Радиация и гемопоэз.

Не писать, рассказать. Действие ионизирующей радиации на живые организмы интересовало мировую общественность с момента открытия и первых же шагов применения радиоактивного излучения. Это неслучайно, так как с самого начала исследователи столкнулись с его отрицательными эффектами. Так, в 1895 году помощник Рентгена В. Груббе получил радиационный ожог рук при работе с рентгеновскими лучами, а французский ученый А. Беккерель, открывший радиоактивность, получил сильный ожог кожи от излучения радия. Известная ученая Мария Склодовская-Кюри умерла от лучевой болезни, и до сих пор ее могила испускает излучение.
Обеспокоенные такими эффектами, специалисты всего мира создали в конце 20-х годов Международную комиссию по радиационной защите (МКРЗ), которая разрабатывала и разрабатывает правила работы с радиоактивными веществами. Используя рекомендации МКРЗ, национальные эксперты комиссии разрабатывают в странах, так называемых «ядерных державах», национальные нормативы.
Как это ни парадоксально, но на самом деле проблема радиационного облучения намного завышена, а где-то доходит и до истерии. Чернобыльская и другие подобные аварии породили особое психосоциальное явление – радиофобию. Самым классическим примером этого явления могут служить такие деятели, как организация «Гринпис» (Greenpeace), в своей деятельности доходящие до экстремизма. При более серьезном и детальном изучении проблемы оказывается, что все намного сложнее, чем просто отрицание или восхваление.

На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Причем радиоактивное распределение крайне неравномерно в пространстве. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровен, герметизация помещений полеты на самолетах, медицинское обслуживание – все это и многое другое увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. Но наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий ни вкуса, ни запаха тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) радон. Радон вместе со своими дочерними продуктами радиоактивного распада ответственен примерно 3/4 годовой дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации.
В случае же источников техногенного (антропогенного) происхождения следует учитывать, что процент техногенного облучения населения всей Земли намного меньше, чем естественного облучения. Это например, медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Во многих странах этот источник отвественен практически за всю дозу, получаемую от техногенных источников радиации.
Облучение может быть как внешнее, так и внутреннее. Влиянию внешнего облучения организм подвергается только в период пребывания человека в сфере воздействия излучения. В случае прекращения радиации прерывается и внешнее воздействие, а в организме могут развиваться изменения – последствия излучения. При работе с радиоактивными веществами возможно попадание их внутрь организма через легкие или желудочно-кишечный тракт, а также через неповрежденную кожу. Попадая в организм, радиоактивные вещества могут заноситься кровью в различные ткани и органы, становясь источником внутреннего излучения. Особую опасность при этом представляют долгоживущие изотопы, которые на протяжении почти всей жизни пострадавшего могут быть источниками ионизирующего излучения. Выводятся радиоактивные соединения в основном через желудочно-кишечный тракт, почки и органы дыхания.

Ионизирующее излучение вызывает развитие лучевой болезни (острой (ОЛБ) и хронической).
Патогенез. Прямое действие радиации (больших доз) на молекулы белка приводит к их денатурации. В результате молекула белка коагулируется и выпадает из коллоидного раствора, в дальнейшем подвергаясь под влиянием протеолитических ферментов распаду. При этом в клетке наблюдаются нарушения физико-химических процессов с деполимеризацией нуклеиновых кислот, что сопровождается изменением структуры поверхности клетки и проницаемости мембран. В каждой клетке имеется чувствительный участок – «мишень», которая воспринимает действие ионизирующего излучения. Установлено, что особо чувствительны к действию радиации хромосомы ядер и цитоплазма.
Как известно, вода составляет около 80% массы всех органов и тканей человеческого организма. При ионизации воды образуются радикалы, обладающие как окислительными, так и восстановительными свойствами. Наибольшее значение из них имеют атомарный водород (Н), гидроксид (НО2), перикись водорода (Н202). Свободные окисляющие радикалы вступают в реакцию с ферментами, содержащими сульфгидрильные группы (SH), которые превращаются в неактивные дисульфидные соединения (S==S). В результате этих реакций и превращений нарушается каталитическая активность важных тиоловых ферментных систем, принимающих активное участие в синтезе нуклеопрцтеидов и нуклеиновых кислот, имеющих огромное значение для жизнедеятельности организма. Количество ДНК и РНК в ядрах клеток резко снижается, нарушается процесс их обновления. Изменения биохимизма ядер при этом морфологически выражаются в виде различных нарушений структуры хромосом, а следовательно, и всей генетической системы. Нарушаются обменные процессы, приводящие к накоплению чуждых для организма веществ, таких, как гистаминоподобные, токсические аминокислоты. Все это усиливает биологическое действие ионизирующего излучения и способствует интоксикации организма.

Одно из ведущих мест в патогенезе лучевой болезни занимает поражение органов кроветворения. Кроветворная ткань наиболее чувствительна к радиации, особенно бластные клетки костного мозга. Одним из важных эффектов является приостановка клеточного деления (блок митозов). Чем выше доза облучения, тем продолжительнее этот блок. По выходе из блока часть клеток, в которых не произошла репарация повреждения ядерной ДНК, подвергается репродуктивной гибели. С повышением дозы число погибающих клеток увеличивается. Наиболее радиочувствительны стволовые клетки, и по критерию утраты способности к пролиферации снижение числа стволовых клеток обнаруживается практически сразу после облучения. Что же касается клеток, не способных делиться, то их радиочувствительность сравнительно невысока, клетки сохраняют жизнеспособность, созревают и выходят в периферическую кровь. В результате количество клеток в костном мозге и периферической крови убывает. Вначале снижается число наиболее молодых, наиболее радиочувствительных клеток. Затем процесс опустошения захватывает все более и более зрелые отделы, т.к. созревание и выход в кровь созревших клеток продолжаются, а восполнения за счет поступления из пролиферативного пула нет. Наконец, поражение кроветворения приводит к развитию цитопении и в периферической крови, и примерно в это же время – к появлению ведущих клинических проявлений острой лучевой болезни. Выраженность цитопении (т.е. глубина, время достижения и продолжительность снижения содержания в крови клеток) нарастает с увеличением дозы облучения.

При этом, инфекционные осложнения развиваются прежде всего в результате снижения содержания в крови лейкоцитов, особенно гранулоцитов, а тромбоцитопения - ведущий фактор в развитии повышенной кровоточивости.

В части клеток обнаруживаются морфологические и цитохимические изменения, нарушения активности некоторых ферментов, что свидетельствует о неполной функциональной полноценности таких клеток. Однако в основном клетки крови при острой лучевой болезни выполняют свои функции удовлетворительно, и основной причиной клинических нарушений, связанных с поражением кроветворения, служат не качественные изменения в клетках, а снижение их числа.

Нейтропения у человека начинает обнаруживаться, примерно, через 5 сут после облучения, и число гранулоцитов достигает первого минимума за 3 – 4 дня. Продолжительность пребывания в крови человека тромбоцитов оценивается в 6 - 8 дней, и минимальный их уровень достигается через 2 – 2,5 нед.

Продолжительность блока митозов зависит от дозы облучения и составляет от нескольких часов до суток, редко более. После выхода из блока сохранившие жизнеспособность стволовые клетки возобновляют пролиферацию, создавая тем самым основу для восстановления морфологического состава костного мозга, а затем и крови.

Острая лучевая болезнь. В настоящее время случаи острой лучевой болезни в нашей стране – исключительно редкое явление. Острая форма лучевой болезни в мирное время может наблюдаться в аварийных ситуациях при однократном (от нескольких минут до 1 - 3 дней) внешнем облучении большой мощности – свыше 100 рад. Клиническая картина острой лучевой болезни полиморфна, тяжесть ее течения зависит от дозы облучения.
Хроническая лучевая болезнь. Это общее заболевание организма, развивающееся в результате длительного действия ионизирующего излучения в относительно малых, но превышающих допустимые уровни дозах.
В развитии хронической лучевой болезни выделяют три периода:
1) период формирования, или собственно хроническая лучевая болезнь;
2) период восстановления;
3) период последствий и исходов лучевой болезни.
Первый период, или период формирования патологического процесса, составляет примерно 1 - 3 года – время, необходимое для формирования при неблагоприятных условиях труда клинического синдрома лучевой болезни с характерными для него проявлениями. По выраженности последних различают 4 степени тяжести: I – легкую, II – среднюю, III – тяжелую и IV – крайне тяжелую. Все 4 степени являются лишь разными фазами единого патологического процесса. Своевременная диагностика заболевания, рациональное трудоустройство больного позволяют приостановить болезнь на определенной стадии и предупредить ее прогрессирование.
Клиническая картина. Хроническая лучевая болезнь характеризуется медленным развитием отдельных симптомов и синдромов, своеобразием симптоматики и наклонностью к прогрессированию. Ведущими симптомами являются изменения в нервной системе, кроветворном аппарате, сердечно-сосудистой и эндокринной системах, желудочно-кишечном тракте, печени, почках; происходит нарушение обменных процессов. Полиморфность и многообразие симптоматики зависят от суммарной дозы облучения. характера распределения поглощенной дозы и чувствительности организма. Лечение. Больным хронической лучевой болезнью необходимо проводить комплексное лечение в зависимости от степени выраженности заболевания.