Материал: М.А.Пальцев Частная пат.анатомия

Таблица 39.1

Побочные действия лекарств (М.А.Пальцев, Н.М.Аничков, 2001)

196

Кроме того, повышается риск развития аденом и рака печени, холестаза и холецистита, а также артериальной гипертензии.

Патология, вызванная физическими факторами. Патология, вызванная физическими факторами внешней среды, подробно рассматривается в лекциях, посвященных повреждению и боевой травме. Поэтому в данной лекции целесообразно остановиться лишь на радиационнной патологии.

Механизмы взаимодействий ионизирующей радиации с молекулами

иклетками. Ионизирующая радиация представлена двумя видами излучений — электромагнитным (рентгеновским и гамма-излучением)

ипотоком частиц (альфа-, бета-частиц, протонов, нейтронов и др.).

Р е т г е н о в с к и е л у ч и образуются при ударе потока электронов

вгазовой трубке о мишень. Длина волны этих электромагнитных лучей зависит от напряжения, ускоряющего электроны. При напряжении на пластинах 70 kV образуется мягкое рентгеновское излучение, плохо проникающее в ткани, а при напряжении 250kV — жесткое излучение, глубоко проникающее.

Га м м а - л у ч и — электромагнитные лучи с короткой длиной волны и большой проникающей способностью. Чем меньше длина волны, тем глубже они проникают в ткани. Проходя сквозь субстрат, электромагнитные лучи отдают свою энергию электронам, при этом формируются электроны с высокой энергией, вызывающие ионизацию вещества.

Ал ь ф а - л у ч и — поток ядер гелия с массой 4, несущих положительный заряд +2.

Б е т а - л у ч и — поток электронов с зарядом –1. Длина пробега

вводе составляет 1 см.

П р о т о н ы имеют массу 2 и заряд +2. Попадая в ядра молекул, они вызывают их нестабильность, различные виды излучений и распад.

197

Н е й т р о н ы не несут заряда и потому глубоко проникают в ткани. Используются в атомных реакторах для производства изотопов и образуются в больших количествах при атомных взрывах.

При контакте с субстратами ионизирующая радиация вызывает его ионизацию. Особенно подробно процессы ионизации изучены для молекул воды.

Авария на ЧАЭС вызвала комбинированное воздействие ионизирующей радиации на организм человека, сочетавшая инкорпорацию радионуклидов в организм и внешнее облучение, исходящее от облака выброса и загрязненной поверхности земли. При этом доминирующим являлось воздействие от поглощенных радионуклидов.

В ходе аварии на ЧАЭС были выброшены радионуклиды, образовавшиеся в самом реакторе под воздействием энергии нейтронов, выделяющихся из делящихся ядер урана, более 200 радиоактивных изотопов в составе топливных частиц реактора, а также в виде частиц из радионуклидов, соединенных со строительной и атмосферной пылью. Радиоактивные пылевые частицы называются ”горячими частицами”.

Механическая очистка воздуха от ”горячих частиц” в организме человека начинается с его фильтрации при прохождении полости носа. При этом происходит осаждение ингалированных частиц на слизистых оболочках носа, трахеи и бронхов с последующим удалением их при чихании и кашле. Осаждение частиц зависит от их диаметра. Так, в носовой полости задерживаются частицы диаметром более 50 мкм, трахее — 30—50 мкм, в бронхах — 10—30 мкм, в бронхиолах — 3—10 мкм, в альвеолах — 1—3 мкм. Частицы, диаметр которых меньше 0,5 мкм, в легких практически не задерживаются.

Геометрический диаметр частиц не соответствует аэродинамическому (АД). АД численно равен среднему геометрическому диаметру, умноженному на корень квадратный из плотности частицы, выраженной в единицах г/см3. Так, например, при геометрическом диаметре 0,3 мкм частицы диоксида урана с плотностью 10 г/см3 АД составляет 1 мкм.

Состав ”горячих частиц” взорвавшегося реактора ЧАЭС имел специфический радионуклидный состав, что объясняется особенностями использованного уранового топлива, а также вторичных строительных и атмосферных примесей. Cs137, попавший в первые дни аварии в организм обслуживающего персонала станции, входил в состав частиц с АД 5—25 мкм. Средний же АД частиц, содержавших Рu239, соответствовал по расчетным данным 12±2 мкм. Это свидетельствует о том, что данные частицы оседали, в основном, в мелких

198

бронхах и бронхиолах. В целом же размер ”горячих частиц” ЧАЭС колебался от 4 до 40 мкм, что приводило к поражению респираторного тракта на всех уровнях, начиная от верхних дыхательных путей и кончая альвеолами, что подтверждается данными клинического наблюдения за ликвидаторами чернобыльской катастрофы.

Аспирированные ”горячие частицы” оказывают уникальное повреждающее воздействие на ткань легкого, так как способны накапливаться в определенных структурах, прежде всего по ходу лимфатических дренажей, а также в очагах пневмосклероза, где фактически возникают источники постоянно происходящего альфа- и бетаизлучения. Этим и объясняется тот факт, что даже при низкой мощности таких источников общая доза локального облучения может быть высока. Не вызывает сомнений, что такое воздействие ионизирующей радиации является достаточным, чтобы вызвать цепь генных мутаций и перестроек, ведущих к развитию рака легкого. Однако данные о риске рака легкого, индуцированного микроскопическими источниками альфа- и бетаизлучения, противоречивы.

Теории канцерогенного действия ионизирующей радиации. Существуют две теории канцерогенного действия ионизирующей радиации: теория прямого воздействия и теория опосредованного воздействия.

Те о р и я п р я м о г о к а н ц е р о г е н н о г о в о з д е й с т в и я и о н и з и р у ю щ е й р а д и а ц и и основывается на данных о ее повреждающем действии различных биомолекул, прежде всего ДНК

иферментов. Прямое взаимодействие с субстратом ионизирующей радиации приводит к захвату энергии субстратом, его ионизации

иразрушению. При этом могут возникать летальные повреждения, вызывающие моментальную смерть клетки. Моментальная смерть клетки развивается при дозе более 10000 рад вне фазы митоза и называется интерфазной смертью.

Наиболее опасны нелетальные повреждения, ведущие к мутациям

излокачественной трансформации клеток. Нелетальные повреждения ДНК могут заключаться в разрыве и разрешении как одной из комплементарных цепочек ДНК, так и двух цепочек одновременно.

При повреждении одной из цепочек возможна полная репарация поврежденного участка за счет сохранной комплементарной цепочки. Однако при нарушении системы генов репарации ДНК (эндонуклеаз, лигаз, ДНК-полимераз) восстановления не происходит, что ведет к возникновению генных и хромосомных мутаций.

Повреждение одновременно двух цепочек спирали ДНК может приводить к разрывам ДНК и возникновению необратимых мутаций. Репарация ДНК становится невозможной.

199

Те о р и я о п о с р е д о в а н н о г о в о з д е й с т в и я и о н и з и - р у ю щ е й р а д и а ц и и на субстрат связывает ее канцерогенное действие с образованием активных радикалов, прежде всего активных форм кислорода — атомарного кислорода, гидроксил-радикала, супероксид-радикала и перекиси водорода. Активные радикалы взаимодействуют с липидами мембран, ферментами и нуклеиновыми кислотами, вызывая изменения этих молекул, что приводит к разрушению клеточных мембран и митохондрий, мутации ДНК.

Достижения экспериментальной и клинической онкологии ХХ века позволили установить, что развитие опухолей является результатом возникновения мутаций в соматических клетках, происходящих при повреждении молекул ДНК. Это заключение подтверждается тремя группами фактов: 1) наличием корреляций определенных хромосомных мутаций с некоторыми типами опухолей; 2) развитием опухолевого фенотипа в клетках при трансфекции в них онкогеннных вирусов; 3) обнаружением мутагенных свойств у большинства известных канцерогенных агентов.

Морфогенез и морфологическая характеристика радиационного

в результате захвата радионуклидов тканями организма. Поэтому инициальным звеном в морфогенезе радиационного рака легкого является захват и депонирование в легочной ткани радионуклидов.

Бронхи являются основной мишенью альфа-облучения, исходящего от частиц радона, вдыхаемых с воздухом как в группах населения с профессиональными вредностями, так и вследствие содержания радона в жилищах.

Cогласно данным Американской академии наук, достаточная доза радиации, необходимая для индукции злокачественной трансформации бронхиального эпителия радоновыми продуктами, на 30% ниже той, которую получают шахтеры на урановых рудниках.

Вестественных условиях радионуклидные частицы имеют сложный состав и содержат не только радиоактивные элементы, но и пылевые частицы различной природы из окружающей атмосферы.

Вслучае, если аспирация радионуклидов происходит в условиях запыления, это может приводить к сочетанному воздействию на легочную ткань — радиоактивному и пылевому.

Взависимости от размеров вдыхаемых ядерных частиц они могут поступать, а затем оседать и задерживаться в различных участках дыхательной системы. Так, например, аспирированные частицы

200