Размещено на http://allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КАФЕДРА ОБЩЕЙ ГИГИЕНЫ И ЭКОЛОГИИ

Реферат

По дисциплине «Экологическая и радиационная медицина»

Тема «Патогенез лучевой патологии человека»

Подготовила:студентка 2 курса

лечебного факультета Щеголяева Т.А.

Проверила: Ступакова С.В.

Витебск, 2017



ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПОНЯТИЕ О РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

2. ПАТОГЕНЕЗ ЛУЧЕВОЙ ПАТОЛОГИИ

2.1 Понятие лучевой патологии

2.2 Радиотоксины

2.3 Повреждение ДНК

2.4 Повреждение мембран

2.5 Повреждение белков

2.6 Радиопротекторы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА



ВВЕДЕНИЕ

Лучевая болезнь подразделяется на острую (подострую) и хроническую формы в зависимости от временного распределения и абсолютной величины лучевой нагрузки, определяющих динамику развивающихся изменений.

Своеобразие механизма развития острой и хронической лучевой болезни исключает переход одной формы в другую.

Условным рубежом, отграничивающим острые формы от хронических, является накопление в течение короткого срока (от 1 ч до 1-3 дней) общей тканевой дозы, эквивалентной таковой от воздействия 1 Гр внешнего проникающего излучения.

В своем реферате я постараюсь раскрыть тему патогенеза лучевой патологии.



1. ПОНЯТИЕ О РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

Радиочувствительность -- восприимчивость клеток, тканей, органов или организмов к воздействию ионизирующего излучения (для молекул используют термин радиопоражаемость).

Мерой радиочувствительности служит доза излучения, вызывающая определённый уровень гибели облучаемых объектов.

Тканевая радиочувствительность -- понятие относительное.

В радиорезистентных стационарных или слабо пролиферирующих органах и тканях под влиянием облучения возникают (сохраняются, консервируются) скрытые типичные радиационные повреждения, в частности, хромосомные аберрации, которые могут быть выявлены в условиях активации клеточного деления, например, в процессе посттравматической регенерации.

Лучевые поражения, развивающиеся в отдаленные сроки после облучения вследствие отмирания функциональных клеток слабо пролиферирующих тканей, таких как сосуды, кости и нервы, относятся к поздним детерминированным эффектам.

Органная радиочувствительность зависит от радиочувствительности тканей, которые этот орган образуют.

Критерии:

· масса органа уменьшается;

· уменьшение функциональной активности (при острой лучевой болезни-мышечная слабость);

· опустошение органа специфическими клетками (при облучении лёгких 60Гр возникает пневмосклероз на месте опухоли).

Классификация органов по радиочувствительности.

· самые радиочувствительные (лимфоидные органы, красный костный мозг, гонады, тонкий кишечник);

· средняя степень радиочувствительности (кожа, эндокринные железы);

· радиорезистентные (печень, почки, головной мозг).

Радиочувствительность клетки зависит от фазы клеточного цикла.

Правило И. Бергонье и Л. Трибондо гласит: "радиочувствительность ткани прямо пропорциональна пролиферативной активности и обратно пропорциональна степени дифференцировки составляющих ее клеток".

Клетка, находясь в митозе, погибает даже при небольших дозах ионизирующего излучения.

Это митотическая гибель клетки. Если клетка после облучения не имеет видимых повреждений, но перестает делиться сама или дает стерильное потомство, то это состояние называется репродуктивной гибелью клетки. радиация малигнизация радиочувствительность клетка

При действии на клетки больших доз радиации (десятки Гр) возникает интерфазная гибель (немитотическая), клетки разрушаются независимо от стадии клеточного цикла.

Так обычно погибают клетки печени, почек, мышечные и нервные клетки. Исключением из правила Бергонье и Трибондо являются лимфоциты, для которых характерна интерфазная гибель даже при облучении в дозе 0,01 Гр. Это самые радиочувствительные клетки в организме.

При типичной форме лучевой болезни (доза общего облучения 1-10 Гр) они гибнут уже через 2-3 ч после облучения. Их оболочка становится "дырявой", что выявляется при окраске эозином, а распад хроматина начинается уже после "исцеления" ДНК.

Удовлетворительного объяснения такой чувствительности зрелых лимфоцитов к ионизирующему излучению на сегодня нет.

Существует теория программирования клеточной гибели: интерфазная гибель клетки -- это ускорение естественного хода события для клеток, гибель которых в сущности уже запрограммирована и для нее нужен малый стимул.

Разные клетки обладают разной радиочувствительностью. Не погибают некоторые макрофаги, которые в период восстановления очищают организм от погибших клеток.

В лимфатических узлах имеются радиорезистентные тимоциты, которые способствуют восстановлению тимуса, кроветворению в костном мозге после облучения.



2. ПАТОГЕНЕЗ ЛУЧЕВОЙ ПАТОЛОГИИ

2.1 Понятие лучевой патологии

Острая лучевая болезнь (ОЛБ) -- заболевание, возникающее при внешнем, относительно равномерном облучении в дозе более 1 Гр (100 рад) в течение короткого промежутка времени.

Выделяют 6 линий патогенеза ОЛБ:

1. радиационная токсемия -- действие радиотоксинов и продуктов радиолиза воды на организм; лежит в основе клиники начального периода ОЛБ (симптомы интоксикации)

2. цитостатический эффект -- потеря способности стволовых клеток к делению; лежит в основе агранулоцитарного, геморрагического и анемического синдромов;

3. радиационный капиллярит (при облучении более 7 Гр)

4. функциональные расстройства (нарушение нейрогуморальной регуляции ведет к развитию вегетативно-сосудистых кризов)

5. склерозирование (замещение функциональной ткани органов на соединительную)

6. малигнизация (следствие онкомутагенного влияния радиации)

Малигнизамция (лат. malignus -- вредный, гибельный; синоним -- озлокачествление) -- приобретение клетками нормальной или патологически изменённой ткани организма (в том числе доброкачественной опухоли) свойств злокачественной опухоли. В основе малигнизации лежат нарушения процессов дифференцировки и пролиферации клеток. Малигнизация является следствием накопления мутаций и утратой механизма репарации ДНК в клетках.

Признаками малигнизации являются:

· нарушение размножения клеток,

· нарушение дифференцировки клеток,

· изменение морфологии клеток с нарушением их функции,

· ярко выраженный клеточный атипизм,

· прогрессирующий рост опухоли,

· развитие метастазов,

· особый характер взаимодействия между опухолью и организмом.

Хроническая лучевая болезнь (далее ХЛБ) -- развивается в результате длительного непрерывного или фракционированного облучения организма в дозах 0,1--0,5 Гр/сут при суммарной дозе, превышающей 0,7--1 Гр.

Основные стадии патогенеза

1. Физическая: прямое действие радиации на молекулы и атомы вещества, через которые она проходит. Возникают ионизация, возбуждение, разрыв наименее прочных связей.

2. Химическая: образование химических веществ, обладающих огромной биохимической активностью и вступающих во взаимодействие между собой и другими (неповрежденными) молекулами. При радиолизе воды образуются свободные радикалы ОН^- и Н⁺. Они взаимодействуют между собой, с возбужденной молекулой воды, кислородом тканей. При этом образуются перекись водорода (Н₂О₂), радикал гидропероксида (НО₂), супероксида (О^-₂) и атомарный кислород. Эти продукты радиолиза вызывают окисление по любым, даже очень устойчивым связям. Образование свободных радикалов усиливается в присутствии кислорода.

3. Биологическая: непосредственное повреждение тканей организма

2.2 Радиотоксины

Считают, что более значительные повреждения обусловлены косвенным (непрямым) действием свободных радикалов и вторично образующихся веществ, получивших название радиотоксинов.

Представление о радиотоксинах возникло еще в 20-30-е гг. XX ст. Существование их подтверждено экспериментально: клеточное ядро повреждается, если его внедрить в цитоплазму предварительно облученной клетки (дистанционный эффект); облученные питательные среды оказывают мутагенный эффект на помещенные в них микроорганизмы; кровь облученных животных обладает токсическими свойствами (это доказал экспериментально в 50-е гг. П.Д.Горизонтов).

Важно подчеркнуть, что радиотоксины образуются не только в организме подвергшихся облучению животных, но и в облученных растениях и продуктах питания.

Различают несколько классов радиотоксинов:

1. гидроперекиси и пероксиды;

2. полифенолы;

3. семихиноны и хиноны;

4. липидные радиотоксины;

5. белки и полипептиды;

6. биогенные амины и др.

Первичные радиотоксины появляются сразу в момент облучения. Чем выше содержание О₂, тем больше их образуется (кислородный эффект). Радиотоксины хиноидного ряда действуют подобно самой радиации на главные мишени -- ДНК ядер клеток (радиомиметический эффект).

Липидные радиотоксины повреждают главным образом биологические мембраны, в том числе мембраны митохондрий и лизосом. Это влечет за собой "энергетический кризис в клетке", высвобождение лизосомальных ферментов.

Нарушается ферментативное окисление, появляются вторичные радиотоксины (особые белки, пептиды, биогенные амины и др.), которые сами вызывают повреждение биологических структур и усиливают образование первичных радиотоксинов -- образуются порочные круги патогенеза лучевого поражения.



2.3 Повреждение ДНК

Основные биологические эффекты при действии радиации. В 1936 г. впервые было высказано предположение о том, что ионизирующее излучение повреждает ДНК. Это подтвердил Альфред Маршак в своем опыте. Он облучал безъядерные клетки -- эритроциты и клетки, содержащие ядра, и показал, что именно ДНК захватывает значительную долю энергии. Установлено, что ядро клетки в 100 раз чувствительнее к действию радиации, чем цитоплазма. А главная мишень в ядре -- ДНК.

Известны 3 типа повреждения ДНК под влиянием ионизации, свободных радикалов, хиноидных радиотоксинов:

1. однонитевые разрывы;

2. двунитевые разрывы;

3. повреждение оснований.

Кроме того, могут возникать поперечные сшивки обломков ДНК.

Доказано, что однонитевые разрывы возникают при облучении малыми дозами (0,2 Гр), но, что очень важно, эти разрывы быстро и эффективно восстанавливаются путем эксцизионной репарации (по принципу "вырезай-латай").

Образовавшиеся "заплатки" в ДНК можно обнаружить при помощи сверхскоростных центрифуг.

Двунитевые разрывы возникают при действии больших доз радиации. Долгое время считали, что эти поломки неисправимы и являются летальными.

В последние годы получены доказательства того, что и в этом случае репарация возможна: концы обломков ДНК могут сшиваться, но при этом возможны генетические повреждения. Поэтому двунитевые разрывы -- это потенциально летальные повреждения.

Имеется еще так называемая "808-репарация" -- экстренная наработка новых цепей ДНК, однако, как правило, со множеством ошибок.

Повреждение пуриновых и пиримидиновых оснований линейно зависит от дозы излучения и возникает даже чаще, чем однонитевые разрывы и быстро устраняется путем эксцизионной репарации.

В восстановлении поврежденной ДНК участвуют такие ферменты, как эндонуклеаза, экзонуклеаза, ДНК-полимераза, лидаза, ин-вертаза и др.

Поврежденные звенья ДНК вырезаются на неповрежденной цепи (как на матрице), ресинтезируются новые отрезки ДНК, которые закрывают образовавшиеся бреши.

Последствия радиационного повреждения ДНК: подавление синтеза ДНК, задержка митоза, прекращение деления клетки, гибель клетки при делении, генные и хромосомные мутации и др.

2.4 Повреждение мембран

Другой важной мишенью для радиации в клетке являются мембраны -- внешние и внутренние (лизосом, митохондрий, ЭПС и других структур). Из поврежденных лизосом освобождаются литические ферменты, разрушающие клетку.

Повреждение мембран митохондрий влечет за собой "энергетический кризис" в клетке, снижение окислительного фосфорилирования. В тимусе окислительное фосфорилирование резко снижается даже при облучении в дозе 0,25 Гр.

Повреждение наружных мембран приводит к снижению мембранного потенциала, повреждению рецепторов для нервных и гуморальных стимулов, нарушению работы мембранных насосов, электролитному дисбалансу, отеку легких. Это может повлечь за собой как нарушение проводимости, так и ее гибель.



2.5 Повреждение белков

Действие ионизирующей радиации на белки проявляется в уменьшении их молекулярной массы (разрыв цепей), изменении растворимости, нарушении вторичной и третичной структур, образовании сшивок агрегатов, разрушении аминокислот и др.

В результате этих повреждений нарушаются важные ферментативные реакции, могут возникнуть аутоантигены с последующим развитием аутоиммунных реакций, осложняющих течение лучевой болезни.

2.6 Радиопротекторы

В процессе эволюции сформировались системы от радиотоксинов, например, такие ферменты, как супероксиддисмутаза, каталаза, глютатион. Они способствуют переходу свободных радикалов О^-₂ в Н₂О₂, а затем в Н₂О.

В цитоплазме клеток имеется сильный антиоксидант -- витамин Е. При его недостатке радиочувствительность организма повышается. Вещества, ослабляющие действие радиации, называются радиопротекторами.

Первым защитным веществом от радиации был цистеин -- аминокислота, которая присутствует в организме и вводить ее можно в неограниченных количествах.

Искусственные радиопротекторы: цистеамин, глютатион содержат Н^- и Н^-₂ группы. Их действие сводится к "экранизации" молекул или к химическому перехвату продуктов ионизации. Ловушкой свободных радикалов является диметилсульфоксид.

Радиопротекторы эффективны только как профилактическое средство. Их вводят, если возникает необходимость работ в аварийных ситуациях, при проведении научных исследований, связанных с использованием радиоактивных веществ и т.п.

Образование в организме радиотоксинов можно уменьшить, используя кислородный эффект. Если человек, работающий в условиях повышенной радиации, вдыхает через маску "гипоксическую смесь" (10% О₂ + 90% N₂), то при сохранении работоспособности у него уменьшается интенсивность радиолиза, меньше образуется радиотоксинов.

Если радиочувствительность необходимо повысить (например, при лучевой терапии злокачественных опухолей), используют вещества противоположного действия -- радиосенсибилизаторы (повышающие чувствительность): кислород, электрон-акцепторные соединения типа трихопола, метронидазола и т.п., галоидированные пиримидины, большие дозы кофеина и др. Повышает радиочувствительность гипертермия.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, зная механизм и основные этапы повреждения клеток и тканей организма ионизирующим излучением, мы можем разрабатывать правильные и эффективные методы лечения заболеваний лучевой этиологии.



ЛИТЕРАТУРА

1. Архангельский, В.И. Радиационная гигиена. Практикум: учеб. пособие / В.И. Архангельский, В.Ф. Киррилов, И.П. Коренков. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009.

2. Батян, Г.М. Радиационные поражения: учебное пособие / Г. М. Батян, С. И. Судник, Л. Г. Капустина. - Мн.: БГУ, 2005.

3. Галицкий, Э.А. Радиобиология: учеб. пособие / Э.А. Галицкий, В.К. Пестис, И.М. Багель. - Гродно, 2003.

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Правило Бергонье_ --_Трибондо

5. https://ru.wikipedia.org/wiki/Острая_лучевая_болезнь

6. http://studentus.net/book/patologicheskaya-fiziologiya-luchevogo-porazheniya.html

Размещено на Allbest.ru