Файл: Семинар Биологическое действие ионизирующих излучений (радиобиология).docx

Исключением являются лимфоциты, для которых интерфазный тип постлучевой гибели является основным и регистрируется уже после облучения в дозах 1-2 Гр.

В основе молекулярных механизмов интерфазной гибели клеток лежат повреждения цитоплазматических (ядерных и митохондриальных) мембран, приводящие к нарушению водно- электролитного баланса, высвобождению гидролитических ферментов из лизосом, деструктивным изменениям ядра и т.д.

При высоких дозах облучения из-за расстройства метаболизма гибнет большое число клеток. Возникают морфологические и функциональные изменения в тканях, органах и системах.

Таким образом, события, происходящие в биологической системе во время и после воздействия на нее ионизирующих излучений, условно разделяют на четыре последовательные стадии:

1. 
   Физическаястадия. В течение очень короткого промежутка времени (в пределах 10^{- 13} секунды) происходит поглощение энергии ионизирующих излучений биомолекулами и компонентами окружающей их среды (молекулами воды и других веществ). В результате возникают возбужденные и ионизированные атомы и молекулы.
   
2. 
   Физико-химическая стадия. Вследствие возбуждения и ионизации молекул в них происходят внутренние перестройки за счет миграции энергии и заряда внутри молекулы или между молекулами. Возникают первично поврежденные биомолекулы и продукты их деградации – ионы и химические радикалы. Примерно 50% всех возникающих радикалов образуются из молекул воды, составляющих около 70% массы живых организмов.
   
3. 
   Химическая стадия. Ионы и химически активные радикалы по месту их образования и на некотором удалении от него (в среднем 300-350 нм) атакуют биомолекулы, повреждая их. Это происходит также в течение короткого промежутка времени (10^-10-10^-6 секунды). В результате возникают вторично (химически) поврежденные биомолекулы.
   
4. 
   Биологическая стадия. Сроки формирования этой стадии находятся в широких пределах – от 10^-6 секунды до многих лет. В основе развивающихся в этот период процессов лежат изменения внутриклеточного (межуточного) обмена веществ. В зависимости от полученной дозы ионизирующих излучений внутриклеточный обмен веществ нарушается в различной степени – от небольших сдвигов с последующим восстановлением до полного и стойкого срыва, приводящего к гибели клетки.
   

---

Завершением стадии биологических реакций (у людей, перенесших острую стадию заболевания) являются отдаленные последствия (соматические и генетические) и раннее старение организма.

Итак, формирование общего лучевого поражения начинается с молекулярного уровня, проходит клеточный, тканевой, органный, системный уровни и заканчивается уровнем целостного организма. Это приводит к развитию общего заболевания организма – различным вариантам радиационных поражений.

Как известно, тяжесть и прогноз лучевого поражения организма определяются, с одной стороны, величиной поглощенной дозы ионизирующего излучения, ее распределением в пространстве и времени, с другой – радиочувствительностью тканей, органов и систем, наиболее существенных для жизнедеятельности организма. Такие ткани, органы и системы принято называть «критическими», поскольку именно их повреждение определяет преимущественный тип лучевых реакций, специфику и время их проявлений, а также значимость для выживания или гибели организма в определенные сроки после облучения.

Различные формы лучевого поражения обусловлены степенью повреждения той или иной «критической» системы. Так, при облучении человека в дозах до 10 Гр гибель обусловлена повреждением системы кроветворения, 10-80 Гр – поражением желудочно-кишечного тракта, при облучении в дозах свыше 80 Гр гибель наступает в первые часы после воздействия от нарушения функции ЦНС.

Вопрос 3. Классификация радиационных поражений

Различают следующие виды радиационного воздействия:

1. 
   По виду излучения: гамма-, рентгеновское, нейтронное, бета-, альфа- и т.д.
   
2. 
   По локализации источника:
   

1. 
   внешнее – от удаленного источника, а также при попадании радионуклидов на кожу и слизистые оболочки.
   
2. 
   внутреннее – при инкорпорации радионуклидов.
   

3. 
   По распределению дозы в объеме тела человека:
   

---

• 
  равномерное,
  
• 
  неравномерное,
  
• 
  местное.
  

4. 
   По распределению дозы во времени:
   

1. 
   кратковременное,
   
2. 
   пролонгированное,
   
3. 
   фракционированное.
   

5. 
   По варианту течения:
   

1. 
   острое (более характерно для однократного внешнего облучения);
   
2. 
   хроническое (более характерно для повторного или длительного внешнего облучения)
   

Возникновение радиационных поражений при применении ядерного оружия или радиационных авариях возможно при следующих характеристиках и сочетаниях этиологических факторов:

1. 
   Радиационные поражения вследствие общего кратковременного (относительно равномерного) внешнее гамма- или гамма-нейтронного облучения.
   
2. 
   Радиационные поражения вследствие общего пролонгированного (фракционного) внеш него облучения.
   
3. 
   Радиационные поражения вследствие внешнего неравномерного облучения.
   
4. 
   Радиационные поражения вследствие внутреннего облучения.
   
5. 
   Местные радиационные поражения.
   
6. 
   Сочетанные радиационные поражения (внешнее гамма-облучение, аппликация на кожу и слизистые оболочки и инкорпорация радионуклидов).
   
7. 
   Комбинированные радиационные поражения (воздействие радиационного и других поражающих факторов - ударной волны, светового излучения).
   

Вопрос 4. Клиническая классификация острой лучевой болезни (ОЛБ) от внешнего облучения

Острая лучевая болезнь – полисиндромное заболевание, развивающееся после однократного непродолжительного воздействия внешнего гамма-нейтронного и рентгеновского облучения в дозе, превышающей 1 Гр, при условии относительно равномерного облучения всего тела.

1. 
   По степени тяжести (степень тяжести ОЛБ определяется поглощенной дозой ионизирующих излучений):
   

А) Формы ОЛБ:

1. 
   Костно-мозговая - при поглощенной дозе от 1 до 10 Гр.
   
2. 
   Кишечная – при поглощенной дозе 10-20 Гр.
   
3. 
   Токсемическая – при поглощенной дозе 20-80 Гр.
   
4. 
   Церебральная – при поглощенной дозе свыше 80 Гр.
   

---

Б) Степени тяжести костно-мозговой формы ОЛБ:

1. 
   (легкая) – при поглощенной дозе 1-2 Гр.
   
2. 
   (средняя) – при поглощенной дозе 2-4 Гр. III (тяжелая) – при поглощенной дозе 4-6 Гр.
   

IV (крайне тяжелая) – при поглощенной дозе 6-10 Гр.

2. 
   Периоды течения:
   

1. 
   начальный – период общей первичной реакции;
   
2. 
   скрытый – период относительного, или мнимого, благополучия;
   
3. 
   период разгара – период выраженных клинических проявлений;
   
4. 
   период восстановления;
   
5. 
   период исходов и последствий.
   

Вопрос 5. Основные синдромы острой лучевой болезни

1. 
   Гематологический (панцитопенический) – уменьшение числа клеток в периферической крови вследствие нарушения их продукции. Главную роль в развитии данного синдрома играет поражение стволовой клетки, которые сосредоточены главным образом в органах кроветворения и лишь небольшое их количество циркулирует в периферической крови, а также по-вреждение созревающих клеток (миелобластов, промиелоцитов, миелоцитов). Определенную роль в формировании этого синдрома играет токсемический фактор – образующиеся после облучения токсические вещества блокируют синтез ДНК в ядрах клеток кроветворной ткани, что приводит к угнетению клеточного деления. Зрелые клетки, циркулирующие в периферической крови, относительно резистентны к действию ИИ, за исключением лимфоцитов, содержание которых в крови снижается очень рано.
   

Изменение состава периферической крови обусловлено нарушениями кровообразования, повышенным распадом клеток костного мозга, лимфатических узлов и крови из-за уменьшения их резистентности, и повышения цитолитических свойств крови, а также утечкой форменных элементов крови из кровеносного русла в лимфу вследствие увеличения после облучения проницаемости капилляров.

---

Изменение содержания лейкоцитов: в первые минуты и часы после облучения, как правило, развивается лейкоцитоз (нейтрофилез), как проявление стресс-реакции, опосредованной выбросом кортизола. В дальнейшем, на протяжении 3-5 суток, число гранулоцитов сохраняется, после чего развивается дегенеративная фаза снижения числа гранулоцитов. Снижение числа последних достигает максимума в разные сроки, в зависимости от дозы (чем выше доза, тем раньше наступает момент максимальной депрессии). Восстановление начинается обычно с 4-5 недели заболевания.

Изменение числа тромбоцитов подчиняется тем же закономерностям, что и динамика количества нейтрофилов.

Содержание эритроцитов из-за длительного срока их жизни начинает медленно понижаться лишь в конце 1-й – 2-й неделе заболевания, а максимальная выраженность анемии регистрируется на 4-5 неделе. Содержание гемоглобина изменяется параллельно изменению числа эритроцитов. Число ретикулоцитов понижается с первых суток и остается сниженным до начала восстановления гемопоэза. Увеличение их количества в периферической крови на высоте заболевания является ранним признаком начала восстановления гемопоэза.

С нарушениями в системе кроветворения патогенетически связано формирование другого важного синдрома ОЛБ – геморрагического.

2. 
   Геморрагический синдром. Причина: тромбоцитопения, фибринолиз, повышение проницаемости сосудистой стенки. Проявления кровоточивости раньше всего возникают на слизистых оболочках полости рта, в последующем в паховых областях, на внутренних поверхностях бедер, голеней, предплечий, в нижней части живота. В тяжелых случаях присоединяют ся носовые, маточные и желудочно-кишечные кровотечения, гематурия, кровоизлияния в сетчатку глаз, головной мозг. Клинические проявления кровоточивости возникают на 2-3 неделе и совпадают по времени с развитием выраженной тромбоцитопении.
   
3. 
   Гастроинтестинальный синдром. Проявляется неукротимой рвотой, поносом, вначале каловым, затем слизисто-кровянистым, нарушением моторики органов ЖКТ, развитием таких осложнений, как паралитическое расширение желудка, динамическая кишечная непроходимость, перфорация. Причина – развитие токсико-септического гастроэнтероколита. Упорные поносы и лихорадка приводят к обезвоживанию и нарушению электролитного гомеостаза.
   
4. 
   Синдром инфекционных осложнений. Развиваются орофарингеальный синдром (язвенно-некротический гингивит, стоматит, глоссит, тонзиллит), пневмонии, эндокардит, герпес, грибковые поражения. Основные причины его развития – нейтропения и резкое нарушение основных функций нейтрофилов (фагоцитоз, миграционная активность). Играют роль также нарушения гуморального иммунитета. При бактериологическом исследовании из крови и костного мозга высевается разнообразная флора, чаще всего кишечная палочка, стафилококк, стрептококк. Инфекционные осложнения при костномозговой форме острой лучевой болезни являются наиболее частой причиной смертельных исходов.
   

5. Синдром функционального и органического поражения ЦНС:

---