Влияние ионизирующих излучений на щитовидную железу

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………….....3

1 ПОСЛЕДСТВИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ  ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ИОНИЗИРУЮЩИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ………………………………………………………………………………..….4

1. Аутоиммунные тиреоидиты - ранние последствия облучения……………………..4

      1.2 Рак щитовидной железы как последствие облучения…………………………….....5

2 ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ  γ-ИЗЛУЧЕНИЯ В МАЛЫХ ДОЗАХ НА ТИРЕОИДНЫЙ СТАТУС КРЫС………………………………………………………………..6

3 ФУНКЦИОНАЛЬНО–МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ КРЫС ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕГО γ-ИЗЛУЧЕНИЯ………………………………………………………………..…..8

4 ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО  ФРАКЦИОНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕГО ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ ЩЖ КРЫС ПРИ ПОВЫШЕННОМ ПОТРЕБЛЕНИИ ЙОДИДА КАЛИЯ………………………...10

    4.1 Влияние ионизирующего излучения на тиреоидный статус крыс, получавших повышенные дозы йодида калия………………………………………………………………..11

4.2 Влияние ионизирующего  излучения на метаболизм йодида  в ЩЖ крыс, получавших повышенные дозы йодида калия………………………………………………………….11

4.3 Влияние ионизирующего  излучения на активность ТПО  в ЩЖ крыс, получавших повышенные дозы иодида калия……………………………………………………………….11

4.4 Влияние ионизирующего  излучения на органификацию иодида  в ЩЖ крыс, получавших повышенные дозы иодида калия……………………………………………………...12

5 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАБОЛИЗМА ЙОДИДА В ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЕ КРЫС В РАННИЙ И ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОДЫ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВНЕШНЕГО

ФРАКЦИОНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ γ-ИЗЛУЧЕНИЯ…………………………….12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..…………………………………………………………………………....14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………………….15 

ВВЕДЕНИЕ

 

Длительное время щитовидная железа (ЩЖ) считалась радиорезистентным органом, что основывалось на отсутствии эффекта со стороны ее секреторной функции, быстрой регенерации ее эпителия [10], а также на том, что гибель клеток ЩЖ и развитие гипотиреоза возникали лишь при воздействии γ-излучения в высоких дозах [31]. Однако значительное возрастание частоты случаев патологии ЩЖ в период после Чернобыльской аварии у лиц, проживающих на территориях с повышенным радиационным фоном [5, 7], вызывает необходимость пересмотреть данное положение. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в результате аварии на Чернобыльской АЭС из реактора выброшено в окружающую среду в 200 раз больше радиоактивных материалов, чем при взрыве атомных бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки. Важнейшей особенностью, характеризующей эту аварию, является выброс в окружающую среду 44 МКи ¹³¹I (если учитывать более короткоживущие изотопы ¹³²I—¹³⁵I, эта доза должна быть существенно увеличена). Следует напомнить, что I и его изотопы имеют выраженную тропность к щитовидной железе, поэтому ее повреждение - одно из серьезных последствий Чернобыльской аварии.

Многочисленными исследованиями было установлено, что рак щитовидной железы (РЩЖ) является одним из наиболее типичных радиационно-индуцированных новообразований [26]. Сам факт возникновения случаев РЩЖ после аварии на ЧАЭС не стал новостью для специалистов, но неожиданным был огромный рост заболеваемости РЩЖ у детей в первые годы после аварии: всего за это время было зарегистрировано более 4 тысяч случаев РЩЖ у детей, которым было от 0 до 15 лет на момент аварии [22].

Значительный интерес представляет внешнее облучение, поскольку показано, что ЩЖ в 5 раз более чувствительна к внешнему воздействию

γ-излучения, чем к внутреннему, вызванному инкорпорированными радиоизотопами йода [4].

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ПОСЛЕДСТВИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

ИОНИЗИРУЮЩИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

 

Имеющиеся до аварии на ЧАЭС данные литературы не позволяли отнести щитовидную железу к органам, поражение которых при внешнем облучении может быть решающим в судьбе пострадавшего. Было известно, что клетки щитовидной железы достаточно устойчивы к радиационным воздействиям. Д₀ тиреоидных клеток, как и большинства других клеточных популяций организма, соответствуют 0,93 Гр [23], метаболические изменения возникают при дозах 90-120 Гр [40].

Но как минимум два обстоятельства должны были привлекать внимание радиобиологов.

1. Взаимосвязь облучения  области шеи с раком щитовидной  железы.

В 70-е годы началось серьезное  исследование последствий действия радиации на щитовидную железу. Было установлено, что существует приблизительно 20-30-летний период до развития карциномы щитовидной железы после облучения [25]. Эти же авторы установили, что за 7 лет, предшествующих публикации их статьи, в Чикаго в анамнезе 40% больных с диагнозом рак щитовидной железы было облучение области шеи. У 7 из 100 пациентов, у которых подвергалась радиационному воздействию область шеи, в период до 30 лет развился рак щитовидной железы [41].

Таким образом, были получены данные, позволяющие предполагать наличие  тесной взаимосвязи между радиационным воздействием и раком щитовидной железы.

2. Взаимосвязь болезней  щитовидной железы и гематологических  заболеваний.

Известно, что система  гемопоеза — наиболее чувствительна  к действию ионизирующего излучения и ее повреждение является причиной важнейших последствий действия радиации на организм. В последние годы установлена взаимосвязь между неходжкинскими лимфомами, другими лимфо- и миелопролиферативными заболеваниями и аутоиммунными тиреоидитами [28, 35, 43]. Установлена взаимосвязь аутоиммунных тиреоидитов и ряда других гематологических заболеваний [1].

Таким образом, поражение  щитовидной железы в результате действия ионизирующего излучения может существенно модифицировать ответ системы кроветворения на действие радиационного фактора.

1.1 Аутоиммунные тиреоидиты - ранние последствия облучения

В течение двух недель после воздействия радиации на щитовидную железу могут развиваться явления тиреоидита, сопровождающиеся симптомами воспаления и, возможно, некроза [37]. Утверждается, что хронический лимфоцитарный тиреоидит является частым заболеванием у пациентов, перенесших в детстве облучение щитовидной железы [36].

Так, в работе [45] установлено, что у 68% пациентов, которые в детстве были подвергнуты воздействию ионизирующего излучения в малых дозах, в щитовидной железе обнаруживают признаки лимфоцитарного тиреоидита.

Следует отметить, что в литературе имеются данные о том, что наличие аутоиммунного тиреоидита существенно повышает риск возникновения злокачественных лимфопролиферативных заболеваний, а также острых лейкозов [28, 35, 43]. Проблема взаимосвязи этих заболеваний приобрела особое значение в связи с Чернобыльской аварией, в результате которой важными мишенями для действия радионуклидов являлись щитовидная железа и система кроветворения.

Имеются некоторые, хотя и достаточно противоречивые, данные о взаимосвязи между тиреоидитом и раком щитовидной железы. Большая работа [30], посвященная этой проблеме, была выполнена в США, где было проведено морфологическое исследование 9287 образцов тиреоидной ткани. В 8,1% проб был диагностирован аутоиммунный тиреоидит, а карцинома — в 4,7% случаев. Одновременное наличие признаков лимфоцитарного тиреоидита и карциномы было выявлено в 10 раз чаще, чем карциномы без тиреоидитов. В 92% всех злокачественных опухолей щитовидной железы была выявлена лимфоцитарная инфильтрация внутри или вокруг опухоли [33]. Установлено, что в тех случаях, когда рак щитовидной железы развивается у пациентов, у которых в детском возрасте была облучена область шеи, тиреоидиты обнаруживаются приблизительно в 68% случаев [45]. Есть основания предположить наличие взаимосвязи между этими заболеваниями.

1.2 Рак щитовидной железы как последствие облучения

В настоящее время нет  сомнений, что у детей, проживающих в районах, пострадавших в результате аварии на ЧАЭС, наблюдается значительное увеличение частоты рака щитовидной железы. Так, по данным белорусских исследователей [16], с 1991 г наблюдается резкий подъем заболеваемости раком щитовидной железы. Скорость роста заболеваемости за послеаварийный период среди мужского населения выросла в 1,5 раза, у женского - в 18 раз. В наиболее пострадавшей Гомельской области скорость роста заболеваемости у мужчин увеличилась в 6 раз, а у женщин - в 73 раза.

Важнейшей особенностью поставарийного периода является резкое увеличение заболеваемости среди детей и лиц молодого возраста. Если за 9 доаварийных лет опухоль была выявлена у 9 подростков, то в период с 1986 по 1994 г. заболело 333 ребенка и 81 подросток [16].

В литературе имеются данные о достоверном увеличении числа раков щитовидной железы у перенесших атомную бомбардировку [39], аварию на Маршалловых островах [42].

Необходимо остановиться на хорошо документированных сведениях о значительной группе детей, щитовидная железа которых была подвергнута облучению в 1939-1962 гг. в Чикаго. В этом случае ионизирующее излучение использовали для лечения тонзилитов, аденоидов, облучения тимуса и других доброкачественных заболеваний [44]. Авторы указанной работы подробно обследовали когорту из 2634 человек, которым в возрасте до 16 лет облучали область шеи. Оказалось, что за прошедшие годы у 309 пациентов (11,73%) развился рак щитовидной железы и у 1043 (36,6%) — узлы разного типа; 60% опухолей возникло у тех особей, щитовидная железа которых была облучена в дозе менее 60 сГр. При этих дозах образование узлов наблюдалось в 57% случаев.

Установлено, что пик  относительного риска возникновения  опухолей проявляется к 25 годам после облучения [44], но эффекты радиационного воздействия прослеживаются до 40 лет (период наблюдения).

Авторы приходят к выводу, что наиболее значимым, модифицирующим фактором радиационного воздействия является возраст ребенка в период облучения [44].

 

 

2 ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ γ-ИЗЛУЧЕНИЯ

В МАЛЫХ ДОЗАХ НА ТИРЕОИДНЫЙ СТАТУС КРЫС

 

Показано, что фракционированное радиационное облучение в дозах 0.1 и 1.0 Гр в течение 10 дней вызывает фазные изменения функциональной активности щитовидной железы (ЩЖ) на протяжении года: гиперфункцию через 6 мес и снижение содержания трийодтиронина (Т₃) через 12 мес. [8]. При суммарной поглощенной дозе 0.5 Гр авторы [17] не обнаружили изменения концентрации тиреоидных гормонов в течение 180 сут после воздействия, а хроническое облучение в дозе 1 Гр сопровождается незначительным снижением уровня тироксина (Т₄) лишь через 1 год [6]. Однако значительный рост узловой патологии щитовидной железы у жителей загрязненных районов в пост-Чернобыльский период на территории Белоруссии, Украины, России [5, 7] а также исследования, проведенные после ядерного взрыва на Маршалловых островах [24], однозначно могут свидетельствовать о выраженной чувствительности ЩЖ к воздействию малых доз хронического радиационного излучения. Хроническое воздействие малых доз радиации способно вызывать как генетические нарушения, так и дисфункцию эндокринных желез [2].

В работе [14] проведено исследование непосредственных и отдаленных эффектов длительного воздействия внешнего радиационного излучения в малых дозах на состояние тиреоидного статуса крыс.

Исследования проведены на 120 крысах самках линии Вистар. Облучение животных проводилось двадцатикратно (по 5 раз в течение 4 нед) при мощности дозы 0.01017 Гр/с, фокусное расстояние равнялось 70 см. Разовые поглощенные дозы составили 0.1; 0.25; 0.5; Гр, а суммарные соответственно 2.0; 5.0; 10.0 Гр.

О функциональной активности щитовидной железы судили по уровню Т₄ и Т₃ в сыворотке крови. Снижение концентрации Т₄ и Т₃ наблюдается у крыс с поглощенной разовой дозой 0.5 Гр через 1, 30 и 180 сут после радиационного облучения. Содержание Т₄ снижается в 1.34—1.54 раза по сравнению с контролем, наиболее выражено через 30 сут после завершения воздействия, а - Т₃ в 1.24-1.43 раза, в наибольшей степени через 1 сут после облучения. Соотношение Т₃/Т₄ в крови облученных крыс увеличивается лишь через 30 сут после воздействия у животных в группе 0.5 Гр, что может быть обусловлено нарушением метаболизма тиреоидных гормонов в организме. Снижение концентрации Т₄ у экспериментальных животных при облучении разовой дозой 0.5 Гр (суммарная доза 10 Гр) во все исследуемые сроки однозначно свидетельствует о развитии радиационно-индуцированного гипотиреоза. При более низких дозах 0.1 и 0.25 Гр не обнаружили выраженного нарушения тиреоидного статуса. Принимая во внимание важную регуляторную роль тиреоидных гормонов в отношении ряда ферментов на уровне транскрипции мРНК, определили активность тиреоидзависимой НАДФ-малатдегидрогеназы (НАДФ-МДГ)в печени крыс. Через 1 мес. после облучения наблюдается дозозависимое снижение активности НАДФ-МДГ в печени всех облученных животных в 1.55-2.46 раза. А через полгода после радиационного воздействия сниженная активность НАДФ-МДГ сохраняется в печени крыс с разовой поглощенной дозой 0.25 Гр (в 1.5 раза) и 0.5 Гр (в 1.43 раза).

Учитывая, что концентрация Т₄ и Т₃ в крови крыс с дозой 0.1 и 0.25 Гр не отличается от контрольных значений, а активность тиреоидиндуцируемой НАДФ-МДГ в печени снижена, представленные данные можно трактовать как развитие "субклинического" гипотиреоза. Безусловно, внешнее облучение влияет на активность метаболических процессов в печени — показано снижение активности монооксигеназной системы печени при однократном облучении животных в дозе 2 Гр [3], структурные изменения как белкового, так и липидного компонентов митохондриальных мембран [9]. Однако считается, что обнаруженное снижение активности МДГ обусловлено недостаточностью тиреоидных гормонов, особенно учитывая малые дозы облучения, используемые в данном эксперименте, и высокую степень резистентности печени [10] к радиационному излучению. Не исключено, что развитие выраженного гипотиреоза у этих групп животных (0.1; 0.25 Гр) возможно в более поздние сроки.