- •Учебное пособие Симферополь - 2012
- •Isbn| 000-00-0000-0.
- •Содержание
- •Глава 1. Введение в ветеринарную радиобиологию........................…
- •Глава 3. Методы регистрации и единицы измерения в радиологии.......
- •Глава 4. Биологическое действие ионизирующих излучений.........……
- •4.1. Теории и гипотезы биологического действия ионизирующих излучений………….…
- •Глава 5. Радиотоксикология ...………………………………………...
- •6.6.2. Генетическое действие ионизирующих излучений ........………...
- •6.6.3. Защита от отдаленных последствий облучения ........…….………
- •Глава 7. Защита от биологического действия ионизирующих излучений и радиационная гигиена…
- •7.2.4.3.3. Долгосрочные контрмеры…. ...………………………….....
- •Глава 8. Радиационная экология...……………….…………………..…
- •6.3.5. Отдаленные последствия радиационных поражений..……......
- •Глава 9. Ведение животных в условиях радиоактивного загрязнения
- •Глава 10. Применение ионизирующих излучений и радионуклидов в сельском хозяйстве.
- •10.2.1. Радиационные технологии хранения сельскохозяйственной продукции .………
- •Предисловие
- •Глава 1
- •1.1. Парадоксы знаний о Мире и Вселенной
- •1.2. Жизнь, живое вещество и биосфера
- •1.2.1. Фундаментальные свойства живого
- •1.2.2. Уровни организации живого
- •1.2.3. Основные атрибуты жизни
- •1.3. Предмет, объект, цель и задачи сельскохозяйственной и ветеринарной радиобиологии
- •1.4. Связь радиобиологии с другими науками
- •1.5. Основные исторические этапы развития радиобиологии
- •Глава 2
- •2.1. Строение вещества
- •2.1.1. Радиоактивность
- •2.1.2. Характеристика радиоактивных излучений
- •2.1.3. Приложение к разделам 2.1.1. И 2.1.2.
- •2.2. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом
- •2.2.1. Взаимодействие фотонных излучений с веществом
- •2.2.1.1. Фотоэффект
- •2.2.1.2. Комптон-эффект или комптоновское рассеяние
- •2.2.1.3. Образование электронно-позитронных пар
- •2.2.1.4. Закон ослабления гамма-излучения веществом
- •2.2.2. Взаимодействие корпускулярных излучений с веществом
- •2.2.2.1. Взаимодействие заряженных частиц с веществом
- •2.2.2.1.1. Взаимодействие альфа-частиц с веществом
- •2.2.2.1.2. Взаимодействие бета-частиц с веществом
- •2.2.2.1.3. Энергетические характеристики взаимодействия излучений с веществом
- •2.2.1.2.4. Взаимодействие нейтронов с веществом
- •Глава 3 методы и единицы измерения в радиологии
- •Методы регистрации фотонных излучений
- •Методы регистрации корпускулярных излучений, в т.Ч. И нейтронов
- •Периоды физического полураспада радионуклидов – т1/2.
- •Значения поправочных коэффициентов в зависимости от вида ионизирующего излучения kэквив.
- •Значения поправочных коэффициентов в зависимости от типа тканей и органов - kэффект
- •Кратные и дольные единиц измерения
- •Единицы измерения в радиологии
- •Дозиметры, применяемые в Украине и снг
- •3.2. Расчетные методы определения активности радиоактивных веществ и
- •3.2.1. Расчетный метод определения активности
- •Определение поправочного коэффициента «к» универсального метода расчета радиоактивного распада
- •Определение времени, на протяжении которого в кормах, продуктах питания и воде достигается допустимая норма удельной активности данного радионуклида:
- •Где: t1/2 – физический период полураспада радионуклида;
- •Гамма-постоянная радионуклидов -
- •3.2.2. Определение поглощенной дозы ионизирующих излучений
- •3.2.3. Определение расчетным методом поглощенной дозы ионизирующих излучений, полученной при внутреннем облучении Определение эффективного периода полувыведения - :
- •Значения допустимых уровней удельных активностей радионуклидов Cs-137 и Sr–90 в продуктах питания и питьевой воде в продуктах питания и питьевой воде
- •Допустимые уровни (ду) удельной активности радионуклидов 137Cs и 90Sr в сырье животного и растительного происхождения и кормах
- •Сроки и нормы отбора проб объектов ветеринарного контроля для исследования на радиоактивность
- •Выемки проб для исследования на радиоактивность
- •Сопроводительная опись
- •Глава 4
- •4.1. Теории и гипотезы биологического действия ионизирующих излучений
- •4.2. Радиочувствительность живых организмов
- •Сравнительная радиочувствительность биологических видов
- •4.4. Влияние малых доз ионизирующих излучений на живые организмы
- •4.5.Радиационная стимуляция
- •Глава 5
- •5.1. Предмет, цели и задачи радиотоксикологии
- •5.1.1. Понятие о радиотоксинах и радиотоксичности
- •5.1.2. Группы радионуклидов по радиотоксичности
- •5.1.3. Факторы, обусловливающие токсичность радионуклидов
- •5.1.4. Пути поступления и выведения радионуклидов в организмах животных
- •5.1.5. Распределение радионуклидов в организмах животных
- •5.2. Метаболизм и токсикология радиоактивных веществ
- •5.2.1. Токсикология молодых продуктов деления
- •5.2.2. Метаболизм и токсикология йода - 131i
- •5.2.3. Метаболизм и токсикология цезия - 137Cs
- •5.2.4. Метаболизм и токсикология стронция - 90Sr
- •5.2.5. Метаболизм и токсикология плутония - 239Pu
- •5.2.6. Метаболизм и токсикология трития - 3h
- •5.2.7. Метаболизм и токсикология углерода - 14с
- •Глава 6. Радиобиологические эффекты
- •6.1. Факторы, влияющие на величину биологического действия
- •6.1.1. Факторы источника ионизирующих излучений
- •6.1.2. Факторы облучаемого биологического объекта
- •6.2. Радиобиологические эффекты
- •6.2.1. Структурно-функциональные изменения органов, тканей и систем у животных
- •6.2.1.1. Изменения системы кроветворения
- •6.2.1.1.1. Изменения костного мозга
- •6.2.1.1.2. Изменения лимфатических узлов
- •6.2.1.1.3. Изменения селезёнки
- •6.2.1.2. Изменения сердечно-сосудистой системы
- •6.2.1.4. Изменения системы пищеварения
- •6.2.1.3. Изменения системы дыхания
- •6.2.1.5. Изменения почек и мочевыводящих путей
- •6.2.1.6. Изменения желёз внутренней секреции
- •6.2.1.7. Изменения нервной системы
- •6.2.1.7.1. Изменения центральной нервной системы (цнс)
- •6.2.1.7.2. Изменения периферической нервной системы
- •6.2.1.7. Изменения костной системы
- •6.3. Лучевая болезнь
- •6.3.1. Острая лучевая болезнь – олб
- •6.3.1.1. Костно-мозговая форма лёгкой степени тяжести течения олб
- •6.3.1.2. Костно-мозговая форма средней степени тяжести течения олб
- •6.3.1.3. Костно-мозговая форма тяжёлой степени тяжести течения олб
- •6.3.1.4. Костно-мозговая форма крайне тяжёлой степени тяжести течения олб
- •6.3.2. Хроническая лучевая болезнь
- •6.3.3. Особенности лучевого поражения организма животных
- •6.3.3.1. Лучевая болезнь, возникшая при поступлении рв внутрь организма
- •6.3.3.1.1. Клиническая картина лучевой болезни, возникшей при инкорпорировании рв
- •6.3.4. Некоторые клинические и гематологические показатели
- •6.3.4.1. Клинические показатели
- •6.3.4.2. Гематологические показатели
- •6.3.5. Отдалённые последствия радиационных поражений
- •А. Соматические: Рост общесоматических заболеваний Лейкозы
- •Б. Тератогенные: Врождённые дефекты
- •6.4. Лучевые ожоги кожных покровов у животных
- •6.5. Комбинированные лучевые поражения
- •6.5.1. Особенности заживления ран на фоне лучевой болезни
- •6.5.2. Раны, загрязненные радиоактивными веществами (радиоактивные миксты)
- •6.5.3. Особенности заживления ожогов на фоне лучевой болезни
- •6.5.4. Особенности заживления переломов костей на фоне лучевой болезни
- •6.6. Отдалённые последствия радиационного воздействия,
- •6.6.1. Формы и состояния отдаленных последствий
- •6.6.2. Генетическое действие ионизирующих излучений
- •6.6.3. Защита от отдалённых последствий облучения
- •Глава 7
- •7.1. Противолучевая биологическая защита и радиосенсибилизация
- •7.1.1. Основные физические факторы и их характеристика
- •7.1.1.1. Изменения газового состава атмосферы
- •7.1.1.2. Изменения влажности
- •7.1.1.3. Изменения температуры
- •7.1.2. Химические радиопротекторы и радиосенсибилизаторы,
- •7.1.2.1. Практическое значение применения
- •7.2. Противорадиационная защита и безопасность, радиационная гигиена
- •7.2.1. Радиационная гигиена
- •7.2.1.1. Предмет, история формирования, цели и задачи
- •7.2.1.2. Основные направления научных исследований в радиационной гигиене
- •7.2.1.3. Организация работы и оснащение радиологических лабораторий для проведения
- •7.2.2. Принципы нормирования радиационного влияния
- •7.2.3. “Нормы радиационной безопасности Украины”
- •7.2.4. Основные регламентированные величины нрбу-97
- •7.2.4.1. Радиационно-гигиенические регламенты первой группы
- •7.2.4.1.1. Лимиты доз и допустимые уровни
- •7.2.4.2. Радиационно-гигиенические регламенты второй группы
- •7.2.4.3. Радиационно-гигиенические регламенты третьей группы
- •7.2.4.3.1. Противорадиационная защита населения в условиях радиационной аварии
- •7.2.4.3.2. Безотлагательные контрмеры
- •7.2.4.3.3. Долгосрочные контрмеры
- •7.2.4.4. Радиационно-гигиенические регламенты четвертой группы – уменьшение доз хронического облучения населения
- •7.3. Общие положения “Основных санитарных правил
- •Глава 8 радиационная экология
- •8.1. Предмет, история развития, методы и задачи
- •8.2. Источники ионизирующих излучений
- •8.2.1. Естественные источники ионизирующих излучений
- •8.2.2. Искусственные источники ионизирующих излучений
- •8.3. Миграция радионуклидов по сельскохозяйственным цепочкам
- •Физико-химическое состояние радионуклидов в воде, почве и кормах
- •8.3.1.2. Поступление радионуклидов в продукцию животноводства и птицеводства
- •8.3.1.2.1. Поступление радионуклидов в мясо-молочную продукцию животноводства
- •8.3.1.2.2. Поступление радионуклидов в яйца кур-несушок
- •8.3.2. Распределение радионуклидов в организмах животных
- •Глава 9 ведение животных в условиях радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий и их радиационного поражения
- •9.1. Порядок использования животных, подвергшихся радиационному поражению в зоне выпадения радиоактивных веществ и ядерного взрыва
- •9.2. Особенности ведения сельского хозяйства в ближайший период после загрязнения территории радиоактивными веществами
- •9.3. Организация сельскохозяйственного производства в отдалённый период после загрязнения территории радиоактивными веществами
- •9.4. Основы ведения животных на территории, загрязненной долгоживущими рв
- •9.5. Рекомендации по содержанию и кормлению сельскохозяйственных животных
- •Глава 10 применение ионизирующих излучений и радионуклидов в сельском хозяйстве
- •10.1. Методы радиоиндикации с целью изучения структурно-функциональной организации растений и животных
- •10.2. Радиационно-биологические технологиии в растениеводстве и животноводстве
- •Облучения семян различных культур
- •10.2.1. Радиационные технологии хранения сельхозпродукции
6.2.1.7.2. Изменения периферической нервной системы
При ОЛБ в случаях смертельных доз ионизирующих излучений возникают изменения в чувствительных нервных клетках и в концевых разветвлениях их отростков в коже и внутренних органах, носящие характер реактивных, т.е. обратимых.
В двигательных нервных волокнах и нервно-мышечных синапсах изменения также носят реактивный обратимый характер.
В невронах симпатической нервной системы изменения вначале носят реактивный характер, но затем быстро переходят в деструктивные.
|
Передние рога спинного мозга собаки через 681 сутки после внутривенного введения радиотория (0, 7 мкКи/кг). Базофильная инкрустация нервных клеток.
|
|
Межпозвонковый узел кошки спустя 10 минут после облучения поглощённой дозой рентгеновых лучей 10 Гр. Резкое изменение окрашиваемости нервных клеток – признак изменений тинкториальных свойств с последующим развитием перинуклеарного хроматолиза в результате нарушения трофики в клетках. (Л.А. Африканова, 1952). |
|
Вакуолизация нервных клеток кошки вследствие облучения – 15 сутки, 15 Гр., (Л.А. Африканова, 1952).
|
|
Вакуолизация нервных клеток кошки вследствие облучения – 20 сутки, 10 Гр. (Л.А. Африканова, 1952).
|
Рис. 6.14. Микрофотограммы изменений центральной нервной системы после облучения (Н.А. Краевский, 1957).
Аналогичны изменения в интрамуральных сплетениях симпатичной нервной системы кишечной трубки, сердца и других органов.
В развитии поражения ионизирующими излучениями периферической нервной системы выявляется закономерность: изменения в двигательных нервных клетках одинаково выражены во всех симпатических узлах, а в нервных клетках межпозвонковых узлов и в клетках клетках чувствительных узлов блуждающего нерва и гассеровых узлах изменения носят реактивный характер, т.е. реакция на облучение у них неодинакова и носит системный характер.
В нервных волокнах и концевых приборах возникают изменения процессов энергетического и медиаторного обмена, т.е. раньше, чем изменения в кровеносных сосудах, а в конечном итоге концевые приборы разрушаются, что приводит к значительным дистрофическим нарушениям в различных органах и тканях, вплоть до их некротизации.
Таким образом, изменения центральной и периферической нервной системы при лучевой болезни неоднозначны, обусловлены структурно-функциональными особенностями их отделов и зависят от дозы ионизирующих излучений.
6.2.1.7. Изменения костной системы
В радиобиологии вопрос о влиянии ионизирующих излучений на костную ткань, особенно возникающих под влиянием радиоактивных веществ, фиксирующихся в костях (радий, радиоактивный стронций и др.), является одним из наиболее сложных и актуальных. Изменения костей при лучевой болезни привлекали пристальное внимание исследователей. (Хаит, Деленд, Кук и др.). (Юинг- «лучевые оститы» (Юинг) и некрозы) (Пек, Поинтон и Смит - остеомиэлитов).
Макроскопически кости после местного облучения рентгеновыми лучами в больших дозах (20—30 Гр и более) выглядят безжизненными, хрупкими. Иногда они крошатся от небольшого давления. Вместе с тем в ряде случаев кости могут приобретать повышенную плотность и иметь мраморный вид. Встречаются также неравномерные обезображивающие утолщения костей, например диафизов длинных трубчатых костей.
Микроскопически изменения костной ткани обнаруживаются главным образом, со стороны периоста, эндоста, сосудов гаверсовых систем и остеобластов в зонах роста. (При этом в надкостнице наблюдается расширение кровеносных сосудов, набухание и разволокнение коллагеновой стромы, повышение активности камбиальных элементов с дифференциацией остеокластов. Периост может быть утолщенным. В более поздние сроки количество клеточных элементов в периосте постепенно уменьшается. При больших дозах облучения периост может особенно резко изменяться. Клеточные формы в нем исчезают, остается лишь тонкий слой грубых коллагеновых волокон (фиброз периоста). Значительные изменения при этом испытывают нервные и сосудистые образования.
Изменения эндоста развиваются параллельно с изменениями периоста. В начальных этапах может наблюдаться пролиферация с появлением .молодых остеогенных элементов и большого количества остеокластов. Затем количество клеточных элементов, особенно остеобластов, убывает. Происходит огрубение коллагеновых волокон и уменьшение 'количества сосудов.
Уменьшение остеобластов наблюдается особенно рано при облучении большими дозами. В ряде случаев они полностью исчезают (при сохранении некоторого количества остеокластов) как из периоста, так и из эндоста и гаверсовых пространств.
Костная ткань после облучения может подвергаться остеокластическому рассасыванию со стороны периоста, эндоста и гаверсовых пространств. Иногда эти явления обусловливают картину остеопороза. Наибольшему рассасыванию обычно подвергается губчатое вещество облученных костей.
На состояние уже сформированного костного вещества большое влияние оказывают изменения периоста, эндоста, сосудистых и нервных образований (Юинг, Штраус и Мак Голдрич и др.). Особого внимания при этом заслуживают изменения сосудов, тем более что с ними могут быть связаны глубокие нарушения жизнедеятельности костной ткани вплоть до некрозов.
Изменения сосудов заключаются в постепенной потере ими тонуса и нарастании признаков возросшей проницаемости — утолщение стенок, набухание и десквамация эндотелия, плазморрагии (Б. Н. Могильницкий, Е. А. Соколенко). В далеко зашедших случаях деструктивные процессы доходят до некроза стенки сосудов и облитерации просвета. Могут развиваться и своеобразные склеротические изменения сосудов (Л. Д. Подлящук и В. Я. Фридкин).
При больших дозах облучения наряду со значительными изменениями надкостницы и сосудов с течением времени развиваются глубокие нарушения жизнедеятельности костной ткани, приводящие к ее омертвению. Микроскопически определяются участки кости, лишенные остеоцитов («пустые» костные тельца). Сосуды кости облитерированы. Надкостница в этих местах представляет собой узкий фиброзный пласт. Со стороны эндоста видна грубоволокпистая соединительная ткань.
При значительном повреждении периоста и эндоста мертвое костное вещество почти не подвергается рассасыванию. При сохранности окружающих тканей омертвевшая кость начинает подвергаться медленному и постепенному рассасыванию. Вокруг мертвых участков кости развивается своеобразная грануляционная ткань (демаркация), содержащая большое количество сосудов, клеток типа фибробластов и остеокластов. В кости появляются глубокие лакуны рассасывания (Делби с сотрудниками; Стемпли и Кер).
Параллельно рассасыванию обычно происходит и образование новой кости. Участки рассасывания и отложения кости чаще располагаются беспорядочно. При этом процессы новообразования костной ткани могут иногда приобретать главное значение в лучевом поражении кости. Однако, вследствие повреждения окружающих тканей и кости, процессы остеоге-неза протекают очень медленно и отличаются извращенным характером. Субпериостально или со стороны эндоста появляются избыточные наложения примитивного костного вещества в виде грубоволокиистой кости или неоформленного остеоида, что приводит к постепенному обезображиванию и утолщению кости и сужению костномозгового канала (Юинг). Иногда развивается своеобразный склероз кости с закрытием гаверсовых каналов. Жизнедеятельность подобной кости, естественно, нарушена, однако кость может долго сохранять свою внешнюю форму и функцию, если не подвергается большому давлению и травме и если не развивается инфекционного процесса.
Костная ткань при лучевом «остите», особенно при наличии мертвых участков, весьма подвержена инфицированию, которое легче всего возникает при расположении кости близко к поверхности кожи или слизистым. При присоединении инфекционного процесса течение лучевого «остита» резко ухудшается. Развивается отек окружающей ткани, кость подвергается усиленному разрушению с отделением секвестров. Иногда возникают гнойные периоститы. В то же время мертвые фрагменты кости, окруженные лейкоцитами, могут долго не подвергаться рассасыванию. Течение этих своеобразных тяжелых осложнений весьма длительно.
Особого рассмотрения заслуживает вопрос об изменениях растущих костей при действии ионизирующего излучения. Уже в ранних исследованиях было показано, что растущие кости очень чувствительны по отношению к облучению. Облучение эпифизов в сравнительно малых дозах — в пределах 2—5 Гр (Мартленд, Дэнлоп) — может привести к нарушению роста кости. Большие дозы могут обусловить серьезные осложнения в виде задержки роста длинных трубчатых костей, искривления позвоночника и т. д.
Патоморфологические исследования подвергшихся облучению костей животных (Брукс и Хилстром, Бисгард и Хунт, Хинкель) показали, что в первые дни после облучения в метафизах, вблизи эпифизарной хрящевой пластинки, наблюдается прогрессирующий распад клеток костного мозга, уменьшение количества остеобластов и сосудов. Относительно увеличивается количество ретикулярных и жировых клеток, начинает выявляться строма костного мозга. Спустя несколько дней вокруг костных балок метафиза сохраняются лишь немногие патологические формы остеогенных клеток и развивается грубоволокнистая соединительная ткань.
Деление и рост хрящевых клеток эпифизарной хрящевой пластинки прекращается. Затем многие хрящевые клетки гибнут, остающиеся располагаются среди основного вещества хряща неравномерно. Рассасывание хряща и вскрытие хрящевых капсул сначала замедляется и протекает нерегулярно, затем приостанавливается совсем. Новой костной ткани ниже пластинки хряща не образуется.
Через 2—3 недели после облучения (при дозах 6-8 Гр) процесс энхондрального окостенения начинает медленно восстанавливаться. Вновь наблюдается деление и рост хрящевых клеток, в зоне резорбции хряща появляются остеобласты и сосуды. Однако в первый период восстановления новообразованная кость имеет атипичную структуру и в ее составе сохраняются в относительно большом количестве нерассосав-шиеся фрагменты хряща.
При больших дозах (свыше 10-15 Гр) восстановление роста костей происходит значительно медленнее. При еще больших дозах (свыше 20-30 Гр) наблюдается постоянное прекращение роста кости в длину, причем процесс окостенения прекращается полностью.
Экспериментальные данные свидетельствуют об изменениях скелета при массивном внешнем облучении. Так, в работах Хеллера, а также Леви и Рога указывается, что после массивного общего облучения в костной ткани наблюдается резкое уменьшение количества остеобластов, а в самые ранние сроки - преходящее увеличение остеокластов и рассасывание кости. В кости уменьшается количество остеоцитов. Наблюдается также прекращение роста костей в длину. Вокруг костных структур развивается грубоволокнистая ткань, содержащая ретикулярные клетки и клетки типа фибробластов. Эти изменения свидетельствуют о нарушениях жизнедеятельности костной ткани.
Весьма актуально изучение изменений костной ткани при поражениях инкорпорированными радиоактивными веществами, фиксирующимися в скелете, особенно прочно и надолго, как, например, фиксироваться в костной ткани. Это обусловливает развитие соответствующих поражений организма в форме острого или хронического лучевого заболевания. Особую опасность в этом отношении представляют радиоактивные элементы, имеющие длительный период полураспада и незначительную скорость выведения из организма, — радий, радиоторий, радиоактивный стронций, иттрий, цирконий и др.
В связи со все увеличивающимися масштабами работ с радиоактивными веществами изменениям костной ткани уделяется много внимания. К настоящему времени изменения скелета, обусловленные поражением радиоактивными веществами «костной группы», изучены достаточно полно. При этом большинство работ касается изменений костей при поражении радиоактивным стронцием, имеющим наибольшее практическое значение. Другие радиоактивные элементы «костной группы» вызывают изменения в костях, в общих чертах сходные с теми, которые возникают при поражении радиоактивным стронцием (Томас и Брунер, Хеллер, М. и В. Блюм).
При поражении радиоактивным стронцием наиболее выраженные изменения скелета обнаруживаются в тех местах, где происходит наибольшее накапливание данного вещества. Это в свою очередь зависит от анатомо-физиологических особенностей различных отделов скелета и прежде всего от интенсивности обменных процессов костной ткани. Больше всего поэтому радиоактивные вещества обычно откладываются в зонах роста, во всех участках новообразования костной ткани и в местах, наиболее подвергающихся механическим нагрузкам.
Большое влияние на реакцию костной ткани оказывает возраст организма. У молодых животных по сравнению со старыми в скелете задерживается больше радиоактивного вещества и оно распределяется неравномерно: основная часть его откладывается в зонах роста, особенно в местах энхондрального окостенения длинных трубчатых костей. Это обусловливает развитие характерных изменений скелета, главным образом в метафизах длинных трубчатых костей. У старых животных, у которых процессы осоификации завершены, радиоактивное вещество задерживается в организме в меньшем количестве вообще и распределятся по скелету более равномерно, что приводит к более диффузному, но менее выраженному поражению скелета.
Большое значение в развитии костных изменений имеет доза радиоактивного вещества, попавшего в организм. Изменения костей возникают при тех дозах радиоактивности, которые являются поражающими для организма, причем изменения скелета при острой, подострой и хронической интоксикации имеют известные различия.
Так, в случаях внутрибрюшинного введения в организм животных (белые крысы) больших доз радиактивного вещества (1,2—1,6 мкКи/г веса), обусловливающих развитие острого лучевого поражения, в костной ткани в течение 2—3 дней со стороны эндоста наблюдается разрастание клеточно-волокнистой ткани (по терминологии А. В. Русакова), содержащей большое количество остеобластов, вытянутых клеток и остеокластов. Увеличивается также количество волокон, сначала аргирофильных, а затем коллагеновых. Такая же реакция, но менее выраженная, наблюдается со стороны околососудистой ткани гаверсовых каналов и периоста. Эти изменения сопровождаются рассасыванием костной ткани, особенно балок спонгиозной кости, но также и компактной, со стороны эндоста, гаверсовых каналов и в меньшей степени периоста. Вначале можно видеть картины пазушного рассасывания, затем рассасывание идет в основном по типу лакунарного (рис. 6.18.а.). Одновременно в ряде мест по краям костных балок происходит отложение некоторого количества остеоидной ткани.
В растущих костях сравнительно рано большие изменения наблюдаются в эпифизо-метафизах — зонах энхондрального окостенения (рис. 6.18.б.). Происходит задержка деления и созревания хрящевых клеток, нерегулярное обызвествление и рассасывание хряща. В метафизе, вблизи эпифизарной хрящевой пластинки, происходит разрушение кроветворной и остеобластической ткани. Новообразование кости в метафизе прекращается. Значительная часть костного вещества в зоне роста, образовавшегося до начала воздействия, рассасывается. Через 5—7 дней после введения радиоактивного вещества клеточные элементы остеогенной клеточно-волокнистой ткани начинают подвергаться постепенному разрушению. Остеобласты исчезают сначала из эндоста эпифизо-метафизов, затем количество их заметно уменьшается вокруг костных балок спонгиозного слоя, а затем и в остальных местах. В растущих костях эти изменения ранее всего обнаруживаются в зонах роста.
В разросшейся эндостальной ткани резко уменьшается количество клеток остеобластического ряда. Сохраняются лишь ретикулярные клетки, а также некоторое количество остеокластов. Позже происходит увеличение числа клеток типа фибробластов. Коллагеновые волокна при этом утолщаются и огрубевают. В ряде мест происходит повышенное коллагенообразование особенно в метафизах вокруг сохранившихся костных трабекул. В различных участках костной ткани видно большое количество «пустых» костных телец. В основном веществе кости на гистологических препаратах начинают выявляться разъединения и щели по ходу «линий склеивания» происходит деструкция стенок многих сосудов гаверсовых каналов и периоста. Общее количество сосудов уменьшается. В метафизах растущих «остей, вблизи эпифизарной хрящезой пластинки полностью исчезают остеобласты. Между костными трабекулами видна миксоматозная ткань. Рассасывание хряща эпифизарной пластинки и новообразование костной ткани прекращаются.
На высоте поражения остеобласты исчезают не только из зон роста, но и из эндоста, периоста и гаверсовых каналов. Вокруг костных балок спонгиозной кости, со стороны эндоста и в других областях по краю костных структур располагается грубоволокнистая соединительная ткань, содержащая ретикулярные клетки, клетки типа фибробластов и грубые пучки коллагена. Костное вещество вследствие рассасывания кости, нерегулярного отложения примитивных структур типа грубоволокнистой кости и остеоида, гибели сосудов и остеоцитов приобретает неправильное строение (рис. 6.18в.). Эти изменения обычно наиболее выражены со стороны губчатой части кости и свидетельствуют о функциональной неполноценности костной ткани. В частности, на высоте поражения радиоактивными веществами кости приобретают повышенную ломкость. У животных (белых крыс) нередко возникают спонтанные переломы, особенно часто большеберцовой и бедренной костей.
Явления восстановления со стороны костной ткани при остром течении лучевых поражений проявляются весьма слабо. У животных, перенесших острый период поражения, наблюдается отложение атипичных, несовершенных по строению костных образований (типа грубоволокнистой кости) по краю сохранившихся костных структур, в основном в спонгиозном слое кости. У растущих животных наблюдаются попытки восстановления процессов энхондрального окостенения. Эти явления атипичной регенерации костной ткани более полно выражены при подостром и хроническом течении заболевания вследствие более продолжительной жизни животных.
При подостром течении поражения (дозы 0,8—1 мкКи/г веса виутрибрюшинно) основные закономерности, касающиеся реакции костной ткани, сохраняются, однако явления деструкции кости несколько уменьшаются и протекают в более растянутые сроки, а явления регенерации заметно усиливаются.
В первые дни после начала воздействия также наблюдается разрастание ткани эндоста с образованием фибро-ретикулярного костного мозга (клеточно-волокнистой ткани) по краю костных структур и интенсивное остеокластическое рассасывание костного вещества (рис. 6.18г.).
Позже, к концу первого месяца поражения, фибро-ретикулярный костный мозг постепенно замещается грубоволокнистой соединительной тканью. Процессы нормальной перестройки костного вещества угнетаются. В зонах роста постепенно прекращаются процессы энхондрального окостенения. В костном веществе появляются гибнущие остеоциты. Большим изменениям подвергаются кровеносные сосуды в виде набухания и разволокнения их стенок, плазморрагий и слущивания эндотелия.
Однако обычно, начиная со 2-го месяца после попадания в организм радиоактивного вещества, наряду с описанными выше изменениями во многих участках скелета можно отметить явления регенерации костной ткани. В растущих костях в зонах роста вновь появляются участки остеогенной ткани, начинается рассасывание хряща эпифизарной пластинки, хотя и более медленное и неравномерное. Хрящевые клетки начинают делиться, и на метафизарном крае эпифизарной хрящевой пластинки накапливается большое количество готовых к вскрытию крупных уродливых хрящевых клеток. Вследствие недостаточного и неравномерного рассасывания хряща эти выросты хряща со скоплениями уродливых хрящевых клеток часто начинают как бы распространяться в сторону диафиза. Ниже эпифизарной хрящевой пластинки, в метафизе и прилегающей к нему части диафиза, накапливаются фрагменты патологического костного вещества, образовавшегося в результате несовершенного остеогенеза (рис. 6.18д.). Они представляют собой структуры, более всего напоминающие грубоволокнистую кость и обызвествленный коллаген. Подобные же примитивные структуры могут образоваться и в других частях скелета.
|
а. Остеокластическое рассасывание костной ткани коркового слоя большеберцовой кости крысы через 5 суток после внутрибрюшинного введения 90Sr (1,6 мкКи/кг массы животного). |
|
б. Гибель остеобластической ткани, нарушение рассасывания хряща и угнетение новообразования кости в зоне энхондрального окостенения длинной трубчатой кости крысы через 5 суток после внутрибрюшинного введения 90Sr (1,6 мкКи/кг массы животного). |
|
в. Нарушение нормального строения кости вследствие интенсивного её рассасывания и образования незрелых костных структур коркового слоя диафиза большеберцовой кости крысы через 22 дня после внутрибрюшинного введения 90Sr (1,6 мкКи/кг массы животного). |
|
г. Интенсивное рассасывание костного вещества с разрастанием клеточно-волокнистой ткани коркового слоя диафиза бедренной кости крысы через 6 суток после внутрибрюшинного введения 90Sr (0,8 мкКи/кг массы животного). |
|
д. Образование патологических костных структур зоны энхондрального окостенения длинной трубчатой кости крысы через 40 суток после внутрибрюшинного введения 90Sr (1,6 мкКи/кг массы животного).
|
Рис. 6.15. Микрофотограммы изменений костной ткани после
облучения (Н.А. Краевский, 1957).
Наиболее сильно явления постепенного нарушения остеогенеза проявляются при хроническом течении заболевания (дозы 0,3-0,5 мкКи/г веса), когда они выходят на первый план в сравнении с деструктивными изменениями костной ткани, выраженными в гораздо меньшей степени и проявляющимися далеко не во всех участках костей и не во все периоды течения поражения. Однако общая последовательность костных изменений при хроническом течении поражения остается такой же, как и при остром и подостром.
Вначале развивается клеточно-волокнистая ткань со стороны эндоста, вокруг сосудов гаверсовых пространств и иногда со стороны периоста. Наблюдается рассасывание костного вещества и новообразование незрелых костных структур типа остеоида, обызвествленного коллагена, грубоволокнистой кости. Позже в ряде мест клеточно-волокнистая ткань может замещаться грубоволокнистой соединительной тканью. Нормально протекающая перестройка костной ткани прекращается. Появляются признаки, свидетельствующие об угнетении жизнедеятельности костной ткани (резкое уменьшение количества остеобластов, гибель остеоцитов, запустение кровеносных сосудов). Обнаруживаются участки костной ткани, лишенные остеоцитов, с беспорядочной структурой и неправильным расположением гаверсовых систем, склерозированными или облитерированными сосудами. Надкостница в таких местах имеет вид узкого пласта фиброзной ткани. Часть кости представляется в виде остеоидной ткани. В других местах имеются беспорядочно расположенные, резко базофильные полосы основного костного вещества.
При хроническом течении поражения могут образовываться субпериостальные и эндостальные разрастания атипичной костной ткани, в результате чего кости уродливо и неравномерно утолщаются и обезображиваются. В других местах рассасывание кости и наличие неполноценных в функциональном отношении атипичных костных структур обусловливают появление переломов и деформаций костей.
Переломы костей при поражении радиоактивными веществами протекают по-разному в зависимости от тяжести течения заболевания и стадии его развития. При остром поражении и на высоте подострого, когда наблюдается угнетение жизнедеятельности костной ткани, переломы заживают медленно, а часто и вообще не заживают. При хроническом течении заболевания, когда наблюдается повышение новообразования патологической костной ткани, может происходить сравнительно быстрое образование очень больших мозолей, которые, однако, состоят из хряща и грубоволокнистой костной ткани и долгое время не подвергаются обычному рассасыванию и замещению зрелой костной тканью.
Как уже говорилось, при хроническом поражении радиоактивными веществами в костной ткани наблюдаются прогрессирующие нарушения процессов остеогенеза. В ряде случаев они могут завершиться развитием злокачественного роста.
У растущих животных подобные изменения наблюдаются чаще всего в метафизах длинных трубчатых костей вблизи эпифизарной хрящевой пластинки. Здесь появляются атипичные и несовершенные костные структуры в виде остеоида, грубоволокнистой кости и обызвествленного коллагена (рис. 6.16 а.). Количество их с течением времени увеличивается. Затем начинают образовываться еще более атипичные структуры аморфного и волокнистого характера. Между ними происходит увеличение количества клеточно-волокнистой ткани, содержащей клеточные элементы остеобластического ряда, а также ретикулярные клетки, остеобласты и клетки типа фибробластов (рис. 6.16 б.). Позже начинают выявляться признаки атипизма и клеточных элементов как в отношении их строения, так и расположения. Появляются свободно лежащие уродливые клетки, которые уже трудно отнести к какому-либо типу. Затем образуются тканевые пролифераты, состоящие из атипичных ^остеогенных клеток, имеющие тенденцию к распространению по костномозговой полости (рис. 6.16 в.). Наконец, в различных местах описанных выше разрастаний атипичной остеогенной ткани появляются участки, которые имеют вид опухоли (рис. 6.16 г.). При этом чаще всего развиваются злокачественные опухоли по типу так называемых остеобластосарком, а также хондросарком, фибросарком и др. У собак и белых крыс часто наблюдается множественное развитие сарком в нескольких костях одновременно. Ближе всего изменения скелета при поражении радиоактивными веществами стоят к группе так называемых костных дисплазий (по А.В. Русакову) , особенно к такому заболеванию, как деформирующий остоз (болезнь Пэджета). Как известно это заболевание также сравнительно часто заканчивается развитием злокачественных костных опухолей.
|
а. Атипичные костные структуры в области метафиза длинной трубчатой кости крысы через 2 месяца после внутрибрюшинного введения 90Sr (0,4 мкКи/кг массы животного). |
|
б. Увеличение количества клеточных элементов среди атипичных костных структур в области метафиза длинной трубчатой кости крысы через 3,5 месяца после внутрибрюшинного введения 90Sr (0,4 мкКи/г массы животного). |
|
в. Образование пролифератов, состоящих из атипичных остеогенных клеток, вблизи участков незрелой костной ткани крысы через 4½ месяца после внутрибрюшинного введения 90Sr (0,4 мкКи/г массы животного). |
|
г. Участок ткани, имеющей вид опухоли, через 5 месяцев после внутрибрюшинного введения крысы 90Sr (0,4 мкКи/г массы животного). Состоит из атипичных рстеобластов и мелких балочек остеоида и грубоволокнистой кости. |
Рис. 6.16. Микрофотограммы изменений костной ткани после
облучения (Н.А. Краевский, 1957).
Изменение хрящевой ткани под влиянием проникающих излучений изучено совершенно недостаточно. Исходя из отсутствия морфологических изменений, считают, что зрелый гиалиновый и волокнистый хрящ весьма устойчив к облучению (Рего, Хинкель). Дегенеративные изменения суставного хряща наблюдаются при облучении в дозах 800—1200 г (Рейди с сотрудниками). Очень большие дозы рентгеновых лучей могут вызвать некротические изменения хрящевой ткани (Гудрич и Ленц).
