2. Радіаційні синдроми у ссавців

Критичні тканини, радіаційне ушкодження яких унаслідок опро­мінення спричиняє розвиток радіаційного ураження, можна виявити, досліджуючи залежність між дозою опромінення та проміжком часу від моменту опромінення до загибелі організму. Це класична радіобіологічна дозова функція, на підставі якої зроблено дуже важливі висновки про наявність кількох критичних щодо дії іонізуючого випромінювання систем організму.

На кривій найчастіше виділяються три компоненти радіаційного ураження. Кожній із них відповідає сукупність ознак хворобливого стану — синдромів радіаційного ураження. Таким чином окреслюються три синдроми радіаційного ураження, в основі кожного з яких лежать ушкодження клітин певних тканин.

Розбіжність інтервалів доз, у межах яких проявляються зазначені синдроми радіаційного ураження, пояснюється тим, що істотно відрізняється радіочутливість клітин, інактивація котрих спричиняє загибель тварини внаслідок прояву відповідного синдрому. Так, найчутливішими є клітини, із загибеллю яких пов'язаний синдром І; найменш чутливими є ті клітини, інактивація яких супроводжується синдромом III; синдром II формується за умови інактивації клітин проміжної радіостійкості.

Загибель тварини внаслідок розвитку синдрому ІІІ настає скоріше, ніж за синдрому II, а тим паче за синдрому І, а тому в результаті опромінення у великих дозах тварина гине, демонструючи прояв синдрому III, бо синдроми І і II не встигають реалізуватися.

Синдром І спричинений інактивацією клітин кровотворної тканини кісткового мозку, тому його називають кістково-мозковим, або гемопоетичним.

Синдром II відображує наслідки променевого ураження клітин, функція яких полягає в забезпеченні оновлення клітин епітелію кишкового тракту, й називається гастроінтестинальним.

Синдром III розвивається внаслідок ушкодження нервових клітин центральної нервової системи, тому його називають нервово-паралітичним, або синдромом центральної нервової системи (синдром ЦНС).

Загибель тварин безпосередньо в момент опромінення в дуже високій дозі зумовлена масовим радіаційно-хімічним перетворенням молекул, що внеможливлює функціонування будь-яких клітин. Цю форму загибелі називають молекулярною, або смертю під променем.

Кістково-мозковий синдром

Причиною розвитку цього синдрому є ушкодження популяції стовбурних клітин системи кровотворення, розташованих у кістковому мозку. Розрізняють червоний кістковий мозок, в якому переважає кровотворна мієлоїдна тканина, та жовтий, що складається в основному з жирової тканини. Червоний кістковий мозок зберігається протягом усього життя тварини й зосереджений він у ребрах, грудині, кістках черепа, таза, хребцях, в епіфізах трубчастих кісток. У людини маса червоного кісткового мозку становить близько 1,5 % маси тіла.

До складу кісткового мозку входять стовбурні кровотворні клітини; які дають початок усім формам кров'яних та лімфоїдних клітин. Частка стовбурних клітин у червоному кістковому мозку не перевищує 0,1 % всіх його клітин Основу кісткового мозку становить ретикулярна тканина, яка утворює так зване кровотворне мікрооточення— комплекс мікроанатомічних, гуморальних та інших факторів, що забезпечують розмноження й диференціювання клітин крові. Найчутливішими до дії випромінювань є стовбурні клітини органів кровотворення, клітини-попередники цих органів та лімфоїдні клітини. За відсутності факторів росту строми ці клітини приречені на загибель. Продуцентами гемопоетичних факторів росту є В-лімфоцити, які гинуть після гострого опромінення кісткового мозку. Некротизовані рештки клітин захоплюються локальними фагоцитами. Ці процеси спричиняють ослаблення міжклітинних взаємодій, зокрема контактів між гемопоетичними стовбурними клітинами й клітинами строми, а також зниження забезпечення стовбурних клітин факторами росту, зокрема інтерлейкіном L.

Дещо стійкішими є мієлоїдні клітини, що дозрівають, — мегакаріоцити, моноцити, макрофаги.

Внаслідок перетворень клігин-попередників виникають зрілі клітини периферичної крові.

Після опромінення тварин чисельність клітин у периферичній крові поступово зменшується. Зниження клітинної репродукції тим більше, чим вища доза опромінення. За перевищення певного значення дози репопуляційне відновлення клітинної репродукції не відбувається.

Для проходження етапів формування зрілої клітини крові в паростку потрібен певний час, який називають транзитним. Тривалість транзитного часу компартменту клітин, що зазнають поділу в ході дозрівання (а до них належать еритробласти, базофільні, поліхро-матофільні та оксифільиі нормобласти), становить 8... 10 діб. Транзитний час компартменту клітин, що дозрівають, - зрілих поліхроматофільних і оксифільних нормобластів і кістково-мозкових ретикулоцитів - менший - 2... 4 доби.

Гастроінтестинальний та інші синдроми

Причиною розвитку цього синдрому є радіаційне ураження клітинної популяції вистильного епітелію шлунка й кишечнику.

Радіаційне ушкодження шлунково-кишкового тракту супроводжується дуже істотним порушенням функцій штестини. Це проявляється в розвитку низки патологічних станів, оскільки вповільнюється або й зовсім припиняється оновлення інтестинальних клітин.

В епітелії тонкого кишечнику виділяють п'ять основних типів клітин: циліндричні (або всмоктувальні), келихоподібні, екзокриноцити, екзокриноцити з ацидофільними гранулами (клітини Панета) та ентерохромофіноцити. Початок усім популяціям цих клітин (ентероцитів) дають крипти, в базальній частині яких є стовбурні клітини. Внаслідок опромінення стовбурні клітини ушкоджуються, що змінює кінетику клітинних популяцій інтестини й спричиняє прояв гострого радіаційного синдрому.

Функціональні зміни в нервових клітинах відбуваються за опро­мінення в порівняно невеликих дозах. Наприклад, навіть за опромінення в дозах 0,1...0,5 Гр спостерігалося помітне гальмування трансмембранного перенесення натрію —процес, що відображує основну функцію нейронів.

Легені, органи нюху, гортань, глотка, трахея та бронхи є порівняно радіостійкими. В легенях радіаційного ураження зазнають альвеолярні клітини, які щільно оплетені кровоносними капілярами.

Органи внутрішньої секреції —щитоподібна й паращитоподібна залози, гіпофіз, надниркова залоза, ендокринні частини репродук­тивних органів — характеризуються значною стійкістю до прямої дії іонізуючої радіації. Функціональні зміни в цих органах унаслідок опромінення зумовлені вторинними процесами в інших тканинах і органах.

Під дією радіації в порівняно невеликих дозах можливий розвиток катаракти — помутніння кришталика ока. Цей процес має тривалий латентний період — від кількох місяців до багатьох років. У мишей катаракта виникає за опромінення в дозах порядку 0,15 Гр, а в людини — 0,20...0,45 Гр. Латентний період катарактогенезу в людини — від 6 міс. до 35 років залежно від дози опромінення та значення ЛПЕ. За низьких значень ЛПЕ і доз порядку 2,5...6,5 Гр латентний період становить близько 8 років. Особливо ефективним щодо катарактоутворення є нейтронне опромінення.

Органи слуху належать до порівняно радіостійких. Однією з форм функціонального розладу внаслідок опромінення є втрата здатності орієнтуватися в просторі.

Здебільшого неважко передбачити наслідки опромінення тієї чи іншої частини тіла, аналізуючи відповідні реакції тканин опромінюваного органа та зв'язки цих реакцій із загальнофізіологічними процесами цілісного організму й ураховуючи при цьому впливи неопромінених тканин на опромінені.

3. Вплив опромінення у високих дозах на клітини периферичної крові й тканин кровотворних органів. Під дією іонізуючої радіації у високих дозах (5... 10 Гр) концентрація всіх клітинних форм крові зменшується. Причинами цього явища є:

• пряма деструкція зрілих клітин периферичної крові;

• втрата клітин унаслідок геморагії або витоку крізь стінки капілярних судин;

• припинення продукції клітин у системі кровотворення. Особливо чутливі до опромінення лімфоцити й тканини лімфатичних вузлів, тимусу та селезінки.

Популяція клоногенних клітин-попередників гемопоетичної строми характеризується гетерогенністю: найчисленнішу групу становлять мегакаріоцити, а найменш численну —- фібробласти, проліферація яких відбувається дуже повільно, а отже, вони є радіостійкішими, ніж мегакаріоцити. Ці субпопуляції можуть забез­печувати регенерацію гемопоезу після опромінення у високих дозах

Крім того, в ураженні системи кровотворення тварин унаслідок дії рідкоіонізуючого випромінювання дуже чітко проявляється ефект потужності поглинутої дози. Це зумовлене клітинним ефектом потужності дози стосовно популяції стовбурних клітин кісткового мозку. Проте внаслідок дії випромінювань із великими значеннями ЛПЕ ефект потужності дози може й не виявлятися.

Причина загибелі тварини внаслідок кістково-мозкового синдрому полягає в нашаруванні вторинних захворювань у відповідь на зменшення клітин периферичної крові.