книги из ГПНТБ / Биологические эффекты неравномерных лучевых воздействий

ная доза на глазное яблоко в шести случаях свыше 300 рад, в одном 167 рад).

Анализ частоты жалоб, некоторых неврологических симп­ томов и отдельных синдромов в зависимости от области, под­ вергавшейся максимальному облучению, показал, что после преимущественного облучения лобной и лобно-височной области преобладали жалобы на головные боли, снижение памяти, повышенную утомляемость и быструю истощаемость при умст­ венной работе. Родители указывали на нарушение со сторо­ ны эмоционально-психической сферы и плохую успеваемость детей в школе. Эти отклонения обнаружены у 12 из 27 обсле­ дованных с преимущественным облучением лобной и лобно­ височной областей. Результаты ' клинико-физиологических ис­ следований свидетельствовали о снижении корковой нейроди­ намики, увеличении скрытого времени рефлекторных реакций. Чаще других клинических синдромов диагностирована церебрастения, энцефалопатия, вегетативно-эндокринные расстрой­ ства. В группе детей, подвергавшихся максимальному облуче­ нию теменной и теменно-затылочной областей, наряду с жало­ бами на головные боли и головокружения встречались частые жалобы на повышенную утомляемость при физической нагруз­ ке (бег, занятия по физкультуре в школе, подвижные игры). Клинико-физиологические данные указывали на те или другие изменения в системе двигательного анализатора. Несколько чаще встречались астенический и астено-вегетативный синдромы.

Однако представленное ниже деление по симптомам и син­ дромам в зависимости от преимущественного местного облуче­ ния является весьма условным. Несмотря на намечавшуюся тенденцию к некоторой локальности симптоматики как при облу­ чениях в повреждающей (свыше 100—200 рад) дозе, так иног­ да и при воздействиях в меньшей дозе, у некоторых обследо­ ванных были выявлены изменения в других отделах нервной системы и у большинства детей наблюдалось определенное снижение корковой нейродинамики. При этом на изменения в других отделах нервной системы указывали и клинические дан­ ные (топируемые неврологические симптомы), и результаты многоплановых клинико-физиологических исследований (элек­ тромиография, электроэнцефалография, хронаксиметрия, тоно­ метрия и др.)*

После облучения преимущественно области груди, живота или спины обнаружены признаки поражения органов грудной клетки, желудочно-кишечного тракта, которые в рассматривае­ мом диапазоне доз (988—1740 р) чаще проявлялись в функцио­

позвоночника у двоих детей в отдаленные сроки были обнару­ жены признаки преимущественного очагового поражения нерв­

20

ной системы в пределах облученных сегментов (по типу радиационного миелоза); суммарная доза на верхнегрудной отдел позвоночника в одном случае составляла 1489 р, погло­ щенная доза — 379 рад, во втором — на нижнегрудной отдел — 1539 р, поглощенная доза — 406 рад.

В других наблюдениях у 6 из 11 детей с лучевым воздейст­ вием на различные части туловища, когда поглощенные дозы в близлежащих сегментах были 100—300 рад, выявлены (на стороне облучения) изменения кожной температуры, дозирован­ ного дермографизма, пиломоторного рефлекса и обнаружены асимметрии при исследовании электрического сопротивления кожи. Сопоставление локализации расстройств с выраженными местными изменениями кожи и близлежащих тканей (эпиля­ ция, дисхромия, индуративный отек подкожной клетчатки, телеангиэктазии, атрофии) позволяет считать, что в этих слу­ чаях патологический процесс развертывается главным образом в периферических вегетативных аппаратах соответствующих сегментов, где замыкаются дуги вегетативных рефлексов. Следует, однако, отметить, что наряду с сегментарно-перифери­ ческими расстройствами в отдельных наблюдениях были кон­ статированы изменения, указывающие на нарушение состояния центральных аппаратов (изменения электроэнцефалограммы, извращение орто-клиностатических рефлексов, диссоциация реакции пульса и дыхания, нарушение терморегуляции).

После локальных облучений конечностей у пятерых из вось­ ми обследованных обнаружены местные вегетативно-трофиче­ ские расстройства, которые проявлялись акроцианозом, гипер­ гидрозом, истончением и сухостью кожи, дисхромией, эпиля­ цией только на одной или преимущественно на одной стороне, подвергавшейся облучению. Клинико-физиологические исследо­ вания выявляли асимметрию кожной температуры и электри­ ческого сопротивления кожи также в области, соответствующей облучению. Только в двух наблюдениях отмечены трофические изменения тканей (дряблость и сухость кожи, шелушение эпи­ дермиса, гипотрофия подлежащих тканей), выходящие за пре­ делы облучаемой области. У троих детей после массивных об­ лучений конечностей в двух случаях констатированы изменения подлежащих мягких тканей и кости, а при воздействии на рост­ ковый хрящ — замедление роста кости.

После облучения конечностей и нижнего отдела туловища, когда доза облучения коры головного мозга не прёвышала 5— 12 рад, изменений со стороны центральной нервной системы у 14 детей выявлено не было.

Анализ клинических данных и результатов физиологических исследований показал, что после неравномерного общего облу­ чения детей с большим постоянством наблюдались признаки, обусловленные преимущественной дозовой нагрузкой на отдель­

ные участки тела. Так, после преимущественного облучения го­

21

ловы преобладала симптоматика поражения головного мозга; в части случаев она определялась поражением определен­ ных отделов и структур мозга, находящихся в зоне, непосред­ ственно подлежащей аппликации. После облучения различных участков тела (грудь, спина, живот) наблюдались клинические или субклинические изменения кожных покровов и вегетатив­ ной нервной системы, как правило, ограниченные соответствую­ щими сегментами тела. При облучении конечностей, наряду со структурными изменениями кости и близлежащих тканей, отмечены периферические (реже сегментарно-периферические) вегетативные расстройства.

Вместе с тем у некоторых детей (особенно облученных в возрасте 2—6 месяцев) были выявлены также изменения в отделах нервной системы, расположенных вдали от места луче­ вого воздействия. Однако в отличие от последствий массивного локального облучения в аналогичных условиях у взрослых лю­ дей эти изменения проявлялись не в рассеянных микросимпто­ мах органического поражения нервной системы, а в функцио­ нальном ослаблении высших отделов центральной нервной системы, в отдельных случаях сочетающихся с отставанием общего физического развития.

Длительное динамическое наблюдение таких детей показало, что с возрастом симптомы местных и регионарных изменений в нервной системе могли полностью исчезать, в то время как признаки снижения нейропсихического тонуса оставались при исследовании детей и в 12—14-летнем возрасте.

Получены убедительные доказательства высокой радиочув­ ствительности гипоталамуса в детском возрасте и большой роли подкорковых образований в генезе пострадиационных из­ менений. При превышении 50 рад (54—130 рад) почти у всех обследованных детей (у 14 из 15) наблюдались выраженные вегетативно-висцеральные пароксизмы, изменения терморегуля­ ции и различных видов обмена, нейроэндокринные нарушения, а также снижение корковой нейродинамики. Прослежена также связь между частотой астенического и церебрастенического син­ дромов и дозой облучения гипоталамуса, что подтверждает положение Э. А. Асратяна об удельном весе подкорковых об­ разований в интегративной деятельности центральной нервной системы, особенно значительном на ранних стадиях возрастной эволюции.

Существенная роль в формировании синдромов поздних лучевых повреждений в рассматриваемом диапазоне доз при­ надлежит изменениям функциональной организации нервной системы, обусловленным, по-видимому, общей реакцией на действие излучения как раздражителя. Изменения диффузного характера, выявленные на разных уровнях нервной системы та­ кими методами исследования, как электромиография, электро­ энцефалография, тонометрия, хронорефлексрметрия, раесмат-

22

ривались как следствие преимущественно рефлекторного дей­ ствия раздражителя на центральную нервную систему. Для формирования отдаленных проявлений в нервной системе боль­ шое значение имела глубина и выраженность местных измене­ ний, которые являлись источником болевой, афферентации и стойкой патологической импульсации с периферии. При этом местная и общая симптоматика зависели также от функцио­ нальной значимости области, подвергшейся максимальному облучению. Более выраженными были все симптомы после воздействия на голову, шею, живот, менее — на участки спины (когда в зону облучения не попадал спинной мозг) и конечно­ сти. Длительное наблюдение детей, облученных в раннем воз­ расте, показало, что общий эффект является проявлением по­ ражения различных систем. При этом поражение, развиваю­ щееся в отдельных системах, может быть вызвано как прямым действием излучения, так и опосредованно нейрогуморальным

ции и частоту общей функциональной перестройки. Сложность патогенетических механизмов отдаленных последствий нерав­ номерного облучения детей в раннем возрасте определяется, с

фологического и функционального созревания различных отде­ лов и структур нервной системы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бак 3., Александер П. Основы радиобиологии. Пер. с англ. Под ред. Я. М. Варшавского, Э. Я- Граевского и М. Н. Мейселя. М., Изд-во иностр. лит., 1962.

2.Москалев Ю. И., Стрельцова В. Н. В кн.: Основы радиационной биоло­ гии. М., «Наука», 1964, с. 238.

3.Григорьев Ю. Г. и др. В кн.: Биологическое действие протонов высоких энергий. М., Атомиздат, 1967, с. 452.

4.Бонд В., Флиднер Т., Аршамбо Д. Радиационная гибель млекопитающих.

7.Относительная биологическая эффективность излучений. Фактор времени облучения. М., Атомиздат, 1968. Авт.: Даренская Н. Г., Кознова Л. Б., Акоев И. Г., Невская Г. Ф.

8.Акоев И. Г. Проблемы постлучевого восстановления. М., Атомиздат, 1970.

9.Hempelman L. Н. е. a. Ann. Internal. Med., 1952, v. 36, p. 280.

10. Jammet H. P. e. a. Rev. Franc. Etudes Clin, et Biol., 1959, v. 4, No. 3,

p.210.

11.Jammet H. P. e. a. In: Radiation Protection, Proceedings of the first In­

23

III. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ НЕРАВНОМЕРНЫХ ОБЩИХ ЛУЧЕВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Влияние характера распределения поглощенной дозы на биологический эффект

Для систематизации имеющихся в литературе сведений, со­ поставления и анализа накапливаемых материалов, а также для выработки единой терминологии при обсуждении получае­ мых данных представляется целесообразным классифицировать следующим образом все способы лучевых воздействий в зави­ симости от характера пространственного распределения погло­ щенной дозы (см. схему).

Лучевое воздействие

При равномерном облучении различия в распределении поглощенной дозы по телу не должны превышать ±10%. К суб­ тотальным отнесены воздействия с облучением больше поло­ вины тела. К парциальным воздействиям отнесено облучение отдельных областей тела (например, головы, грудной клетки, живота и т. п.).

26

Среди неравномерных целесообразно выделить воздействия с перепадами поглощенной дозы вдоль поперечной (малой) и продольной (большой) осей тела. При двухили многосторон­ них воздействиях нейтронами, длинноволновым рентгеновским или ^излучениями на крупных животных отмечается перепад поглощенной дозы от поверхности к центральной продольной оси тела. В случае же одностороннего воздействия поглощен­ ная доза снижается от ближайшей к источнику излучения по­ верхности тела к более удаленной.

Характер пространственного распределения поглощенной до­ зы зависит от условий лучевых воздействий, поэтому прежде всего целесообразно остановиться на влиянии некоторых фи­ зических параметров (вид и энергия излучения, геометрия об­ лучения, расстояние от источника излучения до облучаемого объекта).

Рассмотрим влияние геометрии облучения, так как в зави­ симости от используемого способа лучевого воздействия наблю­ даются не только количественные, но и качественные различия в характере распределения глубинной дозы [1].

При одностороннем рентгеновском или у-облучении с энер­ гией от десятков килоэлектронвольт до единиц мегаэлектрон­ вольт кривые глубинных доз имеют экспоненциальный харак­ тер. Так, при использовании рентгеновского излучения 250 кв наблюдается восьмикратный перепад тканевой дозы по диа­ метру (26 см) мазонитового фантома, а при у-облучении Со60 — четырехкратный. Перепад тканевой дозы первичного у-излуче-

являются суперпозицией двух экспонент. При двухстороннем об­ лучении распределение глубинной дозы изучения по диаметру фантома почти равномерное; тканевая доза на поверхности фантома составляет 60—65% экспозиционной и наблюдается небольшой (в пределах 15—20%) спад тканевой дозы в на­ правлении к центру фантома. Формы кривых распределения поглощенных доз для сложных способов облучения (перекрест­ ное, ротационное и пр.) очень близки к форме кривой при двух­ стороннем воздействии, однако поверхностная доза составляет 80% от экспозиционной дозы.

Следовательно, по характеру распределения поглощенной дозы можно выделить многостороннее и одностороннее тоталь­ ное облучение. В качестве параметра, характеризующего рас­ пределение поглощенной дозы, использован коэффициент пере­ пада тканевой дозы (Ки) от ближайшей к источнику поверхности тела к наиболее удаленной (для одностороннего воздействия) или к центру тела (для многостороннего воздей­ ствия). При энергиях излучения больше 2 Мэе распределение глубинной дозы имеет более сложный характер (наличие мак-

27

симума на глубине), поэтому коэффициент неравномерности в

от ближайшей к источнику поверхности до наиболее удаленной. Даже при использовании мелких объектов имеется существен­ ное изменение /Сп при воздействии рентгеновским излучением различных энергий. Так, при энергии 73 кэв Кн в теле мышей равен единице; при 25 кэв /Си = 2,0; при 13,5 к$в /Сн = 3,0, а при

10,2 кэв Ки —400 [2].

Представляют интерес данные о распределении поглощен­ ной дозы во внутренних органах человека в условиях воздейст­

ется с 1,8 до 10,6. При эффективной энергии 27 кэв в направ­ лении грудь — спина Кн равен 56. При этом доза, поглощенная различными органами, может значительно отличаться при двух способах воздействия с одинаковой энергией. Так, в случае воздействия рентгеновского излучения с энергией 27 кэв со стороны груди доза, поглощенная слизистой кишечника, в 270 раз больше дозы, поглощенной в этом органе, при облучении со стороны спины при одинаковой экспозиции. Показано также, что при энергии излучения 1,24 Мэе слизистая кишечника поглощает 97 и 62% дозы, измеренной в воздухе при вентраль­ ном и дорзальном облучениях соответственно; при энергии же 27 кэв эти величины равны 54 и 0,2%. Усредненные дозы на костный мозг при этих энергиях составляют 79 и 8,9—8,2%.

Изменения в распределении поглощенной дозы в теле круп­ ных животных можно добиться увеличением расстояния от источника излучения, что приводит к существенному снижению мощности дозы. Поскольку вычленить влияние каждого из этих факторов практически невозможно, не следует пользоваться та­ ким методом для создания различного распределения доз.

С увеличением размеров объекта, естественно, возрастает коэффициент неравномерности. Некоторое снижение эффекта отмечено при увеличении массы тела крыс от 180 до 350 г [4]. Даже при воздействии коротковолновым рентгеновским излуче­ нием (180 кэв) со стороны спины на животных разных разме­ ров, а именно крыс и собак разной массы, Кн заметно увеличи­ вается и составляет 1,25; 3 и 4,5 [5]. В опытах на собаках обнаружено существенное влияние массы тела на биологический эффект (6, 7]. При латеральном рентгеновском облучении

(1000 кв) собак толщиной 6,3; 10,3; 14,0 и 18,0 см Кн соответ­ ственно составлял 1,4; 1,9; 2,5 и 3,4,

28