Некоторые особенности реакции органов и систем при внутреннем облучении

Внутреннее облучение – если источник излучения находится внутри организма. Радионуклиды попадают в организм в виде аэрозолей, атомов, молекул вместе с продуктами питания (90%), с питьевой водой (5–8%), с вдыхаемым воздухом (2–5%). Попадая в организм человека, радионуклиды накапливаются в отдельных органах и тканях в зависимости от типа радиоактивного изотопа. Например, равномерно по всему телу распределены: тритий, углерод, железо; в костях накапливаются: кальций, стронций, барий, независимо от того радиоактивны они или нет; в щитовидной железе накапливается йод, технеций.

При внутреннем облучении степень поражения организма зависит не только от количества попавших в организм радионуклидов, от распределения их по органам и системам, но и от времени естественного их выведения из организма. Особый интерес представляют органы и системы, которые могут противостоять облучению радиоактивными веществами прямо или косвенно. В связи с обменными процессами в организме наблюдается естественное выведение радионуклидов из организма. Скорость выведения различных радионуклидов из различных органов различна.

Для оценки скорости выведения радионуклидов из организма введено понятие – период биологического полувыведения, т.е. это время, в течение которого количество данного радионуклида в органе или организме уменьшится вдвое.

Так как действие радионуклида зависит и от периода полураспада, то введено понятие эффективного периода полувыведения, который определяется по формуле :

Т_эф = Т• Т_б/(Т + Т_б ), (1)

где: Т – период полураспада; Т_б – период биологического полувыведения.

От эффективного периода полувыведения зависит доза, которую получит орган, а от дозы зависят последствия для всего организма. Доза в данном органе может быть рассчитана по формуле:

D = 73•Е•А•Т_эф [1 – ехр(–0,693t/Т_эф)], (2)

где Е – средняя энергия бета-частиц, МэВ; А – удельная радиоактивность, мкКи/г.

Известно, что выводящими системами из организма являются желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), легкие, кожа и почки. Установлено, что при внутреннем облучении относительно активно противостоять радиации могут печень, почки, иммунная и кровеносная системы.

Почки. Почки играют основную роль в ускорении вывода радионуклидов из организма, являясь прекрасным пассивным фильтром, очищающим кровь от токсинов и продуктов распада. Они вырабатывают мочу для ускорения вывода ядов из организма, в том числе и радионуклидов, регулируют состав жидкостей организма, поддерживают кислотно-щелочной баланс крови, влияющий на чувствительность к радиации.

Факторами, перегружающими почки, являются стресс, повышенное содержание мяса в рационе питания, зашлакованность и др. В любом случае нарушение работы почек повышает нагрузку на другие органы выделения. Если шлаки и продукты распада не удаляются с мочой, то они выделяются через поры кожи с потом.

· К веществам, улучшающим работу почек, относятся магний, кальций, витамин С. Самым уникальным продуктом, дающим почкам практически все необходимое, является гречиха. Зашлакованность почек удаляют по специальной методике. Нормальная работа почек способствует выведению радионуклидов из организма. Для ускорения выведения радионуклидов из организма иногда целесообразно применять мочегонные средства, занятия спортом, массаж и др.

Печень. Печень задерживает и радиоактивные вещества, пытается их «разрушить» и обеспечивает выведение из организма естественным путем.

Работу печени ухудшают повышенное содержание в рационе питания жиров, углеводов, переедание и злоупотребление алкоголем, зашлакованность.

Чтобы печень выполняла свои функции, в том числе связанные и с выведением радионуклидов из организма, она должна быть здоровой. Улучшают работу печени витамины групп В, С, аминокислоты, содержащие серу, пониженное содержание жиров в рационе питания, соблюдение режима труда и отдыха, периодическое очищение печени от шлаков по специальным методикам.

Иммунная система. Иммунная система защищает человека от вирусов, бактерий, аллергенов, токсинов и от роста злокачественных клеток.

· В состав иммунной системы входят: селезенка, вилочковая железа (тимус), костный мозг, кровь, лимфоциты.

Сущность защиты от инородных включений заключается в следующем. Вилочковая железа, селезенка, костный мозг, лимфоузлы могут отличать клетки «своих» от «чужих», т.е. любое инородное образование (вирус, раковая клетка, радиоактивное вещество и др.) выявляются и окружаются В-клетками, затем атакуются и уничтожаются Т-клетками. Хотя радиоактивные вещества разрушены Т-клетками и не могут, но после этого инородные тела попадают в лимфу и выводятся из тела. Так наш организм защищает нас от нежелательного воздействия внешнего мира.

Ухудшают работу иммунной системы:

· дефектные белки, возникшие за счет воздействия радиации на соматические клетки;

· перегрузка лимфатических узлов (фильтров) иммунной системы продуктами распада, микробами и раковыми клетками;

· недостаток в рационе питания витаминов А, Е, С, группы В, микроэлементов селена и цинка;

· подавленные функции почек и печени за счет их зашлакованности;

· повышенная кислотность в организме, как за счет стрессов, так и за счет повышенного содержания мяса в рационе питания;

· гастрит с повышенной кислотностью;

· некачественная питьевая вода, обилие жирной пищи.

Как поддержать иммунную систему? Необходимо устранить причины ухудшающие работу иммунной системы, улучшить работу печени и почек, принимать повышенное количество витаминов В₆ и С, продуктов с микроэлементами кальция и магния.

Кровеносная система. Кровь защищает нас и от радиации за счет поддержки кислотно-щелочного равновесия. Этот баланс важен, так как обеспечивает транспортировку, как питательных веществ, так и токсинов. Это значит, что кровь должна быть полноценной, содержать все необходимые питательные вещества. Тогда, несмотря на облучение, она сможет выполнять свои функции и поддерживать работоспособность организма и при облучении. Правда, такая защита не абсолютна.

Ухудшают состав крови:

· облучение радиацией кроветворной системы;

· избыток мяса и яиц в рационе питания;

· не оптимальное соотношение натрия и калия в крови (должно быть от 7 до 1 – тогда условия для размножения бактерий наименее благоприятны);

· больные печень, желудок, почки, легкие;

· дефицит в крови железа, фолиевой кислоты, витаминов С, В₁₂, микроэлемента магния, оптимального содержания животного белка.

Улучшают состав крови:

· употребление нейтральных продуктов (каши);

· преимущественное употребление овощей и фруктов;

· ограничение потребления мяса, яиц, жиров, молока;

· ограничение потребления сахара, лучше употреблять мед и фруктовые соки.

Некоторые выводы. Существует два принципа защиты внутренней среды человека от радиации и экологических загрязнений.

Первый принцип – принцип оптимального здоровья, заключающийся в постоянном насыщении наших клеток полезными веществами с целью снижения накопления и радионуклидов.

Второй принцип состоит в том, чтобы избегать вредных продуктов питания. В круг «обвиняемых» попадают молочные продукты, пшеница, мясо и птица, сахар, жиры. Они затрудняют процесс отдачи эритроцитами кислорода и поглощению углекислого газа. Жирная пища способствует отложению в артериях вредных веществ, способствует образованию радикалов, что ведет к разрушению клеток, ослаблению иммунной системы и быстрому старению. Необходимые жиры можно получить от орехов и растительных масел.

Детерминированные и стохастические эффекты. Степени лучевой болезни

Последствия облучения человека могут проявляться в двух вариантах (детерминированные и стохастические (случайные) эффекты).

Детерминированные эффекты

В основе возникновения детерминированных эффектов после облучения лежит превышение количества погибших клеток над числом образованных. Если ткань жизненно важна и существенно повреждена, то конечным результатом может быть смерть организма. Детерминированные эффекты наблюдаются при дозах 100 рад и более при облучении всего тела или локального облучения тканей. К детерминированным эффектам относят:

· опустошение красного костного мозга, проявление лучевой болезни;

· нарушение репродуктивной функции (временная стерильность мужчины при однократном облучении семенников составляет около 0,15 Гр. Постоянная стерильность у мужчин наступает при дозах от 3,5 до 6 Гр или 2 Гр/год. Постоянная стерильность у женщин наблюдается при дозах 2,5–6 Гр.;

· лучевая катаракта (при дозах от 2 до 10 Гр);

· неопухолевые формы поражения кожи;

· сокращение продолжительности жизни и др.

Свойственная всему живому индивидуальная изменчивость отражается и в характере чувствительности к облучению. Это видно из рис.18, где приведены типичные зависимости «доза–эффект» для детерминированных эффектов для лиц с различной радиочувствительностью, а в табл.5 и 6 пороги для некоторых детерминированных эффектов, причем, в таблице 6 - пороги для наиболее радиочувствительных органов.

 

 

а

в

Доза

Порог патологического состояния

Частота,%

Доза

б

Рис. 18. Зависимость между дозой и ее воздействием для детерминированных эффектов

 

Верхний график на рис.18 показывает, как частота отдельного детерминированного эффекта возрастает в зависимости от дозы в группе лиц с различной чувствительностью.

Нижний же график представляет зависимость степени тяжести эффекта от дозы для группы лиц с разной радиочувствительностью. Для простоты кривые а, б, в представляют три уровня чувствительности. Степень тяжести эффекта наиболее заметно возрастает у тех лиц, кто наиболее чувствителен (кривая а) и достигает порога обнаружения при меньшей дозе, чем в менее чувствительных группах лиц (кривые б и в). Диапазон доз, в котором различные группы лиц пересекают один и тот же порог степени тяжести, отражен на верхнем графике. Эта частота достигает 100% при такой дозе, которая достаточна для превышения определенного порога тяжести для всех лиц.

Если повреждается ткань, играющая жизненно важную роль, то это может вызвать смерть человека. Смертельный исход неизбежен, если человек получает дозу на все тело около 6 Гр и выше в течение короткого периода времени. Дозы, равные приблизительно 3 Гр, могут быть смертельными для примерно половины людей из числа облученных, не получивших лечение или получивших недостаточное лечение. Для здоровых людей, получивших нормальное лечение, средняя летальная доза может составлять 5 Гр. При дозах ниже 0,5–1 Гр вероятность детерминированных последствий практически равна нулю.

Замечено, что если суммарная доза фракционирована, т.е. облучение проводится многократно долями суммарной дозы, то пороговая доза возрастает. Это свидетельствует о том, что организм обладает эффективным механизмом посттрадиционного восстановления, который за период между моментами новых облучений ликвидирует последствия облучения.

К сожалению, компенсация никогда не бывает полной, и в живом организме в результате облучения накапливаются необратимые повреждения. Эксперименты позволяют предполагать, что 80% последствий облучения являются обратимыми, а 20% относятся к стойким дефектам, снижающим жизнеспособность организма. На основании этого, всегда различают однократное (острое) и хроническое облучение.

Острая лучевая болезнь (ОЛБ)

Под лучевой болезнью человека понимают комплекс проявлений поражающего действия ионизирующих излучений на организм. Многообразие проявлений зависит от того, общее это облучение или местное, внешнее или внутреннее, однократное, пролонгированное или хроническое, равномерное или неравномерное и др.

Острая лучевая болезнь при однократном внешнем равномерном облучении – типичный пример радиационного поражения человека. Данный вариант ОЛБ развивается при облучении в дозе свыше 1 Гр. При дозе менее 1 Гр может возникнуть острая лучевая травма, сопровождающаяся небольшой лейкопенией и тромбоцитопенией без признаков заболевания. Выделяют четыре основные формы ОЛБ:

1. Костно-мозговая (доза 1–10 Гр);

2. Кишечная (доза 10–20 Гр);

3. Токсемическая (доза 20–80 Гр);

4. Церебральная (доза более 80 Гр).

В зависимости от поглощенной дозы костномозговая форма ОЛБ подразделяется по степеням тяжести:

· 1 (легкая ) – наблюдается при дозах 1–2 Гр. Скрытый период продолжается две-три недели, после чего появляется недомогание, общая слабость, тошнота, головокружение, периодическое повышение температуры. Заметные изменения в составе крови. Как правило, в результате лечения человек выздоравливает;

· 2 (средней тяжести) – наблюдается при дозах 2–4 Гр. Скрытый период длится около недели. Признаки заболевания выражены более ярко. Появляется рвота, головные боли, наблюдаются кровоизлияния и потеря аппетита. Летальность может достигать 30%. Выздоровление при лечении наступает через
1,5–2 месяца;

· 3 (тяжелая) – наблюдается при дозах 4–6 Гр. Скрытый период составляет несколько часов. Появляется сильная головная боль, рвота, понос с кровью, интенсивное выпадение волос. Летальность может составлять 30–100%. Выздоровление при лечении может наступить через 6–8 месяцев;

· 4 (крайне тяжелая) – наблюдается при дозах 6–10 Гр. Скрытого периода нет. Признаки заболевания проявляются сразу. Летальность достигает 100%. Причинами смерти чаще всего являются кровоизлияния или инфекционные заболевания, так как иммунная система подавляется полностью.

В течении ОЛБ выделяют три периода: 1) период формирования; 2) период восстановления; 3) период исходов и последствий.

Период формирования можно четко разделить на 4 фазы:
1 – фаза первичной острой реакции; 2 – фаза мнимого благополучия (латентная); 3 – фаза разгара болезни; 4 – фаза раннего восстановления.

1. Фаза первичной острой реакции. В первые минуты и часы после облучения могут появиться следующие симптомы: тошнота, рвота, потеря аппетита, сухость во рту, головная боль, головокружение, слабость, сонливость (табл.4). При высокой степени тяжести (3–4) возможно развитие шокоподобного состояния с падением артериального давления, кратковременная потеря сознания, температура, понос.

2. Латентная фаза (фаза мнимого благополучия ). Самочувствие больных улучшается, ослабляются симптомы первичной реакции, но сохраняется снижение аппетита, потливость, лабильность пульса и артериального давления. Начинается выпадение волос на облученных участках кожи. Поражения кожи вновь проявляются на 8-й–15-й день.

Таблица 10