Тема 6. Радиационная биология и гематология

Задачей радиационной биологии и гематологии является изучение влияния повреждающего действия ионизирующих излучений на клеточную систему (или клеточно-системную экологию человека) и мер профилактики.

Баланс между организмом человека и окружающей средой контролируется двумя факторами:

1) ЦНС;

2) система клеточного обновления (СКО).

Система клеточного обновления (СКО) – определенные ряды, в которых потеря клеток, вызвана гибелью или мутацией, баласнируется путем продукции новых клеток.

Активный оборот:

костный мозг: эритропоэз,

миелопоэз,

мегакариоцитопоэз,

моноцитопоэз;

лимфатическая система: лимфопоэз;

кожа, слизистые оболочки: система клеточного обновления эпителия.

Схема 6 – Система клеточного обновления (СКО)

При действии излучений на человека различают:

1. Соматические эффекты (стохастические эффекты) – укорочение продолжительности жизни, увеличение вероятности заболевания лейкемией после облучения.

2. Генетические эффекты – проявляющиеся в генетическом аппарате половых клеток, т.е. они могут влиять на жизнь и здоровье последующих поколений (потомства). Это – «мутагенный эффект».

Локализация активной кроветворной ткани

Красный (или активный) костный мозг содержится в позвоночнике, в плоских костях туловища, в черепе, в концах бедренных и плечевых костях, в трубчатых костях, в мелких костях рук и ног.

Основные радиобиологические принципы

Закон Бергонье-Трибондо (1906 г.):

Клетки, которые в норме делятся, радиочувствительные, а не делящиеся в норме клетки – радиорезистентные.

Таким образом, чем гетерогеннее клеточная популяция, тем она устойчивее.

При облучении костного мозга угнетаются функции и наступает гибель различных форм – бластов (эритробласты), среди них имеются два подразделения (компартмента):

делящиеся;

неделящиеся.

При нарушении гомеостаза клеток костного мозга G₀-клетки (стволовые клетки) вступают в деление и пытаются нормализовать нарушенный облучением гомеостаз.

Зрелые (циты) клетки выходят в русло крови и выполняют свою функцию. С ростом дозы облучения темп образования зрелых клеток цитов снижается.

В течение 120 дней после облучения наблюдаются три фазы.

Число нетрофилов, 10³ /мм³

120 дней

1 фаза 2 фаза 3 фаза

1. Фаза дегенерации.

2. Фаза абортивного восстановления.

3. Фаза восстановления – полная репопуляция клеток периферической крови.

Морфологические аспекты лучевого поражения

Некроз костного мозга – структурные изменения в клетке после ее гибели. Через несколько часов после облучения 1000 рад (LD) наблюдаются:

пикнозы,

кариорексиз,

цитолиз.

Перед гибелью организма в костном мозге находят бактерии, сопровождающие стадию острого облучения.

Атрофия костного мозга сказывается на периферической крови:

• Быстрое снижение числа гранулоцитов;

• Снижение тромбоцитов;

• Снижение эритроцитов.

Это происходит из-за отсутствия замещения погибших клеток.

Клетки крови являются критическими для выживания организма.

Гибель клеток крови имитируют функции G₀-клеток. Они могут дифференцироваться

- в основные типы клеток красного костного мезга,

- в клетки лимфоидной ткани,

- в клетки тимуса.

В этом сущность восстановления (или регенерации) клеток костного мозга. Это же наблюдается при трансплантации костного мозга.

Влияние радиации на свертывание крови и стенки сосудов

Функциональная недостаточность тромбоцитов при облучении вызывает геморрагии (увеличение свертываемости крови). Кровеносные сосуды относительно радиорезистентные.

Действие радиации на иммунологическую систему

Наблюдается:

- ослабление иммунных реакций,

- повышенная чувствительность к инфекциям,

- отторжение трансплантатов,

- повреждение лимфоидной ткани как наиболее радиочувствительной.

Восстановление иммунологических реакций.

Наиболее эффективными веществами, влияющими на восстановление, являются ДНК, РНК и продукты их распада.

Влияние облучения на функцию макрофагов

Макрофаги – системы, связанные с фагоцитозом и разрушением чужеродного материала поступающего в организм, либо старых и поврежденных клеток внутри организма.

Макрофаги (селезенки, костного мозга, лимфоузлов, тимуса) резистентные к воздействию радиации (не погибают при облучении 400-1000 рад).

После облучения наблюдается снижение способности к фагоцитозу.

Клинические аспекты хронического лучевого поражения

1. Радиационный лейкемогенез у лабораторных животных (мышь).

2. Радиационная лейкемия у человека:

- высокая частота случаев лейкемии у лиц, переживших взрыв атомной бомбы, у лиц ликвидаторов ЧАЭС;

- лейкемия у детей, облученных внутри утробно;

- лейкемия у радиобиологов;

- лейкемия у лиц, подвергавшихся радиационному рентгеновскому облучению.

3. Другие новообразования, вызванные радиацией:

- рак легких у шахтеров урановых рудников;

- остеосоркома клеток костной ткани у лиц, работающих с фосфорицирующими составами;

- остеосоркома у подвергшихся облучению пациентов с диагностической и лечебной целью.