Патогенез радиационных поражений

Квантовое (или электромагнитное) излучение (гамма y, рентгеновское) и его характеристика.

1) Гамма излучение представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение, которое испускается при ядерных превращениях. По свой природе гамма излучение аналогично световому, ультрафиолетовому, рентгеновскому, оно обладает большой проникающей способностью. В воздухе распространяется на расстоянии 100м и более. Может проходить через свинцовую пластину, толщиной в несколько см, и полностью проходит через тело человека. Основную опасность гамма излучение представляет как источник внешнего облучения организма. Для защиты от гамма излучения используют специализированное укрытие, убежище, персонал использует экраны из свинца, бетона.

2) Рентгеновское излучение – основным источником является – солнце, однако рентгеновские лучи, приходящие из космоса, поглощаются полностью земной атмосферой. Рентгеновские лучи могут создаваться специальными приборами и аппаратами и используются в медицине, биологии и т.д.

Классификация лучевых поражений организма

1. Лучевая болезнь, острая хроническая форма – возникает при однократном внешнем облучении в дозе 1Гр и выше.

2. Местные лучевые поражения отдельных органов и тканей:

- лучевые ожоги различной степени тяжести вплоть до развития некроза и в последующем рака кожи;

- лучевой дерматит;

- лучевая катаракта;

- выпадение волос;

- лучевая стерильность временного и постоянного характера при облучении семенников и яичников

3. Лучевые поражения организма, вызванные попаданием внутрь радионуклидов:

- поражение щитовидной железы радиоактивным йодом;

- поражения красного костного мозга радиоактивным стронцием с последующим развитием лейкозов;

- поражение легких, печени радиоактивных плутонием

4. Комбинированные лучевые поражения:

- сочетание острой лучевой болезни с каким-либо травмирующим фактором (раны, травмы, ожоги).

Первичным физическим процессом взаимодействия ионизирующих излучений с биосубстратом является поглощение последним энергии проникающей радиации, вследствие чего происходит ионизация или возбуждение атомов и молекул. Взаимодействие образовавшихся ионов и свободных электронов между собой и окружающими атомами и молекулами представляет следующий этап биологического действия радиации — физико-химический, завершающийся образованием новых ионов, сольватированных (гидратированных) электронов, возбужденных молекул и свободных радикалов.

В основе первичных радиационно-индуцированных физико-химических процессов лежат два механизма, обозначаемые как прямое и косвенное действие ионизирующих излучений.

Под прямым действием понимают пострадиационные эффекты, которые возникают в результате поглощения энергии ионизирующих излучений молекулами — «мишенями».

Косвенные эффекты радиации реализуются через воздействие на биосубстрат продуктов радиационного разложения (радиолиза) воды и органических веществ клетки. В основном косвенный биологический эффект радиации связан с образованием и действием на клетки биосубстрата свободных радикалов, имеющих крайне высокую реакционную способность.

Скорость взаимодействия свободных радикалов с низкомолекулярными органическими веществами клетки, способствующими их восстановлению намного ниже, чем скорость взаимодействия радикалов с кислородом. Высокое сродство кислорода к органическим радикалам, образующимся под влиянием облучения, лежит в основе так называемого «кислородного эффекта», суть которого (на молекулярном уровне) состоит в усилении радиационного повреждения белков, ДНК и других биомолекул в присутствии кислорода и металлов переменной валентности.

Таким образом, основным итогом первичных физико-химических процессов, происходящих в биосубстрате под влиянием облучения, является образование продуктов радиолиза воды, активных форм кислорода и органических радикалов, которые, в свою очередь, способны изменять структуру биологически важных макромолекул с нарушением их функции.

Наибольшее значение для дальнейшей судьбы облученной клетки имеют процессы, происходящие в белках, ДНК и фосфолипидах. В условиях доступа кислорода и воды свободные радикалы могут вызывать нарушения структуры белков — разрывы дисульфидных мостиков, водородных связей, пептидной цепи, образование сшивок между пептидными цепями, окисление сульфгидрильных групп и ароматических аминокислот и т. д. Результатом этих радиационно-индуцированных процессов является изменение вторичной и третичной структуры белков, ведущее, в свою очередь, к нарушению их биологических свойств, в том числе ферментативной активности.

Кислород участвует в цепных радикальных реакциях перекисного окисления липидов (ПОЛ). В «нормальных» (физиологических) условиях удержание реакций ПОЛ на стационарном уровне обеспечивается различными механизмами антиоксидантной защиты. Несостоятельность или снижение эффективности антирадикальной и антиперекисной защиты, отмечающиеся после облучения, могут способствовать длительному протеканию процессов ПОЛ в липидном бислое клеточных мембран и последующему нарушению их структуры и функции. В определенных концентрациях продукты ПОЛ могут оказывать токсичный эффект на биомембраны, изменять относительный химический состав фосфолипидов мембран, их вязкость, проницаемость, многие физико-химические характеристики (электрокинетический потенциал, рецепция, мембраносвязан-ные тиогруппы и т. д.), что, в свою очередь, способствует конформационным изменениям мембран, нарушению их связи с ДНК.

Известно, что биомембраны выполняют целый ряд жизненно необходимых для клетки функций — барьерную, рецепторно-сигнальную, регуляторную, транспортную и др. Индуцируемая облучением активация процессов ПОЛ в мембранах митохондрий, микросом, лизосом, эндоплазматического ретикулума вызывает нарушения структуры и функции этих образований и клеток в целом.

Дисбаланс между активностью нуклеаз и полимераз приводит к усилению катаболизма и деградации хроматина, недостаток макроэргов и торможение ДНК-полимеразы снижает эффективность пострадиационной репарации, конформационные изменения белково-липидного комплекса способствуют угнетению синтеза ДНК и задержке деления клеток. Все эти нарушения существенно влияют на жизнеспособность облученных клеток и тканей, на течение процессов их повреждения и репарации.

Каждому виду клеток и тканей свойственна своя мера чувствительности или устойчивости к действию ионизирующих излучений — своя радиочувствительность или радиорезистентность. Радиочувствительность тканей прямо пропорциональна пролиферативной активности и обратно пропорциональна степени дифференцировки составляющих ее клеток (правило Бергонье-Трибондо). В соответствии с этим правилом, по степени радиочувствительности ткани организма млекопитающих располагаются следующим образом (от наиболее радиочувствительной до наиболее радиорезистентной): лимфоидная, миелоидная; герминативный, кишечный и покровный эпителий; мышечная, нервная, хрящевая и костная ткани.

Происходящие под влиянием облучения структурные изменения элементов клетки (прежде всего, повреждение ее генетического аппарата) тесно взаимосвязаны с нарушениями ее нормальной жизнедеятельности. Наиболее ранними из таких функциональных нарушений является нарушение биосинтеза ДНК, особенно в радиочувствительных тканях (лимфоидные образования, костный мозг, энтероциты) и задержка (угнетение) клеточного деления — так называемый «радиационный блок митозов».

7. Острая лучевая болезнь: определение, формы, степени тяжести, периоды развития.

Острая лучевая болезнь — заболевание, возникающее при однократном, повторном или длительном (от нескольких часов до 10 сут) внешнем гамма-, гамма-нейтронном и рентгеновском облучении всего тела или большей его части в дозе, превышающей 1 Гр. Она характеризуется периодичностью течения и полисиндромностью клинических проявлений, среди которых ведущими, в зависимости от дозы облучения, являются симптомы поражения кроветворной и нервной систем, органов желудочно-кишечного тракта.

Выделят следующие формы ОЛБ:

1) костномозговую (развивается при однократном внешнем равномерном облучении в дозах от 1 до 10 Гр в зависимости от поглощенной дозы ОЛБ подразделяются на 4 степени тяжести:

Ó 1 – легкая (при облучении в дозах 1-2 Гр)

Ó 2 - средней (2-4 Гр)

Ó 3 – тяжелая (4-6 Гр)

Ó 4 – крайне тяжелая (6-10 Гр)

2) кишечную

3)токсемическую

4) церебральную

Дата добавления: 2014-11-20