РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ
Радиочувствительность – это чувствительность биологических объек-
тов к действию ИИ.
Мерой радиочувствительности является доза облучения, вызывающая
гибель 50% облучённых организмов за 30 суток (ЛД 50/30) или за 60 су-
ток (ЛД 50/60).
На КЛЕТОЧНОМ уровне радиочувствительность зависит от ряда факто-
ров:
1) величина и организация генома (в т.ч. кариопикнотический индекс);
2) состояние системы репарации ДНК;
3) содержание в клетке антиоксидантов;
4) активность ферментов, утилизирующих продукты радиолиза воды (ка-
талаза – разрушает перекись водорода, супероксиддисмутаза – инактиви-
рует супероксидный радикал);
5) интенсивность окислительно-восстановительных процессов.
На ТКАНЕВОМ уровне работает правило Бергонье-Трибондо: радиочувс-
твительность ткани прямо пропорциональна пролифераитивной активности и
обратно пропорциональна степени дифференцировки составляющих ее клеток.
Следовательно, наиболее радиочувствительными в организме будут
ткани, имеющие резерв активно размножающихся малодифференцированных
клеток, а именно: – кроветворная ткань;
– гонады;
– эпителий тонкого кишечника.
Наименее радиочувствительными будут высокоспециализированные ма-
лообновляющиеся ткани, например, мышечная, костная, нервная.
Есть исключение из правила Бергонье-Трибондо – лимфоциты. Эти вы-
соко специализированные клетки отличаются высокой радиочувствитель-
ностью.
На ОРГАНИЗМЕННОМ уровне радиочувствительность зависит от чувстви-
тельности отдельных органов и тканей.
1) половые железы
Семенники: в них постоянно идёт размножение сперматогониев, кото-
рые обладают высокой радиочувствительностью; сперматозоиды (зрелые
клетки) – более радиорезистентны. Уже в дозах свыше 0.15 Гр происходит
клеточное опустошение семенников. В дозах >3.5 Гр возникает постоянная
стерильность. Не смешивать радиационную стерильность с половой потен-
цией.
Яичники: в яичниках взрослой женщины содержится популяция незаме-
няемых овоцитов (их образование заканчивается в ранние сроки после
рождения, во взрослом состоянии яичники не способны к активной регене-
рации). Следовательно, гибель овоцитов при дозах >2.5 Гр может привес-
ти к стойкому бесплодию.
2) органы пищеварения
Наибольшей радиочувствительностью обладает тонкий кишечник. Далее
по снижению радиочувствительности следуют полость рта, язык, слюнные
железы, пищевод, желудок, прямая и ободочная кишки, поджелудочная же-
леза, печень.
3) сердечно-сосудистая система
В сосудах большей радиочувствительностью обладает наружный слой
сосудистой стенки (высокое содержание коллагена).
Сердце считается радиорезистентным органом, однако при локальном
облучении в дозах 5-10 Гр можно обнаружить изменения миокарда, при до-
зе 20 Гр отмечается поражение эндокарда.
4) органы дыхания
Лёгкие взрослого человека достаточно радиорезистенты (низкая про-
лиферативная активность). Однако при локальном облучении в больших до-
зах может развиться радиационный пневмонит (это часто лимитирует луче-
вую терапию).
5) органы выделения
Почки достаточно радиорезистентны. Однако облучение почек в дозах
>30 Гр за 5 нед может привести к развитию хронического нефрита (это
может быть лимитирующим фактором при проведении лучевой терапии опухо-
лей органов брюшной полости).
6) орган зрения
Возможны 2 типа поражений глаз:
– воспалительные процессы в конъюнктиве и склере;
– катаракта .
7) ЦНС
Радиорезистентна. Клеточная гибель – при дозах свыше 100 Гр.
8) эндокринная система
Радиорезистентна
9) кости, сухожилия
В период роста обладают большей радиочувствительностью, во
взрослом состоянии радиорезистентны.
10) мышцы
Высокорадиорезистентны.
На ПОПУЛЯЦИОННОМ уровне радиочувствительность зависит от следую-
щих факторов:
1) особенности генотипа (а значит и фенотипические особенности);
В человеческой популяции 10 – 12% людей отличаются повышенной ра-
диочувствительностью. Связано это с наследственно сниженной способнос-
тью к ликвидации разрывов ДНК, а также со сниженной точностью процесса
репарации. Повышенная радиочувствительность сопровождает такие нас-
ледственные заболевания, как атаксия-телеангиэктазия,пигментная ксеро-
дерма.
2) физиологическое (напр.,сон, бодрость, усталость, беременность)
или патофизиологическое состояние организма;
3) пол (более чувствительны мужчины,у мужчин обмен интенсивнее);
4) возраст (наименее чувствительным явл. зрелый возраст);
Особо следует остановиться на особенностях радиочувствительности
во внутриутробном периоде. Радиочувствительность плода тем выше, чем
он моложе. В зависимости от времени закладки, формирования и дифферен-
цировки органов и систем любая из них может оказаться крайне радио-
чувствительной независимо от радиочувствительности во взрослом состоя-
нии.
Эффекты облучения зависят от времени облучения по отношению к за-
чатию:
1 – преимплантационный период ( до 6-9 сут.) – в морфологическом
плане соблюдается принцип “все или ничего”, т.е. если доза была высо-
кой, то оплодотворенная яйцеклетка гибнет; если поглощенная доза не
вызвала гибель яйцеклетки, то дальше она имплантируется и развивается
нормально;
2 – период органогенеза ( до 60 сут.) – эффект зависит от величи-
ны поглощенной дозы и ее мощности, от срока от начала беременности.
Возможны следующие эффекты:
– внутриутробная гибель или гибель сразу после рождения;
– задержка развития зародыша, плода, а затем и новорожденного;
– пороки развития. Существуют критические периоды – время макси-
мальной радиочувствительности для возникновения специфического типа
аномалий. С увеличением D критический период индукции специфических
аномалий удлиняется. Эти эффекты носят детерминированный характер с
порогом для человека около 0.1 Гр;
3 – плодный период –
– гипоплазия плода;
– снижение коэффициента умственного развития (максимальное сниже-
ние коэффициента умственного развития происходит при облучении в пери-
од с 8 по 15 нед., это детерминированный эффект);
– увеличение опасности заболевания детей раком, особенно в первые
10 лет жизни ( радиочувствительность плода по индукции отдаленных
последствий облучения в 10-300 раз больше, чем у взрослого организма);
– лучевая болезнь плода, а затем и новорожденного – если облуче-
ние произошло после 7 месяца беременности.
На ЭВОЛЮЦИОННОМ уровне радиочувствительность зависит от сложности
организации живого организма. Наименее радиочувствительными являются
бактерии, для которых показатель ЛД 50 составляет 1000- 3000 Гр (в ка-
нале ядерного реактора обнаружены бактерии, названные Micrococcus
radiodurens, которые живут при дозах 100 000 Гр в сутки). Наиболее
радиочувствительными являются человек (2,5-3 Гр), овцы (1,5-2 Гр),
собаки (2,5-3 Гр), обезьяны ( 2,5- 4 Гр).
_РАДИАЦИОННЫЕ СИНДРОМЫ
Особенности поражения организма в целом определяются двумя факто-
рами:
1) радиочувствительностью тканей, органов и систем, непосредствен-
но подвергающихся облучению;
2) поглощённой дозой излучения и её распределением во времени.
При облучении страдают все органы и ткани, но ведущим для орга-
низма является поражение одного или нескольких критических органов.
Критические органы – это жизненно важные органы и системы, которые
первыми выходят из строя в данном диапазоне доз и приводят организм к
гибели.
В зависимости от критического органа выделяют 3 основных РАДИАЦИ-
ОННЫХ СИНДРОМА:
1.Костномозговой – доза 1-10 Гр.
Средняя продолжительность жизни – не более 40 сут.
На первый план выступают нарушения гемопоэза.
2. Желудочно-кишечный – доза 10-80 Гр.
Средняя продолжительность жизни около 8 сут.
Ведущим является поражение кишечника.
3. Церебральный – доза более 80 Гр.
Продолжительность жизни 2 сут и меньше.
Развивается неврологическая симптоматика.
_Костномозговой синдром.
В костном мозге находится два типа клеток: молодые и делящиеся
клетки и зрелые функциональные клетки периферической крови.В соответс-
твии с правилом Бергонье-Трибондо первые отличаются высокой радиочувс-
твительностью, а зрелые клетки будут несомненно более резистентны
(исключение – лимфоциты).
Основная причина катастрофического опустошения костного мозга на
самых ранних стадиях облучения состоит в резком торможении клеточного
деления при продолжающемся поступлении зрелых элементов на периферию.
На характер изменения морфологического состава крови в основном
влияет время жизни зрелых клеток или скорость их выбывания из крове-
носного русла.
Наиболее долгоживущие клетки – эритроциты (120 дней).Их числен-
ность падает довольно медленно, т.к. даже при полном отсутствии про-
дукции скорость их падения будет составлять около 1% в сутки.
Число лейкоцитов снижается значительно быстрее, т.к. они имеют
короткую продолжительность жизни.В динамике их изменения можно выде-
лить несколько фаз:
1) фаза дегенерации
Сразу после облучения развивается нейтрофильный лейкоцитоз со
сдвигом влево (ответная реакция организма на появление радиотоксинов).
Затем падение числа лейкоцитов, в крови обнаруживаются только повреж-
дённые клетки.
2) фаза абортивного подъёма гранулоцитов
Обусловлена размножением в костном мозге повреждённых облучением
клеток со сниженной пролиферативной способностью. Когда эти клетки ис-
черпают свой пролиферативный потенциал (они сами и все их потомки по-
гибнут), число лейкоцитов вновь снизится до минимального (или нулево-
го) уровня.
3) фаза восстановления
Обеспечивается небольшим количеством стволовых клеток, сохранив-
шихся в костном мозге и полностью сохранивших пролиферативную способ-
ность.
Тромбоциты по своей кинетике занимают промежуточное положение
между лейкоцитами и эритроцитами.
Лимфоциты – наиболее радиочувствительные клетки крови – гибнут
даже при небольших дозах не только в месте их образования (лимфоузлы),
но и в периферической крови.
_Желудочно-кишечный синдром.
Наиболее важные изменения возникают в тонком кишечнике и заключа-
ются в клеточном опустошении ворсинок и крипт, основную роль в котором
играет интерфазная гибель клеток сразу после облучения.
Для летального исхода, помимо оголения ворсинок, важны также та-
кие факторы, как проникновение инфекции, поражение кровеносных сосу-
дов, нарушение баланса жидкостей и электролитов.
_Церебральный синдром.
ЦНС состоит из высокодифференцированных непролиферирующих клеток,
отличающихся высокой радиорезистентностью, поэтому при облучении выра-
женных клеточных потерь не будет.Гибель нервных клеток происходит при
огромных дозах порядка сотен Гр. Для летального исхода очень важно по-
ражение кровеносных сосудов.
_ОСТРАЯ ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ
Острая лучевая болезнь – наиболее типичный пример радиационного
поражения животных и человека. Она может развиться в результате общего
равномерного облучения либо в результате неравномерного облучения.
ОЛБ ПРИ РАВНОМЕРНОМ ВНЕШНЕМ ОБЛУЧЕНИИ.
Развивается при дозе свыше 1 Гр.
При облучении в дозе менее 1 Гр возникает острая лучевая травма,
сопровождающаяся небольшой лейкопенией и тромбоцитопенией без призна-
ков заболевания.
В зависимости от поглощённой дозы ОЛБ подразделяется по степеням
тяжести:
I (лёгкая) – 1-2 Гр;
II (средней тяжести) – 2-4 Гр;
III (тяжёлая) – 4-6 Гр;
IV (крайне тяжёлая) – 6-10 Гр.
В течении ОЛБ выделяют 3 периода:
1) период формирования;
2) период восстановления;
3) период исходов и последствий.
Период формирования можно чётко разделить на 4 фазы:
1 – фаза первичной острой реакции;
2 – фаза мнимого благополучия (латентная);
3 – фаза разгара болезни;
4 – фаза раннего восстановления.
_Фаза первичной острой реакции
Симптомы возникают в первые часы-минуты после облучения:
– тошнота, рвота;
– потеря аппетита;
– сухость во рту;
– головная боль;
– головокружение;
– слабость;
– сонливость.
Наибольшее диагностическое и прогностическое значение имеет дис-
пептический синдром (время появления и выраженность).
При высокой степени тяжести возможны следующие симптомы:
– развитие шокоподобного состояния с падением артериального дав-
ления;
– кратковременная потеря сознания;
– субфебрильная температура;
– понос.
Кровь: – нейтрофильный лейкоцитоз со сдвигом влево;
– абсолютная и относительная лимфопения.
Продолжительность фазы – 1-3 дня.
_Латентная фаза
Самочувствие больных улучшается.Может быть неспецифическая невро-
логическая симптоматика.Начинают выпадать волосы.
Кровь: – выраженная лимфопения;
– лейкопения, приблизительно на 15 день – абортивный гра-
нулоцитоз с последующим падением лейкоцитов до минимума;
– тромбоцитопения.
Продолжительность фазы – 14-32 сут.
При IV степени тяжести эта фаза отсутствует.
_Фаза разгара б .о _лезни
О переходе в эту фазу судят по развитию агранулоцитоза (падение
лейкоцитов ниже 1*10^9 /л).
Самочувствие ухудшается. Повышается температура и СОЭ, появляется
резкая слабость.
Ведущими в клинической картине являются 2 синдрома:
1) геморрагический;
2) инфекционный, вызванный как присоединением экзогенной инфекции,
так и активацией собственной микрофлоры.
Кровь: – агранулоцитоз;
– абсолютная лимфопения;
– относительный лимфоцитоз (морфологический состав крови
представлен почти одними лимфоцитами, гранулоциты единич-
ные или отсутствуют);
– тромбоцитопения;
– прогрессирует анемия.
Продолжительность фазы – 1,5-2 недели.
_Фаза раннего восстановления
Самочувствие улучшается, появляется аппетит, восстанавливается
сон.Температура нормализуется.Эпиляция прогрессирует.
Кровь: – ретикулоциты;
– молодые формы лейкоцитов вплоть до миелобластов;
– регенераторные формы тромбоцитов;
– анемия прогрессирует, достигая максимума к 5-6 неделе,
затем число эритроцитов начинает увеличиваться и дости-
гает нормы к 2-3 мес.
Продолжительность – 1-2 мес.
ОСОБЕННОСТИ ОЛБ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АВАРИИ.
Своеобразная форма: сочетание общего относительно равномерного
гамма-облучения всего тела с бета-облучением обширных участков кожного
покрова и частично с ингаляционным поступлением смеси радионуклидов (в
основном, I и Сs).
237 случаев ОЛБ, все – персонал станции и ликвидаторы.
I ст. – 41 чел., 1 случай дискутируется; все выжили;
II ст. – 50 чел.; 1 умер;
III ст. – 22 чел.; 7 умерли;
IV ст. – 21 чел.; 20 умерли.
Остальные случаи относятся к неподтвержденным.
Всего в острой фазе умерло 28 человек (+ 2 погибли в момент ава-
рии непосредственно на станции), выжило 209 человек.
6 больных – необратимая миелодепрессия.
56 больных – лучевые ожоги за счёт бета-излучения, из них 2 чело-
века имели еще и термические ожоги; 26 погибли .
10 больных – на 4-8 сут. развился кишечный синдром; все погибли.
7 больных – острый радиационный интерстициальный пневмонит (соче-
тался с поражением кожи и кишечника).
80 больных – орофарингеальный синдром.
За последующие 10 лет умерло еще 14 человек (9 пациентов с ОЛБ и
5 – с неподтвержденными формами). Их смерть не связана с исходной тя-
жестью ОЛБ и в большинстве случаев не связана с радиационным воздейс-
твием (автоавария-1, ИБС-4, энцефалит-1, гангрена легкого-1, туберку-
лез легких-1, цирроз печени-1, жировая эмболия-1, саркома-1, миело-
диспластический синдром-2, гипоплазия кроветворения-1 ).
ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ И ПРИНЦИПЫ ЛЕЧЕНИЯ.
Организационные мероприятия и лечение определяется фазой ОЛБ. Же-
лательно проводить лечение в специализированном стационаре.
_В фазе первичной острой реакции:
1) по возможности удалить пострадавшего от источника ИИ;
2) установить дозу облучения (физическая и биологическая дозимет-
рия):
– наличие, срок возникновения и интенсивность тошноты и рвоты;
– наличие первичной эритемы кожи;
– число лимфоцитов периферической крови в 1 сут;
3) контроль загрязнённости одежды, кожи, последующая дезактивация
(если необходимо);
4) забор мазков из носа, с открытых и (или) поврежденных участков
кожи, а также проб крови, мочи, кала для оценки инкорпорации радионук-
лидов;
5) симптоматическая терапия:
– противорвотные;
– сердечно-сосудистые;
– седативные;
– дезинтоксикация.
Хирургическая коррекция угрожающих состояний проводится в первые
48 часов, остальные хирургические вмешательства – после восстановления
гемопоэза.
_В латентной фазе .:
1) витамины А, Е, С, группа В;
2) седативные;
3) профилактика инфекционных осложнений.
С конца латентной фазы больного поместить в асептические условия.
_В фазе разгара .:
1) антибиотикотерапия
Одновременно внутривенно 3 антибиотика в максимальных дозиров-
ках: один из аминогликозидов, один из цефалоспоринов, один из полусин-
тетических пенициллинов с антисинегнойной активностью. Если нет эффек-
та в течение 24-48 часов – в/в антистафилококковый гамма-глобулин. Ес-
ли лихорадка не купируется в течение недели – в/в амфотерицин В. При
активации вируса герпеса – ацикловир.
2) антигеморрагическая терапия;
3) дезинтоксикация;
4) заместительная терапия:
– переливание компонентов крови (чаще тромбоциты, эритроциты)
Перед переливанием компоненты крови облучают в дозе 15 Гр для
предотвращения реакции “трансплантат против хозяина”.
– трансплантация аллогенного костного мозга (ТАКМ) или трансплан-
тация клеток человеческой эмбриональной печени (ТКЧЭП)
Проводится при равномерном (!) облучении в дозе >6 Гр. Полная
идентичность по системе НLА-антигенов. Из трансплантата костного мозга
удаляются Т-лимфоциты. Больному проводится иммуносупрессивная терапия.
После чернобыльской аварии ТАКМ была проведена 13 больным: 7 –
погибли в раннем периоде (до 20 сут после трансплантации) из-за соче-
тания тяжёлых поражений кожи, кишечника, лёгких; 4 – погибли в позднем
периоде (20-80 сут после трансплантации) из-за присоединения вирус-
но-бактериальной инфекции; 2 – выжили. ТКЧЭП была проведена 6 больным,
все погибли в раннем периоде.
_В фазе раннего восстановления .:
1) биостимуляторы;
2) анаболики;
3) витамины;
4) стимуляторы кроветворения (нельзя в латентной фазе и фазе раз-
гара , т.к. могут вызвать истощение костного мозга).
_ХРОНИЧЕСКАЯ ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ
ХЛБ – не последствие ОЛБ (!). Это самостоятельная нозологическая
форма. Развивается при продолжительном облучении организма в малых до-
зах: интенсивность 1-5 мЗв в сут, суммарная доза 0,7-1 Зв.
См. методическую разработку.
_РЕКОНСТРУКЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ ЧЕЛОВЕКОМ ДОЗ
1. Подсчёт количества хромосомных аберраций в культуре лимфоцитов
периферической крови (с момента облучения в течение нескольких недель)
и в культуре клеток костного мозга (через 18-20 ч до конца 2-х суток).
Полученные данные сравнивают с калибровочными кривыми от облуче-
ния Со-60 образцов донорской крови.
2. Определение свободных радикалов в зубной эмали методом элект-
ронного парамагнитного резонанса (ЭПР).
Свободные электроны, появляющиеся в эмали при гамма- или рентге-
новском облучении зубов, захватываются в дефектах кристаллической ре-
шетки с образованием свободных радикалов карбоната, которые регистри-
руются методом ЭПР.
