Влияние ионизирующего излучения на органы размножения и потомство животных, и органы выделения

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

«Алтайский государственный аграрный университет»

 

Кафедра общей  биологии, физиологии и морфологии животных

 

 

 

 

 

 

Реферат по дисциплине сельскохозяйственная радиобиология 

Влияние ионизирующего  излучения на органы размножения  и потомство животных, и органы выделения                                                                        

                                                                            

 

 

 

Выполнил: студент 301 группы

Пауликайте К.В.

                                                                        Проверил: Бондырева Л.А.

 

 

 

 

 

БАРНАУЛ 2013

Оглавление

Введение 3

Влияние ионизирующего излучения на органы размножения и потомство животных 5

Влияние радиации на половые железы 5

Действие радиации на эмбрион и плод 14

Тератогенный эффект радиации 17

Радиация и пороки развития 17

Связь тератогенного эффекта и срока гестации 18

Эмбрион и плод после облучения 19

Возрастно-специфические реакции на облучение в эмбриогенезе 19

Влияние лучевого поражения родителей на потомство 20

Влияние ионизирующего излучения на органы выделения 21

Список литературы 23

 

 

 

 

 

 

Введение

Исследования биологического действия радиоактивных излучений  были начаты сразу после открытия рентгеновского излучения (1895) и  радиоактивности (1896). В 1896 русский физиолог И.Р. Тарханов показал, что рентгеновское излучение, проходя через живые организмы, нарушает их жизнедеятельность. Особенно интенсивно стали развиваться исследования биологического действия радиоактивных излучений с началом применения атомного оружия (1945), а затем и мирного использования атомной энергии. Для биологического действия радиоактивных излучений характерен ряд общих закономерностей:

1) Глубокие нарушения  жизнедеятельности вызываются ничтожно  малыми количествами поглощаемой  энергии. Так, энергия, поглощённая телом млекопитающего, животного или человека при облучении смертельной дозой, при превращении в тепловую привела бы к нагреву тела всего на 0,001°С. Попытка объяснить "несоответствие" количества энергии результатам воздействия привела к созданию теории мишени, согласно которой лучевое повреждение развивается при попадании энергии в особенно радиочувствительную часть клетки — "мишень".

2) Биологическое действие  радиоактивных излучений не ограничивается  подвергнутым облучению организмом, но может распространяться и  на последующие поколения, что  объясняется действием на наследственный  аппарат организма. Именно эта  особенность очень остро ставит  перед человечеством вопросы  изучения биологического действия  радиоактивных излучений и защиты  организма от излучений. 

3) Для биологического  действия радиоактивных излучений  характерен скрытый (латентный)  период, т. е. развитие лучевого  поражения наблюдается не сразу. Продолжительность латентного периода может варьировать от нескольких минут до десятков лет в зависимости от дозы облучения, радиочувствительности организма и наблюдаемой функции. Так, при облучении в очень больших дозах (десятки тыс. рад) можно вызвать "смерть под лучом", длительное же облучение в малых дозах ведёт к изменению состояния нервной и других систем, к возникновению опухолей спустя годы после облучения.

Реакция животного на проникающее  излучение весьма разнообразна и  определяется параметрами излучения  и особенностями организма. Поэтому  у животных разных видов,  и даже индивидуумов одного и того же вида, радиочувствительность будет неодинаковой. Она зависит от возраста, пола, упитанности и других факторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние ионизирующего излучения на органы размножения и потомство животных

Чувствительность к радиации организма  и его органов во многом определяется периодом их развития. Она изменяется в течение всей жизни животного. Общая тенденция такова: начиная от зародыша и кончая половозрелым состоянием, рдиочувствительность организма и его органов постепенно понижается, в среднем возрасте стабилизируется и к старости вновь повышается. У половозрелых животных отмечены некоторые половые различия радиочувствительности. Так, у самок в отдельные стадии полового цикла

Воспроизводительные способности  животных рдиочувствительность заметно понижается, что связанно с защитным действием половых гормонов, повышающих неспецифическую резистентность организма. Женские половые гормоны при введении их до облучения оказывают защитное действие как у самок, так и у самцов. У самок радиочувствительность повышается при беременности и в подсосный период.

Влияние радиации на половые железы

 

Половые железы у млекопитающих  животных реагируют на действие радиации в принципе однотипно. Основное видовое отличие – величина повреждающей дозы, которая  тесно связана с видовой радиочувствительность организмов. При действии радиации на половые железы больше страдает генеративная функция (гаметогенез) и относительно меньше нарушается их гормональная деятельность

Влияние излучений на семенники. Половые железы животных отличаются высокой чувствительностью к действию ионизирующих излучений. При дозах 0,05- 0,1 Гр у большинства животных и человека происходит массовая гибель клеток, а после 2–4 Гр – стерильность. При облучении самцов сублетальными дозами происходит лучевое поражение семяродного эпителия в семенных канальцах, а также сперматогониев и сперматоцитов; созревшие и сформированные сперматозоиды считаются радиорезистентными. Высокие дозы радиации вызывают почти полное уничтожение семяродного эпителия и последующее затухание спермопродукции, тогда как облучение самцов средними и низкими дозами вначале приводит к снижению сперматогенеза, а затем отмечается постепенное его восстановление.

Весьма характерны уменьшение объема эякулята, снижение концентрации и подвижности спермиев в эякуляте, появление в большом количестве уродливых сперматозоидов, падение биологической полноценности спермы и ее оплодотворяющей способности. Кроме того, уменьшается масса семенников: при γ-облучении хряков в дозе 400 Р масса тестикулов снизилась на 30%, а при облучении петушков в дозе 500 Р она уменьшилась в 3 раза по сравнению с массой семенников у контрольных петушков.

Облучение в дозе 400 Р у отдельных хряков вызывает длительное бесплодие.

При гистологических исследованиях  выявляются многочисленные излияния в паренхиме железы, в просветах семенных канальцев – скопление клеток  в состоянии некроза и единичные изменённые спермиогонии и спермиоциты. Клетки Сертоли и Лейдига изменяются мало. У выживших животных спермиогенез восстанавливается за счёт сохранившихся спермиогоний, однако при этом отмечается большой процент дефектных спермиев, а в паренхиме семенников – развитие склеротических процессов.

Послелучевые реакции  в семенниках, как и в других органах животного, зависят от дозы, кратности и мощности облучения. Изучение степени нарушения спермиогенеза у баранов при лучевом воздействии показало, что объем спермы при средней степени лучевой болезни на 30-й день уменьшается наполовину. Сокращение объема эякулята продолжается до трех месяцев, к концу второго месяца могут наступить импотенция и аспермия. Восстановление объема эякулята у баранов, облученных дозой 3 Гр, происходит к 4...7-му месяцу (табл. 25). Цвет, запах и консистенция спермы у всех облученных баранов почти не изменяются.

Активность (подвижность) спермиев у баранов, облученных дозой 2 Гр, через 10 дней снижается до 80 % и остается на этом уровне в течение 3...4 недель; затем она постепенно повышается и к 3...4-му месяцу достигает 90...95 %.При облучении баранов дозой 3 Гр через 10 дней активность проявляют лишь 55 % спермиев, к 20-му дню она повышается до 70 %, но к двум месяцам вновь снижается до 45 %. В последующие сроки до года подвижность спермиев находится в предел ах 60... 95 %.

При облучении баранов  ЛД50/30 активность их спермиев через  месяц составляла 71%. Затем она  значительно колебалась: через 7 мес снижалась до 60 %, а через 12 мес поднималась до 87 %, причем какой-либо зависимости между объемом эякулята и подвижностью спермиев не прослеживается. Облучение баранов указанными выше дозами приводило к уменьшению концентрации спермиев в эякуляте, причем в первый месяц снижение ее происходило в относительно одинаковой степени (в 2 раза) при всех дозах. Это свидетельствует о том, что радиация действует в основном на молодые стадии спермиогенных клеток. Зрелые спермин, по-видимому, дозами до 3 Гр повреждаются мало. Объем эякулята у облученных баранов изменяется несколько позднее, чем концентрация и подвижность спермиев. Из этого можно сделать вывод о том, что поражаются, хотя и несколько позже, и придаточные половые железы, что и обусловливает снижение жизнеспособности спермиев. & У баранов, перенесших лучевую болезнь средней степени тяжести, относительно полно репродуктивная функция восстанавливается в первые 3...4 мес. При тяжелой степени острой лучевой болезни восстановительные процессы спермиогенеза происходят с ремиссиями и растягиваются по времени. Ягнята, полученные от овцематок, осемененных спермой баранов, перенесших тяжело протекающую острую лучевую болезнь, имели пожженную жизнеспособность

Таблица 1. Сроки проявления изменений показателей спермы баранов  после внешнего гамма-облучения, мес (по П.А. Карташову)

Показатель	Доза, Гр
	2	3
Объём эякулята:
минимальный	3	4
восстановление	6	7
Концентрация спермиев:
минимальный	5	3
восстановление	10	10
Подвижность спермиев:
минимальный	1	2
восстановление	4(95 %)	8(95 %)

Примечание. Мощность дозы 4 Гр/мин.

Лучевое поражение семенников сопровождается биохимическими изменениями - снижается содержание нуклеиновых кислот, АТФ, креатина, холестерина, аскорбиновой кислоты, полисахаридов, что так же приводит к нарушению сперматогенеза.

Так, например, при исследовании сперматогенной функции у собак после облучения были отмечены явные изменения, которые характеризовались уменьшением объема эякулята, прогрессивным снижением количества сперматозоидов, увеличением процента их типичных форм, понижением резистентности (к 1% раствору хлористого натрия) и нарушением активности. При морфологическом исследовании облученной предстательной железы наблюдались гиперплазия эпителиальной ткани, а в ряде случаев и ее склероз. Одновременно с этим отмечено угнетение половых рефлексов.

У некоторых подопытных животных возникла полная лучевая кастрация.

У хряков, при средней степени лучевой болезни первые 2 недели не обнаруживается нарушения половой активности. Затем ухудшается качество спермы, достигая максимума на 6...8-й неделе. После этого начинаются восстановительные процессы, и к 4-му месяцу концентрация спермиев, как правило, достигает нормальной величины. При тяжелой и особенно крайне тяжелой степени лучевой болезни изменения в семенниках идут в более интенсивной форме. При вскрытии отмечают уменьшение и дряблость семенников и кровоизлияния в различных участках. При гистологических исследованиях обнаруживают деструктивные и некротические нарушения в семенных канальцах, просветы которых в большинстве случаев бывают заполнены скоплениями разрушенных спермиогенных клеток.

У быков-производителей внешнее  облучение дозами до 4 ГР не вызывает стойких изменений функций семенников. При более высоких дозах в течение двух недель отмечаются морфологические изменения в семенниках, которые в последующем приводят к угнетению спермиогенеза. Восстановление функций семенников происходит медленно; сроки его зависят от тяжести общей лучевой реакции. В тяжелых случаях животное может остаться бесплодным в течение нескольких месяцев. У ослов облучённых дозами до 4 Гр, воспроизводительная функция сохраняется, а при дозе облучения 7,5 Гр через месяц обнаруживается аспермия. Признаки восстановления наступают через 1…2 мес.

Половая функция петухов  при внешнем гамма-облучении дозой 6 Гр не претерпевает заметных изменений. Небольшие дозы стимулируют рост семенников (рис. 39). Дозы, вызывающие тяжелое и сверхтяжелое течение лучевой болезни, приводят к нарушениям половой функции уже в первые дни после облучения. У выживших петухов полного восстановления половой активности, качества спермы обычно не наступает.

У молодых неполовозрелых животных семенники более чувствительны  к действиям радиации, чем у половозрелых.

Повторное облучение в  летальных дозах вызывает более  тяжёлое поражение. В большей  степени снижается концентрация спермиев и их активность в эякуляте и увеличивается период восстановительных процессов. Многократные облучения самцов значительно усугубляет течение  радиоционных поражений, намного увеличивают продолжительность восстановительного процесса, при этом большой прцент самцов остаются бесплодными.