Механізми патогенної дії іонізуючого випромінювання. Поняття про променеві ураження та їх наслідки.
П
од
прямым повреждающим действием ионизирующей
радиации понимают непосредственное ее
действие на макромолекулы и надмолекулярные
структуры клеток (см. рис. 19). Энергия
ионизирующей радиации, превышающая
энергию внутримолекулярных и внутриатомных
связей, вызывает ионизацию молекул,
разрыв наименее прочных связей,
образование свободных радикалов и т.
д.
Структурными проявлениями прямого действия радиации являются разрыв хромосом, расщепление молекул ДНК, РНК, набухание органоидов клетки.
Подсчитано, что прямое действие радиации обусловливает около 45% суммарного биологического ее эффекта.
Н
епрямое
повреждающее действие ионизирующей
радиации обусловлено образованием в
клетке большого количества свободных
радикалов. Основным их источником
являются молекулы воды. Процесс
образования свободных радикалов водорода
и гидроксила из воды под влиянием
радиации получил название радиолиза
воды.
Образовавшиеся свободные радикалы взаимодействуют друг с другом, в результате чего образуются так называемые вторичные свободные радикалы и гидропероксиды. Их накопление ведет к быстрой активации процессов свободнорадикального окисления азотистых оснований ДНК и РНК, белковферментов (особенно сульфгидрильных групп, входящих в состав активных центров), липидов, аминокислот.
На долю непрямого действия приходится 55% суммарного биологического эффекта ионизирующей радиации.
В зависимости от поглощенной дозы облучения выделяют три формы острой лучевой болезни: костномозговую (поглощенная доза — от 0,5 до 10 Гр), кишечную (от 10 до 50 Гр) и мозговую (от 50 до 200 Гр).
В клинике костномозговой формы различают 4 периода: 1) период первичных реакций (продолжительность — 12 сут); 2) период мнимого благополучия (несколько суток); 3) период выраженных клинических признаков; 4) исход.
К таким последствиям относятся мутации в половых и соматических клетках.
Дія на організм високого атмосферного тиску. Хвороба декомпресії, патогенез. Вибухова декомпресія.
Влияние повышенного атмосферного давления человек испытывает при погружении под воду во время водолазных и кессонных работ. При этом на организм человека действуют следующие патогенные факторы.
1. Собственно повышение атмосферного давления (компрессия). Этот фактор вызывает вдавление барабанных перепонок, в результате чего может появляться боль в ушах. При резком и очень быстром повышении атмосферного давления возможен разрыв легочных альвеол. В условиях компрессии в крови и тканях организма растворяется дополнительное количество газов (сатурация).
2. Азот оказывает патогенное действие при дыхании сжатым воздухом. Это проявляется в нарушении деятельности ЦНС: сначала легкое возбуждение, напоминающее эйфорию ("глубинный восторг"), в дальнейшем — явления наркоза и интоксикации.
Указанные нарушения объясняются тем, что в результате сатурации количество азота в организме возрастает в несколько раз, причем больше всего он накапливается в органах, богатых жировой тканью, в частности, в тканях головного мозга, содержащих большое количество липидов. Азот в высоких концентрациях оказывает наркотическое действие, напоминающее действие оксида азота (I) ("веселящего газа").
Во избежание неблагоприятного действия азота этот газ в дыхательной смеси заменяют гелием. Получают смесь гелиокс.
3. Кислород при повышении атмосферного давления обладает токсическим действием. Это связано в первую очередь с тем, что в условиях гипероксии активируются процессы свободнорадикального окисления, вызывающие повреждение клеток (подробно см. разд. 11).
Кроме того, как считают, при гипероксии нарушается выведение из тканей углекислого газа, что вызывает своеобразное их "удушение".
Болезнь декомпрессии возникает при быстром возвращении человека в условия нормального атмосферного давления после водолазных работ, работ в кессонах (кессонная болезнь). При этом растворенные в крови и тканях газы (азот, кислород) в большом количестве переходят в газообразное состояние, образуя множество пузырьков, — происходит десатурация. Пузырьки газов, задерживаясь в крови и тканях, могут закупоривать кровеносные сосуды, оказывая давление на клетки, раздражая рецепторы (газовая эмболия).
Клиническая картина такой болезни определяется локализацией газовых пузырьков. Наиболее часто отмечается боль в суставах, зуд кожи; в тяжелых случаях — нарушения зрения, паралич, потеря сознания.
Во избежание подобных нарушений декомпрессию следует проводить медленно, чтобы скорость образования газов не превышала возможности легких по их выведению.
Взрывная декомпрессия возникает в случае быстрого перепада атмосферного давления от нормального к пониженному, что бывает при разгерметизации высотных летательных аппаратов (самолетов, космических кораблей). В развитии этого синдрома имеет значение баротравма легких, сердца и крупных сосудов вследствие резкого повышения внутрилегочного давления. Разрыв альвеол и сосудов способствует проникновению газовых пузырьков в кровеносную систему (газовая эмболия). В самых крайних случаях происходит мгновенная смерть вследствие закипания крови и других жидкостей организма, а также в результате молниеносной формы гипоксии.