Лекции по РБ. Лекция 1 основные представления о радиоактивности строение атома
 Скачать 0.82 Mb.
|
|
8.5. Генетические поареждения Изучение генетических последствий облучения связано с большими трудностями. Очень мало известно о том, какие повреждения возникают в генетическом аппарате человека при облучении. Кроме того, полное выявление всех наследственных дефектов происходит лишь на протяжении многих поколений. И, наконец, эти дефекты невезможно отличить от тех, которые возникли совсем по другим причинам. Генетические повреждения – это передаваемые по наследству повреждения генетического кода в половых клетках. Известно, что элементарной единицей наследственности является ген, который имеет строго определённую структуру и функцию. Все гены клетки организма создают общий генотип индивидуума и этим обеспечивают жизнедеятельность организма как целого. По химической характеристике ген представляет собой участок молекулы ДНК. Порядок сочетания в гене азотистых оснований – аденина, тимина, цитозина и гуанина – определяет его специфичность и код. При помощи кода ген передаёт строго определённую информацию для развития той или иной функции или структуры клетки и организма в целом. Гены заложены в структуре хромосом. В каждой клетке человеческого организма содержится 23 пары хромосом, 22 из которых общие, а последняя определяет мужской (ХУ) или женский (ХХ) пол человека. В процессе оплодотворения половые клетки сливаются в одну, ядро которой уже имеет два набора хромосом. При последующим делении каждая хромосома образует свою точную копию. Поэтому дочерние клетки будут иметь совершенно одинаковое количество и структуру хромосом и генов, т.е. дочерние клетки будут копиями материнских, и это может повториться в громадном числе поколений. Под действием радиации молекулярная структура хромосомы или гена может изменяться. В результате образуется ген с новыми признаками, он уже не будет являться абсолютным подобием старому, т.е. произойдёт мутация. Мутацией называют изменения в гене или хромосоме. Перед последующим делением клетки измененная хромосома воспроизводит копию самой себя, т.е. происшедшие в ней изменения передаются хромосомам последующих поколений клетки. Таким путём наследуется мутированный ген; он приобретает постоянный характер. Организм, в котором проявляются признаки мутированного гена, принято называть мутантом. Если же мутация произошла в половой клетке, то развивающийся организм будет иметь новые наследственные признаки. Различают генные, хромосомные и геномные мутации. Генные мутации – это мутации, возникающие в результате изменения лишь одного гена (их называют ещё точковыми). Хромосомные мутации – это изменения в структуре хромосом. Все виды хромосомных мутаций, связанных с нарушением структуры хромосом, называют хромосомными аберрациями (отклонениями). Геномные мутации, или мутации кариотипа, это мутации, связанные с изменением числа хромосом. В результате мутаций могут появляться доминантные (господствующие) и рецессивные (подавленные) гены. Если ген доминантный, то соответствующий признак, носителем которого он является, будет проявляться у потомства первого поколения независимо от того, присутствует данный ген у половой клетки одного или обоих родителей. Если ген рецессивный, то соответствующий признак, несущийся этим геном, передаваясь из поколения в поколение, может проявиться первый раз только у правнуков и то в том случае, когда он имеется в половых клетках и отца и матери. Появление мутаций в соматических клетках ведёт к возникновению соматических эффектов радиации. Одно из проявлений соматических мутаций – злокачественный рост клеток. Мутации соматических клеток по наследству не передаются. Мутации в соматических клетках под действием радиации приводят к нарушениям иммуногенеза. В лимфоидной ткани после облучения могут появляться клетки с хромосомными аберрациями, т.е. они уже являются мутантами и могут вырабатывать антитела против нормальных антигенов хозяина. Генетические последствия облучения могут наблюдаться при любой дозе. Не установлен дозовый порог, ниже которого излучение не вызывает мутаций. Мутации приводят к наследственным заболеваниям. Около 10% новорожденных имеют те или иные наследственные нарушения. Многие из эмбрионов и плодов с тяжелыми наследственными нарушениями не доживают до рождения; согласно имеющимся данным, около половины всех случаев спонтанного аборта (самопроизвольного выкидыша) связаны с аномалиями в генетическом аппарате. Но даже если дети с наследственными дефектами рождаются живыми, вероятность для них дожить до года в пять раз меньше, чем для нормальных детей. Среди аутосомных доминантных генных мутаций известны: аниридия, нейрофиброматоз, мышечная дистрофия, поликистоз почек и др. Среди аутосомных рецессивных генных мутаций наиболее часто встречаются микроцефалия, гидроцефалия, идиотия, ихтиоз, миопатия, гемофилия. Мутации могут привести к различным порокам развития и уродствам: гетерохромии (разной окраски радужной оболочки глаз), порокам сердца, дальтонизму, многопалости, «заячьей губе», «волчьей пасти». Мутации могут быть причиной задержки физического и умственного развития. Некоторые относят болезнь Дауна к заболеваниям, вызванным радиацией. Риск генетических повреждений в первых двух поколениях (уродства, умственная неполноценность) составляет 40% от риска рака (рак со смертельным исходом составляет 4,5-7,1% на каждый Зв дозы). При оценке риска появления наследственных дефектов у человека используют два подхода. При одном подходе пытаются определить непосредственный эффект данной дозы облучения, при другом определяют дозу, при которой удваивается частота появления потомков с той или иной разновидностью наследственных дефектов по сравнению с нормальными радиационными условиями. Так. доза в 1Гр, полученная при низком уровне радиации особями мужского пола, индуцирует появление от 1000 до 2000 мутаций и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллион живых новорожденных. Согласно оценкам, полученным вторым методом, хроническое облучение при мощности дозы в 1Гр привелет к появлению около 2000 серьезных случаев генетических заболеваний на каждый миллион новорожденных среди детей тех, кто подвергся такому облучению. Лекция № 9 ОСТРАЯ И ХРОНИЧЕСКАЯ ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ 9.1. Острая лучевая болезнь Острая лучевая болезнь (ОЛБ) – это общее нарушение жизнедеятельности организма, характеризующееся глубокими функциональными и морфологическими изменениями всех его систем и органов в результате поражающего действия различными видами ионизирующих излучений при превышении допустимой дозы (или – комплексная реакция организма на воздействие больших доз ионизирующих излучений). ОЛБ – это общее заболевание (поражение), для которого характерны стадийность и разнообразие признаков. Развёрнутый симптомокомплекс ОЛБ человека возникает при облучении его в дозах, превышающих 1 Гр. Как уже отмечалось, тяжесть заболевания зависит от дозы облучения, её мощности, вида излучения и особенностей организма. При дозах менее 1 Гр отмечаются временные реакции со стороны отдельных систем организма, которые выражаются в разной степени, или же клинические проявления вообще отсутствуют. Лучевая болезнь может возникать как при наружном (внешнем), так и при внутреннем облучении (при поступлении радионуклидов внутрь организма с воздухом, пищей, водой или через поврежденную кожу). Формы ОЛБ. В зависимости от тяжести клинических проявлений (а это значит в зависимости от величины поглощенной дозы излучения) различаются следующие формы ОЛБ: костно-мозговая, переходная, кишечная, токсическая, мозговая. Костно-мозговая форма ОЛБ возникает при облучении дозами в 1-6 Зв. Ведущую роль в клинической картине играет поражение кроветворной функции костного мозга. Эта форма по тяжести течения подразделяется на степени: -1 степень (лёгкая) возникает при дозе в 1-3 Зв (100-200 Р); - II степень (средняя) – 2-4 Зв (200-400 Р); - III степень (тяжёлая) – 4-6 Зв (400-600 Р). Переходная форма ОЛБ возникает при дозе облучения в 6-10 Зв. Для нее характерны поражения кроветворной системы и кишечника. Её оценивают по тяжести течения как 1V степень (крайне тяжёлую). Кишечная форма ОЛБ развивается при облучении в дозе 10-20 Зв (1000-2000 Р). Преобладает поражение тонкого кишечника. Наблюдается денатурация слизистой оболочки тонкого кишечника, потеря жидкости, белков, солей. Картина осложняется микробной инвазией. Желудок, толстый кишечник, прямая кишка подвергается таким же изменениям, но в меньшей степени. Как правило, исход смертельный (через 8-16 суток). Токсическая (токсемическая) форма ОЛБ развивается при облучении дозой в 20-30 Зв. При этом наблюдается тяжелая интоксикация, почечная недостаточность (азотемия, олигурия), нарушение сердечной деятельности, падение артериального давления. Смерть наступает в первые 5-7 суток при явлениях отёка мозга. Церебральная (нервная) форма ОЛБ наблюдается при дозе свыше 80 Зв. В результате прямого повреждающего действия облучения на ЦНС (повреждение нервных клеток и сосудов мозга), наблюдается отёк мозга, нарушение функций жизненно важных центров (дыхания и кровообращения), развивается коллапс, судороги. Смерть наступает на 1-2 сутки после облучения. 9.2.Клиническая характеристика периодов костномозговой формы ОЛБ При костномозговой форме болезни на первый план выступает нарушение кроветворной функции красного костного мозга, лимфатических узлов и селезёнки. Повреждаются стволовые клетки красного костного мозга. Так как клетки крови не делятся, характеризуются специализированными функциями и быстро изнашиваются, прекращение их постоянной замены новыми является смертельным для организма. Организм лишается возможности обновлять зрелые клетки крови (так как в результате действия излучения прекращается клеточное деление стволовых клеток, молодые, неспециализированные и делящиеся клетки гибнут). Время жизни зрелых клеток (лейкоцитов, тромбоцитов, эритроцитов) и продолжительность процесса конечного созревания существенно не изменяется, их количество начинает поэтому уменьшаться позднее, когда естественная убыль перестаёт восполняться вследствие гибели молодых клеток. В картине периферийной крови сначала уменьшаются короткоживущие формы клеток (лейкоциты, тромбоциты), а количество долгоживущих клеток (эритроцитов – до 120 суток) снижается лишь с третьей недели после облучения. Снижается общее количество крови. Сокращение эритроцитов, а соответственно, и понижение гемоглобина в крови приводит к развитию анемии (малокровия). Уменьшение числа тромбоцитов, участвующих в процессе свёртываемости крови, приводит к кровотечениям, что усиливает анемию. Уменьшение числа лейкоцитов приводит к снижению сопротивляемости организма различным инфекциям. Костно-мозговая форма ОЛБ имеет явно выраженную клиническую картину, которая состоит из ряда симптомов, развивающихся последовательно и характеризующихся определённой периодичностью течения. Различают следующие четыре периода ОЛБ: 1. Период первичной общей реакции на облучение (начальный). Начинается в ближайшие часы после облучения. Длится от нескольких часов (при лёгкой степени) до нескольких суток. Происходят нарушения нервно-рефлекторной регуляции со стороны ЦНС и появляются симптомы прямого повреждающего действия излучения на лимфоидную ткань и костный мозг. Характерными клиническими симптомами являются: тошнота, рвота, головная боль, головокружение, потеря аппетита, слабость, сонливость, шаткая неуверенная походка, повышение температуры, покраснение лица, потливость. Со стороны сердечно-сосудистой системы: тахикардия, аритмия, лабильность артериального давления (АД) с тенденцией к снижению (вплоть до коллапса). В тяжёлых случаях – понос, что является признаком повреждающего лучевого действия на эпителий кишечника. Со стороны почек – полиурия, белок и глюкоза в моче. В крови – лимфопения. 2. Скрытый период, или период мнимого благополучия. Длится от 10-15 дней (при тяжёлой форме) до 4-5 недель. При больших дозах может отсутствовать. Симптомы первичной реакции, обусловленные нервно-регуляторными нарушениями, ослабевают и даже исчезают. Может оставаться лабильность пульса и АД, утомляемость, потливость. В это же время нарушении в организме нарастают: опустошается костный мозг, повреждается эпителий кишечника, подавляется сперматогенез, развиваются поражения кожи (отёчность, краснота, иногда пузыри), начинается выпадение волос. Прогрессирует лимфопения. Развивается тромбоцитопения. 3. Период разгара болезни, или выраженных клинических проявлений. Продолжительность от одной (при лёгкой степени) до 2-3 недель. Ухудшается самочувствие, повышается температура, появляются головные боли, головокружение, бессонница, развивается резкая слабость. Растройство функции кишечника - рвота, исчезает аппетит, развивается понос с кровянистыми выделениями, масса тела снижается на 25-30%. Нарушается проницаемость сосудов и свёртываемость крови, что сопровождается кровотечениями и кровоизлияниями в кожу, слизистые оболочки, в жизненно-важные органы. Продолжается выпадение волос, наступает облысение. Количество лимфоцитов и тромбоцитов в крови снижается (до их полного исчезновения из русла крови), уменьшается количество лейкоцитов. Глубокое поражение кроветворной и иммунной систем приводит к развитию инфекционных осложнений (некротические пневмонии), могущих привести к гибели организма. 4. Период восстановления. При благоприятном исходе начинается на 2-5 месяце после облучения и длится от 3-6 месяцев (при лёгкой степени) до 1-3 лет. Самочувствие улучшается, падает температура. Отступают нарушения нервно-регуляторного порядка, уменьшаются головные боли, улучшается сон. Восстанавливается функция ЖКТ, прекращается рвота и понос, заживают изъязвленные участки слизистых, исчезают геморрагические признаки, медленно восстанавливаются функции кроветворения. На местах облысения через 2-6 месяцев после облучения начинается рост волос. Может сохраниться на длительное время нейроциркуляторная дистония гипотонического типа, нервная истощаемость, эндокринные расстройства, недостаточность функции кроветворения. 9.3. Хроническая лучевая болезнь Хроническая лучевая болезнь (ХЛБ) – самостоятельная нозологическая (нозология – учение о болезнях) форма лучевого поражения, развивающаяся в результате продолжительного облучения организма малыми дозами в 1-5 мЗв в сутки (0,1-0,5 бэр в сутки) после достижения суммарной дозы в 0,7-1 Зв (70-100 бэр). Облучение может быть общим либо местным, внешним или внутренним. ХЛБ, как и ОЛБ, характеризуется фазностью течения, особенностями проявления, связанными с неравномерностью облучения, и также имеет отдалённые последствия. Она может возникать у лиц, постоянно контактирующих с источниками ионизирующих излучений (промышленные и медицинские гамма- и рентгеновские установки, ускорители частиц и ядерные реакторы), а также при длительном пребывании в зоне выпадения радиоактивных осадков ядерного взрыва. ХЛБ при внешнем облучении представляет собой сложный клинический синдром (совокупность симптомов) с вовлечением большинства органов и систем, характеризующийся периодичностью течения. Для заболевания характерно постепенное развитие и продолжительный период нарастания нарушений функций организма. Обычно ХЛБ развивается через 2-3 года от начала лучевого действия. Механизм развития ХЛБ приблизительно такой же, как и при ОЛБ: поражается весь организм, но прежде всего, наблюдается угнетение кроветворения. Своеобразие ХЛБ состоит в том, что в активно пролиферирующих тканях (пролиферация – разрастание ткани организма путём размножения клеток) благодаря интенсивным процессам клеточного обновления, длительное время сохраняется возможность морфологического восстановления тканевой организации. В то же время такие стабильные системы, как нервная, сердечно-сосудистая и эндокринная, отвечают на хроническое лучевое воздействие сложным комплексом функциональных реакций и крайне медленным нарастанием дистрофических изменений. Выделяют 2 клинических варианта хронической лучевой болезни, обусловленных: а) равномерным общим облучением; 6) преимущественным облучением определенных органов и сегментов тела или избирательным воздействием. Однако в любом случае это патологический процесс всего организма. Первый вариант ХЛБ – основной и наиболее характерный, возникает при длительном общем внешним и внутреннем относительно равномерном облучении. Этот вариант характеризуется наиболее многообразной симптоматикой, свидетельствующей о вовлечении в патологический процесс большинства органов и систем. Второй вариант ХЛБ включает заболевания, возникающие в результате преимущественно местного облучения различных органов и тканей. Эта форма наблюдается при рентгено- или гамматерапии, а также при инкорпорации радиоактивных веществ, обладающих преимущественно ограниченным распределением в организме. В этом случае симптоматика заболевания бывает более ограниченной и определяется в основном поражением органа или ткани, получивших основную лучевую нагрузку. Характерными чертами хронической лучевой болезни являются:
В течение хронической лучевой болезни можно выделить:
В тканях и органах, имеющих богатый резерв молодых клеток и интенсивно обновляющих свой клеточный состав в физиологических условиях (эпителий кожи, кишечника, кроветворная ткань и др.), уже при относительно небольших суммарных дозах возникают ранние повреждения некоторой доли незрелых клеточных элементов и изменяется интенсивность митотического деления, что позволяет длительно поддерживать процессы морфологического восстановления. В отличие от названных тканей системы, не содержащие молодых клеточных элементов или весьма ограниченно регенерирующие в физиологических условиях (нервная, сердечно-сосудистая, эндокринная) на хроническое лучевое воздействие, отвечают преимущественно сложным комплексом функциональных сдвигов, длительно маскирующих медленное нарастание дистрофических и дегенеративных изменений в их структуре. Истинные репаративные процессы в этих органах существенно ослаблены или почти не возможны, а восстановление необходимого объема деятельности происходит за счет компенсаторного усиления и перестройки функционирования относительно сохраненных структур. Таким образом, сочетание признаков повреждения с комплексом репаративных, защитно-приспособительных механизмов и общих рефлекторно-гумораль-ных сдвигов формирует сложную клиническую картину хронической лучевой болезни. В ранние сроки основным клиническим синдромом при сравнительно малых дозах облучения являются многообразные нарушения (отклонения), которые наиболее соответствуют синдрому вегетативно-сосудистой дисфункции или нейроциркулярной дистонии. Позднее возникают признаки отчетливой функциональной недостаточности, а затем и структурного поражения органов и систем. Отмечаются нарушения функции желудочно-кишечного тракта (преимущественно угнетение секреции и моторики), снижение функции эндокринных желез, изменение кожи и ее придатков. Наиболее типичными для выявляемой хронической лучевой болезни, обусловленной общим облучением организма, являются регионарные нарушения периферического кровообращения в конечностях, коже, реже в головном мозге, что фиксируется специальными методами исследования. Жалобы на боли в костях, чаще ног (остеалгия), могут быть основными в субъективной картине хронического лучевого заболевания. При исследованиях находят локально пониженное артериальное давление (АД) с явлениями умеренного венозного застоя, гипотонию вен, вовлеченный в реакцию вторично измененный регуляторный (нервный) аппарат. Нервная система, обладающая сложной структурной и тонкими механизмами для выполнения своих регуляторных функций, отвечает на облучение комплексом сдвигов, свидетельствующих об ее рефлекторном раздражении. Признаки морфологического повреждения определяют только при воздействии весьма высоких доз радиации. По мере возрастания суммарных доз ионизирующих излучений, а также интенсивности облучения выявляют 3 последовательно развивающихся неврологических синдрома хронической лучевой:
В желудочно-кишечном тракте при хронической лучевой болезни постепенно нарастает подавление секретной функции, угнетение ферментативной активности пищеварительных соков и изменение моторики желудка и кишечника. Сравнительно поздно появляются клинические и рентгенологические симптомы гипо- и анацидного гастрита. Отклонения от нормы в картине периферической крови, а позже и в состоянии кроветворных органов рассматриваются как главные критерии при оценке поражающего действия ионизирующих излучений, длительно влияющих на организм человека. Определено, что во время длительного интенсивного накопления основной доли суммарной лучевой нагрузки в кроветворных органах облученных преобладают деструктивно-некротические процессы над репаративными. Возникает и прогрессирует цитопения, проявляется неполноценность системы крови. Астенический синдром характеризуется вялостью, потерей аппетита, быстрой утомляемостью, бессонницей, снижением трудоспособности. Отмечается нарушение гемопоэза (умеренно выраженные лейкопения, тромбоцитопения, анемия). Наблюдается периодически обостряющийся геморрагический синдром, упадок питания и т.д. Восстановительный период начинается после прекращения облучения. Продолжительность зависит от тяжести поражения, характера лечебных мероприятий и длится от нескольких недель до нескольких лет.В этот период наблюдаютсяпостепенное стихание патологического процесса, медленное последовательное исчезновение наблюдавшихся симптомов заболевания, нормализация функции различных внутренних органов, повреждающихся в период формирования ХЛБ. Сроки развития ХЛБ, степень её тяжести зависят от скорости накопления дозы излучения и индивидуальных особенностей организма; чем быстрее происходит накопление дозы и менее устойчив к воздействию излучения организм, тем быстрее появляется заболевание и тем тяжелее оно протекает. Строго разграничить заболевание по степени тяжести трудно, однако условно в зависимости от выраженности клинических проявлений выделяют ХЛБ лёгкой (1), средней (П), тяжёлой (Ш) и крайне тяжёлой (1V) степени, последние три наблюдаются крайне редко. |