Волгоградский государственный медицинский университет

70 ткань, эпителий тонкого кишечника) стволовые клетки и клетки- предшественники делятся с большой частотой (рис.2.4). Например, стволовые клетки кишечного эпителия делятся в среднем каждые 19 часов. Вследствие этого отчетливые гистологические изменения, свидетельствующие о быстрой убыли клеток, выявляются в этой ткани уже вскоре после облучения.
Характерно, что переставшие делиться клетки некоторое время еще продолжают расти, достигая гигантских размеров, и только затем отмирают. По-видимому, прекращение деления приводит к переполнению клетки продолжающимися еще продуцироваться в ней строительными и другими материалами, однако не получающими реализации.
Рис. 2.4. Плюрипотентные стоволовые клетки.
Утрата способности клеток делиться связана с повреждением радиацией их генетического аппарата и возникновением метаболических расстройств.
Угнетение митотической активности делящихся клеток приводит к срыву процесса пополнения расходуемых организмом функциональных клеток.
Известно, что клетки в процессе созревания последовательно проходят стадии: деления, созревания и зрелого существования. Изучение действия ионизирующих излучений на клетки, находящиеся на разных стадиях развития, показало, что чем «моложе» клетка, тем сильнее на нее действует радиация.
Было подмечено, что реакция клеток на воздействие ионизирующих излучений

71 коррелирует с их митотической активностью, длительностью периода митотической активности и степенью дифференцировки. В 1906 году французские исследователи И. Бергонье и Л. Трибондо, впервые подметившие эту закономерность при изучении реакции на облучение клеток семенников, сформулировали правило: «Х-лучи действуют на клетку тем интенсивнее, чем больше ее репродуктивная активность, чем более продолжителен у нее кариокинетический период и чем менее определенно выражены ее морфология и функции».
Реакция делящейся клетки на облучение зависит также от того, в какой фазе процесса деления она находится. Особенно легко нарушается процесс деления клетки, когда ионизирующие излучения воздействуют на нее в фазе синтеза ДНК. Если же ионизирующие излучения подействовали на клетку в предмитотическую фазу или фазу митоза, то процесс деления, как правило, не прерывается.
Особенностью танатогенеза летально облученных неделящихся клеток
(зрелых функциональных клеток обновляющихся тканей, а также клеток необновляющихся тканей – нервной, мышечной) является значительно более медленный темп развития дистрофических и некробиотических процессов (по типу медленно развивающейся дистрофии). Наблюдается как бы ускоренное их
«старение» – более быстрое, чем в норме, завершение жизненного цикла. Это связано со сравнительно невысокой интенсивностью обменных процессов в этих клетках. Неделящимся клеткам не требуется в течение короткого срока накапливать значительные количества
«строительных» веществ», энергетического материала, что так нужно для делящихся клеток. Эти вещества и материалы необходимы им в несравненно меньших количествах – только для обеспечения «текущей работы» и постоянно идущего со сравнительно небольшой скоростью (динамического) обновления собственных внутренних микроструктур. В связи с этим при воздействии даже сравнительно больших доз радиации в ближайший период после облучения лучевые повреждения в

72 неделящихся клетках мало выражены (носят скрытый характер) и обычными гистологическими методами исследований, как правило, не выявляются. Их можно обнаружить в это время только с помощью специальных методов
(электронной микроскопии, гистоауторадиографии и т.п.). Явные же гистологические изменения в неделящихся клетках (деполяризация ДНК, лизис ядерных структур и ядра в целом, вакуолизация и распад ядрышек, набухание и вакуолизация цитоплазмы) и их гибель можно наблюдать в ранний период только при очень высоких дозах облучения (десятки и сотни Грэй).
Неделящиеся клетки в естественных условиях существования имеют различную продолжительность жизненного цикла в зависимости от тканевой принадлежности, например, клетки крови – короткую, а нервные клетки – очень большую. В соответствии с этим постлучевое сокращение продолжительности жизненного цикла клеток измеряется в одном случае часами, в другом – годами.
При воздействии доз радиоактивного облучения, измеряемых тысячами
Грэй, как делящиеся, так и неделящиеся клетки погибают очень быстро («смерть под лучом»).
Причинами этого являются вызванная воздействием ионизирующих излучений тотальная денатурация содержащихся в них белков и расстройство, вследствие этого, всех жизненных процессов.
Некоторые особенности имеются в механизме постлучевой гибели лимфоцитов: молодые и зрелые формы этих клеток гибнут при невысоких дозах облучения. Это связано с гиперпродукцией и накоплением в облученных клетках расплетающих белков (хромосомных белков, способствующих расплетению двойных спиралей ДНК). Избыток этих белков обусловливает повышение активности эндонуклеаз и усиление, таким образом, ферментативной деградации
ДНК. Гибель лимфоцитов начинается спустя 2 часа
По такому же принципу, по-видимому, гибнут и овоциты. Они являются неделящимися клетками, а гибнут вскоре после облучения при воздействии даже небольших доз радиации.

73
Восстановительные процессы в облученных клетках.В клетках всех тканей имеются ферментные системы, обеспечивающие репарацию спонтанно возникающих повреждений биомолекул. В связи с этим, судьба облученной клетки зависит не только от глубины радиационных повреждений в ней, но и от способности ее репарировать эти повреждения. Наглядно способность клеток репарировать радиационные повреждения продемонстрирована на радиорезистентных и радиочувствительных штаммах кишечной палочки (Мак-
Грас и Вильямс, 1966). Под влиянием ионизирующих излучений ДНК кишечной палочки подвергается в равной мере деградации в клетках как радиочувствительного, так и радиорезистентного штаммов. Однако при последующей инкубации в питательной среде исходная структура ДНК у радиорезистентного штамма довольно быстро восстанавливается, тогда как у радиочувствительного штамма этого не наблюдается. Следовательно, различия в радиорезистентности изучавшихся штаммов кишечной палочки обусловлены были не особыми свойствами хромосомной ДНК, а более высокой или низкой активностью ферментной системы репаративного синтеза ДНК. Аналогичные данные были получены и в опытах с другими видами бактерий.
Внутриклеточная репаративная система включает большой комплекс ферментов. Не все ферменты этого комплекса пока известны, но о пяти из них – тех, которые участвуют в репарации молекул ДНК, имеются уже достаточно
Рис.2.5. Восстановление поврежденной цепи ДНК при помощи репарирующих ферментов

74 подробные сведения. Это эндонуклеаза I (―узнает‖ место повреждения и вычленяет его); эндонуклеаза II (расширяет брешь); полинуклеотидкиназа
(приостанавливает действие предыдущего фермента); ДНК-полимераза
(восполняет брешь от центрального конца молекулы к периферии); полинуклеотидлигаза (соединяет синтезированный полинуклеотидный участок с неповрежденной частью цепи ДНК) (рис.2.5).
Синтез ферментов, участвующих в устранении дефектов поврежденных участков ДНК, так же как и синтез других ферментов и белков, закодирован в соответствующих участках хромосомной ДНК. Поскольку «порожденная» ДНК ферментная система репарации не является строго постоянной структурой и молекулы фермента взаимозаменяемы, активность ферментной системы репаративного синтеза ДНК сохраняется в клетке на достаточно высоком уровне и после облучения. Поэтому ДНК, даже существенно пострадавшая после воздействия радиации, может быть еще спасена ранее порожденным ею же ферментом или, точнее, целой ферментной системой. Это, в свою очередь, определяет возможность сохранения жизнеспособности клетки.
Наиболее достоверные данные о дозе, поглощенной кроветворной тканью, можно получить в первые двое суток после облучения при исследовании хромосомного аппарата клеток костного мозга, а в последующем - при определении частоты хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови. Изменения хромосомного аппарата костного мозга и крови имеют линейную зависимость от доз облучения. Структурные нарушения хромосом обнаруживаются уже в конце первых суток после облучения, а через 24-48 часов число хромосомных аберраций составляет 20% при дозе
1 Гр и 100% при дозе 5 Гр. Через 5-6 дней после облучения клетки с хромосомными аберрациями перестают обнаруживаться в костном мозге, так как из-за потери фрагментов хромосом во время митоза они становятся нежизнеспособными. Дозу облучения характеризует кариологический анализ культуры лимфоцитов. Этот метод позволяет судить об облучении в течение

75 длительного времени, прошедшего после поражения. В последние годы получил широкое распространение микроядерный тест, основанный на обнаружении клеток, содержащих микроядра. Дозовые кривые, полученные с помощью этого метода, имеют также четкую линейную зависимость.
2.3. Действие ионизирующих излучений на ткани, органы и системы
организма.
Каждому биологическому виду, виду клеток и тканей свойственна своя мера чувствительности или устойчивости к действию ионизирующих излучений
– своя радиочувствительность или радиорезистентность.
Основным критерием радиочувствительности в радиобиологии принято считать зависимость гибели клеток от поглощенной дозы ионизирующих излучений: чем ниже поглощенная доза, вызывающая летальный эффект, тем выше радиочувствительность.
Как уже было сказано, в 1906 году французские исследователи И.Бергонье и Л.Трибондо обнаружили, что радиочувствительность тканей прямо пропорциональна пролиферативной активности и обратно пропорциональна степени дифференцированности составляющих ее клеток (правило Бергонье-
Трибондо). В соответствии с этим правилом, по степени уменьшения радиочувствительности, ткани организма млекопитающих располагаются следующим образом: липоидная, миелоидная; герминативный, кишечный и покровный эпителий; мышечная, нервная, хрящевая и костная ткани.
Ткани, органы и системы, повреждение которых определяет преимущественный тип лучевых реакций, специфику и время их проявления, а также значимость для выживания или гибели организма в определенные сроки после облучения принято называть «критическими». К ним относятся, прежде всего, гонады, красный костный мозг, толстый и тонкий кишечник.
Рассмотрим действие ионизирующих излучений на отдельные системы.

76
2.3.1. Кроветворная система и кровь.
Кроветворная ткань является одной из самых быстрорегенерирующих. В течение суток в ней вырабатывается 490

10 9
функциональных клеток крови, идущих на смену использованным в процессе жизнедеятельности. Митотический индекс костномозговых клеток, способных к делению, составляет 20-25%.
Поэтому функциональные и структурные изменения в ней после воздействия ионизирующих излучений появляются рано и выражены сильно, вследствие чего показатели кроветворения используются для распознавания и прогнозирования степени тяжести лучевых поражений (особенно при равномерном воздействии излучения на весь организм).
По структурным изменениям в хромосомах первые признаки поражения гемопоэза обнаруживаются при воздействии на костный мозг ионизирующих излучений в дозе около 0,5 Гр. Отчетливые признаки недостаточности гемопоэза обнаруживаются при дозе около 2 Гр.
Пострадиационные изменения костного мозга характеризуются четырьмя стадиями:
I стадия – раннего некробиоза кроветворных клеток (короткий период);
II стадия – дальнейшего опустошения костного мозга (более длительный период);
III стадия – короткого абортивного подъема миелокариоцитов (вследствие активизации деления клеток делящегося пула);
IV. Стадия системной регенерации костного мозга.
Регенерация эритроидного ростка начинается раньше, чем миелоидного.
Время начала регенерации зависит от фазы облучения.
Подавление гемопоэза ведет к снижению содержания функциональных клеток в периферической крови, развитию панцитопении. Снижение содержания функциональных клеток в периферической крови связано не только с уменьшением их продукции в кроветворной ткани, но также с повышенным их

77 расходом из-за активации микрофлоры в организме, развития воспалительных процессов и геморрагий. В облученном организме возникает, таким образом, в различной степени выраженная (в зависимости от дозы облучения) диспропорция между числом производимых функциональных клеток крови и числом расходуемых клеток. Создаются «ножницы»: расход клеток повышается, а продукция их понижается. При дозах облучения выше 8 Гр эта ситуация усугубляется еще ускоренной гибелью функциональных клеток крови.
Раньше всего (в первые часы после облучения) начинается снижение в периферической крови числа лимфоцитов. В течение одних-двух суток их число достигает минимума и долго удерживается на этом уровне.
Позже начинает снижаться содержание в крови гранулоцитов, еще позже – ретикулоцитов, тромбоцитов и эритроцитов. В динамике изменения числа
гранулоцитов можно выделить несколько фаз. С первых нескольких часов до двух суток развивается первичная лейкопения или первичный лейкоцитоз (при высоких дозах облучения). Эта фаза обусловлена нейрогуморальными влияниями. Затем на протяжении 2-9 суток после облучения содержание гранулоцитов постепенно снижается. Одновременно в них появляются структурные изменения – образуются гигантские гранулоциты. Затем (при дозе облучения менее 8 Гр) число их временно повышается («абортивный подъем» числа нейтрофилов). Такое повышение связано с активизацией микрофлоры в организме и усилением размножения оставшихся неповрежденными и поврежденных, но способных еще некоторое время делиться, стволовых клеток.
Чем больше доза облучения, тем раньше начинается «абортивный подъем» числа гранулоцитов (и отсутствует только при очень больших дозах облучения).
По окончании фазы «абортивного подъема» развивается фаза вторичной гранулоцитопении. Число гранулоцитов снижается до минимума и держится на таком уровне до наступления периода восстановления.
Содержание тромбоцитов в периферической крови достигает минимума к
18-19 дню после облучения.

78
Тромбоцитопения и связанное с ней уменьшение содержания тромбокиназы являются причиной увеличения времени свертываемости крови и нарушения гемостаза.
Анемия развивается обычно к 5-6 неделе. Затем содержание эритроцитов начинает постепенно восстанавливаться и через 2-3 месяца достигает примерно исходного уровня.
Угнетение гемостаза и снижение числа функциональных клеток периферической крови играют важную роль в патогенезе лучевого поражения: снижается регенерация и резистентность организма, возникает геморрагический синдром.
Восстановление гемопоэза до уровня, обеспечивающего выживание организма, возможно при сохранении активности 1% стволовых клеток.
Восстановление клеток в периферической крови происходит в определенной последовательности: сначала повышается число ретикулоцитов, гранулоцитов и тромбоцитов, затем – эритроцитов и лимфоцитов.
2.3.2. Органы желудочно-кишечного тракта.
«Критическим» отделом ЖКТ в ранней реакции на облучение является тонкий кишечник. Пострадиационное поражение желудочно-кишечного тракта связано, главным образом, с повреждением эпителия, который характеризуется высокой митотической активностью (в течение суток в нем вырабатывается
56х10 9
клеток). При сублетальных дозах в нем нарушается физиологическая регенерация эпителия слизистой оболочки. Угнетается митотическая активность камбиальных клеток, расположенных в глубине крипт. В результате этого нарушается своевременный выход главных (каемчатых) и слизистых
(бокаловидных) клеток на ворсинки – на смену отторгаемым клеткам. Это приводит к нарушению всасывательной, барьерной и других функций слизистой оболочки, к диспепсическим расстройствам.

79
Острые изменения кишечной стенки при воздействии ионизирующего излучения возникают сразу после облучения и характеризуются нарушением пролиферации и созревания эпителия в сочетании с уменьшением митозов клеток крипт. В тонкой кишке наблюдаются характерные укорочение ворсин и уменьшение толщины слизистой оболочки, а также ее гиперемия, отек и обширная воспалительная клеточная инфильтрация. Возможны абсцессы крипт, содержащие нейтрофилы, эозинофилы, слущенные эпителиальные клетки
[Earnest D. L, Trier L. S., 1983]. При длительном или массивном облучении могут возникать изъязвления.
После массивного облучения кишка становится отечной, отмечается активация фибробластов, соединительная ткань подвергается гиалинозу, в развитии которого участвуют и гладкомышечные клетки. В результате формируется обширный фиброз, который может привести к сужению кишки, а также к деструкции поверхности слизистой оболочки [Berthrong M., Fajardo L. F.,
1981]. Следовательно, ионизирующее излучение может вызвать как преходящие изменения строения слизистой оболочки и функции кишки, так и утолщение, изъязвление и фиброз кишечника [Earnest D. L., Trier J. S., 1983].
Если радиационная доза невелика, пролиферация эпителиальных клеток восстанавливается довольно быстро, и повреждения слизистой оболочки исчезают через 1—2 нед. после облучения. Действие повторных доз радиации зависит от продолжительности облучения и стадии клеточного обновления эпителия крипт. Установлено, что эпителиальные клетки особенно радиочувствительны в G1-постмитотическую фазу и резистентны — в позднюю
S-синтетическую [Hagemann R. F., LesherS., 1971; Hagemann R. F. et al., 1971].
Для восстановления процессов регенерации эпителия слизистой оболочки кишечника при фракционном облучении большое значение имеет длительность интервалов между облучениями [Withers H. R., Mason К. А., 1974].
В пищеварительном тракте имеется много лимфоидных образований
(лимфатическое кольцо Пирогова-Вальдейера, пейеровы бляшки, лимфатические

80 фолликулы аппендикса), которые также быстро реагируют на облучение. Позже развиваются функциональные и структурные изменения в железистых органах
ЖКТ – слюнных железах, печени, поджелудочной железе и др. Срок реализации радиационных повреждений, например, в печени – около года.
После облучения существенно изменяются подвижность и тонус кишечника. Эта реакция обусловлена отчасти прямым действием ионизирующих излучений на интрамуральные нервные окончания. Дискинетические расстройства в кишечнике нередко являются причиной развития инвагинации и непроходимости. После облучения снижается секреция кишечного сока, усиливается потеря воды и электролитов.
Изменения в желудке менее выражены и развиваются в более поздние сроки. Функциональные изменения характеризуются секреторной и моторной дисфункцией. Это ведет к нарушению процессов пищеварения, снижению аппетита, появлению рвоты и диареи.
Подтверждением вовлечения желудочно-кишечного тракта в системное поражение ионизирующим излучением являются данные, полученные при обследовании больных, получающих лучевую терапию по поводу злокачественных новообразований. Первое клиническое сообщение о повреждении кишечника после радиотерапии злокачественного новообразования было сделано в 1917 г. К. Franz и J. Orth. По мере расширения сферы использования лучевой терапии число сообщений о ее осложнениях возрастало.
В частности, отмечалось, что облучение различных тазовых, внутрибрюшинных и ретроперитонеальных новообразований приводит к возникновению лучевого энтерита и колита у 5—15% больных [DeCosseJ.J. et al., 1969].
2.3.3. Центральная нервная система.
Клетки нервной системы относятся к категории необновляющихся. При сублетальных дозах облучения на протяжении длительного времени в них не обнаруживается больших изменений. Только по истечении многих месяцев и

81 даже лет в нервной ткани развиваются дистрофические и некробиотические процессы (радиационный энцефаломиелоз).
По данным отечественных авторов, нервная система отличается высокой чувствительностью к радиации. Установлено, что для действия радиации на нервную систему характерно определенное сочетание эффектов раздражения и повреждения. Изменения в нервной системе возникают при всех дозах облучения, однако клиническую значимость они приобретают лишь при высоких дозах, особенно в период первичной реакции и в разгар болезни.
При радиационных поражениях нервной системы наблюдаются сосудистые изменения как одно из проявлений общего геморрагического синдрома: переполнение сосудов кровью, стазы, плазморрагии, точечные или обширные кровоизлияния в мозг и оболочки.
Нередко выявляются изменения паренхимы нервной системы в форме: реактивного процесса, дистрофически-некробиотического процесса.
Выраженные морфологические проявления поражения клеток центральной нервной системы наблюдаются, как правило, только после воздействия в дозах, приближающихся к 50 Гр и выше. Наиболее ранние изменения обнаруживаются в синапсах - слипание синаптических пузырьков в скоплениях, появляющихся в центральной части пресинаптических терминалов или в активной зоне. При световой микроскопии через 2 ч после облучения в таких дозах обнаруживается набухание клеток, пикноз ядер зернистых клеток мозжечка, реже — других нейронов, явления васкулита, менингита, хориоидального плексита с гранулоцитарной инфильтрацией. Максимум изменений приходится на 1-е сут после облучения. При более высоких дозах может наблюдаться ранний некроз ткани мозга. При облучении в дозах 10—30 Гр в клетках центральной нервной системы обнаруживают угнетение окислительного фосфорилирования.
Последнее связывают с дефицитом АТФ, расходуемого в процессе репарации вызванных облучением разрывов ДНК.

82
В определенные периоды развития лучевого поражения наблюдаются характерные признаки нарушения функций ЦНС.
Так, в момент облучения формируется первичная рефлекторная реакция нервной системы. Она связана с воздействием на хеморецепторы, контролирующие образование в тканях химически активных веществ и спазмом мозговых сосудов. При этом под влиянием токсинов возникает мощная афферентная импульсация, вызывающая ответную реакцию ЦНС, что проявляется тошнотой, рвотой, адинамией.
Рефлекторная реакция непродолжительна (не более 2-3 суток). По окончании действия на организм ионизирующих излучений прекращается образование токсинов. Создаются условия для нормализации функций нервной системы. В последующем неврологические расстройства развиваются в период разгара лучевой болезни.
При высоких дозах облучения, порядка сотен Грэй, структурные и функциональные изменения в нервной системе уже в начальном периоде поражения носят столь выраженный характер, что являются основным звеном его патогенеза. Формируется особая форма лучевого поражения, получившая название церебральной. В основе церебральной формы острой лучевой болезни
(ОЛБ), развивающейся у человека после облучения головы или всего тела в дозах 50 Гр и выше, лежат дисфункция и гибель нервных клеток, обусловленные преимущественно их прямым радиационным поражением. При таком уровне доз повреждения ядерного хроматина столь многочисленны, что вызывают гиперактивацию системы ферментов репарации ДНК. ДНК-лигазная реакция сопровождается гидролизом
АТФ, а реакция, катализируемая аденозиндифосфорибозил-трансферазой, способна вызвать быстрое и глубокое истощение внутриклеточного пула НАД+. Зависимые от этого кофермента реакции гликолиза и клеточного дыхания оказываются заторможенными, что приводит к нарушению ресинтеза АТФ. Продолжительный дефицит АТФ глубоко и необратимо влияет на клетки коры головного мозга, отличающиеся крайне высокой потребностью в энергии.

83
Проявления церебрального лучевого синдрома зависят от мощности дозы облучения: если она превышает 10—15 Гр/мин, то в течение нескольких минут после облучения могут развиться коллаптоидное состояние, резчайшая слабость, атаксия, судороги. Данный симптомокомплекс получил название синдрома ранней преходящей недееспособности (РПН). Наиболее вероятно его развитие при импульсном (особенно нейтронном) облучении, например, при действии проникающей радиации нейтронного боеприпаса. Через 10—45 мин основные проявления РПН проходят, сменяясь временным улучшением состояния. В менее выраженной форме РПН возможен и при кратковременном облучении в меньших дозах — от 20 до 50 Гр. Одним из пусковых механизмов развития РПН является деэнергизация нейронов, обусловленная угнетением процессов окислительного фосфорилирования и продукции макроэргов. Массовая гибель клеток приводит к резкому возрастанию количества различных ферментов в крови (протеаз, гидролаз и др.), что воспринимается организмом как сигнал о самоуничтожении.
Клинически
РПН проявляется так называемым
«рентгенологическим опьянением»
(что вызывает трудности в дифференциальной диагностике с легкой степенью облучения, особенно, в ранние сроки после лучевого воздействия).
2.3.4. Железы внутренней секреции.
Основной функциональной тканью желез внутренней секреции является железистый эпителий, который относится к медленно регенерирующим клеточным системам. Поэтому при сублетальных дозах облучения выраженные изменения в железах внутренней секреции наблюдаются в более поздние сроки.
Они выражаются в дисфункции системы гипоталамус – гипофиз – другие железы внутренней секреции. Содержание гормонов в коре надпочечников при этом понижается. Снижаются функции и других желез внутренней секреции, что, в конечном итоге, приводит к нарушению общей сбалансированной деятельности всей эндокринной системы. Степень выраженности дезинтеграции в работе

84 желез зависит от дозы ионизирующих излучений и исходного состояния эндокринной системы. В результате расстройства функций желез внутренней секреции значительно повреждается механизм гуморального управления защитно-приспособительными реакциями организма.
Функциональные нарушения в эндокринной системе сохраняются на протяжении длительного периода после клинического выздоровления.По данным ООН (2009), в трех странах пострадавших от катастрофы на
Чернобыльской АЭС, констатировано более 5000 случаев рака щитовидной железы у детей. Согласно данным медицинского радиологического научного центра Российской академии медицинских наук, спустя 20 лет после чернобыльской катастрофы, стало очевидным, что одной из наиболее острых проблем среди ее медицинских последствий выступает драматический рост заболеваемости раком щитовидной железы среди детского (0-14 лет в 1986 году) населения загрязненных радионуклидами территорий России. При этом для взрослого населения данный показатель вырос в 2-3 раза, а для детей и подростков - более чем в 10 раз.
2.3.5. Сердечно-сосудистая система.
Сердечная мышца состоит из медленно обновляющихся клеток, поэтому морфологические и функциональные изменения в ней наблюдаются только спустя большой срок после облучения (черед недели и месяцы). Ранние изменения в миокарде удается определять только при смертельных дозах облучения – 10 Гр и выше.
Морфологические изменения в кровеносных и лимфатических сосудах наблюдаются при сравнительно небольших дозах облучения. Они, как правило, обнаруживаются через 2 - 4 недели от момента лучевого воздействия. Снижается содержание в стенках сосудов макромолекул гиалуроновой кислоты, в результате чего стенки сосудов становятся хрупкими и легко проницаемыми для компонентов крови. В сочетании с развивающейся к этому времени

85 тромбоцитопенией, повышенная ломкость и проницаемость сосудистых стенок обусловливают возникновение повышенной кровоточивости. Кровоизлияния – характерное осложнение радиационного поражения. Они наблюдаются в сердце
(по ходу венечных сосудов), в органах брюшной полости и других областях тела.
Нередко это является причиной смертельного исхода.
В более поздние сроки (спустя 3 - 4 недели после облучения) появляются признаки радиационного поражения эндотелия сосудов. Снижается способность эндотелия к образованию капилляров, в результате чего нарушаются трофика тканей и их посттравматическая регенерация.
Последние данные регистра Хиросимы и Нагасаки (2006) свидетельствуют о наличии дозовой зависимости (при дозах более 0,5 Зв) частоты заболеваемости патологией сердечно-сосудистой системы.
2.3.6. Органы дыхания
Клетки тканей легких относятся к категории медленно обновляющихся.
Морфологические и функциональные изменения в легких при воздействии ионизирующих излучений в сублетальных дозах развиваются спустя значительное время после облучения (при локальном действии в дозе 25 Гр срок реализации радиационных повреждений в легких равен 160 суткам). Раньше наблюдается поражение лимфоидных образований легких, с чем бывает связано
(примерно в 45 – 60% случаев) развитие пневмонии.
При воздействии больших доз ионизирующих излучений, порядка десятков
Грэй, вскоре после облучения развивается так называемый лучевой пульмонит.
При этом разрушаются капилляры, происходит пропитывание изливающейся из них кровью окружающих тканей, развивается воспалительная реакция. В последующем в области пораженного участка обнаруживается фиброзное интерстициальное уплотнение паренхимы легких.

86
2.3.7. Орган зрения.
Ионизирующие излучения разлагают зрительный пурпур в сетчатой оболочке глаза, поэтому в момент лучевого воздействия может появиться ощущение вспышки света. Явление получило название радиофосфена. Его не следует рассматривать как поражение глаз. После облучения глаз возможно развитие катаракты (помутнение хрусталика) (рис.2.6). В отличие от катаракт другого происхождения, лучевая катаракта характеризуется помутнением задней поверхности хрусталика. Лучевая катаракта образуется у человека при воздействии дозы общего гамма-облучения 3 Гр примерно через 3 года, а при воздействии дозы 8 Гр – через 2 года. Катарактогенная доза быстрых нейтронов составляет 0,15 – 0,45 Гр. Можно полагать, что катаракта является следствием поражения ионизирующими излучениями ростковой части эпителия хрусталика и нарушения его трофики. Подтверждается это тем, что особенно чувствительна к действию ионизирующих излучений периферическая часть хрусталика.
Центральная его часть примерно в два раза менее чувствительна. Характерно, что помутнение хрусталика при общем облучении носит тот же характер, что и при местном.
Катарактогенное действие ионизирующих излучений тем сильнее, чем больше плотность ионизации, создаваемая им в тканях. Лучевая катаракта может подвергаться обратному развитию. Незначительное помутнение хрусталика часто не прогрессирует и может со временем исчезнуть.

87
Рис.2.6. Помутнение хрусталика при катаракте.
2.4. Восстановительные процессы на тканевом уровне.
Регенерация в тканях, поврежденных ионизирующими излучениями, протекает одновременно с процессами деструкции и после их окончания.
Степень восстановления пораженной ткани зависит от числа выживших и неповрежденных клеток, а также от физиологических условий, в которых находится данная ткань (иннервация, васкуляризация и др.). Скорость восстановления ткани прямо пропорциональна ее репродуктивной способности
(в быстро обновляющихся тканях темп восстановления максимально высокий).
Восстановление может затягиваться надолго (так как период выздоровления совпадает со стадией максимально выраженных расстройств в медленно регенерирующих и нерегенерирующих тканях, к числу которых относятся ткани, регулирующие процессы посттравматической регенерации – нервная, желез внутренней секреции) и не достигать степени полной компенсации.
2.5. Внутриутробное облучение
Данные о действии ионизирующих излучений на эмбрион и плод человека получены в результате изучения последствий лучевой терапии (при облучении области живота беременных женщин) и исследований детей, подвергшихся внутриутробному облучению в Хиросиме и Нагасаки. При этом определено, что радиочувствительность плода высокая, и она тем выше, чем плод моложе. У выживших детей повреждающее действие радиации проявляется в виде различных уродств, задержки физического и умственного развития или их сочетаний. Наиболее частые уродства - микроцефалия, гидроцефалия, аномалии развития сердца, конечностей, челюстно-лицевой области (рис.2.7).

88
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. Радиочувствительность эмбриона или плода определяется наиболее чувствительной системой, находящейся в данный момент времени в состоянии активного развития.
Рис. 2.7. Наследственные пороки развития. А – расщелина верхней губы и твердого неба («волчья пасть»); Б – микроцефалия; В,Г – полидактилия верхней конечности; Д – полидактилия нижней конечности.
А
Б
В
Г
Д

89
Чувствительность к тератогенному воздействию, включая воздействие ионизирующего облучения, зависит от стадии эмбрионального развития: у человека на стадии бластоцисты воздействие неблагоприятных (в том числе тератогенных) факторов приводит к гибели части бластомеров (клеток бластоцисты): при повреждении большого числа бластомеров зародыш гибнет, при повреждении относительно небольшого количества бластомеров дальнейшее развитие не нарушается. Максимальная чувствительность к тератогенным факторам у эмбриона человека приходится на 18-60-е сутки развития, то есть период интенсивной клеточно-тканевой дифференциации и органогенеза. По окончании этого периода неблагоприяятные воздействия обычно приводят не к порокам развития, а к недоразвитию или функциональной незрелости органов плода.
Если рассматривать воздействие радиации в соответствии с основными периодами внутриутробного развития организма (до имплантации, период основного органогенеза, плодный период), можно выявить следующие особенности: облучение на ранних стадиях (до имплантации и в начале органогенеза), как правило, заканчивается внутриутробной гибелью или гибелью новорождѐнного (при облучении в середине периода органогенеза), воздействие в период основного органогенеза вызывает уродства, а облучение плода — лучевую болезнь новорожденного.
Для внутриутробного облучения значение медианной летальной дозы на плод изменяется примерно от 1 до 3 Гр, возрастая по мере его развития.
Данные о тератогенных эффектах при кратковременном облучении в дозе менее 1 Гр в течение первых нескольких недель беременности отсутствуют.
Поэтому маловероятно повреждающее действие вследствие получения такой дозы плодом в этот ранний период. Однако согласно опубликованным данным
M. Otake and W.J. Schull ―In utero exposure to A-bomb radiation and mental retardation: a reassessment‖, предполагается возникновение эффекта серьезной задержки умственного развития с коэффициентом риска 0,4 Зв
-1
в период около

90 8-15 недель после зачатия, и в настоящее время нет указаний о значительном пороге эффекта. После 15 недель риск уменьшается и может иметь порог, а до 8 недель риск вообще не зарегистрирован. Риск смертельных злокачественных заболеваний при облучении плода сравним с риском или может быть несколько больше, чем у молодых людей, т.е. составляет 2–3

10
-2
Зв.
Пороки развития и уродства, возникающие вследствие облучения in utero, объединяются термином тератогенные эффекты. С одной стороны, их можно рассматривать как стохастические эффекты, имея в виду вероятностный характер их проявления и зависимости от стадии эмбриогенеза, на которой произошло облучение. Однако, правильнее их отнести к разновидности соматических эффектов, так как они возникают у ребенка в результате его непосредственного облучения в состоянии эмбриона или плода.
2.6. Стимулирующие эффекты облучения.
Безопасные уровни дозы, которые не обладают поражающим действием на облученный организм любого возраста и на потомство облученных родителей носят название порог дозы.
Механизмы биологических эффектов малых и больших доз облучения могут принципиально отличаться. При действии малых доз радиации установлены такие специфические стимулирующие эффекты, как адаптивный
ответ и гормезис, а также апоптоз и эффект сверхчувствительности (или гиперрадиочувствительности) к малым дозам.
Гормезис — стимуляция какой либо системы организма внешними воздействиями, имеющими силу, недостаточную для проявления вредных факторов (введен С. Зонтманом и Д. Эрлихом в 1943 г.). Термин радиационный
гормезис был предложен в 1980 году Т. Д. Лакки и означает благоприятное воздействие ультрамалых доз облучения. Механизм радиационного гормезиса на уровне клетки теплокровных животных состоит в инициировании синтеза белка,

91 активации гена, репарации ДНК в ответ на стресс — воздействие малой дозы облучения (близкой к величине естественного радиоактивного фона Земли). Эта реакция в конечном итоге вызывает активацию мембранных рецепторов, пролиферацию спленоцитов и стимуляции иммунной системы. (1994 г. - доклад
Международного комитета ООН по действию атомной радиации).
Адаптивный ответ — одно из проявлений радиационного гормезиса, который характеризует стимулирующий эффект малых доз радиации. В настоящее время установлено, что адаптивный ответ представляет собой универсальную реакцию клеток на облучение в малых дозах, выражающуюся в приобретении устойчивости к поражающему действию излучения в большой дозе или других агентов нерадиационной природы.
Апоптоз (греч. απόπτωσις — опадание листьев) - форма программируемой гибели клетки, сопровождаемой набором характерных цитологических признаков (маркеров апоптоза) и молекулярных процессов, имеющих различия у одноклеточных и многоклеточных организмов. Апоптоз проявляется уменьшением размера клетки, конденсацией и фрагментацией хроматина, уплотнением наружной и цитоплазматической мембран без выхода содержимого клетки в окружающую среду. Явление радиационно опосредованного апоптоза нашло свое применение в лучевой терапии злокачественных новообразований.

Вопросы для самоконтроля
1.
Определение ионизирующих излучений.
2.
Классификация ионизирующих излучений по Ярмоненко.
3.
Краткая характеристики альфа-излучений.
4.
Краткая характеристики бетта-излучений
5.
Краткая характеристики гамма-излучений
6.
Краткая характеристики нейтронного излучения.
7.
Типы источников ионизирующих излучений.
8.
Определение радионуклидов.
9.
Понятие детерминированных и стохастических эффектов.
10.
Прямое и непрямое действие ионизирующих излучений.
11.
Теория А.М.Кузина.
12.
Сущность структурно-метаболической теории.
13.
Понятие «смерть под лучом».
14.
Понятие о радиочувствительности и радиорезистентности.
15.
Закон Бергоньи-Трибондо.
16.
Единицы измерения экспозиционной дозы.
17.
Единицы измерения поглощенной дозы.
18.
Единицы измерения эквивалентной дозы.
19.
Понятие о «критических органах».
20.
Стадии пострадиационных изменений костного мозга.
21.
Поражающие факторы ядерного взрыва.
22.
Понятие о радиационных очагах.
23.
Зоны радиационного заражения.

93

перейти в каталог файлов