Всасывание и выведение радиоактивных изотопов организмом

1.5.2. Зависимость «доза-эффект». Лучевая болезнь

Ионизирующая радиация обладает чрезвычайно высокой биологической эффективностью вообще. Однако, устойчивость различных организмов к ее воздействию очень сильно различается. Мера чувствительности к действию ионизирующего излучения называется радиочувствительностью. Она сильно различается уже в пределах одного вида. Радиочувствительность индивида также зависит от возраста и пола (наиболее устойчив зрелый возраст). В пределах же одного организма различные клетки и ткани еще более сильно различаются по радиочувствительности.

Клетки имеют тенденцию быть радиочувствительными, если у них есть три свойства:

• клетки имеют высокую скорость деления;

• клетки имеют возможность делиться долго в будущем;

• клетки не являются специализированными.

Таким образом, молодые и быстро растущие ткани наиболее радиочувствительны. Поэтому-то ткани и органы с интенсивно делящимися клетками наиболее чувствительны к радиации. Это, в первую очередь, органы систем кроветворения (костный мозг, селезенка) и пищеварительной системы (слизистая оболочка тонкой кишки), половые железы.

Причиной гибели организма обычно является поражение какого-либо одного органа, критического в данной ситуации. В диапазоне доз 3−9 Гр критической является кровеносная система. Гибель облученного организма наблюдается на 7−15 сутки после лучевого воздействия. Поражение кроветворения проявляется и при не смертельных лучевых поражениях. При лучевом поражении снижается также количество лейкоцитов. И в сочетании все это способствует развитию инфекционных осложнений.

При увеличении дозы радиации до 10−100 Гр, организмы погибают на 3−5 сутки, то есть тогда, когда "костномозговой синдром" еще не успел развиться. Это происходит из-за того, что выходит из строя другой критический орган − кишечник. Он поражается и при меньших дозах, в диапазоне, когда гибель происходит из-за угнетения кроветворения, но при этом "синдром кишечника" не определяет исхода лучевой болезни, хотя и усугубляет ее тяжесть.

При еще больших дозах радиации (200−1000 Гр), непосредственной причиной гибели облученного организма является массовое разрушение клеток центральной нервной системы.

При дозах свыше 10 Гр клетки эпителия тонкого кишечника не выживают. Произойдет процесс проникновения внутрикишечных бактерий прямо в кровоток через оголенные капилляры. Инфекция быстро распространяется по телу в то время, когда его иммунная система так сильно потрясена потерей лейкоцитов. В связи с невозможностью удалить тонкий кишечник хирургическим путем острое облучение тела дозой в 1000 бэр считается предельной для выживания.

Таким образом, если говорить о радиочувствительности организма в целом, то она определяется чувствительностью к радиации клеток костного мозга и от их способности к восстановлению.

Нарушения биологических процессов могут быть либо обратимыми, когда нормальная работа клеток облучен­ной ткани полностью восстанавливается, либо необрати­мыми, ведущими к поражению отдельных органов или всего организма и возникновению лучевой болезни.

Различают две формы лучевой болезни − острую и хроническую.

Острая форма возникает в результате облучения боль­шими дозами в короткий промежуток времени. При дозах порядка тысяч рад поражение организма может быть мгновенным («смерть под лучом»). Острая лучевая болезнь может возникнуть и при попадании внутрь орга­низма больших количеств радионуклидов. Вероятность возникновения вредных эффектов всегда растет с увеличением дозы облучения. Но если и степень тяжести вредных эффектов облучения возрастает с увеличением дозы, и выявляются они, начиная с какого-то порога, то такие эффекты называются нестохастическими (пороговыми). К ним, например, относятся нарушение воспроизводительной функции, косметические повреждения кожи, помутнение хрусталика глаза (лучевая катаракта), дистрофические повреждения разных тканей и т.д.

Если же вероятность возникновения последствий облучения человека существует при сколь угодно малых дозах облучения, то эффекты их вызывающие называются стохастическими (см. выше). Основные стохастические эффекты − это канцерогенные (лейкемия и другие формы злокачественных новообразований) и генетические эффекты.

Цель радиационной зашиты − предотвращение нестохастических эффектов и ограничение вероятности возникновения стохастических эффектов до уровней, считающихся приемлемыми.

Разнообразные формы проявления поражающего действия радиации на организм называют лучевой болезнью. В результате относительно равномерного действия т.н. "острых эффектов" развивается острая лучевая болезнь.

Термин "острые эффекты" применяется в отношении эффектов, которые проявляются в течение времени от нескольких часов до нескольких месяцев после получения дозы. Эффекты облучения всего тела показаны в таблице 2.

Термин "доклинический" означает, что эффект настолько слаб, что его нельзя определить обычным медицинским обследованием. Это не значит, что эффект отсутствует. Такие эффекты, как возросший риск некоторых форм раковых заболеваний или генетические эффекты в потомстве могут не проявляться много лет. Это означает, что медицинское обследование не способно доказать или опровергнуть наличие полученной дозы величиной до 100 бэр на все тело.

В "терапевтическом диапазоне" 100−1000 бэр наиболее критической проблемой будет поддержание минимального количества клеток циркулирующей крови. Так как многие кровяные клетки происходят от стержневых клеток в костном мозге, то эффекты, которые происходят в этом диапазоне, как отмечалось выше, называют "синдром костного мозга". Красный костный мозг и элементы кроветворной системы теряют способность нормально функционировать при поглощённой дозе 0,5−1 Гр, но обладают высокой способностью к регенерации. При этом снижается количество тромбоцитов[1], что является одной из причин кровоточивости.

Лейкемия в данном случае означает падение количества лейкоцитов[2]. Пурпура означает мелкие образования (пятна) красного или пурпурного цвета на коже, возникшие при разрыве капилляров и истечении небольшого количества крови в подкожном слое. Эпиляция означает выпадение волос.

Таблица 2