ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ

Биологическое действие ионизирующих излучений
1. Первичные радиационно-химические изменения при воздейст¬вии ионизирующих излучений раскрыты не полностью. В основе могут лежать два механизма:
• прямое действие (молекула биообъ¬екта испытывает изменения непосредственно при прохождении через нее электрона)
• косвенное (изменяемая молекула получает энергию путем передачи от другой молекулы).
2. Все ткани организ¬ма способны поглощать энергию излучения, которая преобразуется в энергию химических реакций или тепло. Известно, что в тканях содержится 60–80% воды. Большая часть энергии излучения поглощается водой, а меньшая – растворенными в ней веществами. Поэтому при облучении в организме появляются сво¬бодные радикалы – продукты разложения (радиолиза) воды, кото¬рые в химическом отношении очень активны, могут вступать в реакцию с белковыми и другими молекулами.
Полагают, что в таких «плотноупакованных» структурах, как хромосомы, преобладают повреждения, обусловленные прямым действием излучения, тогда как в растворах и высокогидратированных системах существенную роль играют также продукты радиолиза воды.
3. При воздействии очень больших доз в результате первичного действия ионизирующего излучения наблюдаются изменения в лю¬бых биомолекулах.
При умеренных же дозах лучевого воздействия первично страдают в основном только высокомолекулярные органические соединения: нуклеиновые кислоты, белки, липопротеиды и полимерные соединения углеводов.

4. Нуклеиновые кислоты облада¬ют чрезвычайно высокой радиочувствительностью. При прямом попадании достаточно 1–3 актов ионизации, чтобы молекула ДНК вследствие разрыва водородных связей распалась на две ча¬сти и утратила свою биологическую активность.

5. При воздействии ИИ в белках происходят структурные изменения, приводящие к потере ферментативной и иммунной активности. Нарушение структуры белков проявляется в изменении ряда их физических характеристик: показателей вязкости, преломления света, оптического вращения, спектров электронного парамагнит¬ного резонанса и др. Обнаружение свободных амидных групп и фрагментов после раскручивания молекул облученных белков сви¬детельствует о наличии замаскированных разрывов полипептидных цепей. С увеличением дозы излучения число разрывов полипептидных связей нарастает и явления деградации белка стано¬вятся очевидными.

6. Повреждение ионизирующим излучением структуры жиров приводит к нарушению сложных ферментативных реакций, разви¬тие которых обеспечивается упорядоченностью расположения ферментов на мембране, а также изменению процессов адсорбции и активного транспорта ряда веществ через мембрану вследствие нарушения ее проницаемости. Первичные изменения в жирах при воздействии ионизирующего излучения заключаются в образовании свободных радикалов, которые, взаимодействуя с кислородом, обра¬зуют переписные соединения, обладающие высокой химической активностью.

7. Первичные изменения в углеводах сводятся к окис¬лению их с распадом углеводородной цепи и образованием кислот и формальдегида.

Схема. Первичные радиационно-химические процессы при облучении.

Падающий фотон электромагнитного излучения (или заряженная частица) Падающий быстрый нейтрон


Быстрый электрон (е-) Протон отдачи (р+ )


Ионные пары (продолжительность жизни (10-10с)


Свободные радикалы (продолжительность жизни 10-5с)


Химические изменения вследствие разрыва связей


Биологический эффект

8. В результате этих процессов, протекающих практически мгно¬венно, образуются новые химические соединения (радиотоксины), несвойственные организму в норме. Все это приводит к наруше¬нию сложных биохимических процессов обмена веществ и жизне¬деятельности клеток и тканей, т. е. к развитию лучевой болезни (схема 7).

9. Каждому биологическому виду свойственна своя мера чувстви¬тельности к действию ионизирующих излучений, которая харак¬теризует его радиочувствительность. Проблема радиочувствитель¬ности клеток, тканей, организмов занимает центральное место в радиобиологии. Наиболее чувствительны к этому фактору мало¬дифференцированные, молодые и растущие клетки. Характеристи¬кой радиочувствительности биообъектов является величина дозы облучения, вызывающей гибель 50 % объектов. У человека средне-летальная доза равна 4±1 Гр [Гуськова А. К., Байсоголов Г. Д., 1971].

10. Ввиду различной радиочувствительности органов и ткане¬вых систем существует строгая зависимость между поглощенной дозой в организме и средней продолжительностью жизни биологи¬ческих объектов. Эти три характерных дозных участка кривой отражают основные клинические радиационные синдромы (формы лучевой болезни): костномозговой (1–10 Гр), желудочно-кишечный (10–50 Гр) и церебральный (более 50 Гр), разви¬вающиеся вследствие необратимого поражения соответствующих критических систем организма: кроветворной, кишечника и ЦНС [Раевский Б., 1959; Соggle J.E., 1983].

11.Таким образом, критический орган – это орган, ткань или часть тела, которая первой выходит из строя в конкретном диапазоне доз и приводит организм к гибели, а в гигиеническом плане причи¬няет наибольший ущерб здоровью человека или его потомству (НРБ-76).

11. Костномозговая форма лучевого поражения клинически может протекать в виде острой лучевой реакции и острой лучевой болез¬ни. Эта форма возникает в результате однократного, общего относительно равномерного облучения, когда критической является система кроветворения и в первую очередь костный мозг.
12. Острая лучевая реакция – это наиболее легкая степень тяже¬сти острого лучевого поражения организма. Она наблюдается при небольших дозах облучения (порядка несколько десятых Гр). Са¬мочувствие остается удовлетворительным; какие-либо выраженные клинические проявления у пораженных отсутствуют. При исследо¬вании крови находят умеренно выраженное уменьшение содержа¬ния лимфоцитов, гранулоцитов и тромбоцитов. Изменения в целом носят преходящий характер и через 3–4 недели исчезают. Смертель¬ные исходы отсутствуют.

Схема 7. Механизмы развития радиационного поражения [Кузин А. М., 1970]


13. Острая лучевая болезнь (ОЛБ) является более тяжелым пора¬жением организма. Она возникает при относительно больших до¬зах облучения – порядка нескольких грэй. Характерной чертой ОЛБ является волнообразность клинического течения. Предлагает¬ся различать три периода в течении ОЛБ: формирование, восста¬новление и период исходов и последствий.
14. Период формирования ОЛБ в свою очередь четко разделяется на 4 фазы (табл. 28).
1. Фаза первичной общей реакции–наиболее ранний симптомокомплекс радиационного поражения, возникающий в первые часы после облучения и характеризующийся следующи¬ми симптомами: общая слабость, утомляемость, апатия, головокру¬жение, головная боль, парестезии конечностей, нарушение сна, тошнота, рвота, понос. Ясно, что, в условиях полета указанные симптомы могут приобрести особую значимость. Бесспорно, пере¬численные симптомы являются «поведенчески значимыми» [Кимельдорф Д., Хант Э., 1969]. Однако заранее невозможно однозначно прогнозировать, какое влияние окажут сомати¬ческие и психосоматические эффекты облучения на опера¬торскую деятельность, поскольку высокий уровень тренировки и мотивации позволяет выполнять сложные задачи управления в раз¬личных экстремальных условиях [Давыдов Б. II. и др., 1982].
2. Фаза кажущегося клинического благополучия (скрытая, или латентная). Чем короче срок такого состояния, тем, как правило. тяжелее степень радиационного поражения. Несмотря на отсутст¬вие видимых клинических проявлений, отмечаются функциональ¬ные нарушения в ЦНС, а также в сердечно-сосудистой, кроветвор¬ной и пищеварительной системах. Непродолжительный абсолют¬ный нейтрофильньй лейкоцитоз сменяется лейкопенией со сдвигом формулы вправо. С первых минут и часов после облучения обнару¬живается лимфоцитопения, быстро снижается число нейтрофилов, затем тромбоцитов и позже эритроцитов. Продолжительный на¬чальный лейкоцитоз (2–3 дня после облучения) является, как правило, благоприятным прогностическим признаком.
3. Фаза выраженных клинических проявлений (разгар заболе¬вания) характеризуется появлением всего симптомокомплекса лу¬чевой болезни.
4. Фаза непосредственного восстановления, переходящая в пе¬риод восстановления. Процессы восстановления в облученном организме характеризуются периодом полувосстановления, т. е. временем, необходимым для восстановления организма от лучево¬го поражения на 50%. У человека, согласно расчетам, он состав¬ляет 25–45 дней, считая от момента облучения. В среднем его принимают равным 28 сут, при скорости восстановления ~0,1%/ч, или ~2,5%/сут [Дэвидсон Г. О., 1960; Акоев И. Г., 1970]. Более точно величину остаточного радиационного поражения можно оп¬ределить по рис. 48.


10 30 60 100 200 365

Время после облучения, сут
Рис. 48. Теоретическая кривая восстановления ра¬диационного поражения у человека [Блэр Н., цит. по Г. О. Дэвидсопу, 1960].
I – зона обратимого поражения; II – зона необрати¬мого поражения.

15. Восстановление происходит не во всех случаях облучения. Предлагается различать 4 прогностиче¬ские категории [Бонд В. и др., 1971]:
1) выживание невозможно, если доза облучения основной массы тканей тела достигает 6 Гр, несмотря па отличный медицинский уход и самую современную терапию;
2) 2) выживание возможно при дозах 2–4,5 Гр, несмотря на тяжелое поражение, которое требует своевременного и квали¬фицированного лечения;
3) 3) выживание вполне вероятно (1–2 Гр);

4) выживание несомненно (при дозах менее 1 Гр), а имеющаяся клиническая симптоматика (только гематологические сдвиги) не требует медицинского вмешательства.

16. Период исходов и последствий облучения проявляется в изме¬нениях крови, угнетении механизмов иммунитета, нарушении об¬мена веществ, а далее – укорочении продолжительности жизни (раннее старение), увеличении вероятности развития лейкоза и злокачественных новообразований, помутнении хрусталика (луче¬вая катаракта), нарушении функции сердечно-сосудистой системы, вегетативных расстройствах, а также в генетических изменениях.

17.При кишечном варианте лучевой болезни в результате массо¬вой гибели клеток эпителия тонкого кишечника развиваются тя¬желые нарушения в желудочно-кишечном тракте. Резко наруша¬ются процессы всасывания и экскреции веществ. Организм теряет много жидкости, наступает его обезвоживание. Слизистая оболочка изъязвляется, иногда появляются перфорации, развиваются кишеч¬ные кровотечения, являющиеся нередко причиной смерти пора¬женных. Большую роль играют при этой форме поражения также инфекция и интоксикация организма продуктами жизнедеятельно¬сти кишечной микрофлоры. Глубокие патологические изменения в кроветворной ткани не успевают развиться, так как пораженные умирают в ближайшие 6–9 дней после облучения. Однако, несмот¬ря на быстротечность заболевания, и в этом случае можно отме¬тить короткий период мнимого благополучия, длящийся от 1 до 2 сут.

18. Церебральная форма лучевого поражения характеризуется чрезвычайно быстрым и тяжелым течением. Продолжительность жизни пораженного измеряется часами. Уже вскоре после облучения появляются мышечный тремор, нистагм, расстройство равновесия и координации движений, тонические и клонические судороги. развивается состояние децеребрационной ригидности мышц. Во время приступа останавливается дыхание. Может наступить пара¬лич дыхательного центра.

Кишечная и церебральная формы лучевой болезни клинически протекают в виде острейшей лучевой болезни.

19. Описанные биологические эффекты могут значительно модифи¬цироваться условиями облучения: время, локализация, сопутст¬вующие факторы. Так, например, большое значение имеет мощ¬ность дозы, или интенсивность облучения, под которой понимают количество энергии излучения, поглощаемое в единицу времени – сутки, час, минуту, секунду и т. д. Если мощность дозы очень мала. то даже ежедневные облучения, в течение всей жизни чело¬века не смогут оказать заметно выраженного поражающего дей¬ствия. Таким образом, фактор времени крайне значим в биологиче¬ском эффекте излучения. Это еще раз свидетельствует о том, что организм обладает способностью восстанавливать основную часть радиационного поражения. Многократное прерывистое (фракцио¬нированное) воздействие излучения также приводит к значитель¬ному снижению поражающего действия. Неравномерные лучевые воздействия, которые встречаются на практике в подавляющем большинстве случаев [Даренская Н. Г., 1974], переносятся в цепом значительно легче, чем «классические» общие равномерные облу¬чения, рассмотренные нами ранее.

20. Таким обрезом, в настоящее время достаточно хорошо изучены последствия. вызываемые воздействием на организм различного рода ионизирующих излучений. Однако физиологические реакции, возникающие под их влиянием, в сочетании с другими факторами нелучевой природы могут быть существенно иными. К чис¬лу таких модифицирующих факторов относятся перегрузки, виб¬рация, шумы, измененное барометрическое давление, использова¬ние кислородной дыхательной аппаратуры, СВЧ-поле, психоэмо¬циональное перенапряжение и т. д.
В лабораторных условиях (на животных) были получены убе¬дительные экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что вибрация, перегрузки, гипо- и гипероксия и другие факторы могут значительно изменить реакцию организма на воздействие ионизирующих излучении. Р) то же время излучение может моди¬фицировать чувствительность (реактивность) организма к дейст¬вию факторов нелучевой природы и изменить их переносимость, причем эффект взаимодействия может реализоваться аддитивно, факторы могут взаимодействовать как синергисты или антагони¬сты. Врачу необходимо знать, что дозы излучения, по вызывающие в обычных условиях серьезных психосоматических реакций, в ус¬ловиях сочетанного действия факторов могут привести к выражен¬ному биологическому эффекту, изменить его характер и течение. Для летного состава в этом плане особое значение приобретает период первичной реакции на облучение.