Файл: Биологические эффекты неравномерных лучевых воздействий..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 0
на костный мозг, локализованный в торсе, то средняя доза на костный мозг грудной клетки составит 112, таза — ПО и живо
т а — 50%. |
i |
Таким образом, проведенный анализ показал неравномер |
|
ное распределение тканевой дозы у-нейтронного |
излучений |
ядерного взрыва при тотальном облучении человека. Максимум дозы приходится на поверхность тела, обращенную к источнику излучения, а перепад дозы достигает 2,5—5,0. Неравномерным также является распределение дозовой нагрузки нейтронов ядерного взрыва на красный костный мозг. Это обусловливает необходимость, при оценке биологического действия у-нейтрон- ного излучений ядерного взрыва, учитывать распределение дозы по красному костному мозгу.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кухтевич В. И., Горячев И. В., Трыков Л. А. Защита от проникающей ра диации ядерного взрыва. М., Атомиздат, 1970.
2. Золотухин В. Г. и др. Тканевые дозы нейтронов в теле человека. Спра вочник. М., Атомиздат, 1972.
3. Russell W. I. е. a. Active bone marrow distribution in the adult. — Brit. J. Radiol, 1966, v. 39, p. 735—739.
II. ПРОЯВЛЕНИЯ ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ У ЧЕЛОВЕКА ПРИ НЕРАВНОМЕРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
Особенности клинического синдрома лучевой болезни человека при неравномерном распределении поглощенной дозы
в объеме тела
Изучение механизма действия радиации на организм чело века является основным и наиболее сложным вопросом, и ему должны быть подчинены экспериментальные радиобиологиче ские исследования. Однако лишь в немногих руководствах и монографиях [1—4] делается попытка использовать огромный опыт клинической радиологии в создании теории радиобиологии. Попытки эти следует признать относительно ограниченными, так как учитываются лишь острые формы и отдаленные послед ствия поражения человека некоторыми радиоактивными вещест вами. В большинстве же случаев делаются более или менее ар гументированные попытки переноса установленных в экспери менте закономерностей на понимание особенностей лучевых поражений человека и нормирования для него предельных уров ней облучения от различных источников [5—8].
Правом_ерность подобных экстраполяций по отношению к радиобиологическим эффектам при резко неравномерном рас пределении в тканях поглощенной дозы является весьма дискутабельной. Вместе с тем случаи неравномерного облучения из-за многих причин оказываются, пожалуй, наиболее типичны ми для человека [9—19].
Возникновение хронической лучевой болезни также весьма часто обусловлено неравномерным облучением. Это касается, в частности, персонала медицинских учреждений, подвергаю щихся воздействию при рентгенологическом обследовании [19—24], и лиц, имеющих контакт с открытыми и закрытыми источниками радия, тория, плутония [19, 24, 25]. Общеизвест ны большие сложности в сопоставлении с дозой эффектов р-облучения [26, 27], облучения нейтронами и частицами высоких энергий [28, 29].
Наблюдения в процессе лучевой терапии [30—36] в на стоящее время опираются на подробные сведения о распреде лении доз. Однако реакции, возникающие как в основном очаге, так и в относительно неповрежденных тканях, требуют углубленного радиобиологического анализа.
Вопрос о неравномерном облучении особенно актуален для человека, так как значительные размеры тела и отдельных
И
органов создают существенный перепад поглощенных доз в зависимости от расположения тела по отношению к источнику излучения, от энергии и вида излучения. Эти причины, а также своеобразие расположения отдельных сегментов тела и орга нов и их различная физиологическая значимость резко огра ничивают экстраполяцию результатов, полученных в наблю дениях на отдельных видах животных. Видовые различия в интенсивности обмена, длительности клеточных циклов [4-19], метаболизме некоторых химических соединений [37—40] при неравномерном облучении приводят к развитию у разных жи вотных своеобразных проявлений, обусловленных в первую очередь геометрией облучения.
В условиях неравномерного облучения концепция «критиче ского органа» в ее современном понимании, столь много дав шая радиотоксикологии [6, 37—40], становится очень перспек тивной и для понимания эффектов действия внешних источни ков радиации [2, 4, 19, 26, 41—43].
Детерминирующее значение пространственного распределе ния дозы вместе с представлением о формировании дозовой нагрузки во времени позволили создать общую схему класси фикации, охватывающую все возможные виды лучевых пораже ний человека [19, 41]. Характеристика неравномерности рас пределения поглощенной дозы в объеме тела, независимо от того, вызывается ли заболевание излучением от внешних или внутренних источников, нашла свое отражение в выделении двух основных вариантов лучевой болезни: 1) поражение или вовлечение в реакцию практически всех органов и систем; 2) преимущественное поражение каких-либо ограниченных сег ментов тела или отдельных органов.
Закономерно, что в клинической характеристике первого варианта весьма четко выражена связь динамики процесса с формированием дозы во времени. Это находит свое отражение в выделении соответствующих периодов развития заболевания. Критическими при относительно равномерном облучении ста новятся ткани с наименьшим порогом повреждения: кожа, кро ветворные органы, эпителий слизистой тонкого кишечника и сперматогенный эпителий.
В клинической картине из-за вовлечения больших размеров рецепторных полей достаточно ярко представлены общие не специфические реакции систем на действие излучения как раз дражителя. Источниками возникновения данных форм пораже
ния являются: |
уизлучеиие |
высоких энергий, поступление в |
|
организм Н3, |
Na24 и других радионуклидов, |
создающих |
|
относительно равномерное |
распределение энергии |
в объеме |
|
тела. |
|
|
|
Для второго варианта характерно длительное скрытое до клиническое течение, обусловленное медленно формирующейся деструкцией критического органа или даже ограниченных его
-12
участков й компенсируемое деятельностью других неповрежден ных структур, и слабая выраженность общих реакций вплоть до стадии терминального прогрессирования. Острота течения создается характером формирования дозы, обусловленным радиотоксикологическими свойствами радионуклида, вследствие чего заболевание может приобретать острое, подострое или хроническое течение. Начальные деструктивные процессы, ввиду выраженности репаративных процессов, зачастую могут клинически просматриваться, обусловливая длительную докли ническую стадию заболевания. Несостоятельность репаратив ных процессов закономерно приводит к развитию терминальной фазы, когда наиболее выражены все проявления заболевания.
Отдаленные последствия и исходы касаются, как правило, тех же критических органов и четко связаны с их поражением в периоде формирования. Основными этиологическими факто рами этой формы заболевания являются облучение радионук лидами с избирательным депонированием в определенных ор ганах и тканях либо облучение ограниченного объема тела внешними источниками.
Естественно, что такое подразделение неисключает возмож ности возникновения переходных или сочетанных форм, когда при тотальном облучении имеет место неравномерное распре деление дозы, поглощенной отдельными органами или тканя ми [19],
Понимание неравномерности распределения дозы у некото рых пострадавших в аварийных ситуациях позволило внести су щественные коррективы в оценку диагностической и прогности ческой значимости отдельных симптомов при острой лучевой болезни человека в результате общего облучения [4, 19, 43, 44] и дало возможность правильно оценить показания к тера пии [4, 11, 19]. Наоборот, в тех случаях, когда не учитывались в должной мере эти особенности, имела место переоценка тя жести поражения, что могло сказаться на объеме терапевтиче ских мероприятий и анализе их эффективности [10, 45—47].
В ряде Случаев резко неравномерного облучения недоста точно критически оценена эффективность трансплантации кост
ного |
мозга [9—11, 13, 46]. Даже резкое |
(до 300—500 клеток |
в 1 |
мм3) и раннее снижение (7—8 суток) |
числа лейкоцитов в |
этих случаях не свидетельствует о тотальном поражении орга нов кроветворения и заставляет сомневаться в показаниях к трансплантации костного мозга [19]. Сопоставление различных [19, 43] наблюдений позволило более чем скромно оценить успех трансплантаций в наблюдениях [10, 13], а случаи с благоприятным исходом связать, в первую очередь, с опреде ленной сохранностью значительных участков костного мозга, подвергшихся облучению в относительно небольшой дозе. Пра вильным с радиобиологических позиций представляется анализ распределения поглощенной дозы в различных участках костно-
Го козга прй неравномерном облучении [И ]. Такой анализ позволил авторам отказаться от трансплантации при действии на костный мозг дозы в среднем равной 550 рад (при этом авторы предположили, что около 3% стволовых клеток в шей ной области позвоночника получили дозу менее 300 рад и, та
ким |
образом, |
сохранили |
|
свою |
пролиферативную |
||
возможность). |
|
||
Анализ |
клинических |
||
наблюдений больных ост |
|||
рой |
лучевой |
болезнью |
|
[12, 13, 15, 16, 43] показы |
|||
вает, что сроки наступле |
|||
ния |
выраженной цитопе |
||
нии, |
а также |
последую |
|
щего |
восстановления или |
||
стабилизации |
четко свя |
||
заны |
с |
соотношением |
|
\ объемов |
кроветворной |
||
ткани, подвергшихся об |
|||
лучению |
в |
различной |
|
Рис. 5. Изменение |
числа |
лейкоцитов |
больных |
Г. (а) |
|
||
|
|
|
и К (б). |
|
|
|
|
дозе {19]. Так у больной Г. |
(рис. 5, а) |
максимальная доза |
|||||
приходилась |
на ограниченные |
участки костного |
мозга |
грудины |
|||
и ребер, а у второй пациентки |
К. (рис. 5,б) — на значительный |
||||||
объем (примерно на 1/2 тела). |
У первой из них сроки развития |
||||||
лейкопении |
и |
нейтропении соответствовали средней |
тяжести |
||||
поражения. |
У |
второй |
пациентки наблюдалось раннее |
резкое |
|||
снижение числа лейкоцитов и эритроцитов и быстрое опустоше ние костного мозга грудины в зоне значительного (хотя и не максимального) облучения. Однако в дальнейшем (после седь-
Н
мого дня) число лейкоцитов не снижалось. Содержание нейтрофилов в течение 16 дней удерживалось хотя и на низком, но достаточном для жизнедеятельности организма уровне за счет поступления в кровь зрелых клеток из менее поврежден ных участков костного мозга (расположенных в более удален ной от источника половине тела). Раннее (на 13-й день) появ ление признаков восстановления кроветворения в грудине обос новывает предположение об относительной сохранности крове творения в других наименее поврежденных участках и воз можном расселении жизнеспособных кроветворных клеток, что подтвердилось последующими сравнительными исследованиями трепаната и пунктата обеих подвздошных костей.
Основными факторами, определяющими прогноз при зна чительной неравномерности облучения, становятся, таким об разом: а) объем, функциональная значимость и достижение порогового значения повреждающей дозы для участка тела или органа, получившего наибольшую дозу облучения, т. е. критиче ского в данных условиях; б) поглощенная доза и объем крове творной ткани в участках, подвергшихся наименьшему облуче нию.
Анализ соотношения указанных факторов позволяет понять основные пато- и танатогенетические механизмы различий в сроках наступления и характере исходов в наблюдениях со сходной локализацией преимущественного облучения в области живота и нижних конечностей [10, 12, 15, 16, 18].
С этих позиций становится понятным и определенное свое образие в- клиническом течении (выраженность интоксикации и гемодинамических нарушений) при общем неравномерном об лучении даже в весьма высокой дозе, когда достигаются поро говые значения для повреждения кишечника или центральной нервной системы, обусловливающие развитие так называемой кишечной или нервной форм лучевого поражения. Например, в наблюдениях [14, 48] общетоксический компонент был вы ражен слабо и явно преобладали, в связи с относительно не большой массой облучаемой ткани и ранними сроками наступ ления летального исхода, неврологические симптомы, признаки регионарных нарушений внутримозговой гемодинамики и дея тельности сердца. В тех же случаях, когда облучение было более равномерным или распространявшимся, в частности, на большие массы мышечной ткани [9, 49], преобладали явления общего токсикоза и распространенные гемодинамические рас стройства при относительно раннем вовлечении нервной систе мы в реакцию на обширную афферентацию. Сроки наступления летальных исходов определялись либо достижением пороговых значений дозы для развития кишечной или нервной формы, ли бо субтотальным лучевым поражением кроветворения, либо объемом части критического органа, подвергавшегося облуче нию.
1S