2015-05-30
4288
| Стадия | Процессы | Продолжительность |
| Физическая | Поглощение энергии излучения; образование ионизированных и возбужденных атомов и молекул | 10-16 – 10-15 с |
| Физико-химическая | Перераспределение поглощенной энергии внутри молекул и между ними, образование свободных радикалов | 10-14 – 10-11 с |
| Химическая | Реакции между свободными радикалами и между ними и интактными молекулами. Образование широкого спектра молекул с измененными структурой и функциональными свойствами. | 10-6 – 10-3 с |
| Биологическая | Последовательное развитие поражения на всех уровнях биологической организации: от субклеточного до организменного; развитие процессов биологического усиления и репарационных процессов | Секунды - годы |
Процессы, развивающиеся на физической, физико-химической и химической стадиях действия излучений, могут в равной мере осуществляться как в живых, так и в неживых системах.
В живых структурах возникшие повреждения служат лишь основой для развития вторичных радиобиологических процессов, последовательно осуществляющихся на всех уровнях биологической организации, начиная с субклеточного и завершая организменным. Эти процессы и представляют собой содержание биологической стадии в действии излучений.
Повреждение и гибель клеток, нарушение их пролиферации лежат в основе лучевого поражения тканей, органов, организма в целом.
Во всех делящихся клетках сразу после облучения временно прекращается митотическая активность: развивается так называемый " радиационный блок митозов".
Эффект воздействия облучения на живые клетки наиболее часто оценивается по способности вызывать их гибель.
Различают две основные формы гибели клеток: репродуктивную (митотическую, постмитотическую), связанную с процессом клеточного деления, и интерфазную – не зависящую от фаз клеточного цикла, и наблюдаемую как в делящихся, так и в неделящихся клетках.
Отдельно выделяют нелетальные повреждения генома.
Основной ячейкой, в которой разыгрываются процессы, приводящие к лучевому поражению организма, является клетка. В зависимости от глубины и характера первичного повреждения биомолекул, от развития процессов биологического усиления и репарационных процессов, от особенностей метаболизма возможны различные варианты исхода лучевого поражения клетки. Крайними вариантами являются, с одной стороны, гибель клетки по интерфазному или репродуктивному типу, и, с другой стороны, полная репарация возникших повреждений и сохранение жизнеспособности при восстановлении всех свойственных необлученной клетке функций. Возможны и промежуточные варианты, связанные с возникновением долгоживущих повреждений в различных структурах клетки. Они могут проявиться как нарушениями функций клетки, так и передающимися по наследству генетическими нарушениями.
К основным особенностям биологического действия ионизирующего излучения относятся:
Ø отсутствие субъективных ощущений и объективных изменений в момент контакта с излучением;
Ø наличие скрытого периода действия;
Ø несоответствие между тяжестью острой лучевой болезни и ничтожным количеством первично пораженных клеток;
Ø суммирование малых доз;
Ø генетический эффект (действие на потомство);
Ø различная радиочувствительность органов (наиболее чувствительна, хотя и менее радиопоражаема, нервная система, затем органы живота, таза, грудной клетки);
Ø высокая эффективность поглощенной энергии;
Ø тяжесть облучения зависит от времени получения суммарной дозы (однократное облучение в большой дозе вызывает более выраженные последствия, чем получение этой же дозы фракционно);
Ø влияние на развитие лучевого поражения обменных факторов (при снижении обменных процессов, особенно окислительных, перед облучением или во время него уменьшается его биологический эффект).
Детерминированные эффекты. Для детерминированных эффектов существует дозовый порог (таблица 5).
Таблица 5.
Дозовые пороги детерминированных эффектов от внешнего облучения [МКРЗ, Публикация № 60]
| Органы и ткани | Эффект | Порог, Зв |
| Красный костный мозг | Кратковременное угнетение кроветворения | 0,5 |
| Легкие | Лучевой пульмонит, фиброз | |
| Хрусталик глаза | Помутнение Катаракта | 0,5-2 |
| Семенники | Временная олигоспермия | 0.15 - 0.5 |
| Яичники | Постоянная стерильность | 2.5 - 6 |
| Кожа | Легкий ожог Временное выпадение волос Облысение | |
| Эмбрион, плод | Пороки развития Умственная отсталость у родившегося ребенка | 0,1 у живых 0,2 -0,8 |
С увеличением дозы тяжесть болезни быстро нарастает. Так, острое облучение человека:
• в дозе < 0,25 Гр не приводит к заметным изменениям в организме.
• в дозе 0,25-0,5 Гр наблюдаются изменения показателей крови и другие незначительные нарушения,
• в дозе 0,5-1 Гр вызывает более значительные изменения показателей крови (снижение числа лейкоцитов, тромбоцитов), изменение показателей обмена, иммунитета, вегетативные нарушения.
Пороговой дозой, вызывающей ОЛБ, принято считать 1 Гр. ОЛБ I, II и III степени тяжести развивается при облучении в дозе 1-2 Гр, 2-4 Гр и 4-6 Гр соответственно. Радиационные поражения кожи легкой, средней и тяжелой степени тяжести развиваются при местном облучении в дозах 8-10 Гр, 10-20 Гр и более 20 Гр соответственно.
Стохастические эффекты. По современным представлениям однократное острое, пролонгированное, дробное, хроническое облучение в дозе, отличной от нуля, может увеличить риск отдаленных стохастических эффектов - рака и генетических нарушений. Из соображений осторожности и радиационной безопасности концепции беспорогового действия радиация и линейной зависимости доза-эффект придерживаются НКРЗ, НКДАР при ООН, МАГАТЭ и НКРЗ РФ.
Риск и ожидаемое число смертей от опухолей и наследственных дефектов в результате облучения приведен в (таблице 6).
Таблица 6
Риск злокачественных новообразований и наследственных дефектов [МКРЗ, Публикация 26]
| Критический орган | Заболевание | Риск, 10-2 Зв -1 | Число случаев, 10 -4 чел.×Зв |
| Все тело, красный костный мозг | Лейкемии | 0,2 | |
| Щитовидная железа | Рак щитовидной железы | 0,05 | |
| Молочная железа | Рак молочной железы | 0,25 | |
| Скелет | Опухоли костной ткани | 0,05 | |
| Легкие | Опухоли лёгких | 0,2 | |
| Все остальные органы и ткани | Опухоли других органов | 0,5 | |
| Все органы и ткани | Все злокачественные опухоли | 1,25 | |
| Половые органы | Наследственные дефекты | 0,4 | |
| Всего | 1,65 |
Прямых доказательств справедливости такого подхода нет. Не исключается, что и для стохастических эффектов существует порог и выход опухолей в области малых доз имеет не прямолинейную зависимость, а более сложный вид.
Злокачественные новообразования и генетическая наследственная патология неспецифичны и широко распространены. От спонтанного рака в популяции в 1 млн. человек умирает около 250 тыс. человек с тенденцией дальнейшего роста, а генетические нарушения разной степени выраженности встречаются у 6-10 % новорожденных.
Промежуточное положение между соматическими и генетическими повреждениями занимают эмбриотоксические эффекты пороки развития последствия облучения плода. Плод весьма чувствителен к облучению в период органогенеза (на 4-12 неделе беременности у человека). Особенно чувствительным является мозг плода (в этот период происходим формирование коры).
