Файл: Биологические эффекты неравномерных лучевых воздействий..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 0
щищенном костном мозге микронекрозы не образуются, и по этому опустошение там выражено в значительно меньшей сте пени, а процессы регенерации развиваются быстрее.
Из анализа приведенных данных вытекает, что тяжесть и исход лучевого поражения при субтотальном воздействии зави сят от дозы, поглощенной в облученных участках костного мозга, и от объема защищенной кроветворной ткани. Основы ваясь на этом предположении некоторые авторы [24, 25] объясняют различия в эффективности экранирования головы, грудной клетки, двух отделов живота, таза и бедра собак при облучении кх протонами с энергией 120 Мэе в дозе 350 рад неодинаковым содержанием костного мозга в защищенных участках тела (9,7; 13,9; 6,3; 7,6; 14,4; 9,0% соответственно).
Грудная клетка и таз содержат максимальное количество кост ного мозга, поэтому наибольший защитный эффект наблюдается при экранировании этих областей. Однако с таких позиций не понятна высокая эффективность экранирования живота, уста новленная другими авторами [19, 67, 99].
При оценке максимального количества кариоцитов костного • мозга, которое еще способно оказывать защитный эффект, ука зывают на необходимость сохранения у крыс 10-107 ядросодер жащих клеток [1] или 3—5% всего костного мозга [3,4]; крити ческий объем для собак составляет 6—8% общего количества
[24, 25].
Чем можно объяснить эффективность экранирования костного мозга? При тотальном облучении восстановление клеточной популяции происходит за счет неповрежденных клеток и вос становления клеточного деления, подавленного облучением [116, 122]. При субтотальном облучении, наряду с этим меха низмом, включается и приобретает решающее значение и другой, связанный с сохранением и последующим выходом в кровь из необлученных участков костного мозга полипотентных стволо вых клеток, их миграцией, пролиферацией и дифференциацией
[6, 57, 58, 68, 69, 73, 104, 111—114, 123—130]. Спонтанное рас селение стволовых клеток у животных разных видов выражено в неодинаковой степени: наиболее ярко оно проявляется у мы шей, несколько хуже у крыс.
Спонтанное расселение стволовых клеток из необлученных участков костного мозга начинается сразу же после облучения. В течение первого часа в облученный костный мозг мышей миг рирует количество стволовых клеток, необходимое для почти полного восстановления кроветворения, при этом в экранируе мом участке число их не уменьшается в течение первых пяти
часов [131].
Некоторые исследователи связывают тяжесть и исход луче вого поражения с развитием тромбоцитопении, поскольку содер жание кровяных пластинок оказывает влияние на выраженность геморрагического синдрома. Экранирование даже небольшого
участка костного мозга предотвращает разрушение мегакариоцитов и снижение их активности, в результате чего не происходит развития тяжелой тромбоцитопеиии [59, 132, 133].
При субтотальном облучении отмечено уменьшение продук ции лейколизинов [134]. Уменьшение числа первично повреж денных клеток при экранировании приводит к снижению продук тов распада, оказывающих аутоиммунизирующее влияние на организм. Таким образом, экранирование костного мозга не предотвращает развития лучевой болезни, а лишь уменьшает ее проявления и сдвигает летальный эффект в сторону больших доз.
Предпринимались попытки усилить защитный эффект, наблю даемый при субтотальном облучении. В качестве одного из методов была использована кровопотеря, предшествующая об лучению [3, 4, 52, 100, 101]. Как известно, кровопотеря вызы вает усиленную выработку эритропоэтина, который стимулирует кроветворение в защищенном участке костного мозга. Высказы валось также предположение, что эритропоэтин способствует выходу стволовых клеток, их приживлению и дифференциации на месте имплантации [135, 136].
Расселению стволовых клеток способствуют и гемостимуля торы пуринового ряда: этаден, маэфиллип и пр. Подобным же свойством обладают мексамин и цистамин [111].
Ускорить естественный процесс расселения защищенных от радиации клеток оказалось возможным с помощью их транс плантации [47, 48, 112, 137]. Для получения эквивалентного эффекта требуется защитить в 10—500 раз больше костномоз говых клеток, чем это необходимо при трансплантации [6, 138]. Между объемом экранированного участка костного мозга и эффективностью аутотрансплантации имеются обратные соотно шения: чем больше объем экранированного участка, тем мень шее значение имеет аутотрансплантация [58]. Это соотношение неодинаково для животных разных видов. Наиболее важное значение.аутотрансплантация костного мозга имеет для людей, так как вопрос о спонтанном расселении стволовых клеток у человека окончательно не решен [47, 58, 139—142].
Как уже указывалось, снижение биологического эффекта наблюдалось также и при защите селезенки. Благоприятное влияние экранирования селезенки па повреждающее действие излучения может быть обусловлено, во-первых, непосредствен ной ролью селезенки в процессах постлучевого восстановления, во-вторых, опосредованным стимулирующим действием селезенки на регенераторные процессы, происходящие в пораженном кост ном мозге [38, 122, 143].
Снижение биологического эффекта в условиях субтотального облучения наблюдается также при экранировании различных отделов ЖКТ. Защита выведенного кишечника при облучении животных в дозах 700—1000 р оказывает благоприятный эф фект на органы кроветворения [65, 66, 80, 93, 94]. Бодее рдннее
восстановление гемопоэза объясняют сохранением в экранируе мом участке кишечника интактных очагов кроветворения (пейеровы бляшки и пр.). Экранирование тонкого кишечника суще ственно не влияет на степень радиационного повреждения, но
вызывает отчетливое ускорение процессов восстановления Г12, 68, 69].
Решающее значение экранирование кишечника приобретает при облучении животных в дозе, при которой часть животных погибает в сроки, характерные для развития желудочно-кишеч ного синдрома [70, 91, 93, 94, 116]. Признаки острого лучевого поражения ЖКТ либо отсутствуют, либо выражены в незначи тельной степени при экранировании в момент облучения части кишечника [17, 18, 68, 93, 94, 144, 145]. Сравнение эффектив ности экранирования различных участков пищеварительного тракта выявляет большее значение экранирования 12-перстной и подвздошной кишок [12, 93, 94, 116, 145].
Приведенные материалы убедительно показывают снижение биологического действия излучения при экранировании различ ных органов и тканей организма, и в первую очередь наиболее радиочувствительных: костного мозга, селезенки и тонкого ки шечника. Однако следует подчеркнуть, что при этом не наблю дается полного восстановления всех функций облученного орга низма. В отдаленные сроки обнаружен ряд изменений в состоя нии животных [26, 146—148]. Это указывает на необходимость специального изучения отдаленных последствий после субтоталь ных облучений.
Особенности радиационного повреждения, процессов восстановления
илечения при субтотальном облучении
'Выселение стволовых клеток костного мозга из экранирован ных во время облучения участков и возможность восстановления кроветворения в результате приживления и развития таких клеток в облученных частях организма определяют особое те чение лучевой болезни при неравномерном его облучении. Экранирование даже небольшой части костного мозга может спасать животных от гибели, наступающей в результате раз
вития костномозгового синдрома при общем облучении. Очевидно, что при разных К„ и разном распределении по
глощенной дозы наблюдается поражение преимущественно ТО' одних, то других органов и систем. При этом механизмы вое-' становления кроветворных органов, связанные с расселением сохранившихся стволовых клеток, могут играть либо основную, либо второстепенную роль. Существенно, что механизм репара ции, ослабляющий лучевое повреждение, приобретает относи-’ тельно большой удельный вес при летальных дозах радиации,
89
когда непосредственно облученный костный мозг уже не имеет своих ресурсов для восстановления.
Так как для восстановления поврежденного костного мозга требуется достаточно большое количество здоровых стволовых клеток, то эффект восстановления и повышения выживаемости зависит от ряда условий: объема необлученного или слабо облученного костного мозга или других органов кроветворения; способности (она сильно варьирует у животных разных видов) стволовых клеток к расселению и замещению поврежденных; длительности цикла дифференцировки и созревания клеток, которая также варьирует; дозы и мощности дозы излучения; степени фракционирования и пр. В связи с этим сохраненный при неравномерном облучении резерв здоровой кроветворной ткани может при одних условиях оказаться достаточным для оздоровления системы, а при других — недостаточным.
Найдено два способа, эффективно повышающих значение сохраненного резерва костного мозга для восстановления крове творения и предупреждения гибели животных. В опытах на крысах [9, 47], мышах [8, 149] и обезьянах Резус [112] пока зано, что эффективность экранирования части костного мозга может быть значительно увеличена искусственным расселением клеток из экранированного участка путем их внутривенной ауто трансплантации через 1—3 ч после облучения. При изучении этого феномена обнаружили, что для повышения эффективности экранирования достаточно пересадить небольшую часть защи щенной ткани, т. е. лимитирующей является замедленность спонтанного расселения неповрежденных стволовых клеток.
У животных разных видов темп спонтанного расселения ство ловых клеток сильно различается. В связи с этим, у мышей, стволовые клетки которых расселяются интенсивно, максималь ный эффект по выживаемости наблюдается уже при экраниро вании костного мозга голени, содержащей относительно мало клеток. Экранирование большего объема костного мозга не приводит к увеличению выживаемости [8]. У крыс также опре делен необходимый для экранирования объем костного мозга, дальнейшее увеличение объема защищенного участка перестает сказываться на выживаемости [1]. В связи с этим пересадка костномозговых клеток из экранированного участка дает у крыс и мышей положительные результаты при разных условиях опыта. У крыс выживание значительно возрастает при ауто трансплантации из экранированной во время облучения бедрен ной кости [47, 51], у мышей выживаемость при аутотрансплан тации повышается, если экранируется лучевая кость и из нее берется костный мозг для пересадки. При экранировании боль шого объема костного ^озга аутотрансплантация не повышает выживаемости у мышей [1].
Таким образом, есть основание считать, что аутотрансплан тация дополняет спонтанно происходящее расселение стволовых
90