Радиобиология, радиационная физиология и медицина. Словарь-справочник

КОСМИЧЕСКАЯ РАДИАЦИЯ

Потоки ионизирующего излучения в космическом пространстве. По современным представлениям, различают три вида космической радиации: галактическое космическое излучение, солнечное космиче- ское излучение и радиационный пояс Земли.

Галактическое космическое излучение — наиболее высокоэнергети- ческая составляющая корпускулярного потока в космическом пространстве — представляет собой ускоренные до высокой энергии ядра химических элементов, среди которых преобладают ядра водорода, гелия и других элементов. По проникающей способности превосходит все другие виды ионизирующего излучения. Энергия частиц галактического космического излучения составляет в среднем около 10 ГэВ, энергия отдельных частиц может достигать 1020 эВ и выше. В межпланетном пространстве доза галактического космиче- ского излучения достигает 50–100 бэр в год, что создает определенную опасность для космонавтов, особенно при длительных космиче-

71

КОЭФФИЦИЕНТ ДЕЗАКТИВАЦИИ

Количественный показатель, характеризующий эффективность дезактивации и измеряемый отношением уровней радиоактивного загрязнения до и после дезактивации.

КОЭФФИЦИЕНТ ЗАЩИТЫ

Показатель защитного действия радиопротекторов, представляющий собой отношение разности между величиной поражаемости (например, летальности) без защиты (а) и с применением защиты (b) к величине поражаемости без защиты:

À = à – b / à.

КОЭФФИЦИЕНТ КАЧЕСТВА

Показатель, используемый для учета биологической эффективности разных видов ИИ при определении эквивалентной дозы.

КОЭФФИЦИЕНТ КИСЛОРОДНОГО УСИЛЕНИЯ (ККУ)

Отношение равноэффективных доз ионизирующего излучения в аноксических условиях и в условиях полной оксигенации (см. также: кислородный эффект).

КОЭФФИЦИЕНТ ОСЛАБЛЕНИЯ

Коэффициент, показывающий, во сколько раз уменьшается мощность дозы от источника ионизирующего излучения за защитным экраном или при прохождении его через какую-нибудь среду.

При прохождении электромагнитных ионизирующих излучений через вещество их энергия уменьшается. Это уменьшение характеризуется линейным коэффициентом ослабления , который описыва-

ется законом Бугера:

I (x) = I0 • e–mx,

где I (x) — интенсивность прошедшего через преграду толщиною x излучения; I0 — интенсивность падающего излучения; е — основание натурального логарифма; m — показатель экспоненты, характеризующий поглощающую (или экранирующую) способность вещества.

Коэффициент ослабления электромагнитных ИИ растет с увели- чением плотности вещества, а значит, и атомной массы входящих в вещество элементов. Поэтому наиболее эффективно экранируют от электромагнитных излучений материалы, содержащие тяжелые металлы, в частности свинец и барий.

КОЭФФИЦИЕНТ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Отношение поглощенной дозы Дîáð. образцового излучения, вызывающей определенный биологический эффект, к поглощенной дозе Д рассматриваемого излучения, вызывающей такой же биологиче- ский эффект:

72

h = Äîáð. / Ä,

где h — коэффициент относительной биологической эффективности; Дîáð. — доза образцового излучения; Д — доза изучаемого излучения.

В качестве образцового излучения используют рентгеновское излучение с энергией 180–250 кэВ.

КРИТИЧЕСКИЕ ОРГАНЫ (ткани)

Жизненно важные органы (ткани) и системы, поражение структуры и функции которых обусловливает клиническую картину лучевого поражения и определяет гибель организма при облучении в определенном диапазоне доз.

При облучении человека в дозах от 1 до 10 Гр критической тканью считается кроветворная, от 10 до 20 Гр — слизистая оболочка тонкого кишечника, свыше 50 Гр — центральная нервная система.

КУДРЯШОВ Юрий Борисович (1930–2015)

Крупный отечественный ученый в области радиационной биофизики и радиобиологии, доктор биологических наук, профессор, Заслу-

женный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии СССР, Ê Соросовский профессор, почетный доктор ряда зарубежных университетов.

Обосновал концепцию «эндогенного фона радиорезистентности», сформулировал основные принципы теоретической радиобиологии. Внес существенный вклад в разработку средств, повышающих радиорезистентность организма (препарат МИГИ-К и др.). Участник ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, за проявленные самоотверженность и героизм награжден орденом Мужества. Широкую известность приобрел написанный им учебник «Радиационная биофизика». Внес большой вклад в становление и развитие радиобиологического и радиоэкологического образования в нашей стране.

КУЗИН Александр Михайлович (1906–1999)

Выдающийся отечественный радиобиолог, доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент РАН, лауреат Государственной премии СССР, почетный доктор Лидского университета.

Внес значительный вклад в развитие молекулярной радиобиологии (обнаружение изменений нуклеотидного состава при облучении растительных организмов, образования в них низкомолекулярных веществ класса хинонов с радиомиметическим действием, дистанционного антимитогенного эффекта радиации на растительные ткани и др.). А. М. Кузиным сформулирована структурно-метаболическая теория (гипотеза) в радиобиологии, в которой ведущая роль отводится существованию самоорганизации живой системы в ответ на лучевое воздействие. Один из основателей теории радиационного

73

гормезиса, активно разрабатывал проблему вторичных биогенных излучений. Один из основателей Пагуошского движения ученых против ядерной войны.

КУРШАКОВ Николай Александрович (1896–1973)

Известный советский терапевт, один из основоположников отечественной клинической радиологии и радиационной медицины, доктор медицинских наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент АМН СССР.

Совместно с А. К. Гуськовой и Г. Д. Байсоголовым описал клинические проявления острой лучевой болезни у пострадавших при радиационных авариях и инцидентах. Внес существенный вклад в разработку алгоритмов диагностики и лечения клинических проявлений острой лучевой болезни.

ÊÞÐÈ (Êè)

Внесистемная единица активности радиоактивных веществ, названная в честь великого польского ученого Марии Склодовской-Кюри (1867–1934).

1 Êè = 3,7 × 1010 Áê.

Ë

ЛАТЕНТНЫЙ ПЕРИОД ЛУЧЕВОГО ПОРАЖЕНИЯ

Время от момента воздействия ионизирующего излучения до появления видимой ответной реакции организма (клинических проявлений поражения).

ЛЕБЕДИНСКИЙ Андрей Владимирович (1902–1965)

Выдающийся советский радиобиолог, физиолог, биофизик, один из основоположников авиационной и космической медицины, доктор медицинских наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, академик АМН СССР, генерал-майор медицинской службы.

С 1928 г. работал на кафедре нормальной физиологии Военномедицинской академии, пройдя путь от преподавателя до начальника этой кафедры; в 1950–1953 гг. одновременно осуществлял руководство НИЛ-1 Военно-медицинской академии, созданной для решения проблем военной радиологии и противорадиационной защиты. В дальнейшем руководил кафедрой физиологии Военноморской медицинской академии (1953–1954), Институтом биофизики Минздрава СССР (1954–1963), Институтом медико-биологи- ческих проблем АМН СССР (с момента его создания в 1963 по 1965). С 1955 по 1958 г. представлял СССР в НКДАР ООН, являлся председателем научного совета АН СССР по радиобиологии, редактором раздела «Радиобиология» во 2-м издании Большой Советской Энциклопедии.

74

Основные достижения в области радиобиологии: раскрытие адаптационных механизмов облученного организма, действия радиации на рецепторный аппарат, процессов пострадиационного восстановления. Один из основоположников концепции беспорогового действия ионизирующих излучений.

ЛИНЕЙНАЯ ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ (ЛПЭ)

Физическая характеристика качества ИИ, равная среднему количе- ству энергии, передаваемой заряженной частицей веществу на единицу длины пройденного в нем пути:

ËÏÝ = dE / dx, где: Е — энергия частицы (эВ); х — длина пробега частицы в веществе (мкм).

Системной единицей измерения ЛПЭ является джоуль на метр (Дж/м), но чаще используют внесистемную единицу — килоэлек- трон-вольт на микрометр (кэВ/мкм).

1 êýÂ/ìêì = 0,16 íÄæ/ì.

ЛПЭ зависит от вида излучения и плотности облучаемого вещества. Значения этого показателя, приводимые в справочных таблицах,

обычно соответствуют величине ЛПЭ конкретного излучения в воде. Ë Высокая ЛПЭ (более 10 кэВ/мкм) характерна для пучков нейтро-

нов, протонов, α-частиц (эти излучения относятся к плотноионизирующим), низкая — для рентгеновских и γ-лучей, а также для пучков

высокоэнергетических электронов (редкоионизирующие излучения).

ЛИНЕЙНАЯ ПЛОТНОСТЬ ИОНИЗАЦИИ (ЛПИ)

Количество пар ионов, образующихся на единицу пробега ионизирующей частицы.

Показатель, количественно характеризующий ионизирующую способность излучения. Чтобы его рассчитать, следует разделить значение ЛПЭ на величину энергии, необходимой для образования одной пары ионов (W). Для ионизации атомов большинства элементов, входящих в состав живого вещества (водорода, углерода, кислорода, фосфора), требуется около 10–15 эВ — это т. н. потенциал ионизации. Если энергия, передаваемая атому, меньше потенциала ионизации, происходит лишь его возбуждение. На каждый акт ионизации приходится несколько актов возбуждения, поэтому одна пара ионов образуется при поглощении в веществе около 34 эВ.

ËÏÈ = ËÏÝ / W = ËÏÝ / 34.

Величина ЛПИ зависит от природы и энергии излучения, а также от свойств облучаемого вещества. В литературе обычно указывается ЛПИ для стандартного вещества — сухого воздуха, а за единицу пути принимается один сантиметр.

75

ЛОНДОН Ефим Семенович (1868–1935)

Крупный отечественный патофизиолог, биохимик, радиобиолог, доктор медицинских наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, почетный член Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина», Гарвеевского общества в США и Нью-Йоркской академии наук.

Одним из первых в мире установил летальное действие ионизирующей радиации на организм млекопитающих, выявил реакции ЦНС на действие излучения радия, описал распределение радиоактивных веществ при их инкорпорации. Был первым исследователем, который показал, что под влиянием лучей радия наиболее ранние и выраженные патогистологические изменения происходят в кроветворных, половых и лимфоидных органах. Предложил и внедрил в практику метод авторадиографии. Опубликовал первую в России монографию по радиобиологии «Радий в биологии и медицине» (1911).

ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ

Одна из клинических форм поражения организма ионизирующим излучением. В зависимости от распределения поглощенной дозы излучения во времени различают острую и хроническую лучевую болезнь.

ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА

Раздел медицинской радиологии, изучающий теорию и практику применения ионизирующих излучений для исследования органов и систем человека в норме и при патологии. Включает в себя рентгенодиагностику, использующую комплекс методических приемов, основанных на естественном или искусственном контрастировании исследуемых областей организма человека; ультразвуковые, магниторезонансные исследования и др.

ЛУЧЕВАЯ НАГРУЗКА

Мера воздействия ионизирующего излучения на человека, выраженная в величине индивидуальной (коллективной) эффективной или эквивалентной дозы. Используется, в основном, в практике радиационной безопасности; при этом оценивается доза, полученная персоналом или населением за год, а для пациентов — за одну процедуру либо комплекс лечебных или диагностических процедур.

ЛУЧЕВАЯ РЕАКЦИЯ

Совокупность симптомов общего и местного характера (как правило, обратимых), возникающих в первые минуты-часы после воздействия на организм человека ионизирующего излучения в дозах порядка 0,5–1,0 Гр.

Лучевая реакция проявляется в виде умеренно выраженных астеновегетативных расстройств (общая слабость, головокружение, го-

76

ловная боль, тошнота, иногда рвота), появлении эритемы, транзиторных изменениях гематологических показателей. После облучения в более высоких дозах перечисленные симптомы формируют синдром первичной реакции на облучение.

ЛУЧЕВАЯ ТЕРАПИЯ

Раздел медицинской радиологии, разрабатывающий проблемы лече- ния различных заболеваний (главным образом, злокачественных новообразований) с помощью ионизирующих излучений. Для этих целей используются как электромагнитные (рентгеновское и γ-излуче-

ние), так и корпускулярные ИИ (электроны, нейтроны, протоны, дейтроны, π-мезоны и др.). Лучевую терапию проводят с помощью источников с радионуклидами (применяют для α-, β-, γ- и нейтрон-

ной терапии в условиях дистанционного, внутриполостного и внутритканевого облучения) или генераторов ИИ (рентгеновские аппараты, ускорители заряженных частиц, генераторы нейтронов и др. для дистанционного и контактного облучения).

Для лучевой терапии используют методы однократного, дробного (фракционированного) и непрерывного (длительного, в течение Ë многих часов или дней) облучения. Различают дистанционную, внутритканевую и внутриполостную лучевую терапию. Применяется как самостоятельный метод лечения, так и в сочетании с другими методами (химиотерапия, хирургическое лечение и др.).

К числу современных технологий, используемых в лучевой терапии, относятся:

–радиотерапия внешним облучением (Intensity Modulated Radiation Therapy — IMRT, Image Guided Radiotherapy — IGRT): рентгеновское облучение (фотонная лучевая терапия); электронное (β) îáëó-

чение; протонное облучение (High Linear Energy Transfer — LET);

–стереотаксическая радиохирургия: «гамма-нож»; линейные ускорители «безрамочной» стереотаксической хирургии; управляемые роботы, контролирующие облучательские системы;

–радиоизотопная радиотерапия с помощью радионуклидов, избирательно поглощаемых определенным органом и клеткой;

–радиоизотопы, избирательно включающиеся в моноклональные антитела для проведения противоопухолевой («мишенной», targeted) радиотерапии;

–брахитерапия (интерстициальная или внутриполостная) с помощью имплантации высокомощностных источников ИИ.

ЛУЧЕВОЙ ОРАЛЬНЫЙ МУКОЗИТ (ЛУЧЕВОЙ СТОМАТИТ, ЛУЧЕ- ВОЙ ЭПИТЕЛИИТ)

Воспаление слизистой оболочки полости рта, обусловленное воздействием на организм (преимущественно головы и шеи) ИИ. Харак-

77

терное осложнение лучевой и химиолучевой терапии у пациентов с опухолями полости рта, головы и шеи.

Различают следующие клинические стадии лучевого орального мукозита: отек и гиперемия; ороговение эпителия; десквамация эпителия; очаговый пленчатый радиоэпителиит; сливной пленчатый эпителиит; эпителизация эрозий; остаточные явления; местные отдаленные последствия.

В настоящее время лучевой оральный мукозит рассматривается как результат прямого действия облучения и (или) химиопрепаратов на активно делящиеся клетки базального слоя слизистой оболочки полости рта. Определенную роль в патогенезе лучевого орального мукозита играют также повреждения в эпителиальном слое, эндотелии сосудов и соединительной ткани, обусловливающие нарушение микроциркуляции и развитие воспаления. Наиболее радиочувствительные области — мягкое небо и десна, наиболее радиорезистентные — твердое небо и спинка языка.

Лечение лучевого орального мукозита включает местное и системное применение противовоспалительных средств (Тантум Верде, бензидамин, капосол, глутамин), антиоксидантов (α-токоферол, па-

лифермин, N-ацетилцистеин, глутоксим), иммуномодуляторов (моликсан), радиопротекторов (амифостин, мексамин и др.), нефармакологических методов (лазерная терапия).

ЛУЧЕВОЙ ПНЕВМОНИТ ИНТЕРСТИЦИАЛЬНЫЙ

Поражение трахеобронхиального дерева, легочных ацинусов и межальвеолярных пространств, деструкция эпителия альвеол, фиброз, развивающиеся спустя 2–3 мес после неравномерного острого облучения грудной клетки (верхней половины тела) в дозах свыше 8–10 Гр.

Клинически проявляется дыхательной недостаточностью, инспираторной одышкой, гипоксемией, интерстициальным отеком легоч- ной ткани. На этом фоне развивается острый респираторный синдром взрослых, приводящий обычно к летальному исходу, обусловленному неконтролируемой дыхательной недостаточностью.

ЛУЧЕВЫЕ ПОРАЖЕНИЯ (радиационные поражения)

Патологические изменения в органах, тканях, клетках, субклеточ- ных структурах и молекулах, развивающиеся в результате воздействия ИИ в дозах, превышающих предельно допустимые.

Могут возникать при боевом применении ядерного оружия, радиационных авариях, грубых нарушениях техники безопасности, а также при лучевой терапии (в виде осложнений). Характер и степень выраженности лучевых поражений зависят от вида ионизирующего излучения, величины и мощности его дозы, локализации и объема облученного участка тела.

78

Различают следующие основные виды (клинические формы) лу- чевых поражений: острая лучевая болезнь от внешнего облучения; лучевая болезнь от внутреннего облучения инкорпорированных радионуклидов; хроническая лучевая болезнь; местные лучевые поражения кожи и слизистых оболочек; сочетанные лучевые поражения; комбинированные лучевые поражения.

ЛУЧЕВЫЕ ПОРАЖЕНИЯ ПРИ ИНКОРПОРАЦИИ РАДИОНУКЛИДОВ (особенности клинического течения)

Клиническая картина лучевого поражения, вызванного инкорпорацией радионуклидов, зависит от кинетики РВ в организме и мест его депонирования:

–при попадании внутрь тела остеотропных радионуклидов (радий, стронций, барий и др.) наибольшие изменения возникают в костной и кроветворной системах. Развивается упорный болевой синдром с локализацией в конечностях, грудине, ребрах, пояснич- но-крестцовой области. В системе кроветворения — выраженное

–при инкорпорации радионуклидов, преимущественно накапливающихся в органах ретикуло-эндотелиальной системы (лантан, церий, прометий и др.), развиваются поражения печени, проксимальных отделов кишечника, в более поздние сроки — дистрофия, цирроз и опухоли печени;

–при попадании в организм равномерно распределяющихся в органах

èтканях радионуклидов (цезий, калий, натрий, рубидий, полоний

èдр.) поражения имеют диффузный характер: развивается атрофия лимфоидной ткани, семенников, мышц. В поздние сроки возникают опухоли мягких тканей (молочных желез, кишечника, по- чек и др.);

–при поступлении в организм радиоактивных изотопов йода, избирательно накапливающихся в щитовидной железе, развиваются тиреоидиты, гипотиреоз, в поздние сроки — опухоли этого органа;

–при ингаляции радионуклидов, преимущественно накапливающихся в легочной ткани (плутоний, радон), возможно развитие бронхита, лучевого пневмонита, фиброза и склероза легких, в отдаленные сроки — бронхогенного рака.

ЛУЧНИК Николай Викторович (1922–1993)

Крупный отечественный генетик, биофизик, радиобиолог.

Внес значительный вклад в разработку проблем радиационного мутагенеза и радиационной генетики, в радиобиологическое обоснование лучевой терапии. Результаты его исследований проблем постлучевого восстановления, разработки средств ранней терапии

79

лучевых поражений, закономерностей и механизма действия радиации на наследственный аппарат и другие работы, являются пионерскими и получили мировое признание. Показал, что облученные клетки не всегда погибают и с течением времени могут восстанавливаться, что явилось важным постулатом лучевой терапии. Исследовал закономерности вымирания облученных животных во времени и открыл пики смертности, соответствующие разным конечным при- чинам гибели. Одним из первых доказал возможность химической защиты при введении препаратов после облучения. Предложил и обосновал гипотезу о существовании в митотическом цикле стадий межмолекулярной проверки (сверочных точек) полноты восстановления ДНК от генетических повреждений; исследовал природу хромосомных мутаций в раковых клетках; установил ряд закономерностей биологического действия нейтронов; описал феномен псевдомутагенеза (повышения частоты мутаций под влиянием факторов, не вызывающих повреждения ДНК). Сформулировал гипотезу о роли локальных обратимых нарушений матричных свойств хромосомы в дефектном синтезе дочерних хромосом, разработал статистиче- ские методы расшифровки генетического кода.

Ì

МАГАТЭ (IAEA)

Международное агентство по атомной энергии (International Atomic Energy Agency). Автономная межправительственная организация, учрежденная в 1957 г. в соответствии с решением Генеральной Ассамблеи ООН. Штаб-квартира МАГАТЭ находится в г. Вена (Австрия).

МЕДИКАМЕНТОЗНАЯ ПРОФИЛАКТИКА ПОРАЖЕНИЙ ПРИ ИНКОРПОРАЦИИ РАДИОНУКЛИДОВ (общие подходы)

В настоящее время с целью профилактики облучения, вызванного поступлением внутрь организма радионуклидов, рекомендуется использовать:

–для профилактики инкорпорации радиойода в щитовидной железе: калия йодид, калия перхлорат, настойка йода, раствор Люголя;

–при поступлении радиоактивного цезия и рубидия: ферроцин;

–для ускорения выведения радиоактивного стронция из желудочнокишечного тракта: полисурьмин, адсобар, альгинат кальция и его соединение с гиалуроновой кислотой альгисорб, фосфалюгель;

–для ускорения элиминации радиоактивного плутония: пентацин, тримефацин, цинкацин;

–для предотвращения накопления радиоактивного полония: унитиол, оксатиол.

80