Таким образом, при рассмотрении мутагенного действия ИИ необходимо отличать радиационно-генетические эффекты, возникающие в соматических клетках, от таковых в половых. Поражение генома соматических клеток приводит к возникновению лейкозов, рака и преждевременному старению, т.е. затрагивает только облученный организм, а следующим поколениям не передаётся. Радиационные эффекты в зародышевых клетках ведут к образованию генетически ненормальных гамет, вследствие чего может произойти гибель зиготы или эмбриона на разных стадиях развития, рождение особей с наследственными аномалиями или особей, несущих в гетерозиготном состоянии новые, часто неблагоприятные для организма гены. Таким образом, мутагенный эффект, вызываемый облучением в половых клетках, передается из поколения в поколение.

Отдаленные последствия облучения феноменологически близки к таковым при старении. Злокачественные опухоли, катаракты, склероз сосудов, поседение и др. при облучении наступают в более раннем возрасте, продолжительность жизни сокращается, возникает ускоренное радиационное старение (но оно не тождественно нормальному процессу старения). При дозах, вызывающих гибель 50% и более клеток, у потомства большинства выживших клеток изменен генотип, они генетически нестабильны. Это отрицательно сказывается на функциональной активности и жизнеспособности целостного организма. Неполноценность пострадиационного восстановления организма облученных животных усугубляет неблагоприятное влияние внешних факторов, приводит к быстрому изнашиванию организма, возрастанию подверженности заболеваниям, сокращению продолжительности жизни.

Согласно структурно-метаболической теории, лучевое старение так же как и естественное старение - результат необратимых изменений во многих системах организма, многофакторное явление. Одной из существенных причин как естественного, так и лучевого старения организма является накопление «ошибок) в строении генома, как его суперспирализации, так и в первичной структуре ДНК. Облучение организма резко увеличивает количество клеток с нерепарабельными повреждениями ДНК и, тем самым, «переводит часы старения вперед». На основании многих исследований можно сделать вывод, что сокращение сроков жизни как одно из характерных отдаленных последствий облучения, является интеграционным показателем взаимодействия радиационного изменения ряда структур и метаболических процессов в облученном организме с нормально протекающими процессами старения (табл. 7).

Описанные изменения не являются специфическими для лучевого поражения организма, они лишь следствие пониженной резистентности, в результате чего увеличивается частота возникновения заболеваний человека. Уменьшение продолжительности жизни, вызываемое облучением обусловлено ускорением наступления смерти от всех причин вообще.

Таким образом, можно говорить о следующих механизмах формирования отдаленных последствий облучения:

- Накопление повреждений в генетическом аппарате соматических и половых клеток;

- Эпигеномные нарушения;

- Нарушения нейро-эндокринной регуляции, определяющие снижение адаптационных возможностей организма.

Непрерывное расширение применения ионизирующих излучений в различных областях науки и техники, сельского хозяйства и медицины неизбежно приводит к облучению значительных групп людей. Такое облучение происходит преимущественно в малых дозах.

Таблица 7. Причины уменьшения средней продолжительности жизни после облучения (по Ю.И. Москалеву, 1991)

Авария на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) выдвинула на первый план проблему действия на организм малых доз ИИ. Под малыми дозами понимают дозы, не угрожающие непосредственно жизни и даже не угрожающие непосредственно болезнью; это дозы однократного радиационного воздействия, не превышающие 0,5 Гр (500 Рад). Острое облучение в диапазоне от 0,1 - 0,7 Гр может сопровождаться возникновением временной «лучевой реакции», которая проявляется в состоянии дискомфорта, общей слабости, вегетативной лабильности, незначительных колебаний числа лейкоцитов, кратковременной тромбоцитопении.

В отношении влияния на организм малых доз существуют противоречивые мнения. Ряд исследователей отрицает существенно вредное влияние малых доз ионизирующей радиации. Так, А.М. Кузин (1985) считает, что повреждения важных молекул и субклеточных структур, вызванные малыми дозами, могут быть полностью компенсированы благодаря функционированию специальных репаративных систем клетки. Открыты мощные ферментные комплексы, обеспечивающие восстановление разрывов в молекулах ДНК. По мнению ученого, при малых дозах ИИ эти системы могут успешно справляться с пострадиационными дефектами генома клетки.

Однако, доказано, что малые дозы радиации, не оказывающие заметного физиологического влияния на организм, повышают частоту генетических нарушений (мутаций) в облученных клетках. Такое ускорение мутационного темпа крайне нежелательно для животных, и особенно, для человека, т. к. большинство мутаций отрицательно влияет на их жизнеспособность.

Наблюдения над большим контингентом облученных в малых дозах в результате взрывов атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки в 1945 г., взрыва водородной бомбы на Маршалловых островах в 1954 г. и др. показали, что облучение в малых дозах не проходит бесследно, а популяции в целом угрожает развитие определенных групп болезней.

У облученных в Японии уже через 3 года выявлен рост частоты лейкозов, который достиг максимума через 6-7 лет. Это касалось, главным образом, лиц, облученных в возрасте моложе 15 лет. У лиц, облученных в возрасте 30-40 лет и старше рост частоты лейкозов наблюдался через 15-25 лет, сохраняясь до 1960-71 гг. Выявлена закономерность: чем в более молодом возрасте облучается человек, тем короче латентный период до возможного развития лейкоза или другой опухоли. С повышением дозы облучения частота лейкозов нарастает. Спустя 20 лет обнаружился и рост частоты миеломной болезни, возрастала частота опухолей желудка, легких, молочной железы, щитовидной железы. Повышение частоты рака щитовидной железы отмечено через 12-23 года. Анализ крови и костного мозга японцев, получивших малые дозы от взрыва атомной бомбы, проведенный через 11 лет после него, показал некоторые количественные и функциональные отклонения от нормы, в частности, снижение числа лейкоцитов, снижение подвижности и фагоцитарной активности нейтрофилов, снижение активности пероксидазы нейтрофилов, числа тромбоцитов; в костном мозге - от тенденции к гипоплазии до тенденции к гиперплазии. Кариологический анализ лимфоцитов крови и миелоидных клеток в костном мозге, проведенный спустя 13-28 лет у облученных японских рыбаков переживших ядерный взрыв обнаружил стабильные абберации (транслокации, инверсии хромосом), обнаруживаемые в клетках костного мозга и крови, которые повышаются с годами.

После аварии на ЧАЭС в связи с радиоактивным загрязнением больших территорий в Белоруссии резко возросли заболевания щитовидной железы: её гиперплазия, узловой зоб, рак, тиреоидит. Причина: повреждение щитовидной железы в результате её облучения радиоактивным йодом-131, составляющим значительную часть радиоактивных выбросов и избирательно накапливающемся в щитовидной железе. Медико-биологическими исследованиями показано нарушение метаболических процессов и функций ряда важнейших систем организма (иммунной, эндокринной, сердечно-сосудистой и др.), ухудшение состояния здоровья населения, как эвакуированного, так и проживающего на загрязненных территориях, увеличение соматической заболеваемости, в т.ч. рост (особенно в последние годы) онкологических болезней, гемобластозов. Ухудшаются демографические показатели: снижается рождаемость и увеличивается смертность. Особое беспокойство вызывают отдельные последствия аварии в виде «генетического груза». У жителей республики значительно возрос уровень мутаций, хромосомных аббераций, увеличилось количество рождения детей с врожденными и наследственными пороками развития.

По оценкам Научного комитета по действию атомной радиации при ООН (НКДАР) от всех взрывов, осуществленных до 1981 г. критические органы человека получат к 2000 г. в среднем дозу порядка 350 мрад (3,5 м3в), что примерно в 2-3 раза больше годовой дозы естественного радиационного фона. Во многих местах земного шара это значение может быть в 5-10 раз выше (доклад НКДАР ООН, 1982).

6. Принципы коррекции нарушений функций органов и систем при лучевом поражении и повышении радиорезистентности организма

С целью коррекции нарушений функций органов и систем при поражении ИИ используются мероприятия, направленные на:

- восстановление кроветворения (трансплантация костного мозга);

- борьбу с инфекцией, интоксикацией, геморрагическими явлениями;

- восстановление функций нервной, эндокринной, пищеварительной, сердечнососудистой и др. систем;

- стимуляцию клеточных восстановительных процессов;

- снижение интенсивности окислительных процессов;

- уменьшение интенсивности перекисного окисления липидов;

- улучшение тканевого дыхания;

- стабилизацию клеточных мембран;

- гашение цепных радиационно-химических реакций;

- ликвидацию иммунодефицита (препараты тимуса и др. иммуномодуляторы);

- стимуляцию репарации поврежденного хромосомного аппарата (введение ДНК и др.).

Повышение радиорезистентности может быть достигнуто в определенной степени с помощью всех средств, повышающих неспецифическую резистентность организма, способствующих активизации его защитных сил (антиоксиданты, витамины, общеукрепляющие средства, оптимальная двигательная активность, рациональное питание и т.д.). В пред- и пострадиационный период - использование различного рода радиопротекторов.

Факторами, усиливающими действие радиации являются общее снижение неспецифической резистентности, стрессы, шум, пестициды, гербициды и др., а также радиофобия и радиоэйфория.

Дозовые характеристики ионизирующих излучений.

Таблица 8. Основные физические величины, используемые в радиационной биологии, и их единицы

- Активность нуклида в радиоактивном источнике - количество распадов в секунду.

- Экспозиционная доза излучения - величина ионизации, создаваемой рентген- или -излучения.

- Мощность экспозиционной дозы - доза за определённый промежуток времени.

- Поглощённая доза излучения - кол-во энергии ИИ, поглощённой единицей массы вещества (тканями организма).

- Мощность поглощённой дозы - распределение поглощённой дозы во времени (интенсивность облучения).

- Интегральная доза излучения - энергия, суммарно поглощённая во всём объёме объекта (при локальном облучении).

- Эквивалентная доза излучения - основная дозиметрическая величина, используемая для оценки ущерба здоровью человека при действии ИИ (поглощённая доза, умноженная на коэффициент качества, отражающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма).

Список использованных источников

1. Минаев П.Ф. Влияние ионизирующих излучений на центральную нервную систему. - М.: Наука, 1962.

2. Зайко Н.Н., Быць Ю.В. патологическая физиология. - Киев «Логос», 1996. - 647 с.

3. Комаров В.П., Петин В.Г. Скворцов В.Г. Комбинированное действие УФ-света и ?-частиц на дрожжевые клетки различных генотипов // Генетика. - 1981. - Т. 17, №5. - С. 814-821.

4. Артамонова В.Г., Ракитин И.А., Самородова Л.М. К вопросу комбинированного воздействия микроволн и мягкого рентгеновского излучения на функциональное состояние нейроэндокринной системы // Гигиеническая оценка факторов радиационной и нерадиационной природы и их комбинаций / Под ред. А.Н. Либермана. - Л.: Минздрав РСФСР, 1976. - С. 31-33.

5. Литвицкий П.Ф. Патофизиология. Курс лекций. - М.: Медицина. - 1995. - 745 с.

6. Божок О.В. Повреждение внешней мембраны эритроцитов при раздельном и сочетанном действии малых доз внешнего и внутреннего облучения, стресса и их коррекция // 3-ий съезд по радиационным исследованиям: Тез. докл. - Москва, Пущино, 1997. - Т. I. - С. 348-349.

7. Иваницкая Н.Ф. Оценка сочетанного действия ионизирующего излучения и ртути на репродуктивную функцию животных // Гигиена и санитария. - 1991. - №12. - С. 48-51.

8. Коноплянников А.Г., Деденков А.Н., Курпешев О.К. и др. Локальная гипертермия в лучевой терапии злокачественных новообразований. - М.: ВНИИМИ, 1983.

Размещено на Allbest.ru