Механизм отдалённых последствий

Отдалённые последствия облучения обычно рассматривают как проявления ускоренного старения, признаки которого (катаракты, склероз сосудов, поседение) близки или напоминают изменения, вызванные облучением. Скорее всего «радиационное старение» представляет собой прямое следствие повреждения клеток малообновляющихся органов – печени, почек, костной ткани, в которых возникшие точковые мутации и аберрации хромосом накапливаются, обуславливая функциональную неполноценность органов и всего организма. Значение имеют и нарушения эндокринной регуляции. То есть, полной аналогии между естественным и «радиационным» старением нет, хотя процесс накопления соматических мутаций имеет место в обоих случаях.

Если учесть, что организм млекопитающих состоит преимущественно из органов, то можно предположить, что в течение длительного времени после облучения он представляет собой функционально неполноценную систему. Ярким следствием универсального характера функциональной неполноценности организма и является формирование такой интегральной реакции, как сокращение продолжительности жизни, которое можно рассматривать как проявление необратимой компоненты лучевого поражения.

В ходе этих исследований установлено, что при дозах, вызывающих гибель 50% клеток, потомки большинства выживших клеток оказываются измененными в наследственном отношении «радио-расы». Облучение на протяжении сотен клеточных генераций вызывает неустойчивое состояние ядерного аппарата, вследствие чего в клонах этих клеток при размножении все время происходит выщепление как нежизнеспособных, отмирающих, элементов, так и клеток с различными наследуемыми нарушениями морфологических и физиологических функций. Некоторые из таких «радиорас» отличаются пониженной скоростью размножения и высокой чувствительностью к различным воздействиям (например, температурным), нелетальным для контрольных клеток. Другие «радиорасы» характеризуются безудержным, неупорядоченным ростом, сопровождающимся появлением новых морфологических вариантов, напоминая в этом отношении злокачественный рост, последствия облучения обозначают термином «генетическая нестабильность ».

Потомки выживших облученных клеток животных также несут различные наследственные аномалии, отражающие их генетическую нестабильность, что проявляется, в частности, в снижении функциональной активности и в снижении жизнеспособности целостного организма.

Неполноценность пост радиационного восстановления организма облученных животных, приводящая к большей подверженности их различным заболеваниям, а также неблагоприятному влиянию физиологических перегрузок и различных внешних агентов.

Вновь возникающие мутации затрагивают лишь один из гомологичных участков парных хромосом, составляющих геном соматических клеток, т. е. эти мутации находятся в гетерозиготном состоянии, способны существенно изменять клеточный метаболизм.

Итак, основу отдаленной лучевой патологии на клеточном уровне составляют три типа нарушений, возникающих в результате непосредственного воздействия радиации.

Первый тип – клеточная гибель. Она имеет значение для патогенеза последствий, имеющих в своей основе невосполнимую утрату камбиального резерва, например изменения в гонадах при лучевой кастрации.

Второй тип стойких нарушений– консервация наследственных нарушений – наибольшее значение имеет для тканей с низким уровнем физиологической регенерации, проявляясь в отдаленные сроки.

Третий тип – нелетальные наследственные изменения – нарушения, стойко репродуцирующиеся при размножении соматических клеток.

Все это дает основание для заключения о том, что один из механизмов формирования отдаленных последствий облучения–накопление повреждений в генетическом аппарате соматических клеток, такие нарушения участвуют в развитии нефросклероза, катаракты, ослабления эластичности кожных покровов и различных нейродистрофических расстройств.

В развитии отдаленной лучевой патологии нельзя не учитывать возможную роль различных эпигеномных нарушений. Могут оказывать опосредованное влияние нарушения нейроэндокринной регуляции, определяющие снижение ряда адаптивных возможностей организма, и в механизме возникновения злокачественных опухолей.

Установлены факты, дающие основания полагать, что возникновение опухолей под влиянием разнообразных агентов внешней среды, в том числе и ионизирующих излучений, обусловлено одним общим звеном, а именно – функционированием специальной генетической программы – онкогена. В настоящее время выделены и клонируются несколько десятков онкогенов, вызывающих отдельные типы опухолей. Возникновение онкогена индуцируется путем генетических перестроек ДНК непосредственно под действием ионизирующего излучения. Не исключено также, что возникающие под влиянием ионизирующей радиации длительно сохраняющиеся множественные рецессивные мутации ведут к нестабильности генома, также облегчающей сборку онкогенной программы.

Нарушения, составляющие основу отдаленной лучевой патологии, представляют собой повреждения ядерного аппарата в клетках соматических тканей, в основном характеризующиеся низким темпом физиологической регенерации, а частично и активно обновляющихся систем. Выжившие после облучения клетки весьма часто дают неполноценное потомство – клеточные клоны с изменённой наследственностью, отличающиеся повышенной смертностью и различными искажениями жизненно важных функций. Эта закономерность имеет общебиологический характер и распространяется от бактерий и дрожжей до клеток млекопитающих в культуре и в целостном организме. Вполне вероятно, что это явление, обуславливая неполноценность облучённого организма, способствует появлению у него различных злокачественных новообразований, а также функциональных нарушений, прежде всего в тех органах и тканях, которые не подвержены интенсивной физиологической регенерации. В связи с этим, животные в большей степени подвержены различным заболеваниям, а также неблагоприятному влиянию физиологических перегрузок и различных внешних агентов, что в итоге приводит к более быстрому изнашиванию и сокращению продолжительности жизни.

Накопление повреждений генетическим аппаратом клетки – один из механизмов формирования отдалённых последствий облучения. Весьма вероятно, что те же нарушения определяют и такие последствия, как нефросклероз, катаракту, ослабление эластичности тканевых покровов и различные нейродистрофические расстройства. Вместе с тем нельзя не учитывать роль различных эпигеномных (или, иначе называемых эпигенетическими) нарушений в развитии отдалённой лучевой патологии.

Кроме того, на развитие последствий могут оказывать опосредованное влияние нарушения эндокринной регуляции, определяющие снижение ряда адаптивных возможностей организма. Опосредованный компонент чётко выражен в механизме образования злокачественных опухолей, особенно при общем облучении.

ГЛАВА 3.11. ПРОЦЕССЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
В ОБЛУЧЁННОМ ОРГАНИЗМЕ