Повреждающее действие ионизирующих излучений

Патогенез радиационного повреждения включает 3 этапа:

1) Первичное действие ИИ

Прямое действие ИИ — поглощение энергии, возбуждение и ионизация атомов и молекул, образование радикалов (особенно опасны продукты радиолиза воды).

Непрямое действие — взаимодействие радикалов с нуклеиновыми кислотами, белками, липидами, углеводами, активными центрами ферментов. В результате образуются липидные (перекиси, эпоксиды, альдегиды, кетоны) и хиноновых первичные радиотоксины. Вероятно, предшественниками хиноновых радиотоксинов являются тирозин, триптофан, серотонин, катехоламины.

2) Действие ИИ на клетки обусловлено влиянием первичных радиотоксинов.

Цитоплазма Ядро

Ø Синтез измененных белков

Ø Образование вторичных радиотоксинов

Ø Инициирование репарации

Ø Нарушение биохимических процессов

Ø Изменение ультраструктуры органоидов

Ø Ингибирование митозов

Ø Лучевая гибель клетки

Радиочувствительность клеток (ответ на действие ИИ) зависит от многих факторов:

§ объема генетического материала;

§ активности систем энергообеспечения;

§ интенсивности метаболизма;

§ активности и соотношения ферментов репарации клетки;

§ устойчивости биологических мембран;

§ наличия в клетке предшественников радиотоксинов.

Согласно правилу И. Бергонье и Л. Трибондо — радиочувствительность ткани пропорциональна пролиферативной активности и обратно пропорциональна степени дифференцированности составляющих ее клеток.

К радиочувствительным относятактивно делящиеся и малодиффе­ренцированные клетки: кроветворные клетки костного мозга, зародыше­вые клетки семенников, кишечный и кожный эпителий. Несмотря на диф­ференцированность, высокой радиочувствительностью обладают лимфо­циты.

К радиорезистентным относят — мозг, мышцы, печень, почки, хрящи, связки.

Клеточные реакции на действие ИИ

§ Временная блокировка митозов — увеличение времени интерфазы в течение, которого активизируется система репарации ДНК.

§ Полное подавление митозов — необратимая утрата способности к делению, при которой клетка значительное время живет и реплицирует свою генетическую информацию. В результате могут возникать гигантские клетки с несколькими наборами ДНК.

§ Интерфазная гибель клетки — развитие летальных изменений в клетке до ее вступления в митоз. Под летальными изменениями понимают повышение проницаемости мембран, активацию и освобождение лизосомальных ферментов (ДНК-азы, РНК-азы, катепсинов, фосфатазы), угнетение тканевого дыхания, дегенеративные изменения в ядре.

§ Митотическая (репродуктивная) гибель клетки — возникновение хромосомных аберраций приводит к нарушению синтеза ДНК и гибели клетки в момент митотического деления.

3) Действие ИИ на уровне организма

Ближайшие последствия

· Острая лучевая болезнь

· Хроническая лучевая болезнь

· Лучевая болезнь от внутреннего облучения

· Местное действие ИИ (лучевой ожог, катаракта, некроз)

Отдаленные последствия — могут развиться спустя 10–20 лет и более, после общего или местного облучения организма.

Выделяют соматические последствия (проявляются у облученного организма):

· неопухолевые формы — сокращение продолжительности жизни, гипопластические состояния в кроветворной ткани, слизистых оболочках органов пищеварения, дыхательных путей, в коже; склеротические процессы (цирроз печени, нефросклероз, атеросклероз, лучевые катаракты), а также дисгормональные состояния (ожирение, гипофизарная кахексия, несахарное мочеизнурение).

· развитие опухолей, радиационных лейкозов.

Генетические последствия (в результате повреждения половых клеток) могут проявляться гибелью зиготы или эмбриона, рождением особей с наследственными аномалиями или несущих мутантные гены. «Генетический груз» может передаваться из поколения в поколение.

Острая лучевая болезнь (ОЛБ)

ОЛБ возникает при тотальном, однократном, равномерном, внешнем облучении организма в дозе более 1Гр.

Клинические синдромы и их характеристика представлены в таблице

 

Таблица 2. Клинические синдромы ОЛБ

Клинические синдромы	Характеристика	Проявления
Костно-мозговой, гемато­логический, геморрагиче­ский синдром.	Поражение стволовых и массовая гибель делящихся клеток костного мозга.	Склонность к кровотече­ниям; кровоизлияния в кожу, слизистые, паренхи­матозные органы.
Желудочно-кишечный, эпителиально-клеточный синдром.	Опустошение ворсинок и крипт кишечника, поражение кровеносных сосудов.	Инфекционные процессы, нарушение баланса жидкости и электролитов, секреторной, моторной, барьерной функции кишечника.
Церебральный синдром.	Непосредственное или опосредованное повреждение нервных клеток и их гибель.	Отек мозга, нарушение функций ЦНС.

 

Выделяют 4 формы ОЛБ

1. Костно-мозговая форма: при облучении в дозах 1–10 Гр.

 

В зависимости от дозы выделяют 4 степени тяжести:

I — легкая степень (1–2 Гр);

II — средней степени (2–4 Гр);

III — тяжелой степени (4–6 Гр);

IV — крайне тяжелой степени (более 6 Гр).

 

В течении костно-мозговой формы выделяют 3 периода:

· Формирования

· Восстановления

· Исход и последствия

 

Период формирования характеризуется 4 фазами:

1) Фаза первичной острой реакции: возникает в первые минуты или часы после облучения. Продолжительность фазы 1–3 дня.

Проявления:

- возбуждение, головная боль, общая слабость.

- диспептические расстройства (тошнота, рвота, потеря аппетита).

- лабильность вегетативных функций – колебания АД, ритма сердца.

- активация гипофизарно-адреналовой системы, усиленная секреция гормонов коры надпочечников

- при дозах 8–10 Гр наблюдается развитие шокоподобного состояния со снижением АД, кратковременной потерей сознания, повышением температуры тела, развитием поноса

Периферическая кровь: нейтрофильный лейкоцитоз со сдвигом влево, абсолютная лимфопения.

2) Фаза мнимого клинического благополучия — включение в патологический процесс защитных механизмов организма. Длительность зависит от дозы облучения и колеблется от 10–15 дней до 4–5 недель. При очень тяжелых формах поражения эта фаза отсутствует.

Проявления:

- самочувствие пациентов становится удовлетворительным, видимые клинически признаки проходят

- в гонадах возможна атрофия, подавление ранних стадий сперматогенеза,

- в тонком кишечнике и коже атрофические изменения.

- неврологическая симптоматика угасает.

Периферическая кровь: прогрессирует лимфопения на фоне лейкопении, снижается количество ретикулоцитов и тромбоцитов.

В костном мозге развивается опустошение (аплазия).

3) Фаза разгара болезни: — резкое ухудшение самочувствия. Продолжительность фазы от нескольких дней до 2–3 недель. При облучении свыше 2,5 Гр возможна смерть.

- слабость, повышается температура тела;

- появляются кровоточивость и кровоизлияния в кожу, слизистые оболочки, ЖКТ, мозг, сердце и легкие.

- снижается масса тела.

- гипопротеинемия, гипоальбуминемия, повышение содержания остаточного азота и снижение хлоридов.

Периферическая кровь: лейкопения, тромбоцитопения, анемия, увеличение СОЭ.

В костном мозге — картина опустошения с начальными признаками регенерации. Присоединяются инфекции в результате снижения иммунитета.

4) Фаза восстановления: — постепенной нормализацией нарушенных функций. Продолжительность 3–6 мес, в тяжелых случаях 1–3 года, может перейти в хроническую форму.

Проявления:

- общее состояние значительно улучшается,

- нормализуется температура,

- исчезают геморрагические и диспептические проявления,

- через 2–5 месяца нормализуется функция потовых и сальных желез, возобновляется рост волос

Периферическая кровь: восстанавливаются показатели крови и обмена веществ.

2. Кишечная форма: при облучении 10 –20 Гр, смерть на 7–10 сутки.

Проявления: тошнота, рвота, кровавый понос, повышение t⁰ тела, могут наблюдаться полная паралитическая непроходимость кишечника и вздутие живота. Развиваются геморрагии и глубокая лейкопения с полным отсутствием лимфоцитов, картина сепсиса. Смерть в результате дегидратации, сопровождающейся потерей электролитов и белка, шока.

3. Токсемическая форма: при облучении 20 –80 Гр, смерть на 4–7 сутки.

Проявления: нарушение гемодинамики в кишечнике и печени, парезом сосудов, тахикардией, кровоизлияниями, тяжелой интоксикацией и менингеальными симптомами. Наблюдается олигурия и гиперазотемия.

4. Церебральная форма: возникает при облучении в дозах более 80 Гр, смерть через 1–3 дня и в ходе самого облучения — «смерть под лучом».

Проявления: судорожно-паралитический синдрома, нарушением кровообращения, лимфообращения в ЦНС, сосудистого тонуса и терморегуляции, пищеварительной и мочевыделительной систем; прогрессивное снижение АД. Причина смерти — гибель клеток коры головного мозга, нейронов, ядер гипоталамуса.

Хроническая лучевая болезнь обусловлена длительным облучением организма в малых дозах после суммарной дозы 0,7 – 1 Гр.