Учебное пособие по радиационной медицине

доза облучения не столь велика, чтобы вызвать повреждения всех клеток, кроветворная система может полностью восстановить свои функции.

После облучения в высоких дозах (около 10 Гр) уже через несколькочасоввкрасномкостноммозгенаблюдаютповреждения ядер клеток: пикноз, кариорексис (апоптоз), кариолизис Костномозговые синусы расширяются, эритроциты выходят в паренхиму костного мозга. Еще через несколько часов начинается процесс фагоцитоза поврежденных миелокариоцитов: фрагменты ядер, а иногда и цельные клетки, обнаруживают в костномозговых макрофагах. Развитие некротических изменений в клетках костного мозга сопровождается сосудистыми реакциями, и гистологическая картина костного мозга может быть охарактеризована как воспаление с характерными для него фазами альтерации, экссудации, а в последующем — развития репарационных процессов.Вопустошеннойотечнойстромекостногомозганаблюдаются геморрагии. Костный мозг через 3 суток после облучения в сверхлетальной дозе выглядит как «озеро крови». Незадолго перед смертью в костном мозге обнаруживаются бактерии.

При более низких дозах облучения изменения менее выражены. В случаях, заканчивающихся выздоровлением, вначале появляются отдельные очаги кроветворения, со временем они сливаются. У человека через 2 суток после облучения в дозах 2–6 Гр гистологическое исследование срезов костного мозга позволяет обнаружитьснижениеколичестваклетокэритроидногоигранулоцитарного ростков в 1,5–2 раза по сравнению с нормой, участкисобнаженнойстромой,отечностьосновноговещества,мелкие кровоизлияния.

Даже спустя год после облучения в дозах 2–4 Гр структура костного мозга восстанавливается не полностью. Сохраняются крупные очаги жировой дистрофии, увеличено по сравнению с нормой количество стромальных клеток, гемопоэтическая ткань в паренхиме костного мозга представлена не диффузно, а отдельными крупными очагами. После радиационного воздействия в дозах 5 Гр и выше в эти сроки в костном мозге наблюдаются распространенные очаги гипоплазии (Ю.А. Александров, 2007). 31

Факторы, определяющие степень выраженности биологического действия ИИ:

• доза — зависимость прямая; следует отметить, что суще - ствует теория так называемого , согласно которой возможна инверсионнаяногобиологическаягорм зиса реакция организма на малые дозыадиациооблучения;

• время — зависимость обратная, чем короче время облучения при одной и той же дозе, тем выраженнее эффект.

• возраст—наиболеечувствительныдети,посколькуради- ациятормозитпроцессыанаболизма,ипожилыелюди,т.к. радиация ускоряет катаболизм;

• пол — более чувствительны мужчины, т.к. мужские половые клетки часто делятся;

• способ облучения — более опасным является внутреннее облучение, т.к. при нем нельзя использовать традиционные способы защиты;

• состояние организма на момент облучения: физиологического (например, сон, бодрствование, усталость, беременность) или патофизиологического состояния организма (например, хронические заболевания, ожоги, механические травмы);

• особенность генотипа (в человеческой популяции 10– 12% людей отличаются повышенной радиочувствительностью);

• вид излучения — при внешнем облучении более опасным является γ-излучение из-за высокой проникающей способности, при внутреннем — α-излучение из-за высокой ионизирующей способности;

• путь поступления в организм — наиболее опасный ингаляционный путь;

• при инкорпорации радиоактивных веществ их действие зависитотсвойств(растворимости,мощности,тропности к органам и тканям, кумулятивной способности, скорости выведения, периода полураспада);

• распределение энергии излучения в организме — наиболее опасно равномерное облучение, менее — неравномерное; при равномерном облучении в дозе 10 Гр — 100% летальный исход. Такой же эффект при облучении головы в дозе 20 Гр, низа живота — 30 Гр, верхней части живота — 50 Гр, грудной клетки — 100 Гр, конечностей — 200 Гр;

• площадьоблучаемойповерхности—зависимостьпрямая;

32

• в организме человека и животных имеются клетки, способные выдерживать однократное облучение в дозе 40– 50 Гр — это недифференцированные мезенхимные клетки;подобныерадиоустойчивыеклеткиестьивнекоторых злокачественных опухолях; как известно, в опухоли активно функционирует <70–80% клеток, а остальные находятся в состоянии анабиоза, когда они фактически не чувствительны ни к каким воздействиям в том числе и к лучевой терапии;

• парциальноедавлениекислородавтканях—зависимость прямая;

• место проживания облученных (состояние окружающей среды), условия труда, условия жизни.

Следует обратить внимание на особенности радиочувствительности во внутриутробном периоде развития. Крайне высокая радиочувствительность организма в антенатальном, внутриутробном периоде развития легко объяснима, так как в это время он представляет собой конгломерат из делящихся и дифференцирующихся клеток, обладающих наибольшей радиочувствительностью, что в дальнейшем проявляется врожденными пороками развития, нарушением физического и умственного развития, снижением адаптационных возможностей организма. Чувствителен к действию радиации и мозг плода, особенно между 8–15-й неделями беременности, когда у плода формируется кора больших полушарий. Период наибольшей радиочувствительности эмбриона человека начинается с зачатия и кончается примерно первыми 38 сутками. Облучение эмбриона человека в период первых двух месяцев ведёт к 100% поражению, в период от 3 до 5 месяцев — к 64%, в период от 6 до 9 месяцев — к 23% поражения.

ции, сокращение продолжительности жизни и т.д.).

К соматическим относятся: ОЛБ, ХЛБ, МЛП. Для них характерна тесная корреляционная зависимость — «доза-эффект».

33

беспороговый эффект радиационногоСтохаствлиянияческий, вероятностьэффект —которого существует при любых дозахионизирующегооблученияивозрастаетсувеличениемдозы, тогда как относительная тяжесть их проявлений от дозы облучения не зависит. Другими словами, стохастические эффекты — это биологические эффекты, не имеющие дозового порога. К этим эффектам принято относить соматические стохастические эффекты (лейкоз, новообразование, как правило, возникающие спустя годы после облучения, сокращение продолжительности жизни) и генетические изменения, которые проявляются у потомков облученного (доминантные и рецессивные генные мутации, и хромосомные аберрации), то есть стохастические эффекты — отдаленные последствия облучения.

Стохастические эффекты могут быть определены расчетными методамиприизучениисостоянияздоровьяидозоблучениявбольшихстатистическихвыборкахвтечениедлительноговремени.

Необходимо отметить еще одно проявление стохастического эффекта последствий ионизирующих облучений —

возникающее вследствие преждевременности всех расстройств,собычнокраще

наблюдаемыхие продолжительностипри естественномжиз (лучевоестарениистарениенеоблученных) лю-

дей. Кроме накопления «ошибок» в коде молекулы ДНК, возникающих в результате облучения, радиационное старение обусловлено накоплением продуктов обмена ионизирующих излучений, в т.ч. — . Эти низкомолекулярные биологически активныерадиотоксиноввещества имеют сильную окислительную способность и вызывают перекисное окисление липидов. Активные свободные радикалы за счет большей реактивности обусловливающей неферментативное окисление, в т.ч. липидов. При этом липидная пероксидация проявляется нарушением мембран и ферментативных систем. Ускоренное радиационное старение проявляется изменениями в энергетике клетки, уменьшением количества митохондрий и активности дыхательных ферментов, нарушением соотношения окислительного фосфорилирования и гликолиза и др.

обусловлены доминантными и рецессивнымиГенетическиегеннымииз енениямутациями, а также хромосомными аберрациями. Известны 2 категории аберраций хромосомного типа: нестабильные (ацентрики, дицентрики, центричные кольца) и стабильные (симметричные хромосомные транслокации, инверсии, вставки, делеции хромосом).

34

3. В первый период радиационной аварии происходит выброс различных радионуклидов. Основным дозообразующим радионуклидом в данный период является:

А. Йод В. Цезий

С. Стронций D. Полоний E. Рубидий

4. Военнослужащий, пребывая после аварии на АЭС в зоне ра - диационной опасности, получил дозу облучения в 370 рад/сут. Какие дополнительные обследования необходимо провести пострадавшему?

А. Холтеровское мониторирование, ультразвуковое исследование сердца

В. Общеклинические, исследование костного мозга С. Микробиологические, ЭКГ, спирометрия

D. Оксигенометрия, уровень гликемии

Е. Активность перекисного окисления липидов, кал на дисбактериоз, рентгенологическое обследование легких

5. После техногенной аварии на ЧАЭС в лечебное учреждение обращаются облученные жители г. Припять. Общими жалобами являются: тошнота, головная боль, рвота. Пострадавшие на момент проведения испытания находились на разном расстоянии отэпицентрааварии,чтообуславливаетнекоторуюотличительную особенность в полученной поглощенной дозе. Какой из существующих методов биологической дозиметрии наиболее точнопозволитопределитьпоглощеннуюдозуоблученияукаждого из пострадавших?

А.Цитогенетический В. Фотографический С. Сцинтиляционный D. Калориметрический Е. Химический

6. Больной В., 39 лет, принимал участие в ЛПА на ЧАЭС в июле 1986г. После возвращения из зоны ликвидации возникли головная боль, головокружения, боли в эпигастральной области, тошнота. Из биохимических показателей в течение нескольких ме-

36

сяцев сохранялся повышенным уровень перекисного окисления липидов.Кпроявлениямкакогоконкретногоэффектаотносятся изменения лабораторных показателей?

А. Кислородного эффекта В.Тропностирадионуклидовкопределенныморганамитканям

С. Ионизирующей способности излучений D. Стохастического эффекта

E. Изменение нормальной процедуры деления клетки

7. У ликвидатора последствий аварии на ЧАЭС через 4 часа после воздействия ионизирующего излучения и облучения в дозе 1,3 Гр, появились слабость, тошнота, однократная рвота. К проявлениям какого конкретного эффекта ионизирующего излучения относятся отмеченные клинические проявления.

А. Стохастического эффекта В.Тропностирадионуклидовкопределенныморганамитканям

С.ИзбирательногодействияионизирующегоизлучениянаЦНС D. Количество энергии ионизирующих излучений, воздей-

ствующих на организм Е. Появление свободных радикалов с выраженными токсиче-

скими свойствами

8. Больной Н., диагноз: опухоль простаты, ему назначен курс гамма-терапии. На чем основан эффект использования источников ионизирующегоизлучениядлялеченияданногозаболевания?

А.Опухолевыеклеткиотносятсякнизкодифференцированным В. Размер опухолевой клетки совпадает с длинной волны γ-из-

лучения С. Опухолевые клетки гибнут при образовании перекисей и

гидроперекисей

D. β-излучение прекращает дальнейший рост опухоли Е. α-излучение обладает избирательной токсичностью

9. Ликвидатор последствий аварии на ЧАЭС подвергся воздействию радиации. Что она из себя представляет?

А. Направленный поток энергии В. Самопроизвольное деление ядер С. Ионизация атомов вещества

D. Поглощенная энергия ионизирующих излучений Е. Возбуждение атомов облучаемого вещества

37

Глава 3

СОМАТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

СогласноОстрая лучопределениювая болезньА.К. Гуськовой (2001), острая лучевая болезнь (ОЛБ) — нозологическая форма, развивающаяся при внешнем общем равномерном гамма и (или) гамма-нейтронном облучении в дозе, превышающей 1 Гр, полученной одномоментно или за короткий промежуток времени, не превышающей 10 суток, а также при поступлении радионуклидов внутрь при соз - дании адекватной поглощенной дозы.

Лучевая болезнь — это завершающий этап в цепи процессов, развивающихся в результате воздействия больших доз ионизирующегоизлучениянаткани,клеткиижидкиесредыорганизма. Изменения на молекулярном уровне и образование химически активных соединений в тканях и жидких средах организма ведут к появлению в крови продуктов патологического обмена — токсинов, но главное — это гибель клеток.

Следует отметить, что одним из важнейших факторов, определяющих клинические эффекты ионизирующих излучений, является распределение в организме поглощенных доз. В соответствии с этим, при общем облучении, выделяются две крупные разновидности ОЛБ: от относительно равномерного и от неравномерного воздействия радиации. Отметим, что равномерность всегда относительна, т.к. даже при контролируемом терапевтическом воздействии радиации на такой крупный биологический объект, каким является человек, достичь абсолютной равномерности облучения не удается.

39

Повреждающее действие ионизирующих излучений особенно сказывается на стволовых клетках кроветворной ткани костного мозга, на тканях кишечника. Угнетается иммунитет, это приводит к развитию инфекционных осложнений, интоксикации и кровоизлияниям в ткани и органы.

В костном мозге находится два типа клеток: молодые делящиеся клетки и зрелые функциональные клетки периферической крови. В соответствии с правилом Бергонье–Трибондо, молодые клетки отличаются высокой радиочувствительностью, а зрелые клетки (за исключением лимфоцитов), более радиорезистентны.

Известно, что основным механизмом действия ионизирующего излучения является ионизация атомов и молекул живой материи. Этот процесс считается начальным этапом биологического действия излучения и в дальнейшем вызывает функциональные и органические поражения тканей, органов и систем.

Уменьшение численности клеток костного мозга начинается сразу же после облучения и постепенно достигает минимума. Основная причина катастрофического опустошения костного мозга на самых ранних стадиях облучения состоит в повреждении родоначальных клеточных элементов, главным образом стволовых клеток и массовой гибели делящихся клеток при продолжающемся поступлении зрелых элементов на периферию.

Следует подчеркнуть, что в патогенезе острой лучевой болезни определяющую роль играет гибель клеток в непосредственных очагах поражения. Каких-либо существенных первичных изменений в органах и системах, не подвергавшихся непосредственному лучевому воздействию, не наблюдается.

Под влиянием ионизирующей радиации гибнут прежде всего делящиеся клетки, находящиеся в митотическом цикле, однако погибают и покоящиеся клетки, гибнут и лимфоциты.

Лимфопения является одним из ранних и важнейших признаков острого лучевого поражения.

Фибробласты организма оказываются высокоустойчивыми к воздействию радиации. После облучения они начинают бурный рост, что в очагах значительных поражений способствует развитию тяжелого склероза.

Клиническая картина острой лучевой болезни весьма разнообразна; она зависит от дозы облучения и сроков, прошедших по - сле облучения.

40