Факторы, определяющие радиочувствительность на тканевом уровне, правило Бергонье-Трибондо. Радиочувствительность на органном, организменном, популяционном и эволюционном уровнях

Радиометрия. Прямая и косвенная радиометрия. Pадиометрия объектов окружающей среды, пищевых продуктов и воды. Временные (ВДУ), контрольные (РКУ) и республиканские допустимые уровни (РДУ) содержания радионуклидов в пищевых продуктах и воде, в том числе РДУ-99. Оценка результатов радиометрии.

Радиометрия - совокупность методов измерения активности (числа распадов в единицу времени) нуклидов в радиоактивных источниках. Методы радиометрии используются в дозиметрии для определения доз излучения.

а) прямая радиометрия - определение содержания (активности) радионуклидов в теле человека для дальнейшего подсчета дозы внутреннего облучения. Пример прибора для прямой радиометрии: СРП-68-01 (сцинтилляционный геологоразведочный прибор).

б) косвенная радиометрия - определение содержания радионуклидов в объектах окружающей среды с целью определения возможной дозы внутреннего облучения. Примеры приборов для косвенной радиометрии: КРВП-3АБ, РУБ-01П6, гамма-радиометр РУГ-92.

Если дозиметры используют для контроля доз внешнего облучения, то радиометры используют для контроля доз внутреннего облучения человека.

Общие принципы осуществления радиометрии пищевых продуктов и воды:

1) подготовка проб к измерениям (предварительная обработка доставленной продукции, отбор проб, приготовление навески, размещение пробы в кювете)

2) радиометрия (предпочтительно использовать сцинтилляционные и полупроводниковые средства измерения с блоками детектирования в свинцовой защите)

3) оформление результатов исследования в виде протокола установленной формы

После аварии на ЧАЭС исходя из значений Временных нормативов по дозовым нагрузкам для населения и с учетом рационов питания устанавливались временные допустимые уровни (ВДУ-86, ВДУ-88) и республиканские контрольные и допустимые уровни (РКУ-90, РДУ-92, РДУ-96, РДУ-99) содержания радионуклидов (цезия-137, стронция-90) в продуктах питания и воде.

РДУ регламентируют содержание радионуклидов цезия и стронция в пищевых продуктах, включая импортные, их действие распространяется на всю территорию РБ.

Нормируемые величины содержания цезия-137 в некоторых продуктах питания (Бк/кг) в различные периоды после аварии на ЧАЭС:

Продукт	ВДУ-88	РДУ-92	РДУ-99
Вода питьевая	18,5	18,5	10,0
Молоко
Говядина, баранина, колбасные изделия
Свинина, птица, рыба, яйца
Картофель
Овощи
Фрукты
Хлеб, хлебобулочные изделия, макароны
Грибы сухие

Результаты радиометрии пищевых продуктов оцениваются по результатам измерений с использованием действующих республиканских допустимых уровней содержания радионуклидов (в настоящее время по РДУ-99): в норме они не должны превышать соответствующие показатели вышеприведенной таблицы.

Превышение регламентируемых уровней содержания радионуклидов в продуктах питания дает основание для уполномоченных на то органов запретить реализацию населению данных продуктов через торговую сеть и сеть общественного питания. Пищевые продукты, качество которых не соответствует установленным нормативам, изымаются из обращения. Обоснование возможных способов использования, утилизации или уничтожения пищевых продуктов, признанных непригодными для пищевых целей, проводится их владельцами по согласованию с органами Государственного санитарного надзора РБ согласно установленному порядку.

25. Радиочувствительность: определение понятия, критерии оценки. Факторы, определяющие радиочувствительность на клеточном уровне.

Радиочувствительность (радиопоражаемость) - это чувствительность биологических объектов к действию ионизирующих излучений. Альтернативные понятия радиочувствительности - радиоустойчивость (радиорезистентность).

При сравнении радиочувствительности различных биосистем используют следующие критерии оценки:

а) непосредственное изменение выживаемости изучаемых объектов в результате облучения в определенных дозах или

б) количественные показатели поражения, связанные в данном диапазоне которые в данном диапазоне доз связаны с выживаемостью.

Наиболее часто в качестве меры радиочувствительности используется ЛД₅₀ - доза облучения, вызывающая гибель 50% облучённых организмов за различное время после облучения (в зависимости от вида живых организмов: наиболее радиочувствительны - млекопитающие, ЛД₅₀ = 2,5-4,0 Гр для человека, наименее - бактерии, их ЛД₅₀ = 1000-3000 Гр).

Различные виды живых организмов существенно различаются по степени радиочувствительности, которая варьирует в пределах одного вида (индивидуальная радиочувствительность), в пределах тканей и клеток одного организма, поэтому для правильной оценки последствий облучения организма необходимо оценивать радиочувствительность на различных уровнях - клеточном, тканевом, органном, организменном.

Факторы, определяющие радиочувствительность на клеточном уровне:

- организация генома (в том числе кариопикнотический индекс)

- состояние системы репарации ДНК

- содержание в клетке антиоксидантов

- активность ферментов, утилизирующих продукты радиолиза воды (каталазы, разрушающей перекись водорода, или супероксиддисмутазы, инактивирующей супероксидный радикал)

- интенсивность окислительно-восстановительных процессов.

Факторы, определяющие радиочувсвительность на тканевом уровне:

1) пролиферативная активность клеток ткани

2) степень дифференцировки клеток, составляющих данную ткань.

На тканевом уровне выполняется правило Бергонье-Трибондо: радиочувствительность ткани прямо пропорциональна пролиферативной активности и обратно пропорциональна степени дифференцировки составляющих ее клеток. Из данного правила следует: наиболее радиочувствительные ткани в организме те, которые имеют резерв активно размножающихся малодифференцированных клеток (кроветворная ткань, гонады, эпителий тонкого кишечника), наименее радиочувствительные (наиболее радиорезистентные) ткани в организме - высокоспециализированные малообновляющиеся (мышечная, костная, нервная ткани). Исключение из правила Бергонье-Трибондо: лимфоциты - высокоспециализированные клетки с высокой радиочувствительностью.

На органном уровне радиочувствительность зависит не только от радиочувствительности тканей, составляющих данный орган, но и от его функций.

а) семенники -их клетки находятся на разных стадиях развития, наиболее радиочувствительные - сперматогонии, наиболее радиорезистентные – сперматозоиды. После однократного облучения в дозе 0,15 Гр количество спермы может уменьшиться, после облучения в дозе 3,5-6 Гр наступает постоянная стерильность.

Следует отметить, что облучение не оказывает видимого влияния на половую потенцию.

б) яичники - в яичниках взрослой женщины содержится популяция первичных и вторичных овоцитов, находящихся на разных стадиях развития (их образование заканчивается в ранние сроки после рождения). Данная особенность определяет высокую радиочувствительность женских половых клеток и их неспособность к регенерации. Воздействие однократного облучения в дозе 1-2 Гр на оба яичника вызывает временное бесплодие и прекращение менструаций на 1-3 года, при остром облучении в дозе 2,5-6 Гр развивается стойкое бесплодие.

в) желудочно-кишечный тракт - наиболее радиочувствителен тонкий кишечник, далее по снижению радиочувствительности следуют: полость рта, язык, слюнные железы, пищевод, желудок, прямая и ободочная кишки, поджелудочная железа, печень.

г) сердечно-сосудистая система - наиболее радиочувствителен в сосудах наружный слой сосудистой стенки (из-за высокого содержания в нем коллагена). Сердце - радиорезистентный орган, однако при локальном облучении в дозах 5-10 Гр обнаруживается изменения миокарда, при дозе 20 Гр отмечается поражение эндокарда.

д) органы дыхания - у взрослого легкие - стабильный орган с низкой пролиферативной активностью, поэтому последствия облучения проявляются не сразу; при локальном облучении может развиться радиационный пневмонит с гибелью эпителиальных клеток, воспалением дыхательных путей и легочных альвеол и фиброзом, часто лимитирующим проведение лучевой терапии. При однократном воздействии гамма-излучения LD₅₀ для человека составляет 8-10 Гр, а при фракционировании в течение 6-8 недель – около 30 Гр.

е) мочевыделительная система - в обычных условиях почки достаточно радиорезистентны, поэтому влияние на них облучения, кроме высоких доз, проявляется поздно. Облучение в дозах более 30 Гр за 5 недель может вызвать хронический нефрит (лимитирующий фактор при проведении лучевой терапии опухолей органов брюшной полости).

ж) орган зрения - возможны два типа поражения: 1) воспалительные процессы в конъюнктиве и склере (при дозах облучения 3–8 Гр) и 2) лучевая катаракта (при дозах облучения 3–10 Гр) - наиболее опасно для ее развития нейтронное облучение.

з) нервная система - нервная ткань высоко специализированная и радиорезистентная; гибель нервных клеток наблюдается при дозах облучения свыше 100 Гр.

и) эндокринная система - эндокринные железы имеют низкую скорость обновления клеток и у взрослых относительно радиорезистентные; в растущем или пролиферативном состоянии эндокринные железы более радиочувствительны.

к) костно-мышечная система - орость обновления клеток и у взрослых относительно радиорезистентные; в раступованных клеток (у взрослых костная, хрящевая и мышечная ткани радиорезистентны; в пролиферативном состоянии (в детском возрасте или при заживлении переломов) радиочувствительность этих тканей повышается. Наибольшая радиочувствительность скелетной ткани характерна для эмбрионального периода, так как особенно интенсивная пролиферация остеобластов и хондробластов у человека происходит на 38-85 сутки эмбрионального развития.

На популяционном уровне радиочувствительность зависит от следующих факторов:

1) особенности генотипа - в человеческой популяции 10 - 12% людей отличаются повышенной радиочувствительностью, что связано с наследственно сниженной способностью к ликвидации разрывов ДНК либо со сниженной точностью процесса репарации; повышенная радиочувствительность сопровождает такие наследственные заболевания как атаксия-телеангиэктазия, пигментная ксеродерма

2) физиологическое (сон, бодрость, усталость, беременность) или патофизиологическое (хронические заболевания, ожоги, механические травмы) состояния организма

3) пол - мужчины обладают большей радиочувствительностью

4) возраст - наименее чувствительны люди зрелого возраста.

Радиочувствительность на эволюционном уровне: чем более высокоорганизованным является организм, тем он более радиочувствителен (наиболее радиорезистентны - бактерии, наименее радиорезистентны - собаки, овцы, обезьяны, человек).

27. Основные радиационные синдромы: характеристика, связь с дозой облучения.

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.

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.

В зависимости от критического органа выделяют 3 основных радиационных синдрома:

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

В костном мозге находится два типа клеток: молодые делящиеся клетки и зрелые функциональные клетки периферической крови. В соответствии с правилом Бергонье-Трибондо первые отличаются высокой радиочувствительностью, а зрелые клетки (за исключением лимфоцитов) будут более радиорезистентны.

Уменьшение численности клеток костного мозга начинается тотчас после облучения и постепенно достигает минимума, т.к. клеточное деление резко тормозится, а поступление зрелых элементов из костного мозга на периферию продолжается.

На характер изменения морфологического состава крови влияет время жизни зрелых клеток (скорость их выбывания из кровеносного русла):

а) эритроциты - наиболее долгоживущие форменные элементы крови (среднее время жизни 120 дней), их численность падает довольно медленно, т.к. даже при полном отсутствии продукции их количество уменьшается со скоростью 1% в сутки.

б) гранулоциты - их число падает значительно быстрее, т.к. они имеют короткую продолжительность жизни. В динамике их изменения выделяют несколько фаз:

1. фаза дегенерации - характеризуется небольшим порогом и быстрым спадом, в крови обнаруживаются только повреждённые клетки

2. фаза абортивного подъёма - обусловлена размножением в костном мозге повреждённых облучением клеток со сниженной пролиферативной способностью; когда эти клетки исчерпают свой пролиферативный потенциал (сами и все их потомки погибнут), число гранулоцитов вновь снизится до минимального (или нулевого) уровня

3. фаза восстановлени я - обеспечивается небольшим количеством стволовых клеток, сохранившихся в костном мозге и полностью сохранивших пролиферативную способность.

в) тромбоциты - по своей кинетике занимают промежуточное положение между гранулоцитами и эритроцитами.

г) лимфоциты - наиболее радиочувствительные клетки крови, гибнут даже при небольших дозах не только в местах их образования (лимфоузлы, костный мозг), но и в периферической крови.

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

Наиболее значительные изменения возникают в тонком кишечнике, где происходит клеточное опустошение ворсинок и крипт вследствие интерфазной гибели клеток сразу после облучения. В результате развивается язвенно-некротическая энтеропатия и последующая аутоинтоксикация в результате прорыва «кишечного барьера». Летальному исходу способствуют инфекционные осложнения, поражение кровеносных сосудов, нарушение баланса жидкостей и электролитов.

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

ЦНС состоит из высокодифференцированных непролиферирующих клеток, отличающихся высокой радиорезистентностью, поэтому при облучении выраженных клеточных потерь не будет. Гибель нервных клеток происходит при огромных дозах порядка сотен Гр. В летальном исходе важную роль играет также поражение кровеносных сосудов с быстрым развитием отека мозга.

Дата добавления: 2015-04-24