Как радиация влияет на организм, моментальные и долгосрочные последствия. Симптомы и признаки облучения радиацией человека Диагностика радиационного поражения

Тема побочных эффектов и осложнений одна из важнейших в медицине. «Не навреди» - основная заповедь деятельности врача во все времена. Современная концепция может выглядеть следующим образом: риск инвалидизации и смерти от осложнений лечения не должен превышать подобные риски от данного заболевания.

Несомненно, что такой сложный и опасный вид лечения как лучевая терапия, не смотря на свою высокую эффективность в онкологии, чреват высокими рисками побочных эффектов.

Классические факторы радиочувствительности клеток и тканей.

1. пролиферативная активность клетки или ткани
2. степень дифференцировки
3. фаза клеточного цикла
4. парциальное давление кислорода в тканях
5. функциональное напряжение или патологические процессы в тканях

Закон Бергонье и Трибондо — радиочувтсвительность тканей и клеток прямо пропорциональна пролиферативной активности и обратно пропорциональна степени дифференцировки.

Фазы клеточного цикла.

Максимальная радиочувствительность наблюдается в фазу митоза, далее – постсинтетический и предсинтетический период. Максимальная радиорезистентность наблюдается в интерфазу и синтетический период. Таким образом, радиочувствительность ткани определяется пулом пролиферирующих в ней клеток.

К факторам радиочувствительности так же относят парциальное давление кислорода в ткани, состояние функционального напряжения или наличие патологических процессов.

С учётом факторов радиочувствительности давайте перечислим наиболее радиочувствительные клетки и ткани, хотя часть из них не подчиняется вышеперечисленным законам:

— стволовые клетки костного мозга

— эпителий

— герминогенный эпителий

— лимфоциты

— хрусталик глаза

Отдалённые последствия облучения.

Нельзя забывать, что при облучении даже в малых дозах в биологических системах возможны морфо-генетические изменения. Отдалённые последствия облучения подразделяются на два вида:

— детерминированные эффекты

— стохастические эффекты

Детерминированные эффекты – характеризуются наличием порога дозы излучения, ниже которого они не наблюдаются. Проявляются в виде явной патологии (лучевая болезнь, ожог, катаракта, лейкопения, бесплодие и т.д.).

Стохастические (вероятностные, случайные) эффекты – для появления данных последствий нет дозового порога. Имеют длительный латентный период (годы). Носят неспецифический характер.

На сегодня доказаны два вида стохастических эффектов:

1. злокачественная трансформация как следствие мутаций генома соматической клетки

2. наследуемые врождённые пороки у потомства при мутациях генома половой клетки

На сегодня мировой научной общественностью принята беспороговая гипотеза биологического действия ионизирующих излучений. Исходя из данной гипотезы, при любом уровне поглощённой дозы, теоретически всегда имеется вероятность биологических последствий. С увеличением дозы, вероятность последствий возрастает линейно с поглощённой дозой.

Кроме классических факторов радиочувствительности клеток и тканей, для понимания механизмов биологического действия ионизирующего излучения, необходимо изложить теорию «Характера организации клеточной популяции в различных тканях».

По характеру организации клеточной популяции выделяют два вида тканей:

1. Иерархические ткани . Н-системы (hierarchial cell population). Это системы быстрого обновления.
2. Последовательно-функциональные ткани . F-системы (flexible cell lineage). Системы медленного обновления.
3. Ткани неспособные к клеточному обновлению

Н-системы состоят из иерархии клеток от стволовых до функциональных. Т.о. эти ткани содержат большой пул делящихся клеток. К ним относятся: костный мозг, эпителиальные ткани, герминогенный эпителий.

F-системы состоят из однородной популяции функционально-компетентных клеток, пребывающих преимущественно в интерфазе. К этим системам относятся: эндотелий сосудов, фибробласты, клетки паренхимы печени, лёгких, почек.

Кроме Н- и F-систем, выделяют ткани неспособные во взрослом организме к клеточному обновлению (нервная ткань и мышечная).

При воздействии ионизирующего излучения на ткани с различной организационно-клеточной структурой, они различно реагируют во времени и морфологически. Эти знания позволяют прогнозировать вид, время и степень выраженности возможных радиационно-индуцированных патологических процессов.

Так, в Н-системах преобладают ранние или острые лучевые реакции, которые связаны с остановкой деления наиболее низкодифференцированных стволовых клеток, которые в норме обеспечивают процессы репаративной регенерации ткани.

Для F-систем более характерны отдалённые биологические последствия облучения, связанные с расстройствами микроциркуляции, медленным опустошением паренхимы и фиброзированием ткани.

Для тканей неспособных к клеточному обновлению, после облучения в любых дозах, характерны стохастические радиобиологические эффекты.

Побочные эффекты лучевой терапии:

1. общие (астенический и интоксикационный синдром, миело- и иммунодепрессия)
2. местные: лучевые реакции и лучевые повреждения.

Вероятность возникновения и степень выраженности общих побочных эффектов при проведении лучевой терапии зависит от:

1. объёма облучаемых тканей (точечное, локальное, регионарное, субтотальное, тотальное облучение)
2. зоны облучения (конечности, область таза, средостение, брюшная полость, чревное сплетение, головной мозг)
3. суммарной поглощённой дозы.
4. общесоматического состояния пациента

Лучевые реакции – это реактивные изменения нормальных тканей под воздействием ионизирующего излучения, возникающие во время курса лучевой терапии и длящиеся не более 100 дней (3 месяца) после его окончания, носящие обратимый характер.

Основной механизм патогенеза: временный блок репаративной регенерации.

Лучевые реакции характерны для тканей с быстрым обновлением (Н-системы:костный мозг, эпителиальные ткани). 100 дней – это крайний срок для восстановления сублетальных повреждений генома. Лучевые реакции встречаются в 100% случаев при прохождении лучевой терапии.

Основным ярким примером является лучевой дерматит. Клинические проявления возникают с 10-15 сеанса лучевой терапии. Наиболее выражен в зонах складок (шея, подмышечные области, промежность). Высокой радиочувствительностью обладает кожа живота. Характеризуется 4-мя степенями.

Другим, не менее клинически значимым, проявлением лучевых реакций является лучевой мукозит. Так же имеет 4 степени. Наиболее выражен при лучевой терапии опухолей полости рта и брюшной полости. Проявляется в виде лучевого стоматита и энтерита. Несмотря на временный характер этих явлений, но они могут быть настолько выражены, что требуют остановки или прекращения лечения, а так же, значительной медикаментозной коррекции.

Эпителий прямой кишки, мочевого пузыря, пищевода и желудка имеют меньшую скорость пролиферации, чем в полости рта или тонком кишечнике. В связи с чем и лучевые реакции могут иметь менее выраженный характер.

Степень выраженности и вероятность появления лучевых реакций зависят от следующих факторов :

1. зоны облучения
2. объёма облучаемых тканей
3. суммарной дозы и режима фракционирования лучевой терапии
4. исходного состояния процессов репарации

Задача радиотерапевта : при достижении 2-3 степени лучевой реакции остановить лечение с целью сохранения резервного пула стволовых клеток (выжившие клетки базального слоя, ушедшие в интерфазу), которые будут обеспечивать дальнейшую репарацию эпителия.

Такие заболевания как сахарный диабет, системный атеросклероз, иммуодефицитные состояния, длительное использование кортикостероидных гормонов и НПВС, гипотрофический статус пациента, декомпенсация любой соматической патологии, многочисленные курсы химиотерапии значительно нарушают репаративные процессы в тканях.

Т.о. роль смежных с онкологией терапевтических специальностей огромна в плане подготовки пациента к лучевой терапии , а так же в постлучевом периоде. Задачи: коррекция и компенсация соматической патологии (сахарный диабет, бронхо-обструктивные заболевания лёгких, системный атеросклероз, ИБС, недостаточность кровообращения), коррекция репаративных процессов (нутритивная поддержка, коррекция миело и иммунодефицитов).

Резюме: лучевые реакции встречаются у 100% больных, проходящих лучевую терапию, должны иметь временный характер, могут быть значительно клинически выражены, нарушая качество жизни пациента.

Лучевое повреждение – это дегенеративно-дистрофическое изменение нормальных тканей, носящее стойкий и необратимый характер, возникающее в отдалённом периоде (пик частоты 1-2 год после лучевой терапии). Лучевые повреждения в основном характерны для систем с медленным обновлением. Частота встречаемости должна быть не более 5%.

Основной патогенетический механизм: поражение сосудов микроциркуляции с исходом в хроническую ишемию и развитие процессов фиброзирования паренхимы органа.

Эндотелий сосудов относится к медленно обновляющимся F-системам, хотя структурно прослеживается иерархия клеток. В связи с чем эндотелий реагирует на облучение поздно (через 4-6 месяцев).

Возможные изменения в эндотелии:

1.бесконтрольная гиперплазия эндотелиальных клеток с последующей окклюзией просвета сосуда

2. клеточное опустошение с запустеванием и тромбированием сосуда.

Таким образом, в паренхиме органа развивается участок хронической ишемии, что нарушает трофику и восстановление паренхиматозных клеток, а так же провоцирует синтез коллагена и бурное склерозирование тканей.

Сосудистый патогенез лучевых повреждений наиболее изучен, но не является ведущим для всех тканей. Известны следующие патогенетические механизмы:

— под воздействием облучения возможно изменение антигенной структуры биополимеров и клеточных мембран, что может индуцировать аутоиммунные процессы (АИТ и гипотиреоз после облучения шеи, дилатационная кардиомиопатия)

— гибель пневмоцитов 2-го порядка может привести к уменьшению синтеза сурфактанта, спадению стенок альвеол, развитию бронхиолита и альвеолита.

— высокие дозы ионизирующего излучения могут вызвать демиелинизацию нервных волокон, постепенное опустошение пула Шванновских клеток и клеток олигодендроглии. Эти процессы лежат в основе повреждения структур центральной и периферической нервной системы, включая нейро-автоматическую систему сердечной мышцы.

— уменьшение пула и функциональной активности фибробластов приводит неполной резорбции и «устарению» структуры коллагеновых волокон, что ведёт к потере упругости и чрезмерному развитию соединительной ткани.

Первичные процессы фиброзирования сдавливают сосуды микроциркуляции и препятствуют неоангиогенезу, что усугубляет трофические расстройства и запускает патогенетический круг.

Вероятность возникновения и степень выраженности лучевого повреждения зависит от:

1. разовой и суммарной дозы облучения, режима фракционирования (крупнофракционные методики облучения всегда более опасны риском развития повреждений, чем классический вариант лучевой терапии)
2. объёма облучения конкретного органа
3. наличия других патологических процессов в облучаемой ткани

Исходя из требований Европейского сообщества онкорадиологии, частота выявления лучевых повреждений не должна превышать 5%, не должно быть лучевых повреждений 3 степени и выше.

Средняя частота лучевых повреждений в РФ, которая публикуется в официальных изданиях порядка 20%, но некоторые авторы говорят о частоте не менее 40%. Статистическое изучение этого явления затруднено в связи с большим временным периодом после лучевой терапии, медленно-прогрессирующим характером течения, низкой информированностью врачей в вопросах радиобиологии и медицинской радиологии.

Возможные нозологии как следствие лучевых повреждений.

При тотальном облучении головного мозга в остром периоде возможны следующие явления: головные боли, тошнота, рвота, анорексия, астенический синдром, отёк головного мозга. А в отдалённом периоде после такого варианта лучевой терапии у большей части больных отмечается понижение памяти, ментальные и когнитивные расстройства, головные боли, а так же в 20% случаев развитие деменции. Крайняя степень лучевого повреждения головного мозга при локальном высокодозном облучении – радионекроз.

Спинной мозг очень часто попадает в поле облучения при любом варианте лучевой терапии. В отдалённом периоде возможно формирование лучевого миелита: парестезии, нарушение поверхностной и глубокой чувствительности, двигательные и тазовые расстройства.

Структуры глаза обладают высокой радиочувствительностью: лучевая катаракта, атрофия сетчатки и зрительного нерва.

Внутреннее ухо: склероз отолитового аппарата с прогрессирующей тугоухостью.

При облучении опухолей головы и шеи в отдалённом периоде у пациентов можно наблюдать хроническую ксеростомию вследствие склероза слюнных желёз, хронический парадонтоз с выпадением зубов.

Облучение щитовидной железы в отдалённом периоде может провоцировать АИТ с прогрессирующим гипотиреозом.

Респираторная паренхима лёгких является высокорадиочувствительной, что предопределяет возможность как острого лучевого пневмонита (часто маскируется как инфекционная пневмония), так и развитие лучевого пневмосклероза через 6-12 мес после окончания курса лучевой терапии, что приводит к уменьшению дыхательных объёмов.

Мезотелий плевры, перикарда и брюшины – высокорадиочувствительная ткань. В остром периоде может реагировать на облучение в виде трассудации жидкости, а в отдалённом периоде – в виде спаечного процесса.

Основные патологические процессы при облучении паренхимы почки наблюдаются в проксимальных и дистальных отделах извитых канальцев, а так же в сосудах микроциркуляции. Основной патологический процесс – нефросклероз с понижением функции.

Лучевые повреждения дермы, связочно-суставного аппарата и поперечно-полосатой мускулатуры идут по пути сосудистого патогенеза с последующим фиброзированием и склерозированием ткани. Тяжёлая степень повреждения - анкилоз сустава, лучевая язва кожи.

Кардиологическая токсичность противоопухолевого лечения очень частая и актуальная на сегодня проблема. Область средостения очень часто включается в лечебные облучаемые объёмы (рак молочной железы, лимфомы, рак лёгкого, пищевода). Это один из самых грозных побочных эффектов, который влияет как на качество жизни больных, так и на показатели выживаемости.

Первичный кардиологический риск : возраст старше 50 лет, артериальная гипертензия, избыточный вес, гиперлипидэмия, атеросклероз, курение, диабет.

Кроме наличия факторов риска, кардиотоксичностью (в разных её вариантах) обладают большинство современных цитостатиков (даже циклофосфан и 5-ФУ).

Даже при наличии высокоточного лучевого оборудования, максимально ограничить средостение от облучения невозможно, в связи со снижением радикализма лечения и контроля над опухолью.

Заболевания сердца, обусловленные лучевой терапией:

— острый выпотной перикардит (с исходом в хронический экссудативный, или слипчивый перикардит), гипотонический синдром. Наблюдаются в раннем периоде после и во время курса лучевой терапии.

— стенокардия и инфаркт миокарда (вследствие эндартериита венечных сосудов). Это поздний побочный эффект, с максимальной частотой на 3-5 году наблюдения.

— диффузный интерстициальный фиброз миокарда с исходом в рестриктивную кардиомиопатию, в расстройства ритма (синусовая тахикардия, различные варианты мерцательной аритмии, блокады). Фиброз может привести к клапанным расстройствам (стеноз и недостаточность митрального и аортального клапанов)

— дилатационная кардиомиопатия как исход аутоиммунных процессов в миокарде

— фиброз большого легочного объёма может привести к повышению давления в легочной артерии с последующим развитием легочного сердца

— обструкция венозных и лимфатических сосудов средостения после облучения может спровоцировать хронический экссудативный плеврит и перикардит или хилоторакс.

Как показали клинические наблюдения и исследования, суммарная доза, при которой возможны данные патологические процессы, равна 30-40Гр (в реальности используемые СОД от 46 до 70Гр). А если к этому добавить наличие первичных кардиологических проблем, поведение массивной цитостатической терапии, наркоза, стресса, то вероятность превращается в неизбежность.

Перед началом лечения (в том числе перед химиотерапией) рекомендовано: ЭКГ, УЗИ сердца (ФВЛЖ, диастолические показатели), натрийуретический пептид типа-В, тропонин.

Противопоказанием для кардиотоксичных вмешательств (лучевая терапия на область средостения или кардиотоксичная химиотерапия) являются: исходная ФВЛЖ менее 50%, или снижение ФВЛЖ на 20% от исходного, даже нормального уровня, даже при отсутствии клинических признаков сердечной недостаточности. Так же противопоказанием является суб- и декомпенсация патологии сердечно-легочной системы.

Тем не менее, лучевая терапия является высоко эффективным противоопухолевым методом лечения, частота применения в схемах лечения или как самостоятельного метода, нарастает. Накапливается клинический и радиобиологический опыт работы с источниками ионизирующего излучения. Основным направлением развития лучевой терапии является минимизация воздействия ионизирующего излучения на нормальные ткани, при более точном и высокодозном воздействии на злокачественную опухоль.

Радиационная токсикология изучает распределение, кинетику обмена и биологическое действие радиоактивных изотопов. Эти сведения на практике используются для установления и оценки предельно допустимых уровней содержания и поступления радиоактивных изотопов в организме воздухом, водой и пищей.

Облучение при попадании радиоактивных изотопов внутрь организма продолжается непрерывно, пока изотоп полностью не распадется или не будет выведен из организма. Иногда облучение длится годами или даже в течение всей жизни пострадавшего. При этом чаще всего наблюдается преимущественное облучение отдельных органов и систем организма.

Степень токсичности и специфика биологического действия радиоактивного изотопа определяется его физическими (вид и энергия излучения, период полураспада, доза излучателя), химическими (форма вводимого соединения, растворимость при рН тканей и органов, степень сродства к тканевым структурам) и физиологическими (путь поступления, величина и скорость всасывания радионуклида из депо, характер и тип распределения, скорость выведения из организма) свойствами, а также степенью радиочувствительности изучаемого объекта.

Биологически активные количества большинства радиоактивных изотопов имеют ничтожный вес. Количество Sr90, соответствующее 1 кюри, весит 6,9·10 -3 г, а предельно допустимая доза (2 мккюри) - всего 1,4·10 -8 г. Поражающее действие радиоактивных изотопов вызывается не их химическими свойствами, а излучением при распаде. Лишь у очень медленно распадающихся радиоактивных изотопов (U238, Th232 и др.) на первый план выступает не радиационная, а химическая токсичность. Радиоактивные изотопы могут поступать в организм через легкие (вдыхание аэрозолей, паров, дыма), желудочно-кишечный тракт (с водой и продуктами питания), кожу и раны. Для диагностики и терапии, помимо перечисленных, используют подкожное, внутримышечное, внутрибрюшинное и внутритканевое введение изотопов.

При вдыхании радиоактивные аэрозоли, проходя через дыхательные пути, частично оседают в носоглотке и полости рта и оттуда возможно их попадание в пищеварительный тракт; определенного размера частицы и газы попадают в легкие. В результате деятельности мерцательного эпителия некоторая доля частиц удаляется из дыхательных путей и тоже вследствие заглатывания поступает в желудочно-кишечный тракт.

Степень проникновения, величина и продолжительность задержки аэрозолей в легких зависят от их заряда, размера частиц и свойств ингалируемого соединения. В случае ингаляции плохо растворимых соединений при условиях, оптимальных для задержки аэрозолей в легких (размер частиц >0,5≤2 мк), около 25% радиоактивного вещества немедленно удаляется с выдыхаемым воздухом, 50% задерживается в верхних дыхательных путях и удаляется в течение нескольких часов в результате деятельности мерцательного эпителия. Из 25% аэрозолей, проникших в нижние дыхательные пути, 10% довольно быстро, также благодаря деятельности мерцательного эпителия, удаляются из легких, попадают в ротовую полость и заглатываются.

Оставшиеся 15% медленно исчезают из легких. Большая часть остающейся активности задерживается в легких или фагоцитируется и попадает в лимфатические узлы легких, где прочно фиксируется. Вследствие этого, а также малого объема лимфатических узлов по сравнению с массой легких концентрация плохо растворимых радиоактивных аэрозолей в лимфатических узлах в поздние сроки после вдыхания изотопа может в 100-1000 раз превышать таковую в легких. Хорошо растворимые соединения радиоактивных веществ быстро всасываются из легких и в зависимости от своих свойств различным образом распределяются в организме. Всасывание радиоактивных изотопов из желудочно-кишечного тракта зависит от химических свойств вводимого соединения и физиологического состояния организма. За редким исключением (окись трития) радиоактивные изотопы плохо всасываются через неповрежденную кожу.

Распределение в организме изотопов элементов, принадлежащих к одной группе периодической системы, имеет много общего. Элементы I основной группы (Li, Na, К, Rb, Cs) полностью резорбируются из кишечника, сравнительно равномерно распределяются по органам, относительно быстро выделяются с мочой. Элементы II группы (Са, Sr, Ва, Ra) хорошо всасываются из кишечника, избирательно откладываются в скелете, в несколько большем количестве выводятся с калом, чем с мочой. Элементы III основной и IV побочной групп, в том числе легкие лантаниды, актиниды и трансурановые элементы, практически не всасываются из кишечника, но, попадая тем или иным путем в кровь, избирательно откладываются в печени и в меньшей степени в скелете. Они выделяются преимущественно с калом. Элементы V и VI основных групп за исключением полония сравнительно хорошо всасываются из кишечника и выводятся почти исключительно (до 70-80%) с мочой в течение первых суток, поэтому в органах откладываются в сравнительно небольшом количестве.

Уменьшение радиоактивности в органах происходит в результате радиоактивного распада, перераспределения изотопов в организме или выведения из него. Эти процессы происходят одновременно и независимо друг от друга.

Физический распад радиоактивных изотопов (см.) подчиняется экспоненциальному закону, что означает постоянство доли радиоактивных атомов, распадающихся в единицу времени. Промежуток времени, за который первоначальная радиоактивность изотопа уменьшается вдвое, называется физическим периодом полураспада.

Для описания кинетики выведения изотопа из органов и тканей и из организма в целом пользуются экспоненциальной или степенной моделью. В первом случае для расчета количества изотопа, находящегося в организме, принимают, что выделение его идет с постоянной скоростью, т. е. за единицу времени выделяется определенная доля имеющегося в организме изотопа. Выведение изотопа чаще всего описывается суммой двух или нескольких экспонент. Это свидетельствует о том, что в органе или ткани существует несколько фракций изотопа, обладающих разной прочностью связи с тканевыми структурами и разной скоростью выведения.

В степенной модели рассчитывают количество задержанного в организме изотопа как функцию времени, прошедшего с момента попадания изотопа в организм. Описывающие эту зависимость математические уравнения находят опытным путем для каждого изотопа.

Скорость выведения радиоактивного вещества из организма (или органа) характеризуют биологическим периодом полувыведения, т. е. временем, за которое радиоактивность снижается вдвое только за счет выведения вещества. Отрезок времени, в течение которого радиоактивность в организме уменьшается наполовину благодаря радиоактивному распаду и выведению вещества из организма, называется эффективным периодом полураспада.

Токсичность радиоактивных веществ, как правило, оценивают величиной радиоактивности на единицу веса животного (мккюри/г, мкюри/кг и т. д.). Биологический эффект, однако, удобнее связывать с поглощенной дозой в тканях, органах и организме в целом, измеренной в радах (см. Дозы ионизирующих излучений). Величина дозы в радах может быть рассчитана из данных о количестве изотопа на единицу веса ткани, знания схемы его распада, т. е. вида и энергии излучения и эффективного периода полураспада.

Клиническая картина поражения, обусловленная хорошо резорбирующимися из места введения радионуклидами (Sr89, Sr90, Ва140, Cs137, Ra226, Н3), не зависит от пути их поступления в организм. В случае плохо резорбирующихся из депо радиоактивных изотопов (Y91, Y90, Ce144, Pu239, Po210) поражение в значительной мере определяется способом введения вещества и характеризуется преобладанием патологических процессов на месте введения изотопа.

При попадании радиоактивных изотопов, равномерно распределяющихся в организме, клиническая картина лучевого поражения в основном такая же, как и при воздействии из внешних источников радиации. При поражении, обусловленном попаданием радиоактивных изотопов, избирательно откладывающихся в костной ткани и печени, на первый план выступают изменения, связанные с местом воздействия излучателя. В частности, характерно возникновение опухолей костей, лейкозов, циррозов и новообразований печени.

Учитывая, что биологическое действие попавших в организм радиоактивных изотопов может быть устранено только после их выведения из организма, а возможности ускорения этого процесса пока весьма ограничены, важнейшее значение имеет профилактика отравления радиоактивными изотопами (см. Радиационная гигиена). Терапия поражений, вызванных радиоактивными изотопами, сводится к мерам, снижающим всасывание их из желудочно-кишечного тракта, ускорению выведения их из организма при помощи различных комплексообразователей и лечению интоксикации.

Радиационное острое или хроническое отравление, причиной которого является действие ионизирующего электромагнитного излучения, получило название радиоактивного облучения. Под его воздействием в организме человека образуются свободные радикалы, радионуклиды, которые изменяют биологические и метаболические процессы. В результате радиационного облучения разрушается целостность структур белка и нуклеиновых кислот, изменяется последовательность ДНК, появляются мутации, злокачественные новообразования и увеличивается ежегодное количество онкологических заболеваний на 9%.

Распространение радиации не ограничивается современными атомными станциями, ядерными энергетическими объектами и линиями электропередач. Излучение находится во всех без исключения природных ресурсах. Даже организм человека уже содержит в себе радиоактивные элементы калий и рубидий. Где еще встречается естественная радиация:

1. вторичное космическое излучение. В виде лучей входит в состав фоновой радиации в атмосфере, достигает поверхности Земли;
2. солнечная радиация. Направленный поток электронов, протонов и ядер в межпланетном пространстве. Появляются после сильных солнечных вспышек;
3. радон. Бесцветный инертный радиоактивный газ;
4. природные изотопы. Уран, радий, свинец, торий;
5. внутреннее облучение. В продуктах питания чаще всего встречаются радионуклиды, как стронций, цезий, радий, плутоний и тритий.

Деятельность людей постоянно направлена на поиски источников мощной энергии, прочных и надежных материалов, способов точной ранней диагностики и интенсивного эффективного лечения тяжелых заболеваний. Результатом длительных научных исследований и воздействия человека на окружающую среду стала искусственная радиация:

1. атомная энергетика;
2. медицина;
3. ядерные испытания;
4. строительные материалы;
5. излучение бытовых приборов.

Широкое применение радиоактивных веществ и химических реакций привело к новой проблеме радиационного облучения, которая ежегодно становится причиной онкологических заболеваний, лейкемии, наследственных и генетических мутаций, снижения продолжительности жизни населения и источником экологических катастроф.

Дозы опасного радиационного облучения

Для предупреждения возникновения последствий, к которым приводит радиация, необходимо постоянно контролировать радиационный фон и его уровень на производстве, в жилых помещениях, в составе продуктов питания и воды. С целью оценки степени возможного поражения живых организмов, воздействия на людей радиационного облучения используются следующие величины:

• . Воздействие ионизирующего гамма и рентгеновского излучения с воздушной средой. Имеет обозначение кл/кг (кулон, разделенный на килограмм);
• поглощённая доза. Степень воздействия облучения на физико-химические свойства вещества. Значение выражается единицей измерения — грей (Гр). При этом 1 Кл/кг = 3876 Р;
• эквивалентная, биологическая доза. Проникающее воздействие на живые организмы исчисляется величиной зиверт (Зв). 1 Зв = 100 бэр = 100 Р, 1бэр=0,01 Зв;
• эффективная доза. Уровень радиационного поражения с учетом радиочувствительности определяется с помощью зиверта (Зв) или бэра (бэр);
• групповая доза. Коллективная, суммарная единица в Зв, бэр.

Применяя эти условные показатели, можно легко определить уровень и степень опасности для здоровья и жизни человека, подобрать соответствующее лечение радиационного облучения и восстановить функции пораженного радиацией организма.

Признаки облучения радиацией

Поражающая способность невидимого связана с воздействием на человека частиц альфа, бета и гамма, рентгеновских лучей и протонов. В связи с латентной, промежуточной стадией радиационного облучения не всегда удается вовремя определить момент начала лучевой болезни. Симптомы радиоактивного отравления появляются постепенно:

1. лучевая травма. Действие излучения кратковременное, доза радиации не превышает 1 Гр;
2. типичная костномозговая форма. Показатель облучения — 1-6 Гр. Смерть от радиации наступает у 50% людей. В первые минуты наблюдается недомогание, понижение артериального давления, рвота. Сменяется видимым улучшением после 3 суток. Длится до 1 месяца. Через 3-4 недели состояние резко ухудшается;
3. желудочно-кишечная стадия. Степень облучения достигает 10-20 Гр. Осложнения в виде сепсиса, энтерита;
4. сосудистая фаза. Нарушение кровообращения, изменение скорости кровотока и структуры сосудов. Скачки артериального давления. Доза полученной радиации — 20-80 Гр;
5. церебральная форма. Радиационное тяжелое отравление при дозе более 80 Гр вызывает отек головного мозга и летальный исход. Пациент умирает от 1 до 3 суток с момента заражения.

Самые распространенные формы радиоактивного отравления — костномозговая и желудочно-кишечная степени поражения, последствиями которых становятся тяжелые изменения в организме. Появляются и характерные симптомы после облучения радиацией:

• температура тела от 37 °C до 38 °C, в тяжелой форме показатели выше;
• артериальная гипотония. Источником низких показателей артериального давления является нарушение сосудистого тонуса и работы сердца;
• лучевой дерматит или гиперемия. Поражения кожного покрова. Выражаются покраснениями и аллергической сыпью;
• диарея. Частый жидкий или водянистый стул;
• облысение. Выпадение волосяного покрова является характерным признаком радиационного облучения;
• анемия. Недостаток гемоглобина в крови связан с уменьшением эритроцитов, кислородным клеточным голоданием;
• гепатит или цирроз печени. Разрушение структуры железы и изменение функций желчевыводящей системы;
• стоматит. Реакция иммунной системы на появление инородных тел в организме в виде поражения слизистой оболочки ротовой полости;
• катаракта. Частичная или полная потеря зрения, связана с помутнением хрусталика;
• лейкемия. Злокачественное заболевание системы кроветворения, рак крови;
• агранулоцитоз. Снижение уровня лейкоцитов.

Истощение организма воздействует и на центральную нервную систему. У большинства пациентов после лучевого поражения отмечают астению или синдром патологической усталости. Сопровождается нарушением сна, спутанностью сознания, эмоциональной нестабильностью и неврозами.

Хроническая лучевая болезнь: степени и симптомы

Течение заболевания продолжительное. Осложняет диагностику и слабо выраженный характер медленно возникающих патологий. В некоторых случаях развитие изменений и нарушений в организме проявляется от 1 года и до 3 лет. Хронические лучевые поражения нельзя охарактеризовать одним признаком. Симптомы интенсивного облучения радиацией формируют ряд осложнений в зависимости от степени воздействия:

• легкая. Нарушается работа желчного пузыря и желчевыводящих путей, у женщин нарушается менструальный цикл, мужчины страдают от полового бессилия. Наблюдаются эмоциональные изменения и расстройства. Сопутствующими признаками выступают отсутствие аппетита, гастрит. Поддается лечению при своевременном обращении к специалистам;
• средняя. Люди, подверженные радиационному отравлению, страдают от вегето-сосудистых заболеваний, которые выражаются стойким низким артериальным давлением и периодическими кровотечениями из носа и десен, подвержены астеническому синдрому. Средняя степень сопровождается тахикардией, дерматитами, выпадением волос и ломкостью ногтей. Уменьшается количество тромбоцитов и лейкоцитов, начинаются проблемы со сворачиваемостью крови, повреждается костный мозг;
• тяжелая. Прогрессирующие изменения в организме человека, как интоксикация, инфицирование, сепсис, выпадение зубов и волос, некроз и множественные кровоизлияния в результате приводят к летальному исходу.

Длительный процесс облучения в суточной дозе до 0,5 Гр, суммарном количественном показателе более 1 Гр и провоцирует хроническое лучевое поражение. Приводит к смерти от радиоактивного в тяжелой степени отравления нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной системы, дистрофии и дисфункции органов.

Радиоактивное воздействие на человека

Чтобы обезопасить себя и своих близких от тяжелых осложнений и негативных последствий радиационного облучения, необходимо избегать проникновения высокого количества ионизирующего излучения. С этой целью лучше запомнить, где радиация чаще всего встречается в повседневной жизни и насколько велико ее воздействие на организм за один год в мЗв:

1. воздух — 2;
2. потребляемая пища — 0,02;
3. вода — 0,1;
4. естественные источники (космические и солнечные лучи, природные изотопы) — 0,27 — 0,39;
5. инертный газ радон — 2;
6. жилые помещения — 0,3;
7. просмотр телевизора — 0, 005;
8. потребительские товары — 0,1;
9. рентгенография — 0,39;
10. компьютерная томография — от 1 до 11;
11. флюорография — 0,03 — 0,25;
12. авиаперелет — 0,2;
13. курение — 13.

Допустимой безопасной дозой облучения, которая не станет причиной радиоактивного отравления, является показатель 0,03 мЗв за один год. Если же разовая доза ионизирующего излучения превышает значение 0, 2 мЗв, уровень радиации становится опасным для человека и может вызвать онкологические заболевание, генетические мутации последующих поколений, нарушение работы органов эндокринной, сердечно-сосудистой, центральной нервной системы, спровоцировать расстройство работы желудка и кишечника.

Состояние организма после облучения, острая и хроническая лучевая болезнь

После радиационного облучения происходят изменения в клетках и тканях организма. Одни клетки реагируют на облучение быстрее, другие - более устойчивы. О чувствительности разных клеток организма см. статью

Облучение может произойти при пребывании в зоне радиоактивного заражения - при облучении, с микрочастицами (пыль с радиоактивными элементами), употреблении такой пыли, попавшей на воду или продукты питания - внутрь. Облучение может произойти при контакте с человеком, вернувшемся с прогулки по зоне заражения - от пыли на его коже, одежде, обуви - при вдыхании изотопов с пылью.

Это может произойти по простой небрежности и невниманию - ведь радиация не имеет цвета и запаха, ее можно определить только специальной аппаратурой.

Скорость проявления симптомов лучевой болезни зависит от интенсивности облучения. При сильном облучении, произошедшем быстро, симптомы могут появиться через один-два часа. Чем менее интенсивным было облучении, тем позже проявляются симптомы поражения.

Интенсивное общее облучение радиацией вызывает острую лучевую болезнь (радиационное отравление или острый радиационный синдром). Первыми ее признаками являются тошнота, рвота, может быть с кровью, жидкий стул, кровотечения из носа, кишечника, гематомы - синяки, сильная слабость, головная боль.

Поражаются в первую очередь желудочно-кишечный тракт, кроветворные органы и половые клетки.

Затем появляются поражения иммунитета, связанные с поражением клеток крови - простуда, температура, воспаления различных органов - легких, носоглотки, десен (стоматит). Выпадают волосы, в первую очередь на голове. Выпадение волос без восстановления происходит при получении однократной дозы в 700 рад.

У беременных женщин может погибнуть плод - самопроизвольный аборт - выкидыш, у мужчин наступает бесплодие.

При попадании изотопов в организм через рот развивается отек слизистой оболочки рта, сухость во рту, изъязвление слизистой.

Если облучение происходит малопроникающим спектром излучения, то на первый план выходят поражения кожи и подкожной клетчатки. Кожа краснеет, как от ожога, появляются пузыри, шелушение, позже - пигментация, атрофия, со склерозированием и повторными изъязвлениями.

Проявления лучевой болезни могут быть различны, так как облучение может быть различно по интенсивности и спектру, а также облучаться могут преимущественно различные органы и системы и проявления зависят от глубины, интенсивности и локализации облучения.

После преодоления костномозгового, кишечного, орального синдромов и кожных поражений больные выздоравливают. Иногда после перенесенного заболевания остается астения - слабость, потливость. Впоследствии может развиться катаракта.

Острая лучевая болезнь не переходит в хроническую - это другое заболевание.

Хроническая лучевая болезнь возникает при получении небольших доз облучения. Проявляется общей слабостью, изменениями в анализе крови - цитопения - уменьшение количества эритроцитов и тромбоцитов, других клеток крови, астенией, плохим апетитом, снижается работоспособность. Опасности для жизни не представляет, последствия могут остаться на годы.

Возможны отдаленные последствия заражения, такие как от заражения, повышенный риск заболевания раком, а также генетические изменения, передающиеся потомству.

Лучевые повреждения - патологические изменения в организме, органах и тканях, развивающиеся в результате воздействия ионизирующего излучения. При проведении лучевой терапии отмечаются общие и местные лучевые повреждения. Общие реакции являются ранними изменениями. Местные лучевые повреждения в области локального облучения делят на ранние и поздние. Условно к ранним лучевым повреждениям относят изменения, развившиеся в процессе проведения лучевой терапии и в течение 100 дней после ее окончания. Радиобиологическое обоснование этих сроков включает время, необходимое для восстановления сублетальных повреждений. Лучевые повреждения, которые появляются позже 3 мес, часто спустя многие годы после лучевой терапии, называют поздними, или отдаленными, последствиями облучения.

В процессе проведения лучевого лечения могут появиться лучевые реакции - изменения, которые проходят в течение 2-4 нед часто без лечения.

У части больных отмечаются только ранние или только поздние местные лучевые повреждения. Клиническое проявление и течение лучевых повреждений обусловлены величиной и распределением во времени суммарной поглощенной дозы, а также толерантностью тканей в облучаемом объеме и, повидимому, индивидуальной чувствительностью.

В настоящее время типы нормальных тканей подразделяют на так называемые иерархические, или H-типа (от англ. hierarchy), и гибкие, или F-типа (от англ. flexible). Первый вид тканей различают по характеру клеток: стволовые, фракции роста, постмиотические зрелые клетки. Процессы при облучении в них протекают быстро, они являются ответственными за появление ранних лучевых повреждений. К ним относятся гемопоэтические клетки, слизистые оболочки, эпителий тонкой кишки. Ткани второго типа состоят из клеток, в которых процессы обновления идут медленно. К ним относятся ткани почки, печени, клетки центральной нервной системы. При облучении тканей гибкого типа возникают поздние лучевые повреждения.

Появление ранних лучевых повреждений связывают с функциональными нарушениями кровообращения, радиационной гибелью клеток и снижением процессов репарации в окружающих опухоль здоровых тканях. Ранние

повреждения в малой степени зависят от величины дозы за фракцию, имеют значение отношения α/β более 10 Гр, при этом укорочение общего времени курса облучения ведет к возрастанию их частоты и степени тяжести. Но ранние повреждения могут быстро регрессировать. Их появление не всегда свидетельствует о возникновении со временем поздних лучевых повреждений.

При развитии поздних лучевых повреждений выявляются морфологические изменения кровеносных и лимфатических сосудов. Постепенно эти изменения приводят к облитерации и тромбозу сосудов, склеротическим и другим изменениям. Появление поздних лучевых повреждений, возникающих спустя 3 мес после окончания лечения, зависит от дозы за фракцию, характеризуется значением отношения α/β от 1 до 5 Гр и не имеет связи с длительностью курса облучения. Поздние лучевые повреждения, как правило, требуют лечения, хотя изменения тканей носят практически необратимый характер.

Уровень необходимых туморицидных доз зачастую превышает уровень толерантности окружающих опухоль тканей и органов.

Толерантные дозы гамма-излучения для различных органов и тканей при фракционировании дозы по 2 Гр 5 раз в неделю (цит. по М. С. Бардычеву, 1996)

К основным факторам, влияющим на возникновение и степень тяжести лучевых повреждений, относятся величина и мощность поглощенной дозы; режим фракционирования дозы; объем облучаемых здоровых тканей; исходное состояние организма, облучаемых тканей - сопутствующие заболевания.

Увеличение суммарной дозы ведет к увеличению риска лучевых повреждений. Мощность дозы также прямо (но не линейной зависимостью) связана с вероятностью возникновения поздних повреждений. Режим фракционирования существенно влияет на прогноз лучевых повреждений. Сниже-

ние разовой дозы, суточное дробление дозы, использование расщепленных курсов облучения уменьшают появление поздних лучевых повреждений. Сопутствующие заболевания, которые сопровождаются ухудшением трофических процессов в тканях, такие как сахарный диабет, анемия, а также хронические воспалительные процессы в органах, попадающих в зону облучения, значительно увеличивают риск лучевых повреждений.

В настоящее время наиболее полной считается классификация Радиотерапевтической онкологической группы совместно с Европейской организацией по исследованию и лечению рака (RTOG/EORG, 1995). Классификация дополнена критериями Кооперативной группы исследователей для более точной характеристики преимущественно ранних токсических эффектов, так как современная лучевая терапия, как правило, применяется в сочетании с вводной, одновременной или адъювантной химиотерапией. В классификации повреждения оцениваются по шестибалльной шкале от 0 до 5 с учетом степени тяжести их проявлений, при этом символу «0» соответствует отсутствие изменений, а «5» - смерти пациента в результате лучевого повреждения.

Острые радиационные повреждения (RTOG)

Продолжение табл.

Продолжение табл.

Окончание табл.

Шкала оценки поздних лучевых повреждений RTOG/EORTC

Продолжение таблицы

Окончание табл.

Профилактика лучевых повреждений включает рациональный выбор вида энергии излучения, учет особенностей распределения энергии в облучаемом объеме, а также распределение во времени, использование радиомодификаторов. К профилактическим мерам относятся обязательное лечение хронических сопутствующих заболеваний, назначение витаминов, ферментов, естественных или искусственных антиоксидантных препаратов. Местная профилактика предполагает не только лечение хронических процессов в органах, попадающих в объем облучения, но и дополнительное воздействие препаратами, улучшающими трофику тканей. Важным является лечение ранних лучевых реакций. Доказано защитное действие рационального использования радиомодикаторов.

Лечение поздних лучевых повреждений. Лечение поздних лучевых повреждений кожи строится с учетом клинической формы повреждения. Высокоэффективно использование низкоинтенсивного лазерного излучения. Применяют стероидные и витаминизированные масла. При лечении лучевого фиброза используют рассасывающие препараты: диметилсульфоксид, лидазу, глюкокортикоиды. Иногда приходится прибегать к радикальному иссечению поврежденных тканей с последующим кожно-пластическим замещением дефекта. В настоящее время лучевые повреждения кожи связывают с ошибками планирования и проведения лучевой терапии.

Для лечения поражений слизистой полости рта применяют естественные или искусственные антиоксидантные препараты: токоферол, аскорбиновую кислоту, экстракт элеутерококка, препараты триовит, ионол, дибунол, мексидол. Обязательно назначают щадящую диету, антибактериальную (с учетом индивидуальной чувствительности) и противогрибковую терапию.

В процессе лучевой терапии рака гортани целесообразно полоскание горла антисептическими средствами, ингаляции с противовоспалительными и улучшающими репарацию слизистой оболочки препаратами.

В лечении лучевых пульмонитов наиболее эффективны применение ингаляций 15-20-процентного раствора диметилсульфоксида, активная антибиотикотерапия, отхаркивающие средства, бронхолитическая терапия, общеукрепляющее лечение.

Лечение лучевых повреждений сердца проводят по общим принципам кардиологии в зависимости от вида проявлений осложнений - лечение нарушений ритма, ишемических изменений, симптомов сердечной недостаточности.

При лучевом эзофагите рекомендуется прием перед едой свежего сливочного масла, масла облепихи или оливкового масла.

Местное лечение лучевых повреждений кишки направлено на снижение воспалительных процессов в поврежденном участке кишки и на стимуляцию репаративных процессов. По рекомендациям М. С. Бардычева - автора многочисленных работ, посвященных профилактике и лечению лучевых повреждений, необходимо в течение недели применять очистительные клизмы с теплым настоем отвара ромашки, затем в течение 2-3 нед утром и вечером вводить с учетом уровня поражения 50-75-процентный раствор

димексида в сочетании с 30 мг преднизолона. В последующие 2-3 нед назначают масляные микроклизмы, мази метилурацила, каратолина, масла шиповника или облепихи. Интенсивные боли в прямой кишке следует купировать свечами метилурацила с новокаином, анестезином, платифиллином и преднизолоном. Ректовагинальные или везиковагинальные свищи диаметром до 1 см обычно при этом лечении закрываются в сроки от 6 до 12 мес. При ректальных свищах большего диаметра необходима операция для вывода сигмовидной кишки с формированием искусственного заднего прохода. При формировании в отдаленных сроках стенозов в облученных сегментах тонкой или толстой кишки проводят соответствующее хирургическое лечение.

Для профилактики возникающей при облучении поддиафрагмальных отделов диареи рекомендуются вяжущие и абсорбирующие средства (вяжущий сбор, крахмал, активированный уголь, энтеросорбенты), а для ее купирования используется имодиум. Для снятия тошноты и рвоты эффективны антиэметики в сочетании с седативными препаратами и витаминами группы В. Показано также назначение антиоксидантов - витаминов А (100 000 ЕД/сут.), С (по 1-2 г 2 раза в день). Для нормализации функции кишечника и профилактики дисбактериоза назначают ферментные препараты (фестал, энзистал, мезим форте) и бифидумбактерин (хилак-форте, вита-флор и т. п.). Рекомендуется рациональная и щадящая диета с исключением всех раздражающих продуктов (острое, соленое, жареное, специи, крепкие спиртные напитки и т. п.).

Лечение лучевых циститов включает интенсивную противовоспалительную терапию и стимуляцию репаративных процессов. Лечение состоит в применении антибиотиков в соответствии с индивидуальной чувствительностью, инстилляций в мочевой пузырь антисептических растворов и средств, стимулирующих репаративные процессы (растворы протеолитических ферментов, 5-процентного раствора димексида, 10-процентно- го дибунола или метилурацила). При возникновении стеноза мочеточника проводят бужирование или устанавливают стенты. При нарастании гидронефроза и угрозе уремии показано наложение нефростомы.

При лечении лучевых циститов и ректитов дополнение стандартных схем лечения облучением низкоинтенсивным лазером повысило эффективность лечения лучевых повреждений мочевого пузыря и прямой кишки.

Лучевые лимфостазы и слоновость конечностей часто развиваются в результате облучения регионарных лимфатических коллекторов или когда лучевое лечение сочетается с хирургическим (когда удаляются регионарные лимфатические коллекторы). Лечение заключается в восстановлении путей лимфооттока с помощью микрохирургического лимфовенозного шунтирования.

Особое значение поддерживающей неспецифической лекарственной терапии должно придаваться при крупнопольном облучении. Для борьбы с панцитопенией назначают соответствующую гемостимулирующую терапию (дексаметазон, препараты колониестимулирующего фактора). Всем больным показано назначение антиагрегантов и средств, улучшающих

микроциркуляцию (трентал, курантил, теаникол, эскузан). Для купирования лучевых реакций эффективна также низкоинтенсивная системная лазертерапия.

В плане снижения риска лучевых повреждений важными представляются стратегические подходы к использованию методов и средств, снижающих влияние пострадиационных эффектов на нормальные ткани, таких как лазерное излучение, гипокситерапия и другие радиопротекторы и иммуномодуляторы.