Патогенна дія іонізуючого випромінювання

1. Природа, види іонізуючого випромінювання і біологічно значущі його властивості.

2. Механізми патогенної дії іонізуючого випромінювання.

3. Біологічні (патогенні) ефекти дії іонізуючого випромінювання.

4. Патогенетичні напрями лікування променевої патології.

1. Природа, види іонізуючого випромінювання і біологічно значущі його властивості.

Іонізуючим називається випромінювання, яке викликає іонізацію середовища, через яке воно проходить або нею поглинається.

Іонізація – процес перетворення електрично нейтральних частинок (атомів або молекул) в електрично заряджені, які називаються іонами.

За природою іонізуюче випромінювання поділяється на два види: корпускулярне і квантове.

Корпускулярне (від лат. corpuscula –частка) – це потік частинок з великою швидкістю.

Такими частинками можуть бути електрони, протони. нейтрони, а також інші важкі іони.

До корпускулярного іонізуючого випромінювання відноситься: α -випромінювання, β-випромінювання, нейтронне випромінювання, протонне випромінювання та інші.

Квантове – це потік порцій (квантів) електромагнітних хвиль дуже високої частоти.

До квантового іонізуючого випромінювання відносяться: γ- випромінювання, жорстка частина спектру ультрафіолетового випромінювання, рентгенівське випромінювання.

Біологічно значущими властивостями іонізуючого випромінювання є його іонізуюча і проникаюча здібності.

2.Механізми патогенної дії іонізуючого випромінювання.

Існують дві теорії механізму патогенної дії іонізуючого випромінювання

1) Теорія прямої дії (теорія «мішені»).

Суть її полягає в тому, що корпускула або квант іонізуючого випромінювання попадає як куля в ціль - в біологічно (фізіологічно) активну структуру (будь-який елемент клітини – ядро, структури цитоплазми, плазматична мембрана). В результаті виникає пошкодження даної структури і, як наслідок, порушення її функцій.

б)Теорія непрямої дії.

Її суть полягає в тому, що корпускула або квант іонізуючого випромінювання потрапляють в біологічно нейтральну частинку. Такими біологічно нейтральними частинками в організмах всіх живих істот – є молекулиа води. В результаті дії на них іонізуючого випромінювання утворюються активні радикали: Н₂О₂, НО₂-, НО- і ін. Ці радикали діють на біологічно активні структури, викликають їх біохімічну модифікацію, отже змінюють їх фізіологічні властивості.

3.Біологічні (патогенні) ефекти дії іонізуючого випромінювання.

Біологічні ефекти дії іонізуючого випромінювання обумовлені:

а) його властивостями (залежать від природи іонізуючого випромінювання);

б) дозою;

в) функціональною значущістю і функціональним станом біологічної структури, на яку воно подіяло;

г) етапом онтогенетичного розвитку організму, на якому на останній подіяло іонізуюче випромінювання.

а, б) Значення властивостей і дози іонізуючого випромінювання.

За інших рівних умов, чим вищі іонізуюча і проникаюча здатності, тим сильніше патогенний ефект іонізуючого випромінювання.

в) Значення функціональної значущості біологічних структур.

Якщо корпускула або квант іонізуючого випромінювання при малих дозах «потрапляє » у структуру генома (ДНК), то в цьому випадку патогенний ефект обумовлений мутацією його. (В даному випадку патогенність іонізуючого випромінювання не підкоряється закону пороговості, а визначається стохастичною (імовірнісною) залежністю. Це означає, що досить попадання однієї корпускули або кванта іонізуючого випромінювання в геном, щоб виникла мутація. Біологічний ефект такої мутації залежить від характеру мутації.

г) На дуже ранніх стадіях онтогенезу (ембріогенез), навіть незначні дози іонізуючого випромінювання можуть істотно пошкодити структуру ембріона і спричинити його загибель або порушення органогенезу і, як результат, викидень (обумовлений загибеллю плоду) або розвиток вад.

Патогенність іонізуючого випромінювання визначається інтенсивністю процесів поділу клітин в них. Тому найменш радіорезистентними, т.т. найбільш радіочутливими органами є: кістковий мозок, слизова оболонка кишечника, гонади (статеві залози).

Що ж до біологічних елементарних структур цих органів - клітин, то вони чутливі до іонізуючого випромінювання в усі фази, окрім фази спокою.

Таким чином, біологічними (патогенними) ефектами дії іонізуючого випромінювання можуть бути:

1. Розвиток спадкового захворювання (при дії навіть малих доз на статеві клітини, в першу чергу, жіночі, через різну кількість жіночих і чоловічих).

2. Стерильність (при дії великих доз іонізуючого випромінювання на статеві залози).

3. Мертвонародження і потворність (при дії іонізуючого випромінювання на соматичні клітини на стадії ембріогенезу і внутрішньоутробного розвитку).

4. Пухлини (при дії іонізуючого випромінювання в будь-яких дозах на соматичні клітини на будь-якому етапі онтогенезу).

5. Променева хвороба (виникає за механізмом непрямої дії при достатньо високій дозі опромінювання).

Променева хвороба має форми:

а) Мозкова (церебральна).

Виникає при загальному опроміненні понад 100 Гр. Смертельні результати наступають невдовзі після опромінювання, а іноді безпосередньо у момент опромінювання («смерть під променем»).

Клінічна картина характеризується колапсом з втратою свідомості. Після відновлення свідомості виникає виснажуюче блювання, пронос з тенезмами, порушення свідомості, набряк мозку, артеріальна гіпотонія, анурія. Смерть може наступити на 1-3 доби при явищах набряку мозку.

При важкому і украй важкому ступенях виражені наступні синдроми:

-судомно-паралітичний;

-аментивно-гіпокінетичний;

-дисциркуляторний з порушенням центральної регуляції.

б) Токсемічна.

Виникає при загальному опроміненні 50-100 Гр. Смертельні результати наступають в перші три доби після опромінювання. Типовому синдрому важкої ранньої первинної реакції (блювота, пронос, підвищення температури тіла) передує стадія гострих мозкових розладів з порушенням свідомості, падінням артеріального тиску, адинамією, судомами.

в) Кишкова форма.

Виникає при загальному опроміненні 10-15 Гр. Характеризується вираженими симптомами важкого ентериту: пронос з домішкою крові і обривками епітелію кишечника, здуття і біль в животі, різко виражені ознаки зневоднення, втрати електролітів, у зв'язку з чим виникають розлади серцевої діяльності, адинамія.

Смертельний результат наступає на 1—14 день на тлі глибокого пригнічення кровотворення і розвинутого сепсису.

г) Кістково-мозкова.

Залежно від поглиненої дози розрізняють 4 ступеня тяжкості кістковомозкової форми гострої променевої хвороби:

1. Легка – при дозі опромінювання 1-2 Гр.

2. Середня – при дозі опромінювання 2-4 Гр.

3. Важка – при дозі опромінювання 4-6 Гр.

4. Украй важка – при дозі опромінювання 6-10Гр.

У клінічній картині кістковомозкової форми гострої променевої хвороби виділяють 4 періоди (фази):

І період – період первинних реакцій.

ІІ період – латентний, прихований, удаваного клінічного благополуччя.

ІІІ період – розпалу хвороби.

ІУ період – наслідків.

Для першого періоду характерний перерозподільний (відносний) лейкоцитоз, лімфопенія. При важкому ступені виникають менінгеальні і загальномозкові симптоми з наростаючим затьмаренням свідомості (від гіперсомнії до сопору і коми).

Тривалість латентного періоду від 10-15 днів до 4-5 тижнів.

Він характеризується задовільним самопочуттям.

З боку крові – зниження кількості формених елементів крові.

У третьому періоді променевої хвороби загальний стан хворого різко погіршується.

З боку крові – прогресуюче зниження кількості лейкоцитів і тромбоцитів.

Агранулоцитоз на 2-4 тижні.

Мають місце: пригнічення імунітету, розвиток інфекційних ускладнень, інтоксикація, геморагічні прояви, поява менінгеальних симптомів, можлива зміна психіки.

Внаслідок падіння імунологічної реактивності організму і вираженого пригнічення кровотворення розвивається аутоінфекційний процес. Населяючі організм сапрофіти стають патогенними, виникають поширені інфекційні ускладнення і виразково-некротичні зміни, а внаслідок порушення проникності тканин ШКТ, дихальних шляхів і ін. виникає сепсис.

Серйозні порушення з боку ендокринної системи. У чоловіків наступає аспермія, у жінок – порушення або відсутність менструального циклу.

Тривалість третього періоду 2-3 тижні.

Четвертий період – може мати місце відновлення функцій – наступає через 4-6 тижнів після опромінювання. Відбувається поступова нормалізація загального стану хворого, відновлення функції і морфології всіх систем і органів.

Тривалість цього періоду залежить від ступеня тяжкості променевої хвороби. До кінця третього місяця, як правило, стан потерпілих стає задовільним.

Можуть бути і інші наслідки в залежності від отриманої дози, реактивності та ін.

Геморагічний синдром – це синдром, в основі якого лежить підвищена кровоточивість, що веде до появи крововиливів.

У механізмі розвитку геморагічного синдрому при променевій хворобі має значення:

1. Зниження кількості тромбоцитів в крові (тромбоцитопенія) і зміна їх властивостей (тромбоцитопатія).

В нормі кількість тромбоцитів складає 200-400х10⁹/л.

Тромбоцитопенія виникає внаслідок порушення дозрівання їх в кістковому мозку.

2. Велике значення має порушення здібності тромбоцитів до склеювання, оскільки саме при агрегації тромбоцитів з них виділяються чинники згортання крові. Порушення здатності тромбоцитів до агрегації пов'язане із змінами структури їх мембран.

3. Порушується здатність тромбоцитів підтримувати цілісність судинної стінки, її пружність і механічну резистентність, тобто порушується їх ангіотрофічна функція.

4. У патогенезі геморагічного синдрому відіграють роль зміни молекулярної структури фібриногену, внаслідок чого знижується здатність волокон фібрину до скорочення, а кров'яного згустку до ретракції.

2. Підвищується активність фібринолізу і протизгортальної системи.

2. Велике значення в розвитку геморагічного синдрому мають зміни судинної стінки, головним чином, дрібних судин. Ендотелій піддається патологічним змінам і злущується, порушується здатність його клітин виробляти полісахаридно - білкові комплекси для побудови базальної мембрани, основна речовина піддається деполімеризації, з пошкоджених тканин вивільняються БАР (протеолітичні ферменти, кініни, гіалуронідаза), які посилюють пошкодження судинної стінки, підвищуючи її проникність.