Радиобиология, радиационная физиология и медицина. Словарь-справочник

В зависимости от длины (частоты) радиоволны подразделяются на длинные, средние, короткие è ультракороткие (метровые, дециметровые, сантиметровые и миллиметровые). Длина радиоволн — наименьшее расстояние между двумя точками радиоволны, колеблющимися в одинаковой фазе, например между двумя смежными гребнями или впадинами. Длина радиоволн равна произведению скорости распространения электромагнитной энергии (примерно равна скорости света) на время одного периода колебаний.

РАДИОДЕРМИТ (радиодерматит, лучевой дерматит)

Воспалительный процесс, обусловленный воздействием на кожу ионизирующего излучения.

РАДИОЛИЗ

Процесс радиационного разложения воды и растворенных в ней органических молекул, сопровождающийся возникновением высокореактивных соединений (свободных радикалов и др.), повреждающих ДНК и другие биологически важные молекулы.

РАДИОЛОГИЧЕСКОЕ ОРУЖИЕ

Оружие, предназначенное для загрязнения территории радиоактивными веществами.

Принципиально выделяют два типа радиологического оружия:

–радиоактивные дисперсионные устройства (Radioactivity Dispersing Devices, RDD), предназначенные для распространения радиоактивных материалов с намерением загрязнить окружающую среду, вызвать разрушения и панику или убить людей. Подобные устройства более известны под термином «грязная бомба»;

– лучевые эмиссионные устройства (Radiation Emission Devices, RED), Ð представляющие собой технические приспособления с включенными в их состав радионуклидами, с помощью которых происходит направленное воздействие ионизирующих излучений.

РАДИОЛОГИЯ

Сфера деятельности человека, связанная с разработкой, изучением и практическим использованием различных источников ионизирующих и неионизирующих излучений естественного и искусственного происхождения, исследованием их действия на биологические объекты и окружающую среду; управлением процессами радиационного воздействия на различные объекты. Основной задачей радиологии являются теория и практика использования источников ионизирующих излучений для диагностики и лечения заболеваний.

РАДИОЛОГИЯ ВОЕННАЯ

Область военной медицины, предметом изучения которой являются клиника, патогенез, диагностика и лечение боевых радиационных поражений, вопросы противорадиационной защиты и организации

121

оказания медицинской помощи пораженным ионизирующими излучениями. Одной из специфических задач военной радиологии является изыскание медикаментозных средств, направленных на сохранение боеспособности личного состава войск и сил флота в условиях воздействия поражающих факторов ядерного оружия.

РАДИОЛОГИЯ ИНТЕРВЕНЦИОННАЯ

Раздел медицинской радиологии, включающий в себя диагностиче- ские, лечебные и профилактические инвазивные технологии, проводимые под рентгенологическим, ультразвуковым или магнитно-ре- зонансным контролем.

К числу таких технологий относятся прицельная биопсия, диагностическая эндоскопия, хирургические вмешательства (эндоскопиче- ская холецистэктомия, коронарная ангиопластика со стентированием сосуда, дренирование желчных протоков и т. п.), терапевтические процедуры (внутриартериальное введение противоопухолевых препаратов, радиофармацевтических препаратов и т. п.), ультразвуковая литотрипсия и др.

РАДИОЛОГИЯ КЛИНИЧЕСКАЯ

Раздел медицинской радиологии, предметом изучения которого являются различные виды острых и хронических радиационных поражений человека.

Основные задачи клинической радиологии:

–изучение патогенеза и клинических проявлений лучевых поражений человека;

–разработка и внедрение в медицинскую практику средств и методов диагностики, профилактики и лечения острой и хронической луче- вой болезни; реабилитации, предупреждения и лечения осложнений и отдаленных последствий радиационных поражений человека.

РАДИОЛОГИЯ МЕДИЦИНСКАЯ

Область знаний об использовании ионизирующих излучений в медицине. Подразделяется на лучевую диагностику (включая радиоизотопную диагностику), лучевую терапию, медицинскую радиобиологию, клиническую дозиметрию, радиационную гигиену.

РАДИОЛОГИЯ ПРИКЛАДНАЯ

Раздел радиологии, включающий техническую, медицинскую радиологию, радиационную гигиену.

РАДИОЛОГИЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ

Раздел прикладной радиологии, предметом изучения которого являются:

–средства и технологии целевого (преднамеренного) облучения различных объектов, в т. ч. и человека (ядерно-физические установки, радионуклидные источники и оборудование для их изго-

122

товления и применения, медицинские рентгенотерапевтические и промышленные рентгеновские аппараты, источники неионизирующего излучения);

–источники и технологии, использование которых сопровождается непредумышленным (нецелесообразным, побочным) облучением человека. К ним относятся процессы, способствующие изменению естественного радиационного фона (сжигание каменного угля; производство и использование минеральных удобрений, строительных материалов и др.), и источники искусственного радиационного фона (испытания ядерного оружия, работа АЭС и др.);

–технические средства и технологии радиационной защиты от внешнего и внутреннего облучения при работах с радионуклидными и генерирующими источниками излучения, сбор, хранение, транспортировка, захоронение и реутилизация радиоактивных отходов и т. д.;

–средства и технологии радиационных измерений (дозиметрия, радиометрия, спектрометрия различных источников ионизирующих излучений) с целью обеспечения радиационной безопасности;

–средства радиационной визуализации и интроскопии для получе- ния рентгеновских, радионуклидных, магнитно-резонансных, ультразвуковых, электромагнитных изображений.

РАДИОЛОГИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ

Раздел радиологии, изучающий проблемы радиационной физики, радиационной химии, радиобиологии и радиоэкологии.

РАДИОМЕТРИЯ

Совокупность методов измерения активности радиоактивных ве- Ð ществ, предназначенных для контроля за содержанием радиоактивных веществ в окружающей среде, продуктах и организме.

Методы радиометрии используются в медицине и радиобиологии для изучения динамики обмена радиоактивных веществ и меченых соединений в различных средах, организме человека и животных, а также в окружающей среде. Радиометрия у человека осуществляется с помощью счетчиков излучения человека (СИЧ).

РАДИОМИТИГАТОРЫ (определение)

Вещества, способные при введении в организм в ранние сроки после облучения (т. е. до развития клинических признаков лучевого поражения) оказывать лечебный эффект, проявляющийся в снижении повреждающего действия ионизирующих излучений на клетки критических систем организма, прежде всего гематоиммунной системы. Термин произошел от англ. mitigate — смягчать, ослаблять.

К числу радиомитигаторов относят цитокины и их индукторы, стимуляторы репаративных процессов, антиоксиданты, стероидные

123

препараты и др. Некоторые из них обладают также радиозащитным (профилактическим) эффектом.

РАДИОМОДИФИКАТОРЫ

Лекарственные средства и пищевые добавки, повышающие резистентность организма к неблагоприятным факторам внешней среды, включающим в т. ч. воздействие низкоинтенсивного ИИ, путем модуляции биологических процессов через «субстратное» обеспечение адаптационных механизмов, влекущее за собой повышение активности систем антиоксидантной защиты организма.

РАДИОМОДИФИКАЦИЯ

Искусственное изменение радиочувствительности (радиорезистентности) с помощью радиомодифицирующих агентов — веществ, способных изменять действие ионизирующих излучений на организм. Различают средства, способные усиливать лучевое поражение (радиосенсибилизаторы), и вещества, ослабляющие повреждающее действие облучения (радиопротекторы).

РАДИОНУКЛИДЫ

Химические элементы, способные к радиоактивному распаду (т. е. обладающие свойством испускать ионизирующие излучения).

Радионуклиды подразделяются на естественные (существующие в природе) и искусственные, получаемые при бомбардировке ядер стабильных нуклидов потоками тепловых нейтронов, α-частиц, прото-

нами и другими элементарными частицами. К настоящему времени

известно свыше тысячи радионуклидов, применяющихся в лучевой диагностике (32Ð, 131J, 24Na, 92Au и др.) и терапии (60Co, 137Cs, 192Ir

и др.). Радионуклиды по характеру распределения подразделяются на:

–остеотропные (90Sr, 40K, 140Be, 90I, 32P, 95Zr, 239Pu цитрат, 238U, 226Ra);

–преимущественно накапливающиеся в ретикулоэндотелиальной системе (140La, 144Ce, 239Pu нитрат, 147Pm, 232Th, 227Ac);

–избирательно накапливающиеся в отдельных органах и тканях (131I — щитовидная железа, 59Fe — эритроциты, 65Zn — поджелудочная железа; 99Мо — радужная оболочка глаза);

–равномерно распределяющиеся по всем органам и тканям (3Í, 134Ñs,

137Cs, 95Nb, 106Ru, 40K, 86Rb).

РАДИОПРОТЕКТОРЫ (определение)

Химические соединения, предназначенные для ослабления неблагоприятного (поражающего) действия ионизирующих излучений на организм в условиях профилактического (до радиационного воздействия) введения.

124

Область применения — профилактика лучевых поражений, возникающих при боевом использовании ядерного оружия, радиационных авариях, радиотерапии онкологических и других заболеваний.

РАДИОПРОТЕКТОРЫ (механизмы действия)

Механизмы защитного действия радиопротекторов реализуются в период физико-химической (образование свободных радикалов) и химической стадии (реакции между свободными радикалами и интактными молекулами с повреждением последних). Радиопротекторы препятствуют развитию «кислородного эффекта» как радиобиологического феномена путем активизации антиоксидантной защиты, перехвата и инактивации свободных радикалов, снижения потребления кислорода клетками и тканями. Кроме того, определенную роль могут играть вызванное радиопротектором замедление митотической активности клеток, повышение активности ферментов репарации постлучевых повреждений ДНК, а также повышение радиорезистентности ключевых радиочувствительных процессов в клетке (синтез ДНК, ядерное фосфорилирование и окислительное фосфорилирование в митохондриях), связанное с индуцируемым протектором «биохимическим шоком».

РАДИОПРОТЕКТОРЫ (классификация)

Существующие радиопротекторы можно классифицировать по следующим признакам:

1) по химической структуре: серосодержащие препараты — аминотиолы, меркаптоалкиламины или алкилтиофосфаты (цистамин, мексамин, амифостин и др.); агонисты биологически активных аминов (препарат Б-190, мексамин, нафазолин и др.); другие соедине- Ð ния (цианиды, нитриты, депрессанты ЦНС и др.);

2)по тропности к различным тканям организма (миело-, энтеро- и церебральные радиопротекторы);

3)по характеру радиочувствительных «мишеней» (отдельная клетка

èее молекулы: ферменты регуляции апоптоза ДНК, митохондрии

èмитохондриальные мембраны, регуляторы функции цитокинов и др.);

4)по механизму реализации радиозащитного действия:

–радиопротекторы конкурентного действия, участвующие в «конкуренции» с продуктами свободно-радикальных реакций за «мишени» (цистамин и др.);

–радиопротекторы рецепторного действия (препарат Б-190, мексамин и др.);

–радиопротекторы, вызывающие гипоксию радиочувствительных тканей нерецепторными механизмами (цианиды, нитриты и др.);

5)по скорости развития и длительности радиозащитного эффекта:

радиопротекторы кратковременного действия (цистамин, препарат

125

Б-190, амифостин и др.) и радиопротекторы длительного действия (5-АЕД, индометафен и др.).

РАДИОПРОТЕКТОРЫ (показатели защитной эффективности)

Основными показателями защитной эффективности радиопротекторов (степени повышения радиорезистентности организма) являются:

–коэффициент защиты — разность между выраженным в процентах количеством экспериментальных животных, выживших после облучения на фоне введения радиопротектора и без него;

–фактор изменения дозы — ФИД (см. далее);

–скорость развития противолучевого эффекта (интервал времени между введением радиопротектора и развитием повышенной радиорезистентности организма) и продолжительность радиозащитного действия. Для большинства существующих радиопротекторов значения этих показателей составляют от нескольких минут до 2–6 ч после введения.

РАДИОПРОТЕКТОРЫ (требования)

При разработке радиопротекторов к ним предъявляют следующие требования:

–эффективность при остром облучении в «костномозговом» диапазоне доз (ФИД не менее 1,2);

–возможность приема per os, быстрая всасываемость, высокая биодоступность для радиочувствительных тканей;

–отсутствие выраженных нежелательных побочных эффектов, в т. ч. влияющих на дееспособность;

–доступность и относительно низкая стоимость;

–химическая стабильность, в т. ч. при различных условиях хранения.

РАДИОПРОТЕКТОРЫ (основные препараты)

К числу наиболее эффективных радиопротекторов относят следующие препараты:

–препарат Á-190 (индралин) — радиопротектор экстренного дейст-

вия из группы β1-адреномиметиков прямого действия.

Предназначен для снижения тяжести острого лучевого поражения организма в экстремальных ситуациях, сопровождающихся угрозой облучения в дозах более 1 Гр. Назначается внутрь в дозе 0,45 г (3 таблетки по 0,15 г) за 10–15 мин до предполагаемого облу- чения. Продолжительность радиозащитного действия составляет 30 мин — 1 ч, допускается повторный прием препарата через 1 ч после первого применения (но не более 3 раз в сутки). Наиболее сильно противолучевой эффект индралина выражен при кратко-

126

временном облучении с большой мощностью дозы. Ориентировочный ФИД у человека составляет 1,4–1,5.

К положительным чертам препарата относятся его малая токсичность, большая терапевтическая широта, возможность совместного применения с серосодержащими радиопротекторами и средствами раннего (догоспитального) лечения радиационных поражений без снижения радиозащитной эффективности. Индралин применялся для защиты участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в мае — июне 1986 г., в целом удовлетворительно переносился ликвидаторами и не снижал их физи- ческой или умственной работоспособности;

–цистамин (дигидрохлорид бис (b-аминоэтил) дисульфид) — радио-

протектор из группы аминотиолов.

Применяется при угрозе высокоинтенсивного воздействия γ- èëè γ-нейтронного излучения, при котором не исключается веро-

ятность облучения в дозах, вызывающих острую лучевую болезнь (более 1 Гр). Препарат принимают в количестве 1,2 г (6 табл. по 0,2 г), запивая водой, не разжевывая, за 30–60 мин до воздействия ионизирующих излучений. В течение первых суток при новой угрозе облучения возможен повторный прием препарата в дозе 1,2 г через 4–6 ч после первого применения. При высокой температуре окружающей среды (свыше 30° С), работе в изолирующих средствах индивидуальной защиты и укачивании возможно снижение дозы препарата до 4 табл. (0,8 г).

ФИД цистамина составляет 1,3–1,4, продолжительность радиозащитного действия 4–6 ч, время наступления радиопротекторного эффекта — 30–40 мин после приема препарата. Помимо спо- Ð собности модифицировать течение костномозговой формы острой лучевой болезни, цистамин предупреждает развитие и ослабляет тяжесть лучевых поражений кожи;

–мексамин (5-метокситриптамин) — радиопротектор, наиболее активный среди производных серотонина. Радиозащитное действие, как и у других производных биогенных аминов, связано с его фармакологическим свойством вызывать спазм гладкомышечной мускулатуры и сокращать кровеносные сосуды, за счет чего развивается циркуляторная гипоксия в радиочувствительных тканях. Максимальный радиозащитный эффект (ФИД 1,2–1,3) наблюдается при введении препарата за 5–15 мин до облучения, продолжительность действия — около 1 ч.

Для профилактики радиационных поражений мексамин принимают внутрь в дозе 50–100 мг (1–2 табл.) за 30–40 мин до предполагаемого облучения в дозах свыше 1 Гр. Радиозащитный эффект

127

развивается через 5–15 мин после приема препарата и сохраняется в течение 30–60 мин.

Для снижения поражения здоровых тканей у подвергающихся лучевой терапии онкологических больных мексамин применяют по 1–2 табл. за 30 мин до каждого сеанса. Из нежелательных побочных эффектов возможны тошнота, головокружение, боли в эпигастральной области;

–амифостин (g-аминопропиламиноэтилфосфорная кислота) — радио-

протектор короткого действия. Другие названия: этиол, гаммафос, препарат WR-2721. В эксперименте на мышах с тотальным γ-îáëó-

чением ФИД препарата по критерию 30-суточной выживаемости составляет 1,4; при сочетании с G-CSF — 1,6.

Также рекомендован для использования при химио- и радиотерапии онкологических больных для снижения лучевого поражения здоровых тканей, попадающих под воздействие ионизирующих излучений или химиотерапевтических средств. Наряду с радиозащитным эффектом в отношении выживаемости облученного организма, способствует снижению тяжести лучевого поражения кожи (ФИД 1,4–2,1), слюнных желез (ФИД 1,4), слизистой оболочки толстого кишечника, не вовлеченной в опухолевый рост. Амифостин — единственный радиопротектор, разрешенный US FDA к медицинскому применению по клиническим показаниям;

–нафазолин (нафтизин) — радиопротектор из группы имидазолинов. Выпускают в виде 0,1% раствора для внутримышечных инъекций.

Вводят 1 мл раствора за 3–5 мин до предполагаемого облучения. По фармакологическим свойствам и радиозащитной эффективности препарат близок к Б-190, но обладает большей продолжительностью действия (1,5–2 ч).

РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ

Стойкость организма к действию ионизирующих излучений.

РАДИОСЕНСИБИЛИЗАТОРЫ

Средства, избирательно повышающие чувствительность опухолевых клеток (тканей) к ионизирующему излучению.

К физическим радиосенсибилизаторам относятся гипербариче- ская оксигенация, гипертермия, к химическим — антиметаболиты (5-фторурацил), ингибиторы синтеза белка (актиномицин Д) и др.

РАДИОСЕНСИБИЛИЗАЦИЯ

Повышение чувствительности организма, отдельных клеток или тканей к действию ионизирующих излучений под влиянием различных радиосенсибилизаторов — факторов химической (галоидированные аналоги пиримидиновых оснований, антиметаболиты, соединения

128

платины, нитроимидазолы, нитрофураны) и физической природы (гипертермия, гипероксия и др.).

РАДИОТОКСИКОЛОГИЯ

Раздел токсикологии, изучающий влияние инкорпорированных радиоактивных веществ на живые организмы.

Основные задачи радиотоксикологии — изучение токсикокинетики и токсикодинамики радионуклидов в организме, исследование патогенеза вызываемых ими поражений, установление допустимых уровней содержания и поступления радионуклидов в организм человека с воздухом, водой, продуктами питания, при клинических радиодиагностических исследованиях, изыскание эффективных средств профилактики и лечения поражений, вызываемых инкорпорацией радионуклидов.

РАДИОТОКСИНЫ

Низкомолекулярные биологически активные вещества различной природы, образующиеся в организме животных (человека) и растениях при воздействии ионизирующих излучений и участвующие в формировании лучевых поражений (продукты распада радиочувствительных тканей, гидропероксиды, продукты перекисного окисления липидов, аномальные метаболиты и др.).

РАДИОТОКСИЧНОСТЬ

Свойство радиоактивных веществ вызывать патологические изменения при попадании в организм.

Радиотоксичность изотопов зависит от вида радиоактивного превращения, средней энергии одного акта распада, схемы радиоактивного распада, пути поступления радиоактивного вещества в орга- Ð низм, распределения радиоактивного вещества по органам и системам, продолжительности пребывания радионуклида в организме, длительности поступления радиоактивных веществ в тело человека.

РАДИОФОБИЯ

Пограничное предболезненное состояние человека, вызванное страхом радиационного поражения — по оправданным или воображаемым причинам.

РАДИОХИМИЯ

Раздел химии, изучающий свойства радиоактивных изотопов и элементов, методы их выделения, концентрирования и применения в различных областях науки и техники.

РАДИОЧАСТОТЫ И МИКРОВОЛНЫ

Составная часть неионизирующего спектра электромагнитных излу- чений (ЭМИ) в частотном диапазоне от 30 кГц до 300 ГГц.

129

Основными параметрами ЭМИ являются длина волны (λ) è ÷àñ-

тота (f), которая связана с длиной волны обратной зависимостью (для условий распространения волны в воздухе):

f = c/l, где с — скорость света, равная около 3 Ч 108 ì/ñ.

Частоты колебаний ЭМИ измеряются в герцах (Гц):

1 килогерц (кГц) = 103 Ãö;

1 мегагерц (МГц) = 106 Ãö;

1 гигагерц (ГГц) = 109 Ãö.

Источниками ЭМИ радиочастотного и микроволнового диапазона, которые могут создавать в местах проживания населения уровень излучения, превышающий естественный электромагнитный фон окружающей среды, являются: наземные радиолокационные станции (радарные установки), телевизионные и радиостанции, электробытовая аппаратура (микроволновые печи, экраны телевизоров, видеотерминалы персональных компьютеров) и др.

Поле радиочастот и микроволн характеризуется тремя основными параметрами: напряженностью электрического поля (Е), напряженностью магнитного поля (Н) и плотностью потока энергии (ППЭ). Оценка интенсивности радиочастот и микроволн различных диапазонов неодинакова. В диапазоне радиочастот менее 300 МГц (по рекомендации Международной организации IRPA/INIRC — менее 10 МГц) интенсивность излучения выражается напряженностью электрической и магнитной составляющих и определяется в вольтах на метр (В/м) и амперах на метр (А/м). В диапазоне микроволн, т. е. выше 300 МГц, интенсивность, или ППЭ, выражается в ваттах на метр квадратный (Вт/м2):

1 Âò/ì2 = 0,1 ìÂò/ñì2 = 100 ìêÂò/ñì2.

Нормирование является основным элементом экологической противорадиационной защиты от ЭМИ радиочастотного и микроволнового диапазона. Для населения безопасные уровни ЭМИ определяются по таблице предельно допустимых уровней (ПДУ).

РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Количественный показатель реакции биологического объекта на воздействие ионизирующего излучения. Является относительной величиной. Состояние радиочувствительности может быть оценено на молекулярном, субклеточном, клеточном, системном (органном) и организменном уровне. Различают также возрастную, гендерную, индивидуальную, видовую и другие типы радиочувствительности.

Наиболее важной с медицинской точки зрения характеристикой радиочувствительности является степень восприимчивости биологических объектов к повреждающему воздействию ионизирующих

130