Учебник (Овсянников) - общая патофизиология Ч1

система гемостаза. Нарушения ее достаточно сложны и связаны с расстройствами основных гемостатических механизмов - тромбоцитарного, сосудистого и фибринового.

В результате угнетения, а в некоторых случаях опустошения костного мозга, возникает тромбоцитопения различной интенсивности, следствием которой являются нарушения первой фазы свертывания крови — образование протромбиназы. Одновременно с этим имеют место нарушения функций печени и снижение образования фибриногена, протромбина, проконвертина. В результате чего нарушается превращение фибриногена в фибрин, и таким образом страдает фибриновый механизм свертывания.

Не менее важное значение принадлежит, с одной стороны, повреждению эндотелия сосудов, с другой, повышению их проницаемости в результате образования биологически активных веществ (серотонина, простагландинов). Одновременно с этим имеет место активация противосвертывающей системы, особенно фибринолитической.

Таким образом, в результате нарушения тромбоцитарного, фибринового и сосудистого механизмов, активации фибринолиза возникает расстройство гемостаза, проявляющееся замедлением свертывания крови и возникновением кровоизлияний различной интенсивности, вплоть до формирования профузных кровотечений, которые нередко являются причиной гибели больных (тромбогеморрагический синдром).

Известно, что нервные клетки являются самыми радиорезистентными, но в то же время в ходе эволюции нервная система сформировалась и выполняет интегративную функцию, а также обеспечивает анализ и синтез изменений, происходящих в органах. Учитывая это, следует ожидать быстрых и ранних функциональных изменений со стороны нервной системы.

Действительно, исследованиями отечественных ученых, в частности М.Н. Ливанова, было показано, что уже через несколько минут после действия ионизирующих излучений на организм изменяется биоэлектрическая активность кожных, блуждающих, де-

61

прессорных, чревных нервов, а также коры мозга. Эти изменения свидетельствуют о рефлекторных влияниях как самих ионизирующих излучений, так и продуктов нарушенного обмена веществ и расстройств гомеостаза. Следствием подобных изменений являются возможные нарушения интегрирующего и регулирующего влияния нервной системы.

Наряду с нервной системой, значительным изменениям подвергается и эндокринная система. Первоначальное изменение характеризуется о6щими сдвигами, характерными для стресса, которые характеризуются первоначальной активацией симпато-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем с последующим достаточно быстрым их истощением.

Указанные изменения со стороны нервной и эндокринной системы значительно усложняют биологические эффекты ионизирующих излучений и являются звеньями патогенеза лучевой болезни.

В результате действия ионизирующих излучений на организм человека и животных на уровне целостного организма формируется лучевая болезнь. В настоящее время выделяют несколько форм лучевой болезни (табл. 3.2).

Один грей определяется как доза любой формы радиации, вызывающая поглощение одного джоуля тепла на кг поглощающего объекта.

62

1 грей равен 100 рад. Единицей измерения активности радиоактивных веществ является кюри. 1 кюри равен 3,7 х 1010 беккерелей. Это значит, за 1 сек происходит 3,7 х 1010 распадов.

Повреждающее действие ионизирующих излучений и развитие лучевой болезни зависит от дозы облучения, времени действия, размеров облучаемой поверхности, ее локализации и реактивности организма.

Характерной особенностью зависимости биологического эффекта от дозы лучевого воздействия, которую обычно называют «зависимость доза — эффект», является очень широкий дозовый диапазон. К естественному уровню ионизирующей радиации животный организм адаптировался в процессе эволюции. Предельно допустимой дозой для лиц, подвергающихся по роду своей деятельности лучевым воздействиям, является по существующему санитарному законодательству доза в 5 рентген (Р) за год.

При более или менее значительном повышении предельно допустимого уровня приспособительные возможности организма становятся недостаточными, в результате чего развиваются патологические состояния. В этом диапазоне лучевых воздействий имеется уровень доз, который принято называть уровнем, или дозами риска. В качестве дозы риска при однократном облучении всего организма принято считать 25 Р. В результате действия таких доз возникают патологические изменения, вполне совместимые с жизнью.

Наконец, лучевые воздействия, превышающие при однократном облучении 100 Р и выше, способны вызывать у млекопитающих тяжелый патологический процесс - лучевую болезнь. К этой категории изменений относятся и разнообразные лучевые поражения, возникающие в результате локальных облучений в больших дозах.

Так, при лучевой терапии злокачественных опухолей больному дается большая доза, измеряемая тысячами рентген. При этом в тканях, окружающих опухоль, и на облучаемом участке кожи могут развиваться лучевые поражения. Опасность возникновения тяжелых лучевых поражений ограничивает лечебные возможности лучевой тера-

63

пии. В значительной степени искусство врача-радиотерапевта заключается в умении не допустить их развития.

К этой категории лучевых изменений следует отнести и так называемые отдаленные последствия лучевых воздействий, развивающиеся через некоторое время, иногда спустя много лет после облучения. Среди них наибольшую опасность представляют злокачественные опухоли, возникающие нередко через 5-10 лет и более после облучения. Не менее серьезны генетические изменения, наследуемые потомками облученных, а также такие поздние эффекты, как сокращение продолжительности жизни, раннее старение, снижение устойчивости к неблагоприятным воздействиям, в том числе и инфекционным, расстройства сексуальной функции.

Таким образом, предельно допустимый уровень в 20-50 раз превышает уровень естественной радиации. Для получения дозы, вызывающей развитие лучевой болезни, необходимо в 100-500 тысяч раз превысить суточную дозу, получаемую человеком от естественных источников ионизирующей радиации.

Принято считать для человека дозу в 300-400 Р при однократном облучении всего тела полулетальной, т.е. вызывающей гибель 50 % облученных, и дозу 600-700 Р абсолютно смертельной, когда погибают все облученные.

В опытах на собаках при действии рентгеновых лучей в дозе 400Р отмечается гибель 50 % облученных животных через 18-20 дней. Если доза облучения увеличивается до 500 Р, смертельные исходы наблюдаются в 73 % случаев, а продолжительность жизни сокращается до 15 дней. При дозе облучения 600 Р погибает 96,6 % животных через 14 дней, и, наконец, если доза облучения достигает 800 Р, то в этом случае гибнут все животные примерно через 12-14 дней после воздействия.

Биологический эффект зависит не только от дозы, но также и от других условий лучевого воздействия. Среди них важнейшим является распределение величины лучевого воздействия, т.е. дозы во времени и пространстве, при этом под последним понимается объем облучаемой части организма. Увеличение времени лучевого воздействия

64

при неизмененной дозе, как правило, приводит к снижению биологической активности ионизирующей радиации.

Действительно, люди, подвергающиеся в профессиональных условиях лучевым воздействиям, за 30 лет своей деятельности могут получить без сколько-нибудь серьезных нарушений в состоянии здоровья около 150 Р. Такая доза, полученная однократно, неизбежно вызовет развитие лучевой болезни.

Весьма существенна зависимость биологического эффекта от пространственного распределения лучевого воздействия. Общей характеристикой в этом отношении является правило: чем меньше поверхность облучаемой ткани, тем соответственно меньше биологический эффект.

Так, доза 600 Р при общем облучении является абсолютно смертельной для человека. В то же время при проведении радиотерапии такие дозы дают за один сеанс, накапливая за весь курс лечения тысячи, а иногда и 10-15 тысяч рентген, т.к. при этом облучению подвергаются относительно небольшие участки тела.

При проведении рентгенодиагностических процедур в особо сложных для диагностики случаях доза иногда достигает десятков и даже сотен рентген. Однако из-за локальности воздействия такое облучение не приносит пациенту существенного вреда. Классическая лучевая болезнь развивается, как правило, при облучении практически всей поверхности тела или области живота. Это, однако, не следует понимать так, что лучевая болезнь не проявляется при облучении других областей тела или даже отдельных органов.

Биологический эффект зависит не только от величины лучевого воздействия, т.е. дозы, временного и пространственного ее распределения, но также от состояния и особенностей самого организма.

Первой по значению в этом отношении является характеристика способности организма отвечать на лучевое раздражение, т.е. его реактивность к действию ионизирующей радиации. Как уже говорилось ранее, способность организма реагировать на лучевое воздействие принято называть его радиочувствительностью; она зависит от вида

65

животных, возраста, пола, а также от действия факторов нелучевой природы, влияющих на его реактивность.

Для сравнения радиочувствительности различных видов животных удобно воспользоваться одной из ее характеристик - радиоустойчивостью, т.е. способностью организма противостоять повреждающему действию ионизирующей радиации. Обычно пользуются при этом полулетальной дозой.

Радиоустойчивость наиболее высока у низших организмов. Так, найдены микроорганизмы в воде контуров реакторов, где дозы достигают сотен тысяч и миллионов рентген. Чем более высоко организован организм, тем, как правило, ниже его радиоустойчивость. Среди млекопитающих отмечается такая же тенденция (табл. 3.3). По некоторым современным данным за полулетальную дозу для человека можно принять 285 Р.

Таблица 3.3

Величина полулетальной дозы для различных видов животных (в рентгенах)

Оказалось, что наиболее радиочувствительным периодом жизни является эмбриональный, наиболее радиоустойчивым - период зрелости. К старости радиочувствительность повышается. При многих заболеваниях, когда ослаблены приспособительные возможности организма, его радиочувствительность возрастает. Поэтому, согласно нашему санитарному законодательству, к работе с источниками ионизирующей радиации допускаются только взрослые здоровые люди.

Результаты экспериментальных исследований позволяют признать несколько более высокую радиоустойчивость женщин по сравнению с мужчинами. Однако в период беременности облучение может нанести вред развивающемуся плоду. Поэтому беременным женщинам запрещается работать в сфере действия источников ионизирующей радиации, не разрешается подвергать их рентгенодиагно-

66

стическим исследованиям, если необходимость последних не вызывается тяжелым состоянием.

Изменение реактивности организма, как и следовало ожидать, проявляется в изменении его радиочувствительности. Наиболее простым примером может служить результат одновременного действия лучевых и нелучевых факторов. Такое комбинированное воздействие может иметь место при взрывах ядерных бомб, авариях и т.п. Ранения, шок, кровопотеря повышают радиочувствительность. В то же время тренированный организм с повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам оказывается и более радиоустойчивым.

Каковы же причины смерти человека и животных при развитии лучевой болезни?

Если действуют очень большие дозы - свыше 5000 рентген, то наблюдается гибель, как говорят, под лучом, т.е. в момент действия ионизирующих излучений. При облучении дозой 400-800 рентген гибель наступает через 12-20 дней. Причиной смерти в этом случае являются два фактора: кровотечения и присоединение инфекции, развитие сепсиса.

В зависимости от дозы облучения различают 4 степени острой костно-мозговой формы лучевой болезни.

Первая степень лучевой болезни - легкая - имеет место при облучении дозой 100-200 бэр (биологический эквивалент рентгена). За единицу дозы облучения - рентген - принимается такая поглощающая энергия, которая в 1 см3 воздуха при нормальных условиях образует 2,08 млрд. пар ионов. Различные ионизирующие излучения, вызывая одинаковый ионизационный эффект, обладают неодинаковым биологическим действием. Поэтому для оценки биологической активности введено понятие о биологическом эквиваленте рентгена (бэр). Единица измерения «бэр» приблизительно равна 1 рентгену.

Вторая степень лучевой болезни - средней тяжести - наблюдается при облучении дозой 200-300 бэр.

Третья степень - крайне тяжелая - отмечается при облучении дозой 500 бэр.

67

Четвертая степень лучевой болезни протекает по типу шока, сопровождаясь падением кровяного давления, слабостью сердечной деятельности, неукротимой рвотой, потерей сознания. Гибель в этом случае наступает от остановки сердца.

Вразвитие лучевой реакции, как показали многочисленные радиобиологические исследования, вовлекаются практически все системы и органы. Наиболее радиочувствительными являются системы, обеспечивающие общие регуляторные функции - нервная и эндокринная, а также системы, имеющие большое значение в осуществлении общих реакций, - система крови, сердечно-сосудистая система. Высокой радиочувствительностью отличаются иммунокомпетентные органы.

Взависимости от клинического течения острая лучевая болезнь разделяется на 4 периода:

1 период - период первичных реакций на облучение;

2 период - скрытый;

3 период - период клинических проявлений;

4 период - исход.

Все 4 периода проявляются, как правило, при развитии лучевой болезни второй и третьей степени. Что касается четвертой степени, то для нее характерно отсутствие скрытого периода, в результате чего сразу после первичной реакции наступает период разгара клинических проявлений.

Лучевая болезнь легкой степени характеризуется удлинением второго периода до 2-3 недель и сглаженностью всех ее симптомов. В первом периоде при легкой степени лучевой болезни жалобы могут отсутствовать, тогда как для второй и третьей степени характерно нарушение сна, тошнота, рвота, возможно нарушение сознания, повышение температуры до 38-39 °С, причиной чего считается инфекция. В начальном периоде ведущую роль играют симптомы вегетативной дисфункции: вегетативно-сосудистые расстройства, гипотензия, тенденция к брадикардии, нарушение пиломоторной реакции и дермографизма, имеет место эмоциональная неустойчивость, снижение памяти, повышенная утомляемость.

68

Таким образом, уже первый период лучевой болезни сопровождается резко выраженными нарушениями функционального состояния нервной системы. Считают, что особенностью этого симптомокомплекса является сочетание функциональной недостаточности высших отделов нервной системы с расторможенностью и повышенной лабильностью вегетативных центров, главным образом гипоталамической области. Прослеживается прямая зависимость этих нарушений от дозы облучения. Чем выше полученная доза радиации, тем раньше проявляются мозговые симптомы. Так, при облучении дозой 7,5 Р/с (рентген/сек.), нарушения со стороны нервной системы проявляются в момент действия излучений. При дозе 0,36 Р/с реакция нервной системы на облучение отмечается значительно позже.

Изучение биоэлектрической активности головного мозга при локальном облучении определенных участков тела - конечностей, области живота в эксперименте, а также у больных с терапевтическими целями - позволило установить резко выраженную активацию корковых биопотенциалов с последующей депрессией и нормализацией энцефалограммы к концу первых суток.

Как в условиях преимущественного действия радиации на головной мозг, так и в случае, главным образом, рефлекторных влияний наступают сходные нарушения состояния высших корковых центров, главнейшими среди которых являются ослабление нервных процессов и развитите запредельного торможения. В формировании последнего М.Н. Ливанов решающее значение придает афферентной импульсации, значительно возрастающей сразу после воздействия радиации. Дальнейшее ослабление импульсации создает возможность восстановления корковой деятельности и уравновешивания цен- трально-периферических отношений, но уже на новом более низком уровне. Эта фаза, видимо, соответствует периоду кажущегося благополучия в течении лучевой болезни. Однако это относительное благополучие возможно лишь при сниженном уровне афферентации и легко нарушается при любом превышении рефлекторного фона.

69

Формирующиеся при облучении адаптивные реакции в значительной мере зависят и от изменений деятельности желез внутренней секреции.

Параллельно с реакциями гипофизарно-адренокортикальной системы при действии на организм ионизирующих излучений отмечены существенные сдвиги со стороны симпато-адреналовой системы. Обобщая имеющиеся в литературе сведения по этому вопросу, можно прийти к заключению о том, что в ранние сроки после воздействия радиации имеет место активация симпато-адреналовой системы, причем при использовании больших доз облучения степень выраженности этой активации настолько велика, что мозговой слой надпочечников опустошается от огромных количеств депонированных в нем катехоламинов (В.И. Кандрор, В.И. Кулинский). Значение этих реакций при развитии лучевой болезни весьма велико, т.к. изменения в состоянии симпато-адреналовой системы существенно сказываются на метаболизме, вызывая сдвиги в углеводном обмене, клеточном делении и других сторонах жизнедеятельности, которые участвуют как в развитии лучевого синдрома, так и в репаративных процессах. Рядом авторов описано защитное действие адреналина при радиационном поражении, что связывается с развитием гипоксии тканей циркуляторного происхождения (Э.Я. Граевский), а также важной ролью катехоламинов в формировании цепи нейрогуморальных реакций вообще и при лучевых воздействиях в частности (В.И. Кандрор).

Необходимо отметить, что наблюдающиеся при лучевой болезни, сдвиги со стороны обмена веществ теснейшим образом связаны с изменениями нейрогормонального фона.

Развитие лучевой болезни сопровождается нарушениями всех видов обмена веществ.

Белковый обмен характеризуется интенсивным распадом тканевых белков, в результате чего азотистый баланс становится отрицательным. При этом происходит распад и таких жизненно важных элементов клетки, как РНК и ДНК. Характерно, что поддержание белкового питания жизненно важных органов (сердце, мозг) осуществляется за счет катаболизма, главным образом, мышечной и лимфо-

70