Лучевые реакции кожных покровов

Кожа является барьером и одним из возможных путей проникнове­ния радионуклидов и других веществ из внешней среды в организм жи­вотных и человека, а также одним из путей экскреции их из организма. Радионуклиды могут попадать в кожу не только при внешнем контакте ее с объектами окружающей среды, но и при иных путях поступления внутрь организма через кровеносную систему. Так, после внутривенного введения в первые минуты опыта в коже крыс депонируются 10-15% щелочноземельных элементов, стронция, бария, радия, 6% цезия, 2% лан­тана и церия.

При локальном воздействии γ-излучения радия поражается кожа паль­цев вблизи ногтей, изменяется форма ногтей. Они становятся ломкими, приобретают ненормальную кривизну. Кожа становится сухой, неэластич­ной, шероховатой, теряет свои нормальные бороздки, нарушается так­тильная чувствительность, появляются трещины, ороговения, бородавки. В дальнейшем возникают безболезненные, длительно незаживающие язвы, часто инфицируемые. На месте изъязвлений может развиться рак кожи.

Радионуклиды могут поступать через кожные покровы как трансэпидермально, так и через придатки (волосяные фолликулы, протоки пото­вых и сальных желез). Радионуклиды, достигшие дермы, всасываются по кровеносным и лимфатическим сосудам. Физико-химическое состоя­ние радионуклидов определяет путь поступления их из дермы: ионодисперсные формы (¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr) всасываются как по кровеносным, так и по лимфатическим капиллярам, коллоидные формы (¹⁴⁴Се) - преимущественно через лимфатические сосуды. Повреждения кожи - травма, кислотные ожоги или раны - могут вести к быстрому транспорту растворимых радионук­лидов в тело. Частички нераствори­мых радионуклидов, депонированные в эпидермис, медленно удаляются в лимфатические узлы.

Кинетику выведения радионуклидов из кожи Д.П. Осанов описал экспоненциальными уравнениями. При этом Т_эф для ³Н рав­ны 1 ч и 5 суток, для ⁸⁹Sr - 14 ч и 75 суток, ¹³⁷Cs - 8 ч и 2 суток, ²³⁸Pu и²⁴¹Am - 13 ч и 5 суток, ⁹⁵Zr и ⁹⁵Nb - 6,5 суток, ¹⁰⁶Ru - 5 суток, ²¹⁰Ро - 8 ч и 13 суток,²⁰³Hg - 6,25 суток.

Независимо от химиче­ских особенностей элементов, обусловленных принадлежностью к той или иной группе периодической системы, при попадании на кожу в виде водных растворов они быстро проникают в кожу и распределяются по всей ее толщине.

Хорошо всасывается через кожу тритий. Оксид трития в виде паров или жидкости быстро проникает через кожу людей и животных и уже через несколько минут может быть обнаружен в крови, выдыхаемом воздухе и моче.

Наблюдения на животных и людях показывают, что ^22,24Na,⁴²K,¹³⁷Cs, нанесенные на кожу в виде водных растворов хлористых солей или в мазевой основе, уже в первые минуты после загрязнения обнару­живаются в крови и моче.

Радионуклиды щелочноземельных элементов и элементов подгруппы цинка также всасываются через кожу в заметных количествах. Проницаемость кожи для щелочноземельных элементов возрастает при сдвиге реакции в кислую сторону, особенно при низких рН (рН = 1), когда происходит нарушение барьерной функции кожи.

Свободный йод и его соединения как в газообразном состоянии, так и в виде водных растворов проникают через неповрежденную кожу че­ловека и животных. У лиц обоего пола всасывание ¹³¹I с поверхности кожи кисти за 48 ч составило в среднем 3,4 ± 2,2%. С дорзальной поверхности всасывается несколько больше (5,3 ± 2,3%), чем с ладонной (2,1 ± 1,8%). У женщин (4 ± 1,8%) уровень всасывания ¹³¹I больше, чем у мужчин (2,9 ± 2,3%). В результате приема радоновой ванны в течение 20 мин внутрь орга­низма через кожный покров проникает до 4% радона, содержащегося в воде ванны.

Критическими участками кожи считаются базальный слой, где локализуются герминативные клетки эпидермиса, сосудистая сеть дермы, а также клетки придатков кожи, находящихся на разной глубине от поверхности.

Различные формы лучевых реакций кожи зависят от поглощенной дозы, мощности дозы, энергии и качества излучения. Кожа свиней, близкая по строению к коже человека, чрезвычайно близка к ней и по реакции на облучение. Ранние эффекты в основном связаны с повреждением эпидермиса, поздние - с повреждением дермы. В эпидермисе наиболее радиочувствительными являются базальные клетки, они же наиболее важны для его функцио­нирования, так как обеспечивают клеточный гомеостаз в норме и вос­становление общей клеточности после повреждений. В поражении дермы существенное значение имеют сосудистые изменения.

Окончательный результат воздействия излучения на кожу зависит от соотношения деструктивных и восстановительных процессов, последние, целиком определяются состоянием его пролиферативного пула - базальных клеток.

Слои эпидермального эпителия наиболее важны в отношении индукции лучевого дерматита. Меланоциты, находящиеся на границе дермы и эпидермиса, относительно радиорезистентны. Низкие и умеренные дозы УФ- или ионизирующего излучения могут увеличивать пигментацию, а высокие разрушать меланоциты и понижать пигментацию кожи. Фолликулярный эпителий волосяных фолликулов также радиочувствителен, как и эпидермальные клетки. Эпителий протоков сальных желез, каналы сальной секреции к открывающимся волосяным фолликулам относительно радиочувствительны, в то время как железистый эпителий относительно радиорезистентен. Миоэпителий и эпителий потовых желез также отно­сительно радиорезистентны.

Изменения капилляров после лучевой терапии лежат в основе позд­них радиационных повреждений кожи (атрофии дермы, лучевых некрозов и др.). Они развиваются у пациентов после лучевой терапии через не­сколько месяцев и лет. В облученных участках наблюдается прогресси­рующая закупорка сосудов, которая нарушает цикруляцию питательных веществ, необходимых для нормального обмена. Вследствие медленного обновления эндотелиальных клеток со­судов лучевые сосудистые повреждения по сравнению со многими другими требуют большего времени для своего проявления. Повреж­даются также клеточные элементы дермы (гибель фибробластов, полипотентных клеток мезенхимы) и ее межклеточное вещество (коллагеновые фибриллы). Сосудистую систему дермы Д.П. Осанов счи­тает второй критической структурой кожи. Поэтому поглощенную дозу в коже наиболее целесообразно определять на глубине залегания базального слоя эпидермиса и на глубине, равной 1500 - 2000 мкм. Доза в этом сечении характеризует уровень облучения глубокой сосудистой сети и волосяных луковиц. Воспалительный ответ кожи на воздействие ионизирующего излучения называется лучевым дерматитом.

Острая летальная доза при однократном облучении структур кожи равна: для сальных желез 12 Гр, для волосяных фолликулов 16 Гр, для эпидермиса 20 Гр и для потовых желез 25 Гр.

Активно растущие волосы (например, на бороде и голове) радиочувствительнее волос других локализаций. Цвет волос и физические харак­теристики, такие, как курчавость, могут изменяться после лучевого воздействия. Временная эпиляция волос может наблюдаться после однократного облучения в дозе 4-5Гр и постоянная - после облучения в дозах выше 7 Гр. Заметная редукция в секреции сальных желез и пото­вых желез обнаруживается после однократной дозы 7 Гр.

Низкоэнергетическое β-излучение обладает значительно меньшим повреждающим действием на кожу, чем β-излучение с высокой энергией. С увеличением энергии β-излучения возрастает облучение волосяных фолликулов и других структур дермы, усиливается общее повреждение кожи.

В литературе описан случай, когда у жителей Маршалловых островов, подвергшихся сильному облуче­нию в результате выпадения радионуклидов после ядерных взрывов на атолле Бикини, наблюдались лучевые β-ожоги кожи. В 15% случаев развились влажная десквамация и поверхностные изъязвления дорзальной поверхности ступни при дозах в несколько десятков грей. Нерегулярная эпиляция наблюдалась через 204 недели после облучения. Волосяной покров восстанавливался через 36 месяцев.

Индукция карцином кожи у людей после воздействия ионизирующего излучения хорошо документирована. Около 2/3 радиогенных опухолей кожи - базально-клеточные карци­номы со средним латентным периодом 21 год после прекращения радио­терапии. Базально-клеточные карциномы обычно не инвазивны, в то время как плоскоклеточные имеют значительно больший риск разви­тия метастазов в региональных лимфатических узлах. Абсолютный риск индукции карцином кожи ионизирующим излуче­нием оценивается между 0,4 и 1 случаем на 10⁶ лиц на 1 сГр в год.

Отмечено увеличение частоты рака кожи, главным образом базально-клеточных карцином лица, у шахтеров урановых рудников при кумулятивной дозе a-излучения на базально-клеточный слой кожи около 1 Гр.

Неравномерное облуче­ние кожи обладает заметно меньшим канцерогенным воздействием, чем равномерное. Обнару­жено заметное уменьшение частоты опухолей с увеличением локальной дозы. Риск развития опухолей кожи от концентрированного облучения "горячей частицы" приблизительно в 3,5 раза ниже по сравнению с рав­номерным облучением кожи.