Вопросы для самоконтроля:

1. Основные этапы воздействия радиоактивных излучений на организм

2. Основные радиационные повреждения

3. Возможные последствия облучения соматической клетки при синтезе белков

4. Возможные последствия радиоактивного облучения всех типов клеток

5. Реакции клетки на облучение

2.1.3. Радиочувствительность. Реакция органов и систем человека на облучение

Радиочувствительность - это чувствительность биологических объектов к действию ионизирующих излучений. Альтернативным понятием является радиоустойчивость (радиорезистентность).

Наиболее часто в качестве меры радиочувствительности используется ЛД₅₀ –

доза облучения, вызывающая гибель 50% облученных человек (таблица 2.3.). Степень радиочувствительности сильно варьируется в пределах вида, организма, клетки.

Следовательно, чтобы правильно оценить последствия облучения организма человека, необходимо оценить радиочувствительность на клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях. На клеточном уровне радиочувствительность зависит от: организации генома, состояния системы репарации ДНК, содержания в клетке антиоксидантов, активность ферментов, утилизирующих продукты радиолиза, интенсивности окислительно-восстановительных процессов.

На тканевом уровне должно выполняться правило Бергонье-Трибондо: радиочувствительность ткани прямо пропорциональна пролиферативной активности и обратно пропорциональна степени дифференцирования составляющих ее клеток.

Следовательно, наиболее радиочувствительными в организме будут ткани, имеющие резерв активно размножающихся малодифференцированных клеток (кроветворная ткань, гонады, эпителий тонкого кишечника).

Наименее радиочувствительными (наиболее радиоустойчивыми) будут высокоспециализированные малообновляющиеся ткани (мышечная, костная, нервная). Исключение составляют только лимфоциты.

На органном уровне радиочувствительность зависит не только от радиочувствительности тканей, составляющих данный орган, но и от его функций. Следует рассмотреть действие излучения на отдельные органы сначала при внешнем облучении.

Некоторые особенности радиоустойчивости органов при внешнем облучении

Внешнее облучение - когда источник излучения находится вне организма. Внешнее облучение создается в основном гамма-излучением, рентгеновским излучением и нейтронным излучением. Его поражающая способность зависит от: энергии излучения, продолжительности облучения, расстояния от источника излучения до объекта облучения, от защитных мероприятий.

Рассмотрим последствия облучения основных органов и тканей организма человека.

● Семенники. В них постоянно идет размножение сперматогониев, которые обладают высокой радиочувствительностью. Напротив, сперматозоиды (зрелые клетки) являются более устойчивыми. Уже при дозах 0,15 Гр происходит клеточное опустошение семенников. При облучении в дозах 3,5 - 6 Гр возникает постоянная стерильность.

● Яичники. В яичниках взрослой женщины содержится популяция незаменяемых овоцитов. Воздействие однократного облучения в дозе 1 - 2 Гр на оба яичника вызывает временное бесплодие и прекращение менструаций на 1 - 3 года. При остром облучении в диапазоне 2,5 - 6 Гр развивается стойкое бесплодие.

Таблица 2.3.

Диапазоны радиочувствительности различных организмов

Разновидность живых организмов	ЛД50, Гр
Овца	1,5 - 2,5
Рыбы	8,0 - 20,0
Собака	2,5 - 3
Змея	80 - 200
Насекомые	10 - 100
Растения	10 - 1500
Птицы	8 - 20
Бактерии	1000 - 3000
Обезьяна	2,5 - 6,0
Человек	2,5 - 4

● Органы пищеварения. Наибольшей радиочувствительностью обладает тонкий кишечник. Далее по снижению радиочувствительности следуют полость рта, язык, слюнные железы, пищевод, желудок, прямая и ободочная кишки, поджелудочная железа, печень.

● Сердечно-сосудистая система. В сосудах большей радиочувствительностью обладает наружный слой сосудистой стенки, что объясняется высоким содержанием коллагена. Сердце считается радиоустойчивым органом, однако при локальном облучении в дозах 5 - 10 Гр можно обнаружить изменения миокарда. При дозе 20 Гр отмечается поражение эндокарда.

● Органы дыхания. Легкие взрослого человека - стабильный орган с низкой пролитеративной активностью. Последствия облучения легких проявляются не сразу. При локальном облучении может развиться радиационный пневмонит, воспаление дыхательных путей, приводящих к фиброзу. Это часто лимитирует лучевую терапию. При однократном воздействии гамма-излучения LD₅₀ для человека составляет 8 - 10 Гр, а при фракционировании в течение 6 - 8 недель - 30 - 50 Гр.

● Органы выделения. Почки достаточно радиоустойчивы. Однако облучение почек в дозах более 30 Гр за 5 недель может привести к развитию хронического нефрита.

● Органы зрения. Возможны два типа поражений глаз: воспалительные процессы в коньюктиве и склере (при дозах 3 - 8 Гр) и катаракта (при дозах более 8 Гр). В этом случае наиболее опасно нейтронное облучение.

● Центральная нервная система. Это высокоспециализированная ткань человека радиоустойчива. Клеточная гибель наблюдается при дозах свыше 100 Гр.

● Эндокринная система. Она обладает относительной радиоустойчивостью.

● Кости, сухожилия. У взрослых они радиоустойчивы, в детском возрасте или при заживлении переломов радиочувствительность повышается. Наибольшая радиочувствительность скелетной ткани характерна для эмбрионального периода.

● Мышцы. Высокорадиоустойчивы.

Таким образом, при внешнем облучении степень поражения органов можно расположить в следующей последовательности (от большего к меньшему поражению):

• органы кроветворения, костный мозг, селезенка, лимфатические железы;

• половые железы;

• желудочно-кишечный тракт, печень, органы дыхания;

• железы внутренней секреции (надпочечники, гипофиз, щитовидная железа, островки поджелудочной железы, паращитовидная железа);

• органы выделения, мышечная и соединительная ткань, хрящи, нервная ткань.

При равномерном облучении всего организма человека последствия более трагичны и демонстрируются таблицей 2.4.

Таблица 2.4.

Действие излучения на человека при облучении всего организма

Доза, Гр	Действие на человека
0 - 0,25	Отсутствие явных повреждений
0,2 - 0,5	Возможное изменение состава крови
0,5 - 1	Изменения в крови, усталость, слабая тошнота
1 - 2	Изменения в составе крови, рвота, явные патологические изменения. Нижний уровень развития легкой степени лучевой болезни
2 - 4	Нетрудоспособность (кровоизлияние, временная стерильность)
4	Смертность около 50%, тяжелая степень лучевой болезни
6	Повреждение центральной нервной системы, смертносит около 100%
>8	Смерть неизбежна