Отдаленные последствия облучения

Часть нанесенных повреждений ДНК не влияет на выживание клетки и подвергается удалению в процессе ее нормальной жизнедеятельности. Однако эти повреждения могут становиться летальными в случае, если в клетке возникнут новые повреждения.

При пролонгированном и фракционированном облучении с постоянной и переменной мощностью дозы радиационный эффект возрастает с укорочением процесса облучения и увеличением суммарной дозы облучения. Биологический эффект уменьшается при пролонгированном и фракционированном облучении.

ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ОБЛУЧЕНИЯ

ТЕМА 6.2

1. Зависимость радиологического эффекта от времени действия излучения

Одна и та же доза облучения, но распределенная неодинаково во времени, будет давать разный радиобиологический эффект. Излучение может быть однократным кратковременным или протяженным (пролонгированным), непрерывным или прерывистым (фракционированным), с постоянной или переменной мощностью. При разных условиях облучения одна и та же доза оказывает разный биологический эффект.

При однократном кратковременном облучении организм за сравнительно короткое время (секунды, минуты) получает определенную дозу облучения. Описанные в литературе эксперименты по воспроизведению лучевой болезни на животных всех видов выполнены в основном при кратковременном воздействии гамма- или рентгеновских лучей.

Фракционированное, или прерывистое, облучение – облучение несколькими отдельными фракциями через различные промежутки времени. Продолжительность облучений и перерывов между ними могут быть различными (облучение может длиться секунды, часы; перерыв — сутки, месяцы).

При фракционированном облучении наблюдается меньший биологический эффект по сравнению с однократным облучением в сопоставимых дозах. Это явление объясняется развитием восстановительных процессов, происходящих в организме, которые наиболее интенсивно развиваются во время перерывов между облучениями.

Пролонгированное облучение - это непрерывное облучение в течение нескольких часов, суток, месяцев с постоянной или переменной мощностью дозы. Биологический эффект радиационного воздействия пролонгированного облучения на животных по сравнению с кратковременным зависит от таких физических факторов, как мощность дозы, продолжительность облучения, интенсивность уменьшения мощности дозы во времени.

2. Процессы восстановления в облученном организме

В организме млекопитающих после облучения, наряду с деструктивными процессами, происходит и восстановление, осуществляемое на разных уровнях организации. Восстановление организма после острого лучевого поражения в первом приближении можно свести к пролиферации клеток (пролиферация - разрастание ткани животного или растительного организма путем новообразования клеток), сохранивших жизнеспособность, благодаря чему восполняется убыль популяции клеток критических органов и систем, и, следовательно, восстанавливается их функциональная полноценность.

Источником пострадиационного восстановления критических тканей и органов могут быть не только неповрежденные клетки, но и клетки, поврежденные обратимо и восстановившие жизнеспособность, точнее, способность к неограниченному размножению.

В любой облученной клеточной популяции следует различать два типа пострадиационного восстановления: репарацию (восстановление) на клеточном уровне и пролиферацию клеточных элементов.

Связь между восстановлением от поражений, наблюдаемом на клеточном уровне, с повреждением ДНК можно представить себе следующим образом. Часть поражений ДНК столь велика, что клетка не сможет пройти несколько делений, сколько бы времени у нее не было для восстановительных процессов. Часть поражений, вероятно, репарируется (восстанавливается от повреждений, вызываемых ионизирующими излучениями) достаточно быстро ферментативными системами, действующими в обычном режиме. Благодаря этому часть клеток после облучения вступает в деление в обычное время, производя клоногенное потомство. Если клетка в момент облучения находится вне цикла, то у нее больше возможностей для восстановления, чем у клетки, активно реплицирующей ДНК и готовящейся к митозу. Поэтому клетки в стационарной фазе роста имеют больше времени для репарации потенциальных повреждений.

Процессы восстановления в организме животного и человека после облучения протекают с различной скоростью: наивысшей в активно пролиферирующих тканях и минимальной в тканях с низким уровнем пролиферации.

Одним из видов восстановления является пролиферация тканей критических органов за счет сохранивших жизнеспособность стволовых клеток костного мозга и кишечника. Наряду с пролиферацией происходит и репарация на клеточном уровне.

Реализация всех типов восстановительных процессов в организме облегчается при фракционированном облучении и при уменьшении мощности дозы, однако, во всех случаях восстановление не может быть абсолютным, некоторая доля повреждений может оставаться необратимой и участвовать в формировании отдаленных последствий. Для правильной оценки исхода облучения необходимо знать не только дозу, ее мощность и время облучения, но и скорость восстановительных процессов, происходящих в организме животного. Для этого введено понятие «период полувосстановления», под которым понимают время, в течение которого восстанавливается половина лучевых повреждений. Величина периода полувосстановления зависит от вида и возраста животного, интенсивности обмена веществ, мощности и величины дозы облучения и других факторов. В среднем период полувосстановления составляет у ослов 20-28 суток, у собак 14-18, у кроликов - 9, у мышей 3 - 8 суток.

При рассмотрении вопросов пострадиационного восстановления надо обратить внимание на неполноценность многих восстановительных процессов, особенно ярко проявляющихся в тканях с низким уровнем физиологической регенерации. Именно клетки этих тканей вследствие очень слабо протекающих процессов репарации как бы запоминают имевшее место радиационное воздействие, и их функциональная неполноценность легко проявляется при неблагоприятных для организма условиях.

Основываясь на факте, что выжившие клетки млекопитающих остаются жизнеспособными после облучения и затем размножаются в условиях целостного организма, можно предположить, что в большинстве своем потомки этих облученных и выживших клеток животных также несут различные наследственные аномалии. Эти аномалии могут не препятствовать их размножению - пострадиационной регенерации соответствующих органов и тканей, но снижают жизнеспособность этих клеток и извращают их функциональную активность. Отсюда следует, что в течение длительного времени после облучения организм представляет собой как бы функционально неполноценную систему, что в дальнейшем приводит к уменьшению жизнеспособности выжившего после облучения организма.

Таким образом, в развитии летального действия ионизирующего излучения решающую роль играют закономерности гибели облученных клеток, а в проявлении отдаленных последствиях лучевого поражения – клетки, выжившие после облучения.

В отдаленные сроки после облучения (у человека — через многие годы и десятки лет, у мышей и крыс через несколько месяцев) в «выздоровевшем» и, казалось бы, полностью восстановившемся от лучевого поражения организме возникают различные изменения, которые называют отдаленными последствиями облучения. Особенностью заболеваний, относящимся к отдаленным последствиям, является то, что они возникают спустя длительное время как после местного, так и после общего внешнего и внутреннего облучения.

Продолжительность латентного периода отдаленных последствий зависит от характера лучевого воздействия, вида животных, их естественной продолжительности жизни, состояния защитно-компенсаторных процессов.

Дата добавления: 2014-01-05