РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ. РАДИАЦИОННОЕ ПОРАЖЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА.

 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.