Реакция организма на облучение

Как известно, различные виды живых организмов существенно различаются по своей радиочувствительности. Выявлена общая закономерность: чем сложнее организм, тем он более чувствителен к действию радиации. По степени возрастания чувствительности к ионизирующим излучениям живые организмы располагаются в следующем порядке: вирусы → амеба → черви → кролик → крыса → мышь → обезьяна → собака → человек.

Особенности поражения организма в целом определяются двумя факторами: 1) радиочувствительностью тканей, органов и систем, непосредственно подвергающихся облучению; 2) поглощенной дозой излучения и ее распределением во времени.

Существуют понятия индивидуальной, видовой, половой (самки обычно менее чувствительны к радиации) и возрастной радиочувствительности организма.

В ответных реакциях организма можно выделить три последовательно развивающиеся во времени стадии: физические реакции, биофизические процессы и общебиологические изменения.

При облучении страдают все органы и ткани, но ведущим для организма является поражение одного или нескольких критических органов. В первую очередь повреждается красный костный мозг, затем кишечник и ЦНС. В зависимости от критического органа выделяют три радиационых синдрома: кроветворный, желудочно-кишечный и церебральный радиационные синдромы.

Выход критических органов из строя в зависимости от дозы имеет ступенчатый характер. На рисунке хорошо видны три области насыщения эффекта. Основываясь на клинической картине поражения, их связывают с теми же тремя патогенетическими механизмами поражения, приводящими организм к гибели. При дозах облучения, когда средняя продолжительность жизни не превышает 40 сут, на первый план выступает нарушение гемопоэза; при больших дозах (продолжительность жизни около 8 сут) ведущими становятся проявления поражения кишечника, а при еще больших (> 30 Гр; продолжительность жизни ~ 2 сут и менее) развиваются церебральные симптомы..

Кроветворный синдром развивается последовательно в зависимости от дозы. Вначале наблюдается угнетение митозов, то есть возможностей размножения материнских клеток. Затем развивается ядерные поражения в кроветворных клетках. Следствием этого является процесс опустошения костного мозга, который происходит в самые ранние сроки после облучения. Он состоит в резком торможении клеточного деления при продолжающемся с неизменной скоростью выходе зрелых элементов в кровь. Хотя циркулирующие клетки крови будут погибать с нормальной скоростью, в костном мозге не будут образовываться новые клетки – обновляющая система перестанет функционировать. Поскольку гранулоциты являются самыми короткоживущими из всех циркулирующих клеток крови, их число достигает низкого уровня уже через 2-3 суток после облучения. Быстрое уменьшение числа лимфоцитов является результатом прямого действия излучения на зрелые клетки, которые особенно радиочувствительны, и это не связано с гибелью клеток-предшественниц. Подобные нарушения в кроветворной системе наблюдаются при общем облучении в дозах до 10 Гр. В дальнейшем наступает костномозговая гипоплазия, а при больших дозах аплазия костного мезга с жировым перерождением.

Радиочувствительность кишечника колеблется в зависимости от сегмента в следующем порядке: тонкая кишка, ободочная кишка, прямая кишка. Наиболее чувствительна тонкая кишка – орган, занимающий важное место в патогенезе лучевой болезни. В свою очередь отдельные сегменты тонкой кишки имеют тоже различную радиочувствительность. Так, двенадцатиперстная кишка чувствительнее тощей, а последняя чувствительнее подвздошной. Радиационное поражение тонкой кишки характеризуется опустошением ворсинок и крипт вследствие гибели клеток наблюдаются микрогеморрагии на фоне расширения капилляров, уменьшение количества лимфоидных элементов.

Поражение клеточного эпителия делает возможным выход бактериальной флоры за кишечный барьер, вызывая септическое состояние, развитию которого способствует радиационное угнетение иммунитета. Резко нарушается пищеварительный процесс и баланс жидкостей и электролитов, усиливается перистальтика кишечника, наблюдается диарея (при дозах свыше 10 Гр).

Ответная реакция ЦНС на облучение отличается от реакций костного мозга и кишечника отсутствием клеточных потерь. Это связано с тем, что, зрелая нервная ткань представляет собой систему из непролиферирующих высокодифференцированных клеток, имеющих низкую радиочувствительность. Радиационная гибель нервных клеток наступает при больших дозах, порядка сотен Гр, причем до сих пор не установлено, является ли причиной гибели их непосредственное повреждение или она вызвана косвенно через повреждение кровеносных сосудов. Церебральный радиационный синдром развивается при дозах свыше 80 Гр и сопровождается потерей сознания, коллапсом и судорогами.

Проявлением радиационной реакции на уровне организма является острая лучевая болезнь, возникающая после общего однократного облучения.