11-15

Билет 11

1. Методы регистрации ИИ

Дозиметрия - раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают величины, характеризующие действие ионизирующих излучений на вещества, а также приборы для количественного и качественного измерения ИИ.

Радиометрия — совокупность методов измерений активности источников ионизирующего излучения.

Основные дозиметрические величины и единицы. Поглощенная доза ионизирующего излучения - это средняя энергия (dE), переданная ионизирующими частицами единице массы облучаемого вещества (Д погл. = dE/dm).В системе СИ единицей поглощенной дозы является 1 Грей (1 Гр), 1Гр равен одному Джоулю, поглощенному в 1 кг вещества. 1Гр = 1 Дж/кг.Специальная (исторически сложившаяся) единица поглощенной дозы - рад (Radiation absorbed dose). 1 рад = 100 эрг/г = 1х10-2 Дж/кг = 10-2 Гр.

Экспозиционная доза - это полный заряд (dQ) ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, образованных фотонами в малом объеме воздуха , деленных на массу воздуха: Д эксп = dQ/dm

Единицей экспозиционной дозы является кулон на килограмм (Кл/кг).Рентген (р) - это специальная (исторически сложившаяся) единица экспозиционной дозы. 1 р = 0,258 мКл/кг. Для воздуха 1р = 0,877 рад.

Экспозиционная и поглощенная дозы, отнесенные к единице времени называются соответственно мощностью экспозиционной и мощностью поглощенной доз облучения. Для установления радиационной опасности разных видов излучения применяют понятие эквивалентной дозы (Дэ). Дэ (бэр)=Дпогл (рад)*КК (коэффициент качества). Единицей

эквивалентной дозы является 1 бэр (биологический эквивалент рада).В системе СИ за единицу эквивалентной дозы принята единица Зиверт(Зв). 1Зв=1Гр*КК=100 бэр Источники гамма-излучения характеризуют и некоторыми другими величинами, такими как

гамма-постоянная и гамма-эквивалент. Гамма-постоянная (Кg) - это мощность дозы, создаваемая 1 миллиКюри данного радионуклида на расстоянии 1см от него (размерность р*см2/ч*мКи).Гамма-эквивалент (Г) - это такое количество радия (в единицах массы), которое создаёт такую же мощность дозы, как и данный источник излучения (единица измерения - мгэкв. радия).1 мг - экв. радия создаёт мощность дозы, равную 8,4 р/ч.

При расчёте доз от точечных источников излучения пользуются следующими формулами: D=Г*8,4*t/R2, D=Кg*А*t/R2, где D - доза излучения (Р);Г - гамма-эквивалент (мг-экв);t - время (час);R - расстояние (см);А - активность (мКи);Кg - гамма-постоянная (Р*см2/ч*мКи).

Методы регистрации ИИ: ионизационный, сцинтилляционный, химический и калориметрический.

Ионизационная камера - тонкостенный замкнутый объем, наполненный газом. В этом объеме помещаются два электрода, к которым прикладывается напряжение (100-1000 В). Принцип действия камеры: заряженная частица, попадая в камеру, ионизирует наполняющий ее газ. Образованные частицей ионы устремляются к электродам, создавая электрический ток, величину которого измерить с помощью микроамперметра. Напряжение в камере подбирается так, чтобы все образовавшиеся ионы, не рекомбинируя, доходили до электродов, но не разгонялись бы настолько сильно, чтобы производить вторичную ионизацию. Камеры бывают 2 видов: токовые и импульсные. Токовые - измеряется суммарный ионизационный ток, т.е. поток энергии проходящих заряженных частиц. Импульсные – энергия одиночной частицы.

Сцинтилляционный метод регистрации ИИ основан на эффекте возникновения световых вспышек (сцинтилляций) в некоторых веществах под воздействием ИИ. Современный сцинтилляционный прибор (радиометр, дозиметр) состоит из сцинтиллятора с ФЭУ и радиометрического устройства, на котором происходит регистрация возникающего и усиленного импульса тока.

Классификация сцинтилляторов: Неорганические (кристаллические):-сульфиды;-галогены щелочных металлов;-вольфраматы. Органические:-пластмассовые, жидкие, газовые. Сульфиды:ZnS (Ag) - сернистый цинк, активированный серебром;CdS (Ag) - сернистый кадмий, активированный серебром.Сульфиды применяются в виде мелкокристаллического порошка , имеют низкую прозрачность, поэтому на ФЭУ попадают лишь те вспышки света, которые возникают в слое сцинтиллятора, прилегающем к фотокатоду ФЭУ.Этот тип сцинтиллятора применяется для регистрации тяжелых заряженных частиц.

Галогениды:NaI (Tl) - иодистый натрий, активированный талием; CsI (Tl) - иодистый цезий, активированный талием. Наибольшее распространение получил иодистый натрий, активированный талием, для регистрации электромагнитных излучений. Поскольку кристаллы иодистого натрия гигроскопичны, сцинтиллятор помещают в алюминиевый контейнер. Кристаллы NaI (Tl) являются детектором излучений в скенерах и гамма-камерах, используемых в медицинской радиодиагностике.

Вольфраматы используют в виде мелких кристаллов для регистрации тяжелых частиц. Органические сцинтилляторы обладают малым временем высвечивания (на 2 порядка ниже, чем у неорганических), но у них малый световой выход. Пластмассовые сцинтилляторы состоят из растворителя (полистирола, либо из поливинилтолуола), активатора и смесителя спектра. Жидкостные органические сцинтилляторы чаще многокомпонентные и состоят из растворителя, активатора, смесителя спектра, солюбилизатора и других веществ, улучшающих свойства сцинтиллятора. Световой выход увеличивается внесением активатора, а смеситель спектра смещает длину волны вспышки света в область наибольшей чувствительности ФЭУ. Жидкостные сцинтилляторы находят в настоящее время широкое применение в биологических и медицинских исследованиях для регистрации бета-излучений радионуклидов 3H, 14C, 32P и др. Газовые сцинтилляторы (криптон, неон, ксенон, многокомпонентные системы) используют для регистрации тяжелых заряженных частиц, нейтронов.

Химические методы основаны на необратимости хим. реакций, вызываемых ИИ, используются для детекции больших доз, нечувствительны к малым Ферросульфатный дозиметр - измерительный прибор, применяемый для измерения больших

доз ионизирующего излучения. Прибор состоит из капсулы (приблизительные размеры: диаметр 20мм, высота 30мм) с запаянным в неё водным раствором ферросульфата. Под действием ионизирующего излучения происходит ионизация и возбуждение молекул воды. Возникают активные свободные радикалы H и OH Свободные радикалы взаимодействуют с FeSO4. В результате химической реакции ионы Fe2+переходят в ионы Fe3+ Раствор меняет свой цвет (изменяется концентрация ионов, обуславливающих цвет раствора) Данный способ позволяет измерять поглощённые дозы от 0.5 до 1000 Гр Калориметрический метод – регистрация доз по тепловому воздействию ИИ.

2. Радиационное поражение ДНК

Наиболее частое нарушениеповреждение аз.оснований. Радиочувствительность азотистых оснований возрастает в следующем порядке: гуанин < аденин < цитозин < тимин. Основными причинами радиационного изменения оснований являются следующие:

прямое попадание кванта в основание и поглощение им энергии излучения, ионизация основания, возникновение радикала и его дальнейшая пострадиационная модификация в результате взаимодействия с кислородом и водой.

прямое поглощение энергии кванта белковыми молекулами нуклеопротеида с последующей миграцией энергии с белка на ДНК и ее реализацией в первую очередь на пиримидинах. непрямое изменение основания под действием реакций с продуктами радиолиза воды, главным образом, с ОН· и акватированным электроном.

непрямое изменение основания вследствие реакций с атомарным водородом, образующимся из органических молекул, входящих в состав хроматина.

воздействие на основания ДНК радиотоксинов. Изменения аз.оснований:

Потери – образ. гидроперекисей, гликолей, разрывы колец. Модификации – дезаминирование, образ.димеров пиримидинов, оксипроизводных,образ.ксантина и гипоксантина из пуринов.

Потери=>наруш. комплементарности=>мутации Разрывы ДНК: одиночные (ОР) и двойные. Основной механизм ОР(ок.80%): радикалы ОН·

атакуют дезоксирибозу, удаляют водород от С5, который замещается на О2 с образованием пероксидного радикала. Это приводит к разрыву связи между 4 и 5 углеродными атомами и к последующей элиминации неорганического фосфата. Число ОР пропорционально дозе облучения в диапазоне доз от 0.05 до 1000 Гр. Двойные разрывы являются результатом накопления единичных разрывов. Соотношение между двойными и единичными разрывами примерно равно1:5-1:10. Накопление разрывов находится в прямой зависимости от дозы. Одиночные разрывы легко восстанавливаются и не ведут к гибели клетки. Двойные разрывы восстанавливаются хуже и являются основной (но не единственной) из причин летального эффекта радиации.

Денатурация ДНК – разрывы водород.связей в уотсон-криковских парах. Зоны плавления ДНК сгруппированы вокруг одиночных разрывов и включают в себя около 10 пар нуклеотидов. Радиационная деспирализация более эффективно идет на АТ-богатых участках ДНК. Механизм повреждения водородных связей может быть обусловлен: дезаминированием оснований, содействующем разрыву водородных связей; проникновением молекул воды внутрь двойной спирали в результате возникновения одиночных разрывов в полинуклеотидных цепях и заменой водородных связей на связи между основаниями и молекулами воды. Наруш.третичной структуры ДНК:

Лабилизация связи ДНК - Белок, особенно связи ДНК с лизинбогатым гистоном => нарушение конфигурации (компактизации) ДНК, релаксация сверхскрученных петель.

Сшивки ДНК-ДНК, ДНК-белок – образование ковалентных связей.

3. ОЛБ клинические формы и степени тяжести. Понятие критических систем.

ОЛБ - заболевание, поражающее все системы организма, возникающее при внешнем, относительно равномерном облучении в дозе более 1 Гр (100 рад) в течение короткого времени.

Этиология – 5 факторов:

-внешнее облучение (проникающая радиация или аппликация радиоактивных веществ) -относительно равномерное облучение (колебания поглощенной дозы разными участками тела не превышает 100 %)

-гамма-облучение (волновое) -доза более 1 Гр

-короткое время облучения Патогенез:

-радиационная токсемия — действие радиотоксинов и продуктов радиолиза воды на организм; лежит в основе клиники начального периода ОЛБ (симптомы интоксикации) -цитостатический эффект — потеря способности стволовых клеток к делению; лежит в основе агранулоцитарного, геморрагического и анемического синдромов; -радиационный капиллярит (при облучении более 7 Гр)

-функциональные расстройства (нарушение нейрогуморальной регуляции ведет к развитию вегетативно-сосудистых кризов)

-склерозирование (замещение функциональной ткани органов на соединительную) -малигнизация (следствие онкомутагенного влияния радиации)

Клинические формы – в зависимости от дозы:

костномозговая (КМ-ОЛБ) (1-10 Гр). Единственная, у которой выделяют степени тяжести и периоды течения.

кишечная (10-20 Гр)

токсемическая (сосудистая) (20-80 Гр)

церебральная (80-120 Гр). По особенностям клинической картины обозначается как молниеносная или острейшая лучевая болезнь.

смерть под лучом (более 120 Гр) Степени тяжести КМ-ОЛБ: в завис.от дозы лёгкая (1-2 Гр)

среднетяжёлая (2-4 Гр) тяжёлая (4-6 Гр)

крайне тяжёлая (более 6 Гр)

Критические системы – те системы органов, поражение которых в ведущей степени обуславливает клинику и прогноз заболевания. У человека – система кроветворения, ЖКТ, ЦНС.

4. Радиопротекторы. Классификация Критерии и механизмы защитного эффекта.

Радиопротекторы – лек.вещества, повышающие радиорезистентность клеток. Истинные радиопротекторы – эффективны при введении за 5-60 мин до предполагаемого облучения; пролонгированные радиопротекторы – эффективны при введении за часы/сутки до облучения; ранние терапевтические агенты – применяются непосредственно после облучения. Классификация по хим.составу:

1)серосодержащие (цистамин, меркаптопропиламин, аминоэтилизотиуроний, глутатион, цистеин)

2)биоактивные амины (индолалкиламины: серотонин,мексамин, фенилалкиламины, бензогетероциклы, простагландины, индралин)

3)вызывающие гипоксическое состояние (цианиды, нитриты,аминофеноны) Классификация по дозам:

1)Миелопротекторы -радиопротекторы, эффективные в диапазоне доз общего однократного внешнего облучения (1-10 Гр.)

2)Энтеропротекторы (производные тиазола, триазола, простагландинов).Действуют в диапазоне доз облучения 10-20 Гр, повышают пул энтероцитов, уменьшают потребление кислорода клетками кишечного эпителия.

3)Церебропротекторы (металлосодержащие комплексы, блокаторы глутаматэргической медиации, амиды ароматических карбоновых кислот).Способны снижать церебральный лучевой синдром (>80 Гр) до кишечного.

Критерии защитного эффекта: интегральные и клеточные Интегральные:

-абсолютная величина разницы между выживаемостью в опыте (с применением протектора) и контроле (без протектора)

-индекс выживаемости, равный отношению выживаемостей в опыте и контроле -фактор изменения дозы (ФИД), который характеризуется отношением двух равноэффективных по биологическому действию доз: в числителе - эффективная доза облучения при наличии модификатора, в знаменателе - эффективная доза в отсутствии модификатора (у наиболее эффективных препаратов ФИД обычно не превышает 1,8-2,0) -коэффициент защиты организма, представляет собой разности между удельной поражаемостью в контроле и опыте к удельной поражаемости в контроле -в последнее время введены ,также, средне-интегральный показатель защиты (СИПЗ) и интегральный показатель модифицируемости (ИПМ).

Клеточные: митотическая активность, клеточная дегенерация, хромосомные аберрации в клетках облученного костного мозга, изменение уровня напряжения кислорода в тканях и др. Механизмы защитного эффекта – согласно гипотезе Владимирова, протекторы последовательно действуют на трех уровнях:

1 - первичные фармакологические реакции: образование смешанных дисульфидов, взаимодействие с рецепторами, ингибирование цепных радиационно-химических процессов, окисление гемоглобина 2 - вторичные биохимические реакциициркуляторная гипоксия, повышение уровня

эндогенных протекторов (анитиоксиданты, супероксидисмутаза, каталаза, глютатионпероксидаза и др.), изменение содержания циклических нуклеотидов, угнетение синтеза ДНК, угнетение митотической активности, ингибирование окислительного фосфорилирования, индукция гипотермии, увеличение активности репарации 3 - общебиологические неспецифические реакции - количественные и качественные

изменения клеточного пула, набухание митохондрий, повышение проницаемости клеточных мембран, изменение нейрогуморальной регуляции, неспецифические реакции клеток и тканей.

Билет 12.

1. Основные дозиметрические величины и их взаимосвязь.

Дозиметрия - раздел ядерной физики и измерительной техники, в котором изучают величины, характеризующие действие ионизирующих излучений на вещества, а также приборы для количественного и качественного измерения ИИ.

Радиометрия — совокупность методов измерений активности источников ионизирующего излучения.

Основные дозиметрические величины и единицы. Поглощенная доза ионизирующего излучения - это средняя энергия (dE), переданная ионизирующими частицами единице массы облучаемого вещества (Д погл. = dE/dm).В системе СИ единицей поглощенной дозы является 1 Грей (1 Гр), 1Гр равен одному Джоулю, поглощенному в 1 кг вещества. 1Гр = 1

Дж/кг.Специальная (исторически сложившаяся) единица поглощенной дозы - рад (Radiation absorbed dose). 1 рад = 100 эрг/г = 1х10-2 Дж/кг = 10-2 Гр.

Экспозиционная доза - это полный заряд (dQ) ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, образованных фотонами в малом объеме воздуха , деленных на массу воздуха: Д эксп = dQ/dm

Единицей экспозиционной дозы является кулон на килограмм (Кл/кг).Рентген (р) - это специальная (исторически сложившаяся) единица экспозиционной дозы. 1 р = 0,258 мКл/кг. Для воздуха 1р = 0,877 рад.

Экспозиционная и поглощенная дозы, отнесенные к единице времени называются соответственно мощностью экспозиционной и мощностью поглощенной доз облучения. Для установления радиационной опасности разных видов излучения применяют понятие эквивалентной дозы (Дэ). Дэ (бэр)=Дпогл (рад)*КК (коэффициент качества). Единицей

эквивалентной дозы является 1 бэр (биологический эквивалент рада).В системе СИ за единицу эквивалентной дозы принята единица Зиверт(Зв). 1Зв=1Гр*КК=100 бэр Источники гамма-излучения характеризуют и некоторыми другими величинами, такими как

гамма-постоянная и гамма-эквивалент. Гамма-постоянная (Кg) - это мощность дозы, создаваемая 1 миллиКюри данного радионуклида на расстоянии 1см от него (размерность р*см2/ч*мКи).Гамма-эквивалент (Г) - это такое количество радия (в единицах массы), которое создаёт такую же мощность дозы, как и данный источник излучения (единица измерения - мгэкв. радия).1 мг - экв. радия создаёт мощность дозы, равную 8,4 р/ч.

При расчёте доз от точечных источников излучения пользуются следующими формулами: D=Г*8,4*t/R2, D=Кg*А*t/R2, где D - доза излучения (Р);Г - гамма-эквивалент (мг-экв);t - время (час);R - расстояние (см);А - активность (мКи);Кg - гамма-постоянная (Р*см2/ч*мКи).

1 беккерель = 1 ядерное превращение в секунду [с-1]

1 кюри = активность 1 г радия с находящимся с ним в равновесии радоном

1 Кю = 3,7х1010 Бк

2.Радиочувствительность клеток.

Правило Бергонье – Трибондо(1906 г.) - «Рентгеновские лучи действуют на клетки тем интенсивнее, чем выше воспроизводящая активность клеток, чем длиннее период их кариокинеза и чем менее предопределены их морфология и функция».

По относительной радиочувствительности с учетом пролиферативной потенции и степени дифференцировки различают несколько классов клеток млекопитающих.

Класс 1 - вегетативные интермитотические клетки. Это быстро делящиеся, короткоживущие, радиочувствительные клетки, дочерние клетки которых или дифференцируются или образуют клетки, подобные родительским.В этот класс входят наиболее радиочувствительные клетки, такие как гемоцитобласты, лимфобласты, эритробласты, миелобласты, клетки крипт кишечника, сперматогонии типа А, овогонии, эпидермальные клетки, клетки слизистой оболочки желудка и голокриновых желез и лимфоциты. Лимфоциты принадлежат к этому классу не потому, что они быстро пролиферируют, а благодаря их высокой радиочувствительности, лежащей в основе интерфазной гибели при низких дозах радиации.

Класс 2-дифференцирующиеся интермитотические клетки. Эти клетки менее радиочувствительны по сравнению с клетками первого класса. Они обладают весьма быстрой скоростью пролиферации. Образующиеся дочерние клетки дифференцируются и становятся более радиорезистентными. Это клетки промежуточных стадий миелопоэза и эритропоэза, сперматогонии типа В и овогонии.

Класс 3 - мультипотентные соединительнотканные клетки. Эти клетки делятся нерегулярно в ответ на повреждение и раздражение. К ним относятся зндотелий, фибробласты и мезенхимальные клетки, например мезотелий.

Класс 4 - покоящиеся постмитотические клетки. Эти клетки относительно радиорезистентны и в норме не делятся. Примерами их могут служить эпителиальные клетки слюнных желез, печени, почек, поджелудочной железы и легких, паренхиматозные клетки потовых и эндокринных желез,интерстициальные клетки семенников и яичников, септальные клетки в легких и ретикулярные клетки кроветворной ткани.

Класс 5 - фиксированные постмитотические клетки. Эти клетки не делятся, они высокорадиорезистентны. К ним относятся зрелые нервные и мышечные клетки, сперматозоиды и эритроциты.

В изучении повреждающего действия радиации на организм, его системы, органы и ткани, а также на изолированные клетки организма (животного или растительного) большое значение имеет установление зависимости величины лучевого эффекта от поглощенной дозы. В ряде случаев форма кривых «Доза - Эффект» может дать представление о механизме поражения биологических объектов. Для определения зависимости эффекта от дозы на клеточном уровне в облученной популяции клеток подсчитывают их долю, способную к неограниченному размножению. В культуре клеток - это клетки, дающие полноценную колонию. Выживаемость (N/N0) выражают в процентах или долях единицы. Выживаемость облученных клеток снижается с повышением дозы (D). Зависимость выживаемости от дозы изображается в линейных и полулогарифмических координатах. В радиобиологическом эксперименте наблюдаются две основные формы кривых «Доза - Эффект»: экспоненциальная и S-образная или сигмоидная, состоящая из изогнутой верхней части и экспоненциального отрезка. Эти кривые характерны для гомогенных клеточных популяций. В тех случаях, когда клетки в популяции гетерогенны в отношении радиочувствительности, наблюдается форма кривых с атипичным изгибом («хвостом») при высоких дозах облучения. Наличие «плеча» на кривой «Доза - Эффект» указывает на то, что в области низких доз некоторое приращение дозы дает меньший эффект, чем в области высоких доз, когда кривая выходит на экспоненту. Подобные кривые с «плечом» характерны и для клеток млекопитающих в культуре. Эти кривые, удовлетворяющие многоударной модели, описываются уравнением:

N/N0 = 1 - (1 - exp(-D/D0))*n,

где n - экстраполяционное число, формально равное числу мишеней в клетке, каждая из которых должна быть инактивирована одним ударом (попаданием). Таким образом, наличие «плеча» указывает на многоударность эффекта; в этом диапазоне доз лишь незначительное число клеток получает необходимое для гибели число попаданий. С ростом дозы происходит накопление подпороговых, то есть не приводящих к гибели, повреждений. В диапазоне доз, соответствующих линейному участку кривой, большинство клеток уже получило n - 1 попаданий и каждое следующее попадание приводит к инактивации клетки. Однако, согласно последним исследованиям наличие «плеча» связывают также со способностью клеток восстанавливаться от части повреждений.

Для суждения о радиочувствительности клеток на кривых «Доза -Эффект» находят экстраполяционное число n и D0. Величина D0 характеризует наклон прямой и определяется как приращение дозы, снижающей выживаемость в е раз на прямолинейном участке кривой «Доза -Эффект».На кривых «Доза - Эффект» можно выделить еще одну величину Dq. Dq (квазипороговая доза) определяется как доза излучения, соответствующая точке пересечения экстраполированного прямолинейного участка кривой выживания с осью абсцисс, проведенной на уровне 100% выживаемости. Считают, что величина Dq характеризует репаративные возможности клетки.

При действии на бактериальные и животные клетки плотноионизирующих излучений (нейтроны, a-излучение) кривые выживания приобретают простой экспоненциальный характер.

3. Отдаленные последствия. Классификация, характеристика, мех-мы формирования.

Отдаленные последствия облучения принято классифицировать на:

Детерминированные эффекты (соматические, пороговые, определенные) — это неизбежные, закономерные патологические состояния, возникающие при облучении дозами, в отношении которых предполагается существование порога.

a)Гипопластические и апластические процессы

b)Склеротические процессы

c)Дисгормональные состояния

d)Преждевременное старение

Стохастические эффекты (беспороговые, вероятностные, случайные)

a)Опухолевые

b)Генетические

Гипопластическое состояние, как правило, возникает в кроветворной ткани, слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта, половых железах и других органах. У лабораторных животных, подвергнутых внешнему облучению и при инкорпорации радионуклидов, наблюдались в отдаленный период анемия, нейтропения и лимфопения. У людей гиперхромная анемия в сочетании с лейкопенией отмечалась спустя 7—10 лет после атомного взрыва в Хиросиме и Нагасаки.

Гипопластические и апластические процессы

a)кроветворной ткани (анемия)

b)слизистых ЖКТ (гипоацидный, анацидный гастрит)

c)кожи (потеря эластичности, атрофия участков кожи, дисфункция потовых желез и волосяных фолликулов)

d)половых органов:

Склеротические процессы развиваются в основном в результате прямого действия радиации на паренхиматозные клетки, сосуды и соединительнотканные структуры того или иного органа. Закономерности склеротических изменений у облученных животных те же, что и при естественном старении, однако локализация и время возникновения их различные. У облученных животных наиболее ранимыми являются капиллярная сеть, терминальные отделы венозной сети, артериолы, в то время как возрастные изменения наиболее выражены и распространены в артериях эластического и мышечного типов.

Склероз развивается параллельно процессу дистрофии. Разрастание соединительной ткани является вторичным, заместительным процессом в ответ на сокращение паренхимы органа. Подобные структурные изменения регистрируются при лучевом повреждении почек, щитовидной железы, печени, легких, кожи и подкожной клетчатки.

Дисгормональные состояния возникают в 50-100% случаев облучения в разные сроки после облучения. Для эндокринной отдаленной лучевой патологии характерны:

1)Низкий уровень пороговых доз

2)Отсутствие прямой зависимости ”доза-эффект”

3)Доминирование опосредованных, непрямых механизмов развития, но пусковым механизмом для полиэндокринных сдвигов является начальное нарушение структуры и функции: половых желез, щитовидной железы, надпочечников,

гипофиза.

К проявлениям дисгормональных состояний относятся:

o ожирение,

o гипофизарная кахексия,

o несахарный диабет,

o кистозные изменения яичников,

o патологические сдвиги в половых циклах,

o гиперплазия слизистой оболочки матки,

o паренхимы молочных желез (что может привести к развитию опухолей),

o поражения щитовидной железы (гипотиреодизм, новообразования),

o сахарный диабет и др.

Сокращение продолжительности жизни - универсальный эффект облучения, характерен для животных различных видов, но наиболее подробно изучен на мышах, особенно в экспериментах с однократным облучением.

Опухолевые эффекты: Накопленный к настоящему времени обширный экспериментальный материал и клинические наблюдения показали, что под влиянием облучения могут возникать новообразования практически во всех органах. Однако наиболее частыми следует считать злокачественные опухоли кожи и костей, эндокринно-зависимые опухоли (рак молочной

железы и яичников) и лейкозы.

При этом кожные и костные опухоли возникают чаще всего при местном облучении, а остальные, как правило, в результате тотального воздействия.

К генетическим эффектам относятся наследственные заболевания, уродства и другие пороки развития, возникающие в потомстве облученных родителей, как следствие радиационных мутаций в их зародышевых клетках. Радиационно-индуцированная нестабильность генома - это явление повышенной частоты образования генетических нарушений у потомков облученных клеток de novo. Нестабильность может проявляться в отдалённые сроки после облучения через много циклов деления (иногда сотен), и в некоторых генерациях число клеток со структурными мутациями in vitro может достигать 10 % и более от всей популяции клеток, при этом наблюдается массовая гибель клеток.

Отдаленные последствия облучения могут быть различными в зависимости от характера клеточной популяции и систем репарации. Быстрее всего из облученных популяций удаляются особи, несущие хромосомные перестройки и доминантные летальные мутации, что связано с гибелью мутантов на разных этапах развития. Мутации, меньше влияющие на жизнеспособность их носителей, могут оставаться в популяции на протяжении многих поколений. При длительном периодическом или хроническом облучении ионизирующее излучение становится новым высокомутагенным фактором среды. В этом случае мутации возникают с повышенной частотой постоянно, часть из них уничтожается в результате отбора, остальные накапливаются в виде "генетического груза".

Механизмы отдаленных последствий. Основу отдаленной лучевой патологии на клеточном уровне составляют три типа нарушений, возникающих в результате непосредственного воздействия радиации. I тип – эффекты, вызывающие клеточную гибель. Имеют значение для патогенеза последствий, заключающих в себе невосполнимую утрату камбиального резерва, например, изменение в гонадах при лучевой кастрации. II тип – консервирующиеся наследственные нарушения. Наибольшее значение имеют для тканей с низким уровнем физиологической регенерации, проявляясь в отдаленные сроки. III тип – нелетальные наследственные изменения. Нарушения стойко репродуцирующиеся при размножении соматических клеток. Решающее значение они имеют в тканях с быстро обновляющимся клеточным составом.

Радиационный канцерогенез Ионизирующее излучение, независимо от вида и способа воздействия: внешнего или внутреннего, тотального или локального, однократного, фракционного (дробного) или хронического, является неспецифическим канцерогенным фактором, т. к. вызывает опухоли или способствует их возникновению почти во всех тканях млекопитающих. Вероятность возникновения рака под действием ионизирующего излучения зависит от различных факторов: генетическая конституция, возраст, пол, состояние здоровья, полученная доза, период времени, в течение которого происходит облучение и тип излучения. Считается, что процесс развития раковых заболеваний проходит несколько стадий.

4. Радиобиологические принципы оптимизации лучевой терапии

Основная цель – максимальная элиминация пораженных клеток и ненанесение вреда здоровым клеткам.

Методы оптимизации:

1 – модификация радиочувствительности: радиосенсибилизация опух.клеток и защита здоровых клеток.

2 – использование различных режимов облучения 3 – применение разных видов излучения, новых технических средств