31. Детерминированные и стохастические эффекты при облучении человека. Основные различия эффектов.

По характеру проявления эффекты делятся на детерминированные, стохастические и генетические.

Детерминированные эффекты возникают в ранние сроки после облучения организма. Причины возникновения детерминированных эффектов следующие:

1) превышение количества погибших клеток над вновь образовавшимися;

2) появление фиброзных тканей (опухолей);

3) вторичное повреждение тканей при нарушении их кровоснабжения.

В зависимости от дозы облучения выделяют квазидетерминированные и детерминированные эффекты.

Квазидетерминированные эффекты формируются при дозе до 0,2 Гр, при этом развивается кратковременная лимфо- и лейкопения.

Детерминированные эффекты разделяются на ранние и поздние.

Ранние детерминированные эффекты формируются при дозе от 0,2–5,0 Гр и проявляются в ранние сроки, при этом наблюдаются поражения кожи, дерматиты, эритема, ожоги и язвы, седина, выпадение волос, нарушение функций потовых и сальных желез, нефросклероз и кардиосклероз.

Поздние детерминированные эффекты формируются при дозе, равной десятки грей, и проявляются через годы. При этом наблюдаются нарушения в костном мозге, нарушение репродуктивной функции, фиброзы, лучевая катаракта, поражение костей, нарушение деятельности эндокринной системы и сокращение продолжительности жизни. Поздние детерминированные эффекты могут развиваться при хроническом облучении малыми дозами (0,1–1,0 Гр), что сопровождается нарушением функций сердечно-сосудистой, нервной и других систем.

В настоящее время спектры детерминированных эффектов человека в зависимости от дозы облучения достаточно изучены. Однако нет окончательных выводов относительно количественных различий в пороговых дозах облучения различных органов. Диапазон пороговых доз различных радиочувствительных органов и тканей неодинаков. В то же время следует отметить, что пороги доз облучения для острого кратковременного облучения и для длительного облучения существенно различаются (таблица 11).

Стохастические эффекты – это эффекты, которые развиваются при любой дозе в отдаленные сроки после облучения (годы, десятки лет). Носят вероятностный характер и выявляются при длительном наблюдении за большими группами людей. Причина возникновения стохастических эффектов – появление в органах измененных соматических клеток у лиц, подвергшихся облучению. В соматических клетках чаще встречаются следующие хромосомные аберрации: фрагментация хромосом, кольцевые хромосомы, транслокации и инверсии хромосом.

К стохастическим эффектам относят злокачественные новообразования и лейкозы. Злокачественные новообразования возникают во всех органах. По частоте возникновения рака органы образуют убывающий ряд: молочная железа > щитовидная железа > легкие > желудок > яичники > кожа > кость. Рак других органов наблюдается реже. Типичными злокачественными новообразованиями являются опухоли.

Опухоль – это типичный патологический процесс, представляющий собой нерегулируемое беспредельное разрастание ткани, не связанное с общей структурой и функциями пораженного органа. В организме опухоль образуется при превращении нормальных клеток в опухолевые клетки, в которых нарушается деление. В таких клетках, в отличие от нормальных клеток, отсутствует или недостаточно эффективно подавляется клеточное деление, что обусловливает неудержимое размножение опухолевых клеток, поэтому опухолевая ткань отличается беспредельным ростом, который заканчивается только со смертью организма. Опухолевая ткань отличается от нормальной ткани по структуре, биохимическим, физико-химическим и другим признакам.

Рост опухоли может быть экспансивным (когда окружающая здоровая ткань по мере роста опухоли раздвигается) и инфильтративным (когда опухолевые клетки прорастают между нормальными клетками в сосудистые стенки). Попадая в лимфу или кровь, опухолевые клетки переносятся в другие органы и образуют новые очаги опухолевого роста, или метастазы. Экспансивный рост характерен для доброкачественных опухолей, а инфильтративный с образованием метастазов – для злокачественных опухолей. В процессе канцерогенеза клетки утрачивают свою дифференцировку, т. е. возвращаются к эмбриональному состоянию. Это явление называется анаплазия. При канцерогенезе происходит также метаплазия – превращение клеток в новые клеточные формы. Опухолевые клетки синтезируют новые разнообразные факторы роста, которые действуют непосредственно на клетки тканей, где формируется опухоль, и на другие клетки. В опухолевых клетках усиливается синтез рецепторов и ферментов, ускоряющих деление клеток и рост опухоли, а также синтез ферментов, способных разрушать соединительные ткани и сосуды, поэтому обусловливается миграция опухолевых клеток в другие ткани, в результате которой в этих тканях также развиваются опухоли.

Лейкозы – это первые раковые заболевания крови после облучения (лейкемия). Происходит разрастание кровяных клеток, задержка их созревания в костном мозге и выход в кровь из костного мозга, изменение строения и свойств клеток, увеличение количества лейкоцитов, снижение количества эритроцитов, тромбоцитов и гемоглобина.

Стохастические эффекты имеют латентный (скрытый) период, т. е. проявляются не сразу после облучения. Например, этот период для лейкозов составляет 5–7 лет; для рака легких и груди – 10–20 лет; для рака щитовидной железы – 15–20 лет; для рака кости – 15 лет и более; для рака молочной железы – 10 лет; для рака прямой кишки – 30 лет.

Количественные изменения лейкоцитов в крови проявляются в виде увеличения (лейкоцитоз, лейкоз) или уменьшения (лейкопения) количества лейкоцитов в крови по сравнению с нормой. Качественные изменения лейкоцитов заключаются в повышении содержания в крови незрелых форм лейкоцитов и дегенеративных изменениях лейкоцитов. Лейкоз – заболевание опухолевой природы, возникающее из кроветворных клеток с первичным поражением костного мозга. Лейкоз подразделяется на острый и хронический. При остром лейкозе основным субстратом опухоли являются бластные клетки 2, 3, 4-го классов гемопоэза, утратившие способность к созреванию, при хроническом – созревающие и зрелые клетки.

Детерминированные и стохастические эффекты имеют следующие различия:

1) наличие порога доз для детерминированных эффектов и отсутствие порога доз для стохастических эффектов;

2) риск возникновения детерминированных эффектов можно свести к нулю путем снижения дозы ниже пороговых величин, а риск возникновения стохастических эффектов нельзя свести к нулю, но можно уменьшить снижением дозы;

3) проявление детерминированных эффектов зависит от индивидуальной дозы облученного человека, а стохастических – от коллективной дозы, которая влияет на увеличение частоты заболеваний;

4) дозовая зависимость для стохастических эффектов проявляется не в изменении тяжести заболевания, а в увеличении частоты возникновения той или иной патологии. При этом имеет значение не индивидуальная, а коллективная доза.