Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Радиоэкология и радиационная безопасность. Пособие для студентов вузов
.pdf
клетках интактной печени взрослых крыс обнаруживаются лишь
при однократных летальных дозах свыше 15 Гр. Вместе с тем, при
действии малых доз облучения в печени отмечаются существенные функциональные перестройки клеток, связанные с изменениями в биохимических реакциях: нарушения функционирования антиоксидантной системы печени, снижение активности
каталазы, глутатионпероксидазы и супероксиддисмутазы, активация процессов перекисного окисления липидов и повышение
содержания радиотоксинов. Скрининговый анализ населения,
проживающего на территориях, пострадавших от катастрофы на
Чернобыльской АЭС, указывает на увеличение числа радиационно-индуцированного хронического гепатита, в основе которого
лежат радиационные нарушения структурного состояния мембран и функций мембранных ферментов клеток печени.
15.5. Сердечно-сосудистая система
Функциональные параметры сердечной деятельности и показатели общей гемодинамики после воздействия ионизирующих
излучений характеризуются отклонениями, которые волнообразно колеблются как по гипотензивному, так и гипертензивному
типу и длительное время не возвращаются к нормальным значениям. Длительное время радиорезистентным органом в сердечнососудистой системе считался сосудистый эндотелий. Однако исследованиями последних 20 лет показано, что уже при дозе 0,5 Гр
в эндотелии отмечаются морфологические перестройки, накопление которых приводит к снижению проницаемости и прочности
сосудистых, преимущественно капиллярных, стенок и развитию
геморрагического синдрома (кровоточивости). При этом функциональные нарушения сосудистого эндотелия в пострадиационный
период могут проявляться даже тогда, когда существенные морфологические изменения еще не отмечены. Как правило, такие
радиационные поражения сосудистого эндотелия проявляются
сдвигом регуляции в сторону повышения артериального давления
за счет усиления синтеза сократительных агентов: эндотелина,
эндопероксидов, тромбоксана А
на II и др. В некоторых случаях, напротив, отмечается преобладание вазодилататорных влияний. В целом дисбаланс в синтезе эндотелиальных веществ выступает одной из причин развития после
облучения сердечно-сосудистых патологий в форме ишемической
болезни сердца, инфаркта миокарда, гипертензии и др.
, простагландинов, ангиотензи-
2
161

Сердечный миокард относят к числу высокоспециализированных тканей, уровень клеточной регенерации в котором незначителен. В силу этого так же, как и сосудистый эндотелий, он длительное время считался радиорезистентным органом. Однако в
настоящее время достоверно известно, что уже при дозах 0,5–1 Гр
обнаруживается существенная функциональная напряженность
кардиомиоцитов. Пострадиационные функциональные изменения сердца выражаются в нарушениях биоэлектрической активности кардиомиоцитов, сердечного ритма, ионной проводимости
+
и Nа
-Са2+-обмена, сократительной способности и энергетичес-
кого обмена миокарда.
15.6. Органы дыхания
Легкие взрослого человека представляют собой стабильный
орган с низкой пролиферативной активностью, последствия их
облучения имеют дистальный характер, так как проявляются не
сразу после воздействия ионизирующих излучений. При локальном облучении легких возможно формирование радиационного
пневмонита, воспаления дыхательных путей, фиброза. Пороговые дозы для человека, вызывающие легочную гибель, при однократном воздействии составляют 8–10 Гр, при фракционированном — 30–50 Гр. Однако воздействие ионизирующих излучений и в более низких дозах не проходит бесследно для легочной
ткани. Например, воздействие внешнего γ-облучения в дозе 1 Гр
приводит к изменениям в морфологии клеток легких, в кинетике популяций эффекторов клеточного иммунитета, в содержании
ферментов неспецифической защиты. Эти отклонения характеризуются как отечно-дистрофические изменения и могут предшествовать развитию пневмосклероза.
15.7. Органы зрения
Органы зрения относительно радиоустойчивы. Известны два
вида лучевого поражения органов зрения: воспалительные процессы в конъюктиве и склере при дозах 3–8 Гр; катаракта (помутнение хрусталика) при дозах более 8 Гр. Наиболее уязвимой
частью глаза при воздействии ионизирующих излучений является
хрусталик. Погибшие клетки становятся непрозрачными, а разрастание помутневших участков приводит сначала к катаракте,
а затем и к полной слепоте. Причины развития радиационной
162

катаракты сложны и до сих пор спорны. Наиболее убедительна
точка зрения о ведущем значении первичного поражения клеток
ростковой зоны хрусталика и относительно меньшей роли отводится нарушению его сосудистого питания. При возникновении
лучевого поражения органов зрения наиболее опасным является
нейтронный вид ионизирующего излучения.
15.8. Органы выделительной системы
В выделительной системе почки играют одну из ведущих ролей, являясь прекрасным пассивным фильтром, очищающим
кровь от токсинов и продуктов распада, они участвуют в выведении радионуклидов и радиотоксинов из организма. Поэтому,
несмотря на свою относительную радиоустойчивость, почки являются наиболее часто поражаемым элементом. В пробах почек
людей, подвергнутых внешнему и внутреннему облучению, при
средней удельной активности радионуклидов по органам и тканям в 10–15 Бк/кг отмечались умеренные морфологические изменения: набухание эпителия в некоторых клубочках, наличие
жидкости в просветах извитых канальцев, инфильтрация лимфоидно-гистиоцитарных элементов в мозговой слой. Механизм лучевого поражения почек слабо изучен. Радиационные поражения
мочеточников и мочевого пузыря, как правило, не выступают в
роли лимитирующих факторов лучевого поражения. Реакции развития почечной недостаточности и хронического нефрита после
воздействия ионизирующих излучений отмечаются при действии
высоких доз облучения — 13–30 Гр.
15.9. Органы эндокринной системы
Железы внутренней секреции относят к относительно радиочувствительным органам. Вопросы дифференцировки возникающих после воздействия ионизирующих излучений измененных
реакций очень сложен, так как достаточно проблематично точно
выявить, являются ли они результатом непосредственного действия радиационного фактора на сами железы, или же они представляют собой отражение лучевых реакций других систем и всего
организма. Вместе с тем известно, что существенные радиационные повреждения желез внутренней секреции находятся в тесной взаимосвязи с общим фоном их функционирования: дефицит основополагающих элементов гормонной системы, в первую
163

очередь, определяет поражающее действие радиации. Например,
дефицит йода в щитовидной железе предопределяет развитие лучевого поражения данного органа после облучения.
Картина функциональных лучевых изменений эндокринных
органов после общего облучения характеризуется первоначальной кратковременной стимуляцией, которую следует рассматривать как адаптивную реакцию в ответ на действие любого стрессфактора, в том числе и радиационного, а затем — угнетением и
усложнением последствий лучевых сдвигов нейрогуморальной
регуляции всех жизненных процессов в организме. Клетки эндокринных желез высоко специализированы и медленно делятся.
Поэтому предполагается, что наблюдаемые после внешнего облучения нарушения в балансе гормонов, особенно щитовидной
железы, надпочечников и гонад, являются следствием реакций
гипоталамо-гипофизарной системы, главное назначение которой — регуляция вегетативных функций организма. В условиях
же внутреннего облучения существенным нарушениям подвергаются щитовидная железа и надпочечники. Согласно эпидемиологическим анализам состояния здоровья населения Республики
Беларусь в поставарийный период на ЧАЭС выявлено существенное увеличение числа патологий щитовидной железы: узлообразования, аутоиммунный тиреоидит, лимфоидно-клеточная
инфильтрация стромы, рак щитовидной железы. При этом риск
заболеть радиационно-индуцированным раком щитовидной железы существенно выше для жителей районов, загрязненных радионуклидами: среднегодовая заболеваемость раком щитовидной
железы у детей возросла в 50 раз, у женского населения — в 18 раз,
у мужского — в 1,5 раза.
15.10. Иммунобиологическая реактивность
организма
Воздействие ионизирующих излучений угнетает весь комплекс
защитных механизмов и реакций организма — резистентность
слизистых и других барьеров, клеточные реакции, бактерицидность крови, лимфы и секретов, антителогенез. Такое угнетение
возникает не только прямо, но и вторично, так как лучевые поражения органов, особенно опустошения в лимфоидной ткани,
приводят к ослаблению и к глубоким нарушениям синтеза белка,
что само по себе снижает уровень антителогенеза. Облученные
значительной дозой организмы становятся очень чувствительны-
164

ми не только к экзогенным, но особенно к эндогенным инфекциям. Организм становится жертвой микроорганизмов, в норме
обитающих как сапрофиты в кишечнике, на слизистой ротовой
полости и дыхательных путей, а также на коже. В облученном организме эти сапрофиты изменяют биологические свойства — усиливают свою биохимическую активность, приобретают патогенность и даже становятся резистентными к антибиотикам.
Большие дозы облучения в равной мере угнетают как естественный, так и приобретенный иммунитет, в силу этого различные
инфекционные заболевания на фоне общего лучевого поражения
протекают очень тяжело и обычно заканчиваются летально. В
облученном организме усиливается поствакцинальная реакция,
значительно снижается эффективность пассивной иммунизации
при обычных дозах (в 3–5 раз), активные прививки в течение 2–3
недель после облучения мало или вовсе не эффективны, введенные антитела циркулируют в крови в меньших количествах или
быстрее выводятся и разрушаются. Аллергические реакции облученного организма извращаются как в сторону усиления их интенсивности, так и в сторону ослабления, вплоть до полного отсутствия.
15.11. Нервная система
Центральная нервная система (ЦНС) — высокоспециализированная система, в силу чего достаточно велика ее радирезистентность. Летальные реакции головного мозга отмечаются при общей
поглощенной дозе свыше 100 Гр, при меньших дозах 10–100 Гр дегенеративные изменения в ЦНС развиваются в течение длительного времени после облучения. При этом постлучевые дистрофические изменения гистоструктуры органов ЦНС рассматриваются
как вторичные изменения, опосредованные радиационным поражением васкулярного пространства (сосудистого русла). Вместе с
тем развитие радиационных изменений в функциональных реакциях ЦНС (изменение биотоков головного мозга, условных рефлексов) отмечается уже при облучении в дозах 0,5–1 Гр.
Как морфологические, так и функциональные лучевые изменения в ЦНС надо оценивать несколько по-иному, чем в остальных органах. Помимо прямого, непосредственного лучевого
воздействия, которое испытывают все органы при общем облучении, ЦНС в момент облучения получает дополнительную отягощающую нагрузку — сюда от рецепторов облученной периферии
165

поступает «утрированная информация», т. е. поток измененных и
извращенных импульсов. Далее, когда в самих рецепторах возникают глубокие лучевые изменения структуры, в нервные центры
с периферии устремляется патологическая импульсация. Именно поэтому видимые лучевые повреждения представляют собой
не только результат непосредственного лучевого воздействия на
ткани и органы, но и следствие нарушения нервной регуляции их
функций как ответ нервных центров на полученную с периферии
патологическую импульсацию. Радиационные нарушения функций ЦНС, улавливаемые чувствительными тестами (например,
изменение биотоков мозга), могут быть зарегистрированы уже
во время самого облучения. Поскольку критерием радиочувствительности служат функциональные сдвиги, то центральная
нервная система является высокочувствительной к воздействию
радиации. Даже малые дозы облучения нарушают условно рефлекторную деятельность, вызывают рефлекторные сдвиги, изменяют электроэнцефалограмму, биохимические показатели головного мозга и его обменные сдвиги на молекулярном и клеточном
уровнях.
Своеобразие лучевых реакций ЦНС состоит в том, что наряду
с высокой радиочувствительностью к восприятию ионизирующих
излучений она одновременно радиоустойчива к повреждающим
проявлениям ионизирующих излучений. Эта устойчивость, обусловлена, главным образом, пластичностью и широкими компенсаторными возможностями ЦНС.
15.12. Костно-мышечная система
Органы костно-мышечной системы относительно радиоустойчивы. Однако их радиочувствительность может изменяться в
зависимости от возраста. Так, в детском, молодом и старом возрастах радиочувствительность костей выше, чем во взрослом, а на
эмбриональных стадиях отличается высокой поражающей способностью. В качестве основных лучевых реакций костной ткани
выступают развитие остеонекроза и спонтанных переломов с длительным периодом восстановления, вплоть до образования ложных суставов.
В отношении мышечной ткани следует отметить, что это одна
из наиболее радиорезистентных систем организма. Незначительная мышечная дистрофия отмечается при дозах 60 Гр, а микроскопические и гистологические изменения возникают лишь при
166

дозах 500–1000 Гр. Причиной данной высокой радиорезистентности мышечной ткани является отсутствие ее клеточного обновления.
16. РАДИАЦИОННЫЕ СИНДРОМЫ.
ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЕ И СТОХАСТИЧЕСКИЕ
ЭФФЕКТЫ
16.1. Классификация радиационных синдромов
В зависимости от группы критического органа, опосредующей
общий исход и эффекты лучевого поражения целостного организма, выделяют три радиационных синдрома.
Первый, костно-мозговой синдром — развивается при облучении в диапазоне доз 1–10 Гр, средняя продолжительность жизни
не более 40 суток. Основными летальными реакциями являются
тромбоцитопения и лейкопения, на фоне которых ослабляются
имунные реакции и бурно развиваются инфекционные заболевания.
Второй, желудочно-кишечный синдром — развивается при об-
лучении в диапазоне доз 10–80 Гр. Средняя продолжительность
около 8 суток. Ведущими механизмами, определяющими летальный исход, являются поражение тонкого кишечника.
Третий, церебральный синдром — развивается при облучении в
диапазоне доз 80–100 Гр, продолжительность жизни менее 2 суток. Непосредственной причиной гибели является массовое разрушение клеток ЦНС.
Каждый из вышеуказанных радиационных синдромов определяет ход и исход лучевой болезни.
В зависимости от величины дозы, ее распределения во времени эффекты лучевой болезни могут проявляться в виде острой и
хронической формы.
Развернутый симптомокомплекс острой лучевой болезни человека возникает при облучении в дозах, превышающих 1 Гр.
Отличительной чертой острой лучевой болезни является волнообразность ее течения, в чем можно усмотреть своеобразную ступенчатость проявления поражения отдельных систем организма.
В течении острой лучевой болезни выделяют три периода: формирования, восстановления, исходов и последствий.
При внешнем общем относительно равномерном облучении по
достижении некоторой критической дозы (0,7–1,0 Гр) возникает
167

хроническая лучевая болезнь, представляющая собой сложный
клинический синдром с вовлечением большинства функциональных систем организма. При неравномерном местном облучении
хроническая лучевая болезнь имеет менее выраженные клинические проявления и на всем протяжении заболевания характеризуется преобладанием местных лучевых поражений над общими
рефлекторными реакциями.
Как острая, так и хроническая лучевая болезнь характеризуется фазностью течения, особенностями проявления, связанными с
неравномерностью облучения, отдельными типами заболеваний с
различными степенями тяжести, многообразием отдаленных последствий. Развитие той или иной степени тяжести лучевой болезни определяется не только дозой облучения, но и индивидуальной
радиочувствительностью организма. При определении отдельных
фаз течения лучевой болезни используются разнообразные диагностические и прогностические признаки, среди которых наиболее информативными выступают количественные показатели
кроветворения и цитогенетический анализ. Вместе с тем до сих
пор одной из актуальных задач остается разработка методологических аспектов и поиск адекватных и объективных диагностических критериев определения различных фаз лучевой болезни,
особенно в отношении хронической ее формы.
16.2. Детерминированные и стохастические
эффекты
Все радиационно-индуцированные эффекты делят на соматические и наследственные.
К соматическим эффектам относят лучевые реакции, которые
проявляются непосредственно у самого облученного организма.
К наследственным эффектам относят радиационно-индуци-
рованные изменения (генетические), которые проявляются у потомства облученного организма.
По степени своего проявления в целостном организме радиационные последствия могут быть детерминированные и стохасти-
ческие (случайные).
В основе проявления детерминированных радиационных эффектов лежит принцип превышения количества погибших клеток
над числом образованных. Для детерминированных эффектов характерна тесная взаимосвязь с дозой облучения и длительностью
радиационного воздействия, другими словами, существует порог
168

дозы развития детерминированных эффектов. Если процессы,
определяющие детерминированные эффекты, происходят в ткани, органе наиболее жизненно важном, то конечным результатом детерминированных эффектов может быть смерть организма.
В случаях же, когда облучение происходит фракционированно
(многократно долями от общей суммарной дозы), то порог дозы
возрастает и предел дозы проявления детерминированных эффектов увеличивается. Это свидетельствует о том, что организм
обладает эффективными механизмами восстановления, которые
ликвидируют последствия облучения между моментами новых
облучений. Однако репарационные компенсаторные возможности организма не безграничны и, в результате этого, идет накопление необратимых радиационно-индуцированных повреждений.
Около 80% последствий облучения в организме являются обратимыми и лишь 20% относят к стойким дефектам, снижающим
жизнеспособность организма.
К детерминированным эффектам относят:
– опустошение красного костного мозга и проявление острой
лучевой болезни (при дозах более 0,7–1,0 Гр);
– нарушение репродуктивной функции (временная и постоянная стерильность);
– лучевая катаракта (при дозах 2,0–10,0 Гр);
– неопухолевые формы поражения кожи;
– сокращение продолжительности жизни (обусловлено ускорением процессов старения организма).
Стохастические (вероятностные, случайные) эффекты связаны
не с гибелью клетки, а с ее функциональным изменением. Они
могут быть как соматическими, так и наследственными (при поражении половых клеток). Стохастические эффекты могут проявляться как при малых, так и при высоких дозах облучения, другими словами, они являются беспороговыми. Латентный период их
проявления может быть значительным и сильно различаться по
продолжительности у отдельных людей и зависит от типа пораженной системы организма. В свою очередь, степень тяжести их
проявления не зависит от величины дозы, но по мере увеличения
дозы облучения растет частота (вероятность) выхода стохастических эффектов. Кроме того, на степень проявления стохастических
эффектов определенное влияние оказывают такие факторы, как неблагоприятный экологический фон, курение, употребление спиртного, наркотиков, стрессовые психоэмоциональные факторы, отягощение врожденными и хроническими заболеваниями и др.
169

К стохастическим эффектам относят:
– радиационно-индуцированные раковые заболевания (радиационные лейкозы, рак щитовидной железы, рак молочной
железы, летальный радиогенный рак). Образование раковых новообразований обуславливает соматический риск при облучении
малыми дозами;
– хроническая лучевая болезнь;
– цитогенетические эффекты (накопление мутаций, проявляющихся в гибели зигот и плодов, врожденных пороках развития,
уродствах и т.д.).
17. ИНКОРПОРИРОВАННЫЕ РАДИОНУКЛИДЫ
И ОСОБЕННОСТИ ИХ ДЕЙСТВИЯ
17.1. Виды облучения
Рассматривая вопросы воздействия ионизирующих излучений
на живой организм, необходимо учитывать тот факт, что облучение
последнего может осуществляться как от внешних источников излучения, так и от внутренних. Соответственно выделяют два вида
облучения — внешнее и внутреннее. Часто в реальной обстановке
объекты подвергаются совместному (сочетанному) облучению от
внешних и внутренних источников излучений. Эти виды лучевого
воздействия, реализуясь, вызывают поражения, которые наряду
со многими общими признаками имеют и свои различия.
Поражающая способность внешнего облучения зависит от
энергии и вида излучения (α-, β-, γ-, рентгеновское и нейтронное
излучения), полученной дозы и продолжительности облучения,
расстояния от источника до объекта облучения, степени экранирования и защитных мероприятий (укрытия, индивидуальные
средства защиты, использование радиопротекторов и др.), радиочувствительности тканей, органов и целостного организма. Для
жителей Республики Беларусь наиболее актуальным выступает
внешнее облучение гамма- и рентгеновскими лучами. Источником первых является цезий-137 и стронций-90, выпавшие в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС, источником вторых — медицинские обследования.
Внешнее облучение может быть равномерным по всему телу и
неравномерным (от точечного источника излучений). Наиболее
опасным для человека выступает равномерное непрерывное облучение всего тела даже относительно небольшими дозами. Менее
170
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
