Радиобиология, радиационная физиология и медицина. Словарь-справочник

ЦЕРЕБРАЛЬНЫЙ ЛУЧЕВОЙ СИНДРОМ (церебральная форма острой лучевой болезни)

Симптомокомплекс, описанный у животных после общего облуче- ния в дозах свыше 50–100 Гр. Гибель наступает в течение ближайших 48 ч. К подобному исходу может привести также изолированное облучение головы в указанной выше дозе.

Развитие церебрального лучевого синдрома (ЦЛС) обусловлено прямым поражением нейронов головного мозга ионизирующим излу- чением, а также выраженными гемодинамическими нарушениями.

В клинической картине ЦЛС преобладают неврологические расстройства — двигательное возбуждение, сменяющееся адинамией, прострацией и комой; тремор, клонико-тонические или тонические судороги, опистотонус, гиперкинезы; атаксия, дезориентация, мышечная гипотония и др. Характерны также вегетативные нарушения — саливация, рвота, диарея.

ЦИТОГЕНЕТИКА РАДИАЦИОННАЯ

Раздел радиобиологии, изучающий генотоксические (кластогенные) эффекты радиационного воздействия и разрабатывающий вопросы фармакологической профилактики и коррекции цитогенетических эффектов облучения.

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

К цитогенетическим маркерам радиационного воздействия относятся дицентрики (используются для индикации факта облучения и оценки поглощенной дозы в ранние сроки), транслокации è центри- ческие кольца (с той же целью, но в отдаленном периоде). Для ориентировочной ранней оценки поглощенной дозы (при установлении факта облучения) также применяется подсчет общего числа аберраций в культуре лимфоцитов и количества всех аберраций в клетке.

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕНОТОКСИ- ЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ОБЛУЧЕНИЯ

Среди цитогенетических методов исследования, использующихся для оценки генотоксических эффектов радиационного воздействия, выделяют:

– метафазный метод, суть которого заключается в анализе аберраций «метафазных» хромосом путем окрашивания препаратов крас- Ö кой Романовского–Гимзы. Позволяет выявлять фрагменты, полиплоиды, дицентрики, транслокации;

–метод поперечного сегментного окрашивания хромосом (G-banding), позволяющий идентифицировать типы хромосомных аберраций, не наблюдаемые при использовании метафазного метода;

151

–метод раскрашивания хромосом с использованием флюоресцентной гибридизации in situ (FISH-метод) проб ДНК, специфичных к отдельным хромосомам. Один из наиболее точных методов определения стабильных хромосомных аберраций, в частности транслокаций;

–метод m-BAWD, разработанный на основе FISH-метода. Позволяет точно определять внутрихромосомные обмены (пери-, и парацентрические инверсии), которые, наряду со сложными межхромосомными обменами, считаются потенциальными биомаркерами плотноионизирующих излучений;

–микроядерный тест, основанный на подсчете числа микроядер, возникающих в облученных лимфоцитах, не сумевших разделиться из-за повреждения веретена или центромеры. Используется в качестве скрининг-теста при облучении больших контингентов в дозах до 1 Гр;

–гликофориновый тест — используется для определения генных мутаций в соматических клетках по локусу гликофорина А (GPA) в эритроцитах. С помощью проточноцитометрического анализа определяется количество эритроцитов, потерявших способность связывать антитела к одной из двух форм GPA (M или N) вследствие мутации в соответствующем аллеле гена.

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ОБЛУЧЕНИЯ

Вызываемые радиационным воздействием изменения генетического материала соматических и зародышевых клеток (генные и геномные мутации, хромосомные и хроматидные аберрации).

Цитогенетические эффекты облучения соматических клеток проявляются в виде пороговых (острый радиационный синдром) и стохастических (лейкемия, рак) последствий действия ИИ. В зародышевых клетках цитогенетические эффекты способствуют образованию генетически неполноценных гамет, приводящих, в свою очередь, к гибели зигот, эмбрионов и плодов на различных стадиях развития, рождению детей с хромосомными болезнями и врожденными уродствами.

ЦИТОКИНЫ

Полипептидные медиаторы межклеточного взаимодействия, участвующие в формировании и регуляции защитных реакций организма и поддержании гомеостаза. В качестве противолучевых средств среди цитокинов наиболее изучены гемопоэтические факторы роста и интерлейкины.

ЦИТОКИНЫ (противолучевое действие)

В настоящее время для лечения костномозгового синдрома ОЛБ предложены цитокины, относящиеся к группе колониестимулирующих факторов (КСФ):

152

–гранулоцитарный (Г-КСФ — филграстим, нейпоген), стимулирующий гранулоцитопоэз;

–гранулоцитарно-макрофагальный (ГМ-КСФ — молграмостим, лейкомакс), влияющий на общий предшественник гранулоцитов и моноцитов;

–интерлейкин-3, или мульти-КСФ, влияющий, кроме указанных выше ростков, на другие клетки-предшественники, включая базофилы и эозинофилы на ранних стадиях их созревания.

Препараты Г-КСФ, ГМ-КСФ и ИЛ-3 применяли при лечении пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС, радиационных инцидентах в Гойании (Бразилия), Сорекс (Израиль), Токай-мура (Япония).

Âнастоящее время рассматривается возможность применения в качестве средств лечения постлучевой миелодепрессии ПЭГ-формы Г-КСФ, тромбопоэтина (ТПО), элтромбопага (револейд), ромипластина, мегакариоцитарного фактора роста и развития, синтокина (синтетический агонист ИЛ-3), эритропоэтина, препаратов ИЛ-6, ИЛ-6, ИЛ-11 и др. Весьма перспективными для восстановления Т-клеточного иммунитета считаются ИЛ-7, лиганд fit-3 рецептора, тимико-стромальный лимфопоэтин и фактор роста кератиноцитов.

Âпоследние годы одним из наиболее интенсивно разрабатываемых направлений лечения костномозгового синдрома является создание цитокиновых комбинаций / коктейлей, компоненты которых усиливают действие друг друга (лиганд рецептора fit-3 / ТПО / ИЛ-3 / фактор стволовой клетки; ТПО / Г-КСФ; ФСК / К-КСФ; ТПО / ГМ-КСФ и др.). Описаны также несколько цитокиновых химер, состоящих из двух рецепторных агонистов: миелопоэтин (ИЛ-3 / Г-КСФ), промегалопоэтин (ИЛ-3 / ТПО), продженипоэтин (лиганд fit-3 / Г-КСФ).

ЦЫБ Анатолий Федорович (1934–2012)

Выдающийся отечественный радиолог, доктор медицинских наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, академик РАМН, лауреат Государственной премии СССР, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники, директор Медицинского радиологи- ческого научного центра (1978–2012).

Основные научные достижения связаны с исследованиями в области ангиолимфологии, диагностической и терапевтической ра- Ö диологии, радиационной эпидемиологии. Им осуществлены пионерские разработки по рентгенологическому изучению структуры, функции и патологии лимфатической системы при различных заболеваниях, определена диагностическая значимость лучевых методов терапии и обосновано их применение при различных злока- чественных новообразованиях. Активно работал в области проблем

153

лучевой и комбинированной терапии злокачественных опухолей, в частности, с помощью нейтронов.

Внес весомый вклад в ликвидацию медицинских последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Возглавляемый им коллектив врачей и ученых разработал профилактические, диагностические и лечебные мероприятия, которые сегодня внедрены в повседневную практику медицинских учреждений, расположенных на загрязненных радионуклидами территориях. Стоял у истоков создания Российского государственного медико-дозиметрического регистра, в котором собрана информация о состоянии здоровья более 700 тыс. лиц, подвергшихся радиационному воздействию в нашей стране. Выступил одним из инициаторов международной программы ВОЗ по изуче- нию медицинских последствий Чернобыльской аварии (IPHECA).

×

ЧАСТИЦЫ ЗАРЯЖЕННЫЕ

Все виды корпускулярного излучения за исключением нейтронов. Механизм передачи энергии в объекте от всех заряженных частиц один и тот же: при прохождении через вещество они теряют свою энергию, вызывая возбуждение или ионизацию атомов до тех пор, пока общий запас энергии уменьшится настолько, что частица утратит ионизирующую способность.

«ЧЕРНОБЫЛЬСКИЙ СИНДРОМ»

Состояние, отмечаемое у ликвидаторов последствий крупномасштабной радиационной аварии на Чернобыльской АЭС, подвергшихся комплексному воздействию неблагоприятных факторов лучевой (длительное облучение в малых дозах) и нелучевой этиологии (психоэмоциональное перенапряжение, обусловленное особыми условиями и характером выполнения аварийно-спасательных работ, осознанием опасности или угрозы для жизни и здоровья, радиофобией и др.).

Проявляется, как правило, признаками астенического симптомокомплекса с депрессивными и ипохондрическими нарушениями: слабость, повышенная физическая и психическая истощаемость, расстройство сна и бодрствования, головные боли, боли в области желудка, расстройства стула, вегетососудистая неустойчивость, чувство тревоги, гипотония и др.

Ø

ШЕВЧЕНКО Владимир Андреевич (1936–2005)

Известный отечественный генетик, радиобиолог и радиоэколог, доктор биологических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, президент Радиобиологического общества России.

154

С 1966 г. до последних дней своей жизни работал в Институте общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН, с 1978 по 2005 г. заведовал лабораторией радиационной генетики. Основные направления науч- ной деятельности: исследование флоры и фауны на радиационно-за- грязненных территориях (Восточно-Уральский радиоактивный след, Семипалатинский полигон, Чернобыльская зона и др.). Им открыто явление радиоадаптации популяций; произведен анализ микроэволюционных процессов, протекающих в облучаемых популяциях растений и животных в ряде поколений, осуществлено исследование дозовых зависимостей генетических эффектов при воздействии различных радионуклидов. Многие годы занимался изучением генети- ческих последствий облучения человека, участвовал в обследовании жителей в районах, пострадавших в результате атомных катастроф (Чернобыльская АЭС, Семипалатинский полигон, станция Три- Майл-Айленд, США). Являлся экспертом по радиационной генетике в Научном Комитете ООН по действию атомной радиации, участвовал в Генеральных ассамблеях НКДАР с 1995 по 2001 г.

Ý

ЭКСПЕРТИЗА РАДИАЦИОННОЙ ПАТОЛОГИИ

Установление причинной связи заболеваний, инвалидности и смерти с радиационным воздействием. Осуществляется в межведомственных экспертных советах, которые создаются на базе специализированных многопрофильных медицинских учреждений.

Ориентировочный перечень заболеваний, возникновение которых может быть поставлено в связь с радиационным воздействием на человека, включает: острую и хроническую лучевую болезнь; лу- чевую катаракту; лучевые ожоги; лучевой гипотиреоз, лучевой аутоиммунный тиреоидит, узловой зоб и доброкачественные опухоли щитовидной железы; злокачественные новообразования; гемобластозы (острые лейкозы, хронический миелолейкоз), миеломную болезнь, лимфосаркомы; миелодисплазии и апластическую анемию; умственную отсталость и микроцефалию у детей, подвергшихся облучению в период внутриутробного развития (in utero); пороки развития у детей, облученных in utero в период основного органогенеза.

ЭЛЕКТРОН

Элементарная частица в ядерной физике, относимая к лептонам. Имеет отрицательный заряд и массу, равную 1/1837 от массы протона или нейтрона.

ЭЛЕКТРОН-ВОЛЬТ (эВ)

Внесистемная единица энергии, равная энергии, приобретаемой ча- Ý стицей, несущей один элементарный заряд (заряд электрона), при

155

перемещении в ускоряющем электрическом поле между двумя точ- ками с разностью потенциалов 1 В:

1 ýÂ = 1,60219 × 10–19 Äæ.

ЭЛЕКТРОННО-ПОЗИТРОННАЯ ПАРА

Вид взаимодействия ИИ с веществом, при котором γ-квант большой

энергии в поле атомного ядра превращается в пару заряженных частиц — электрон и позитрон.

ЭМБРИОЛОГИЯ РАДИАЦИОННАЯ

Отрасль медицинской радиологии и эмбриологии, изучающая действие ИИ на эмбрион. Типичные эффекты внутриутробного облуче- ния — гибель эмбриона, задержка его развития, аномалии различных тканей и органов, возникновение опухолей в первые годы жизни.

ЭМЕТИЧЕСКИЙ СИНДРОМ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАН- НЫЙ

Синдром, возникающий вследствие непреднамеренного или терапевтического облучения, проявляется в виде тошноты (nousea), позывов к рвоте (retching) и непосредственно рвоты (vomiting). Эмети- ческий синдром продолжительностью 2–3 сут отмечается у 40% пациентов, подвергающихся лучевой терапии. Чаще всего отмечается при тотальном облучении, облучении верхней половины тела, верхней части живота, радиохирургии областей мозга, прилежащих к Area posteria продолговатого мозга.

Механизмы постлучевого эметического синдрома окончательно не установлены. Полагают, что в его генезе ведущую роль играет раздражение хеморецепторной триггерной зоны продолговатого мозга различными нейромедиаторами, поступающими в кровоток преимущественно из энтерохромаффинных клеток и клеток APUD,

èтоксичными продуктами деградации радиочувствительных тканей и опухолей, а также периферическая стимуляция рецепторов блуждающего нерва, локализованных в слизистой оболочке желу- дочно-кишечного тракта.

Âнастоящее время ведущее место в арсенале средств борьбы с радиационно-индуцированным эметическим синдромом занимают

5ÍÒ3-блокаторы (серотонинолитики): ондансетрон (латран, зофран), трописетрон (навобан), гранисетрон (китрил), палоносетрон

èдр., часто в сочетании с глюкокортикоидными гормонами (дексаметазон). Для профилактики и купирования эметического синдрома рекомендованы нейролептики — фенотиазины (этаперазин, компазин, тиэтилперазин и др.), производные бутирофенона (галоперидол, дроперидол) и бензимидазола (домперидон), а также замещенные бензамиды (метоклопрамид). За рубежом для купирования эметического синдрома, резистентного к другим антиэметикам,

156

применяют каннабиноиды (тетрагидроканабинол, дронабинол, набинол, левонантрадол и др.), а также блокаторы NK1-рецепторов (эзлопитант, апрепитант).

ЭНДОГЕННЫЙ ФОН РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТИ

Естественный (не модифицированный фармакологическими препаратами) уровень радиоустойчивости организма, обусловленный соотношением эндогенных радиопротекторов (биогенные амины, тиолы и др.) и радиосенсибилизаторов (продукты перекисного окисления липидов и др.).

Гипотеза о существовании эндогенного фона радиорезистентности выдвинута Ю. Б. Кудряшовым и Е. Н. Гончаренко в 1969 г.

ЭНДОТОКСИКОЗ ЛУЧЕВОЙ

Вызванное постлучевым нарушением проницаемости слизистых оболочек и сосудов кишечника избыточное поступление в кровь, лимфу, органы и ткани токсичных продуктов бактериального происхождения. Ведущую роль в этиологии лучевого эндотоксикоза играет эндотоксин — липополисахаридный компонент мембран грамотрицательных бактериальных клеток, высвобождающийся после лечения грамотрицательной инфекции антибиотиками. Этот эндотоксин является мощным индуктором провоспалительных цитокинов (интерлейкина-1, фактора некроза опухолей и др.), играющих важную роль в патогенезе сепсиса.

Лучевой эндотоксикоз является основной причиной таких постлучевых нарушений микроциркуляции, дыхания и кровообращения, как респираторный дистресс-синдром, ДВС-синдром, гепаторенальный синдром.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ РЕНТГЕНА

Физическая величина, равная 87,7 эрг/ч воздуха. Используется для установления связи между экспозиционной и поглощенной дозами:

157

фармакологическое действие эстрогенных препаратов опосредовано через вызванную ими стимуляцию ГМ-КСФ стромальными клетками костного мозга.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ РАДИОБИОЛОГИИ

Впервые сформулированы С. П. Ярмоненко. Согласно предложенной автором классификации, выделяют этапы:

–первый (с 1895 по 1922 г.) — описательный этап, связанный с накоплением данных и первыми попытками осмысления биологиче- ских реакций на облучение;

–второй (с 1922 по 1945 г.) — становление фундаментальных принципов количественной радиобиологии, определение связи эффектов с величиной поглощенной дозы;

–третий (с 1945 г. по настоящее время) — дальнейшее развитие количественной радиобиологии на всех уровнях биологической организации — от молекулярного до организма человека.

Некоторые исследователи выделяют и четвертый этап (с 1986 г.

по настоящее время, т. е. период после Чернобыльской катастрофы), характеризующийся резко возросшим уровнем интереса к действию малых доз ИИ.

ЭФФЕКТ ПЕТКО

Феномен обратной зависимости выраженности биологического эффекта от мощности дозы при облучении клеток в малых дозах.

Для больших доз излучения характерна прямая зависимость луче- вого поражения от мощности дозы. Однако для ряда клеток показано, что частота трансформации и мутагенеза повышается в расчете на единицу дозы, напротив, при снижении мощности дозы. Этот эффект наиболее выражен для плотноионизирующих излучений, но имеются некоторые данные (в частности, по параметру мутагенеза) и для γ-излучения.

Впервые обратный эффект мощности дозы на уровне клеточной мембраны обнаружил в 1972 г. канадский ученый А. Петко (Petkau), который показал, что длительное облучение клеток вызывает значи- тельно большее изменение проницаемости мембраны, чем кратковременное облучение в той же дозе.

Предполагается, что в основе эффекта лежит непрямое повреждающее действие облучения, более выраженное при низкомощностном ИИ. Механизм эффекта Петко может быть связан с тем, что индукция репарации ДНК требует превышения порогового уровня ее повреждений, а при низких интенсивностях воздействия репарация отсутствует, вследствие чего повреждения могут накапливаться.

158

ЭФФЕКТ РАДИОЗАЩИТНЫЙ

Свойство определенных физических факторов (гипоксия, гипотермия и др.) и химических веществ (радиопротекторов) снижать выраженность биологического (поражающего) действия ИИ в условиях профилактического применения за счет снижения интенсивности синтеза РНК, ДНК, окислительного фосфорилирования, потребления кислорода, трансмембранного переноса низкомолекулярных веществ и других механизмов.

ЭФФЕКТ СВИДЕТЕЛЯ (bystander effect)

В общебиологическом смысле эффект свидетеля — это способность поврежденных клеток вызывать/передавать биологические эффекты

âсоседних клетках, которые не подвергались действию поражающего фактора. При этом повреждающий фактор может представлять собой любой физический или химический повреждающий агент.

Âрадиобиологии под эффектом свидетеля понимается способность облученной клетки передавать путем контактов или секреции

âмежклеточные пространства цито- и генотоксичных веществ сигналы, действующие на соседние необлученные клетки подобно ИИ, вызывая в них «квазилучевые ответные реакции», т. е. изменения, сходные с наблюдаемыми в самих облученных клетках. В состав секретируемых облученными клетками веществ, способных вызвать эффект свидетеля, входят активные формы кислорода, токсичные липидные оксипродукты, цитокины, белок p53 и др. В лучевой терапии опухолей иногда используют термин «Abscopal Effects», сущность которого заключается в том, что локальное облучение тканей в одном месте тела может вызывать повреждения в клетках и тканях в другом месте, которое не подвергалось радиационному воздействию.

Âпоследние годы ведутся интенсивные поиски средств предупреждения эффекта свидетеля, который, как предполагается, может быть одной из причин нестабильности генома и лучевого канцерогенеза. В числе перспективных препаратов — ингибитор щелевого

контакта γ-гексахлорциклогексан (lindane) и блокаторы гипометили-

рования ДНК.

159

ЭФФЕКТЫ ОБЛУЧЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ

Последствия облучения зародышевых клеток организма, передающиеся его потомкам, являются следствием радиационно-индуциро- ванных мутаций в зародышевых клетках облученных родителей.

Специфических радиационных мутаций не существует, облучение лишь увеличивает вероятность появления спонтанных мутаций, которые обычно регистрируются в естественных природных условиях.

Различают три категории наследственных заболеваний:

–менделианские (генные) нарушения — следствие мутаций в единич- ных генах одной или двух аутосом или половых хромосом. Они могут быть доминантными, рецессивными и связанными с полом. Примеры — полидактилия, хорея Гентингтона, серповидная анемия, ретинобластома, цветовая слепота, гемофилия;

–хромосомные нарушения, проявляющиеся в виде изменения (увели- чения или уменьшения) числа хромосом, а также изменения их структуры (хромосомные аберрации). Примеры — синдром Дауна, умственная отсталость, физические дефекты;

–мультифакторные нарушения — врожденные ненормальности и уродства, неврологические дефекты типа Spina bifida; врожденное расщепление губы, мягкого неба; хронические болезни — диабет, эссенциальная гипертензия, коронарная болезнь.

Генетические последствия, так же как и радиационно-индуциро- ванные опухоли, относятся к категории стохастических вероятностных эффектов.

Не обнаружено генетических последствий у 70 тыс. детей, родители которых пережили атомные бомбардировки в Хиросиме и Нагасаки и были облучены в дозах порядка 70–100 сГр. Считается, что удвоение естественного числа генетических мутаций у новорожденных может наблюдаться лишь при облучении родителей в дозе выше 1 Гр. В целом вероятность выхода генетических отдаленных последствий на единицу поглощенной дозы ИИ примерно в 5 раз меньше, чем соматических.

ЭФФЕКТЫ ОБЛУЧЕНИЯ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЕ

Последствия облучения, возникающие при превышении определенного порога дозы (допустимых пределов) ионизирующего излу- чения.

В хрусталике детерминированные эффекты обусловлены повреждением относительно небольшого числа клеток, расположенных по экватору. Повреждение связано с нарушением метаболизма клеток — аномальные белки, попадая в прозрачные волокна хрусталика, вызывают его помутнение.

Ранее пороговая доза помутнения хрусталика оценивалась на уровне 0,5–2,0 Зв, для лучевой катаракты — 2–10 Зв. Однако в по-

160