Действие радиации на эмбрион и плод.

Следует обратить внимание на особенности радиочувствительности во внутриутробном периоде развития. Опасность внутриутробного облучения обусловлена высокой радиочувствительностью малодифференцированных тканей плода, что проявляется врожденными пороками развития, цитогенетическими и сомато-стохастическими эффектами, нарушением физического и умственного развития, снижением адаптационных возможностей организма. Эти эффекты могут выявляются либо сразу после рождения (неонатальная и постнатальная смерть, пороки развития, нарушение роста), либо в отдаленные сроки после облучения (онкологические заболевания, нарушения гомеостаза, умственная отсталость).

Из наиболее вероятных эффектов, возникающих у ребенка при внутриутробном облучении, следует отметить: пренатальную смерть, задержку психического и физического развития, микроцефалию, микроофтальмию, тератогенный и мутагенный эффекты.

Характер развивающихся отдаленных эффектов будет зависеть от физических характеристик ионизирующего излучения (мощность, вид энергии, характер облучения, пролонгированность во времени) и от возраста плода на момент облучения. Особенно важна стадия внутриутробного развития, потому что дифференцировка систем и органов происходит в определенные сроки развития, и это будет определять тип повреждения.

При облучении беременных женщин выделяют четыре классических эффекта у потомства:

1. эмбриональная, неонатальная и постнатальная гибель плода;

2. врожденные пороки развития;

3. нарушения роста и физического развития;

4. нарушение функции центральной нервной системы.

Эмбриональная, неонатальная и постнатальная гибель плода. Наиболее высокий риск внутриутробной смерти наблюдается при облучении в преимплантационный период. Полученные на эмбрионах животных данные указывают, что радиационно-индуцированные случаи пренатальной гибели плода наблюдаются в дозах менее 10 рад (0, 1 Зв) при облучении до имплантации.

Во избежание пренатального облучения на ранних, нераспознанных стадиях беременности плановые рентгенодиагностические процедуры у женщин детородного возраста рекомендуется проводить только в первые 10 суток после начала менструации («правило 10 дней»).

Врожденные пороки развития (ВПР). Чаще всего встречаются следующие ВПР:

• нарушение строения головы: черепно-мозговая грыжа, нарушения строения формы черепа, расщепление верхнего неба и губы, нарушения строения уха;

• ЦНС - анэнцефалия, микроцефалия, гидроцефалия;

• орган зрения - микроофтальмия, анофтальмия;

• скелет - полидактилия, уменьшение роста и веса плода.

Кроме того, у пренатально облученных животных отмечены ВПР сердца и крупных сосудов, урогенитальной системы, грудная, паховая и пупочная грыжа. ВПР наблюдаются в основном при облучении в период основного органогенеза (9-60 день после оплодотворения). В настоящее время считается, что облучение в период основного органогенеза даже при невысоких поглощенных дозах на плод (порядка 10 рад) является риском для развития микроцефалии и врожденных пороков развития со стороны ЦНС.

Нарушения роста и физического развития. Наряду со снижением веса и размеров тела обнаружено уменьшение массы внутренних органов (особенно селезенки и головного мозга), уменьшение окружности головы.

Нарушение функции центральной нервной системы. Радиационные эффекты могут возникать при гибели глиальных или нейронных клеток-предшественников во время митоза либо в результате гибели постмитотических, но все еще незрелых нейронов или гибели " клеток-поводырей" - мигрирующих нейронов. Кроме того, при высоких дозах (1, 8 -5, 5 Гр) может наступать поражение красного костного мозга и снижение эритропоэза с уменьшением транспорта кислорода к головному мозгу плода.

Считается, что серьезная задержка умственного развития может быть вызвана внутриутробным облучением на 8-26 неделях развития при дозах свыше 1, 5 Гр. Наиболее высокий риск развития умственной отсталости наблюдается у детей, облученных на 8-15 неделях эмбриогенеза (может наблюдаться уже при дозах 0, 12-0, 23 Гр). Определение интеллектуального показателя IQ (intelligence quotient) у переживших атомную бомбардировку в эти сроки показало снижение IQ на 21-29 пунктов на 1 Гр. Высокая вероятность нарушения умственного развития отмечена у детей, облученных на 16 - 24 неделях гестации. Пороговая доза для развития синдрома Дауна среди лиц, облученных in utero в результате атомных бомбардировок в Хиросиме и Нагасаки, была установлена в диапазоне 0, 29 - 0, 56 Гр.

Кроме перечисленных выше эффектов, при внутриутробном облучении возможно развитие и другой патологии, например:

· онкологическая патология;

· нарушение течения беременности;

· отклонение функции иммунной (нарушения лимфопоэза) и эндокринной систем (снижение йодпоглотительной и гормонсинтезирующей функции щитовидной железы).

17. Факторы, определяющие радиационные поражения организма.

Для биологического действия ионизирующих излучений характерен ряд общих закономерностей:

1) глубокие нарушения жизнедеятельности вызываются ничтожно малыми количествами поглощаемой энергии;

2) биологическое действие ионизирующих излучений не ограничивается подвергнутым облучению организмом, но может распространяться и на последующие поколения, что объясняется действием на наследственный аппарат организма;

3) наличие скрытого (латентного) периода, т. е. развитие лучевого поражения наблюдается не сразу.

Продолжительность латентного периода может варьировать от нескольких минут до десятков лет в зависимости от дозы облучения, радиочувствительности организма. Так, при облучении в очень больших дозах (десятки тыс. рад) можно вызвать «смерть под лучом», длительное же облучение в малых дозах ведёт к изменению состояния нервной и других систем, к возникновению опухолей спустя годы после облучения.

Большое значение имеют также возраст, физиологическое состояние, интенсивность обменных процессов организма, а также условия облучения. При этом, помимо дозы облучения организма, играют роль: мощность, ритм и характер облучения (однократное, многократное, прерывистое, хроническое, внешнее, общее или частичное, внутреннее), его физические особенности, определяющие глубину проникновения энергии в организм (рентгеновское, гамма-излучение, альфа- и бета-частицы), плотность ионизации (под влиянием альфа-частиц она больше, чем при действии других видов излучения). Все эти особенности воздействующего лучевого агента определяют относительную биологическую эффективность излучения. Если источником излучения служат попавшие в организм радиоактивные изотопы, то огромное значение для биологического действия ионизирующих излучений испускаемого этими изотопами, имеет их химическая характеристика, определяющая участие изотопа в обмене веществ, концентрацию в том или ином органе, а следовательно, и характер облучения организма.

Факторы, определяющие поражение организма:

1. Тип радиации. Все виды ионизирующей радиации могут оказать влияние на здоровье. Главное различие заключается в количестве энергии, определяющей проникающую способность альфа и бета частиц, гамма и рентгеновского излучения.

2. Размер полученной дозы. Чем выше доза полученной радиации, тем выше вероятность возникновения медико-биологических последствий.

3. Продолжительность воздействия радиации. Если доза получена в течение дней или недели, эффекты часто не такие серьезные, если подобная доза была получена в течение минут.

4. Часть тела, подвергнутая действию. Конечности, такие как руки или ноги получают большее количество радиации с менее выраженными повреждением, чем кровь, формирующая органы, размещенные в пояснице.

5. Возраст человека. С возрастом человека замедляется деление клеток, и тело менее чувствительно к эффектам ионизирующей радиации. Как только деление клетки замедлилось, эффекты радиации несколько менее разрушительны чем тогда, когда клетки быстро делились.

6. Биологические различия. Одни люди более чувствительны к эффектам радиации, чем другие.

Особенности поражения организма в целом определяются двумя факторами:

1) радиочувствительностью тканей, органов и систем, непосредственно подвергающихся облучению;

2) поглощённой дозой излучения и её распределением во времени.

Каждый в отдельности и в сочетании друг с другом эти факторы определяют преимущественный тип лучевых реакций (местные или общие), специфику и время проявления (непосредственно после облучения, вскоре после облучения или в отдаленные сроки) и их значимость для организма.

18. Понятие «критический орган».

Самый типичный пример радиационного поражения организма животных и человека - острая лучевая болезнь, возникающая после равномерного тотального однократного внешнего облучения. В этом случае одновременно подвергаются радиационному воздействию все системы, органы, ткани и клетки в одинаковой дозе. Наилучшее понимание основных проявлений лучевого поражения организма может быть достигнуто сопоставлением их с поглощенной дозой в «критических органах».

При облучении страдают все органы и ткани, но ведущим для организма является поражение одного или нескольких критических органов.

Критические органы - это жизненно важные органы и системы, которые повреждаются первыми в данном диапазоне доз, что обусловливает гибель организма в определенные сроки после облучения.

Таким образом, между величиной поглощенной дозы в организме и средней продолжительностью жизни существует строгая зависимость, определяемая различиями в радиочувствительности отдельных жизненно важных (критических) систем.

19. Радиационные синдромы: дозы, характеристика, причины гибели организма.

В зависимости от критического органа выделяют 3 основных радиационных синдрома, развивающиеся вследствие необратимого поражения соответствующих критических систем организма – системы кроветворения, желудочно-кишечного тракта или центральной нервной системы:

1. Костномозговой - развивается при облучении в диапазоне доз 1 - 10 Гр, средняя продолжительность жизни - не более 40 сут, на первый план выступают нарушения гемопоэза.

2. Желудочно-кишечный - развивается при облучении в диапазоне доз 10 - 80 Гр, средняя продолжительность жизни около 8 сут, ведущим является поражение кишечника.

3. Церебральный - развивается при облучении в дозах более 80 -100 Гр, продолжительность жизни менее 2 сут, развиваются необратимые изменения в ЦНС.

Костномозговой (кроветворный) синдром связан с повреждением стволовых клеток красного костного мозга. Это является смертельным для организма. Зрелые клетки крови не делятся, характеризуются специализированными функциями, быстро изнашиваются, а поэтому должны постоянно заменяться новыми. Поражение костного мозга приводит к падению количества разных типов клеток в крови. Сокращение числа клеток периферической крови обусловливает симптомы, предшествующие гибели организма: уменьшение количества крови, кровотечения, инфекции. Сокращение числа эритроцитов (красных кровяных телец), а соответственно, и понижение гемоглобина в крови приводит к анемии (малокровию). Уменьшение числа тромбоцитов, участвующих в процессе свертывания крови, приводит к возникновению кровотечений, что усиливает анемию. Уменьшение числа лейкоцитов (белых кровяных телец) приводит к снижению сопротивляемости организма различным болезням.

Желудочно-кишечный синдром связан с повреждением слоя клеток, выстилающих внутреннюю стенку тонкой кишки, что приводит к проникновению в организм инфекции из кишечника за счет кишечной флоры и возникновению инфекционных заболеваний. Внутренняя, всасывающая поверхность кишечника имеет ворсинки, направленные в просвет кишечника. У основания этих ворсинок находятся быстроделящиеся клетки. Нарушение процесса обновления этих клеток и приводит к желудочно-кишечному синдрому, признаками которого являются боли в желудочно-кишечном тракте, потеря аппетита, тошнота, рвота, понос, изъязвление слизистой оболочки рта и зева, вялость, инертность. Все это происходит на фоне костномозгового синдрома.

Церебральный синдром связан с нарушениями центральной нервной системы. В центральной нервной системе в отличие от костного мозга и кишечника клетки достаточно устойчивы к воздействию радиации, т.к. зрелая нервная ткань состоит из высокоспециализированных клеток, которые в течение жизни не замещаются. Воздействие радиационных излучений приводит к функциональным нарушениям на тканевом уровне. Признаки церебрального синдрома – головные боли, полное безразличие ко всему окружающему, нарушение сознания (возможна временная потеря его), судороги. Эти симптомы связаны с повреждением головного мозга.

Состояние устойчивого динамического равновесия любой клеточной популяции в живом организме, необходимое для нормальной жизнедеятельности, поддерживается системами обновления клеток; любая потеря клеток (вследствие их гибели или миграции) в системе количественно восполняется возникновением новых клеток, что обеспечивает неизменность функции. Клетки каждого типа имеют свою характерную для них продолжительность жизненного цикла и соответственно различаются темпом обновления.

Таким образом, взрослый организм постоянно находится в состоянии строго сбалансированного клеточного самообновления, происходящего непрерывно в ряде его жизненно важных систем.

Ежеминутно в каждой из них отмирают десятки и сотни тысяч «отслуживших» клеточных элементов, заменяясь новыми, заведомо готовыми «пожертвовать» собой через строго определенный срок - и так до конца жизни организма. Такое устойчивое равновесие в системах клеточного самообновления, являющееся необходимым условием надежности поддержания жизнеспособности организма, получило название клеточного гомеостаза.

Применительно к рассмотренным выше основным радиационным синдромам две из таких самообновляющихся систем (в основном определяющие выживание или гибель облучаемого организма) — кроветворная и желудочно-кишечная — характеризуются большой скоростью клеточного обновления. В третьей — ЦНС — у половозрелых животных и у взрослого человека клеточного обновления практически не происходит.

20. Сочетанные и комбинированные радиационные поражения.

В отличие от острой лучевой болезни после равномерного внешнего облучения на практике возможно возникновение поражений внешним гамма-нейтронным облучением в сочетании с попаданием радиоактивных веществ внутрь. При таких поражениях отмечаются следующие клинические особенности острой лучевой болезни:

· большая выраженность кишечных расстройств в периоде первичной реакции в связи с дополнительным облучением слизистой ЖКТ продуктами деления урана;

· удлинение периода разгара заболевания и периода восстановления вследствие наличия внутри организма радиоактивных веществ, угнетающих репаративные процессы;

· значительная частота и относительная мягкость течения радиационного эпидермита;

· возможность поражения щитовидной железы вследствие воздействия свежих продуктов деления урана, в частности радиоактивного йода.

При комбинировании радиационных поражений с травмой выражен симптом взаимного отягощения. При этом, как и при типичной форме острой лучевой болезни, наблюдается определенная периодичность течения заболевания. Период первичной реакции следует сразу после облучения, проникает более тяжело, скрытый период укорочен, период разгара более продолжителен, период восстановления затягивается. Более выражены изменения со стороны сердечно-сосудистой системы. При комбинированных поражениях чаще развиваются инфекционные осложнения, кахексия.

В течении комбинированных радиационных поражений выделяют две фазы. В первой преобладают симптомы, вызванные травмой (ожоги, ранения, контузии), во второй на первый план выступают симптомы радиационного поражения. Важно своевременное применение хирургических вмешательств и интенсивных мероприятий, направленных на профилактику инфекционных осложнений. При оказании первой врачебной помощи, кроме мероприятий, проводимых при травмах, ожогах и радиационных поражениях, необходимо раннее применение антибиотиков в таблетках.

Квалифицированная помощь при необходимости оказывается хирургом и терапевтом совместно по общим правилам соответственно характеру поражения. Важно проведение противошоковых и как можно раннее проведение хирургических мероприятий.

21. Классификация радиационной патологии.

В развитии радиационных повреждений можно выделить 4 фазы: три короткие, связанные с нарушениями на молекулярном уровне и четвертая - длинная, в течение которой развиваются изменения на уровне клетки, ткани, органа и организма. В свою очередь, сформировавшиеся на 4 фазе последствия делятся по времени на ближайшие или ранние и отдаленные или поздние, а по характеру проявления - на детерминированные (нестохастические) и стохастические.

Ближайшие появляются спустя часы, дни или недели после облучения. Отдаленные - спустя годы или даже десятки лет.

Детерминированные (от латинского - определять) эффекты возникают в организме вскоре после облучения и, следовательно, являются ближайшими.

Стохастические (от латинского - случайный, вероятностный) эффекты возникают в отдаленные сроки после облучения (отдаленные последствия). Они носят вероятностный характер и могут быть обнаружены при длительном наблюдении больших контингентов (когорт) людей.

Между перечисленными эффектами имеется несколько различий. Отличительными особенностями проявления биологических последствий является наличие порога для детерминированных эффектов и его отсутствие для стохастических. Отсюда следует, что риск возникновения детерминированных эффектов может быть сведен к нулю путем снижения дозы облучения ниже пороговых значений. Риск же возникновения стохастических эффектов не может быть сведен к нулю, но может быть уменьшен снижением дозы облучения.

К детерминированным эффектам относятся:

1. Острая лучевая болезнь (ОЛБ). ОЛБ развивается, начиная с поглощенной дозы 1 Гр общего облучения, полученного за короткий промежуток времени.

2. Хроническая лучевая болезнь (ХЛБ). За рубежом ХЛБ в клинике не описана (только в эксперименте), как считается, в результате более тщательного соблюдения норм радиационной безопасности. При накоплении определенной дозы необходимо производить смену персонала. В бывшем СССР среди работников атомной отрасли возник контингент из нескольких сотен больных с ХЛБ. Основная причина - нежелательность смены персонала из-за секретности, прописки. За 3-4 года человек накапливал большие суммарные дозы. ХЛБ развивается при накоплении суммарной эффективной дозы - 2-6 Зв. Среди ликвидаторов аварии на ЧАЭС диагноз ХЛБ не был поставлен никому.

3. Локальная лучевая патология.

Местные лучевые поражения встречаются в результате радиационных аварий и у онкологических больных, получивших лучевую терапию. Различают лучевые реакции и лучевые повреждения. К лучевым реакциям относят изменения в тканях, которые проходят без специального лечения за 2-3 недели после облучения. К лучевым повреждениям относят органические и функциональные изменения органов и тканей, которые требуют специального лечения.

К стохастическим эффектам относят:

1. соматические или, правильнее, сомато-стохастические эффекты (их регистрируют у лиц подвергшихся облучению);

2. наследуемые или генетические эффекты (их регистрируют у потомков лиц, подвергшихся облучению).

22. Клиника острой лучевой болезни (ОЛБ).

23. Клиника хронической лучевой болезни (ХЛБ).

24. Клиника лучевых поражений кожи.