потрапляють всередину рослин. У цьому разі вони дійсно при годівлі тварин можуть бути небезпечними для здоров'я тварин та людини, навіть коли самі не несуть ніяких ознак променевої хвороби.