Free Student HQ / FSHQ / "Штаб-Квартира свободного Студента"

Мозг и радиация

Гитлер в последние годы развязанной им второй мировой войны, уже терпя сокрушительные удары Советской Армии, начал лихорадочно форсировать исследования и производство новых отравляющих веществ, надеясь с их помощью восстановить свое могущество. Фашистское руководство приняло решение использовать в военных целях специальные вещества из класса фосфорорганических соединений, поражающие деятельность центральной нервной системы человека. В ничтожных количествах эти вещества действуют на психику (вызывают галлюцинации, депрессию, неспособность реагировать на внешние раздражители), а в несколько большем количестве приводят к параличу нервной системы и смерти.

В цехах крупнейшего химического концерна фашистской Германии «ИГ Фарбениндустри» уже были заготовлены десятки тысяч тонн таких психогенных ядов, как табун, зарин, вызывающих смерть через 1—2 минуты при вдыхании их паров в концентрации 0,1—0,4 миллиграмма на литр. Гитлер не успел осуществить свои преступные замыслы.

Советский Союз, как и все страны социалистического содружества, вся передовая общественность мира ведут последовательную и упорную борьбу за мир, за исключение из практики международных отношений войн, за запрещение использования любых средств массового уничтожения людей и в первую очередь ядерного, химического и бактериологического оружия. Эти идеи получают все большее признание в мире, и мы уверены в их победе.

Мы также уверены в том, что разум человека — самое прекрасное, что создала природа на нашей планете, — восторжествует над бездумным, атавистическим стремлением к порабощению, истреблению и угнетению народов. В мирном содружестве наций, свободном от угрозы войны, человечество достигнет невиданного расцвета культуры, искусств и науки, наивысших проявлений творческих способностей человека, проявления полноценной деятельности его центральной нервной системы, работы больших полушарий его головного мозга.

И было бы непоправимым злом, если бы в процессе развития цивилизации мы создавали условия, нанося¬щие вред деятельности центральной нервной системы человека. Вот почему нас не может не волновать вопрос о влиянии повышенных уровней радиации на нервную систему человека, на ее высший, интегративный орган — головной мозг.

Нервная система в организме человека выполняет важные и разнообразные функции, нарушение которых непосредственно угрожает самому существованию человека. На первом месте стоит восприятие через органы чувств воздействий внешней среды и быстрая переработка всей получаемой информации с ответной реакцией организма благодаря контролю нервной системы над его мускулатурой.

Нервная система определяет наше поведение и ориентацию в любых условиях внешней среды. Высшая нервная деятельность ответственна за формирование и развитие всех сложнейших проявлений нашего интеллекта, за всю духовную деятельность человека. Любые жизненные функции нашего организма, такие, как дыхание, циркуляция крови, пищеварение, экскреция и другие, находятся под контролем нервной системы.

Именно нервная система, часто в тесном единении с эндокринными железами, регулирует все эти процессы, приспосабливая их к изменениям внешних условий, поддерживая необходимое для существования постоянство внутренней среды организма.

Нервные центры, расположенные как в спинном, так и в головном мозге, выполняют эти контрольные функции. Безусловные и условные рефлексы, берущие начало в нервных рецепторах и через нервные центры проявляющиеся в активности мускулов или других тканей, лежат в основе той высшей интегративной функции, которую выполняет нервная система в организме животного и человека.

Важность всех перечисленных функций нервной системы выдвигает проблему ее радиочувствительности, ее реакции на облучение в число важнейших не только в теоретическом плане, но и в сугубо практическом. Нам в наш век атомной энергии и космических полетов важно знать, каково будет поведение человека, если он окажется в экстремальных условиях повышенной радиации. Смогут ли отразиться на его интеллекте, поведении и духовной жизни те небольшие сдвиги уровня радиоактивности в окружающей среде, которые будут связаны с мирным развитием ядерной промышлен¬ности?

За последние два-три десятилетия крупные исследователи как у нас в стране, так и в США и других странах провели многочисленные эксперименты на животных, и в первую очередь на собаках и обезьянах, чтобы пролить свет на поставленные вопросы. И пожалуй, нигде в радиобиологии не возникало столько споров и дискуссий, не высказывалось так много противоречивых и противоположных суждений, как при обсуждении вопроса о радиочувствительности нервной системы и ее высшего интегративного органа — головного мозга. Чтобы понять истинное положение вещей, проследим основные этапы и методы исследования.

Первое слово сказали гистологи и цитологи. Если облучить животное в достаточно высокой дозе, вызывающей явную лучевую болезнь, и дней через четыре-семь исследовать морфологическое состояние его тканей, можно легко заметить, что некоторые ткани оказываются сильно измененными и разрушенными, другие несут лишь небольшие повреждения, тогда как третьи не отличаются от нормы. Если расположить все эти ткани в ряд по их радиочувствительности, то заключит этот ряд ткань головного мозга, как самая устойчивая к действию радиации. В то время как при дозах 100—300 рад можно увидеть серьезные поражения в тканях селезенки, костного мозга, зобной железы, требовались десятки тысяч рад, чтобы вызвать морфологические изменения в головном мозгу.

Во всех учебниках можно было прочесть, что головной мозг исключительно радиорезистентен. И это казалось понятным. Ведь клетки после облучения обычно гибнут при делении, иногда даже после двух-трех делений, что связано с легкой поражаемостью их ядерного аппарата. Клетки же взрослого головного мозга не делятся, сложная сеть нейронов сохраняется в течение всей жизни человека. Именно это обстоятельство, казалось, и объясняло морфологическую устойчивость нервной ткани.

Итак, все ясно. Вопрос решен. Ионизирующая радиация не опасна для высшей нервной деятельности человека. Но против бесспорности этого вывода восстали физиологи. Самыми важными являются функции центральной нервной системы. Морфология сохраняется, а функции? Чтобы ответить на этот вопрос, советские физиологи решили воспользоваться точным и объективным методом исследования функций центральной нервной системы — методом условных рефлексов.

Следуя классическим традициям этого метода, разработанным Иваном Петровичем Павловым, эксперименты проводились на собаках. В 30—40-х годах внимание физиологов привлекли исследования советского радиобиолога Михаила Исаевича Неменова, начатые непосредственно под руководством академика Павлова и показавшие, что облучение головы собаки в дозах 500—2000 рад вызывает отчетливые изменения условных рефлексов. В нашей стране в ряде лабораторий детально исследовали влияние ионизирующих излучений на условнорефлекторную деятельность собак, крыс, кроликов и других животных. В нашем институте много и плодотворно работала в этом направлении Наталья Наумовна Лившиц — известный специалист в области центральной нервной системы, беззаветно преданная науке, отдавшая много лет своей жизни терпеливому наблюдению над возникновением, устойчивостью и угасанием условных рефлексов у собак, подвергнутых облучению.

Общий вывод несомненен: под влиянием облучения в центральной нервной системе происходят фазовые изменения, приводящие в одни интервалы времени после облучения к усилению, в другие — к угнетению условных рефлексов. Изменения отчетливо выявились при дозах 200—500 рад. На собаках были получены проходящие изменения даже при 30—50 радах.

Другой метод исследования функциональной активности головного мозга — метод электроэнцефалографии, при котором изучаются биотоки мозга, также показал существенные сдвиги в электрической активности коры головного мозга, как в ближайшие часы, так и .в более отдаленные сроки после облучения. Последствия облучения в дозах 100—500 рад отчетливо обнаруживались этим методом. Даже столь малые дозы, как 10—50 рад, вызывали кратковременные сдвиги в электрической активности мозга.

Казалось, само собой напрашивался вывод о чрезвычайной функциональной радиочувствительности центральной нервной системы. Ведь на условнорефлекторной деятельности основано все поведение животного. Если условные рефлексы нарушаются даже при небольших дозах облучения, следовательно, эти дозы опасны: они могут изменить поведение человека, отразиться на его умозаключениях, на его психике. Так ли это?

После многих лет исследования влияния облучения на электрическую активность мозга академик Михаил Николаевич Ливанов пришел к очень важному выводу о необходимости различать радиочувствительность и радиопоражаемость центральной нервной системы. Ведь и в нормальной жизни под влиянием многих факторов биопотенциалы мозга постоянно меняются. Клетки нервной ткани воспринимают воздействие небольших доз радиации, они меняют свою электрическую активность, но это еще не значит, что происходит поражение общей интегративной деятельности мозга.

Американские ученые наблюдали поведение животных в лабиринте, где животное решает сложную задачу поиска правильного пути к поставленной перед ним цели. Исследования показали, что сложные поведенческие реакции не меняются при общем облучении до 500 рад. В опытах, где облучали только головы животных, при дозах в 2—5 килорад наблюдалось даже некоторое превосходство облученных-животных над контрольными в скорости выработки навыков прохождения лабиринта до источника питания. Вывод из этих экспериментов сводился к признанию сравнительно высокой устойчивости функции центральной нервной системы к действию радиации.

Анализ, казалось бы, противоречивых выводов при использовании различных методов исследования показывает, что в действительности они лишь дополняют друг друга, давая нам информацию о различных сторонах деятельности мозга. Электроэнцефалография, метод условных рефлексов, выявляет чувствительность элементов центральной нервной системы к действию радиации, к ее восприятию, но не позволяет судить о поражении основных интегративных функций, определяющих поведение животного. Здесь сказываются большие компенсаторные возможности мозга, которые позволяют животному, даже при временном ослаблении отдельных рефлекторных связей, использовать другие для решения поставленных перед ним задач.

Надо сказать, что немногие случаи клинических наблюдений над людьми, получившими массивные смертельные дозы облучения (49 случаев в Хиросиме и др.), не обнаружили зависимости умственных и неврологических изменений от дозы облучения, а замеченные сдвиги могли быть вторичным следствием поражения других систем организма, обусловивших его гибель. Подводя итоги, мы можем с уверенностью сказать, что у взрослых людей опасность поражения ионизирующими излучениями не связана с их действием на мозг. Способность нервной системы реагировать даже на малые дозы облучения (порядка 10 рад) носит чисто физиологический характер, при котором отсутствует ее повреждение. Правда, как всякий длительно действующий раздражитель, хроническое облучение в течение нескольких лет в дозах, в сотни раз превосходящих обычный радиоактивный фон, может привести к головным болям, бессоннице, повышенной раздражимости. Однако, как и в случае других раздражителей, эти симптомы обратимы и бесследно проходят после снятия раздражителя.

Совершенно иную картину мы наблюдаем при облучении организма в момент формирования центральной нервной системы, то есть в период эмбриогенеза, развития плода и в раннем детском возрасте. Среди академических институтов, расположенных в Москве, есть Институт высшей нервной деятельности. Лабораторию радиобиологии в нем долгое время возглавлял пытливый исследователь, человек большой культуры, с мягким и доброжелательным характером — Игорь Андреевич Пионтковский. Именно из его лаборатории вышли наиболее обстоятельные исследования по влиянию облучения в период эмбрионального развития на высшую нервную деятельность родившихся животных.

Беременных самок, а следовательно, и развивающийся эмбрион и позднее плод облучали рентгеновскими лучами на разных стадиях развития. Особое внимание было обращено на малые дозы облучения, начиная с 200 рад и ниже. Родившихся животных подвергали тщательному исследованию в течение нескольких лет их жизни, следили за выработкой безусловных и условных рефлексов, за поведением животных, их развитием, за биоэлектрической активностью мозга. Исследовали и структурные изменения в мозгу.

Характер аномалий сильно зависел от времени облучения. Наибольшие сдвиги наблюдались тогда, когда облучение проводили в момент закладки и начального развития у зародыша центральной нервной системы. В это время (период органогенеза) развитие эмбриона идет очень быстро, и вот именно в этот этап развития, когда все новые и новые гены приобретают активность, давая информацию для образования тех или иных центров формирующегося мозга, он оказался особенно радиочувствительным.

Облучение в дозе 150—200 рад приводило к рождению животных с малыми размерами черепа и мозга при нормальном состоянии других частей тела (микроцефалия), с водянкой мозга (гидроцефалия) и с другими грубыми дефектами развития. Даже у казавшихся внешне нормальными животных (путем электроэнцефалографии, изучения скорости образования условных рефлексов, приобретения навыков поведения, выбора правильных решений при испытании в лабиринте) можно было выявить значительные отклонения от нормы, говорившие о неполноценности центральной нервной системы. Длительные наблюдения над такими животными показали, что эти повреждения не компенсируются, сохраняются на долгие годы.

В лаборатории Пионтковского особо тщательно исследовались малые дозы облучения. Было показано, что облучение в столь малых дозах, как 50 и даже 25 рад, в строго определенные дни развития (10-й и 18-й день у крыс) вызывает достоверные отклонения от нормы выработки и проявления условных рефлексов, не приводя, однако, уже к серьезным повреждениям деятельности мозга. Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что дозы в 100 рад и выше, полученные в период органогенеза (10 и 18-й день развития), представляют уже реальную опасность рождения потомства с явными дефектами мозга. Что же нам известно об опасности облучения для человека? Если у крыс все эмбриональное развитие проходит за 21 день, то у человека оно длится девять месяцев. Образование основных отделов головного мозга у крыс происходит в период от 10-го до 18-го дня развития, когда особенно опасно облучение. У человека это будут 2-й и 3-й месяцы беременности. Однако облучение и в более поздние сроки развития мозга может отразиться на умственной деятельности ребенка.

В медицине к 20—30-м годам нашего столетия стали накапливаться наблюдения над детьми, матери которых облучались рентгеновскими лучами во время беременности. Статистика показывала, что среди них значительно чаще наблюдались случаи умственной отсталости, микроцефалии. Среди 417 детей, у которых матери проходили рентгенотерапию до беременности, было зарегистрировано только три случая повреждения мозга, в то время как среди 75 детей, матери которых облучались во время беременности, было обнаружено 18 микроцефаликов, четыре — с дефектами умственного развития и один — с уродством головы.

Однако дозы облучения во всех этих случаях не были строго установлены и, вероятно, были достаточно высоки. Очень подробно изучены дети, родившиеся от матерей, перенесших ядерные взрывы в Хиросиме и Нагасаки. Было обследовано 1613 детей на девятый, пятнадцатый и семнадцатый год их роста и развития. Исследование размеров головы и умственного развития показало, что в группе женщин, получивших во время беременности дозу облучения меньше 50 рад, не наблюдалось достоверных отличий от нормы. В группе облученных дозой 50—99 рад (очень немногочисленной) процент дефектов центральной нервной системы был уже несколько выше (4 процента против 1 в норме). Облучение в дозах 100—199 рад привело уже к увеличению до 9, а больше 200 рад — до 36 процентов случаев явной умственной отсталости.

Таким образом, при больших дозах облучения на 100 рад можно ожидать около 10 процентов детей с дефектами центральной нервной системы. Хотя ко дню рождения мозг человека уже полностью сформирован, его облучение в детский период значительно более опасно по сравнению с облучением взрослых. Около 40 лет назад, когда эта опасность была неизвестна, применяли рентгеновское облучение для лечения стригущего лишая у детей. При облучении головы молодой мозг получал 140 и более рад. Обследование этих пациентов через 15 лет показало достоверное увеличение числа опухолей мозга (примерно 10 случаев на один рад на миллион облученных). В обследованной группе было найдено также, что количество случаев умственной отсталости, психических расстройств и других повреждений высшей нервной деятельности было в 2,5 раза больше, чем в норме.

Из всего сказанного видно, что центральная нервная система взрослых достаточно устойчива к действию радиации, так что даже при облучении в дозах, угрожающих жизни, психика человека благодаря ее большим компенсаторным возможностям не отклоняется от нормы. Гораздо большая опасность возникает в случае облучения в период эмбрионального развития и в детском возрасте.

Дозы облучения выше 100 рад в эти периоды приводят уже к значимому повышению различных случаев поражения мозга, начиная от небольших отклонений от нормы в умственном развитии и кончая тяжелыми случаями микроцефалии, шизофрении, эпилепсии и других заболеваний. Однако даже в эти наиболее опасные периоды дозы порядка 10—20 рад не дают видимых отклонений от нормы. Тем не менее, учитывая большую радиочувствительность в эти сроки, наше законодательство и правила санитарного контроля предписывают не допускать к работе, так или иначе связанной даже с небольшими уровнями облучения, женщин в период беременности и детей до 18 лет.

 

Друзья! FSHQ довольно молодой ресурс, мы группа создателей сайта имеем общее увлечение всей нашей жизни в лице этого проекта, мы пытаемся нести пользу людям. Мы не хотим, и не будем заваливать весь проект огромным количеством рекламы для того чтобы была финансовая возможность строить этот ресурс, потому мы решили обратиться к нашим читателям с просьбой поддержать наш проект, всего 5 рублей, большего не просим. Надеемся, что данная сумма не станет большой потерей для бюджета наших посетителей, эта помощь будет просто неоценима, для проекта это жизнь, а вместе с ним живем и работаем мы. Это очень важно для нас. Спасибо! VISA - 4276020013209090; WebMoney - R256677704329; Z164891118384;

 

Сайт создан в 2012 г. © Все права на материалы сайта принадлежат его автору!
Копирование любых материалов сайта возможно только с разрешения автора и при указании ссылки на первоисточник.
Яндекс.Метрика