7.3.2. Радиочувствительность живых организмов, различных тканей и органов.

Понятие радиочувствительность включает определенную реакцию биологических объектов, клеток, тканей органов и систем организма на облучение, которая проявляется соответствующими последствиями. Существует определенная зависимость между степенью, уровнем развития организмов и их чувствительностью к ионизирующим излучениям. Например, одноклеточные организмы значительно устойчивее, чем многоклеточные. Высокой радиочувствительностью обладают млекопитающие. В литературе часто используется в качестве критерия радиочувствительности такой показатель, как летальная доза, которая характеризует 50% -ю гибель взятых в опыт особей на 30-й день наблюдения после облучения (ЛД_50/30). Данный показатель оказывается различным для отдельных классов живых организмов (табл. 1).

Таблица 1

Радиочувствительность различных представителей животного мира

Наименование классов животных	Вид животных	Доза облуче- ния, Гр	Эффект облучения
Простейшие Ракообразные Рыбы Земноводные Пресмыкающиеся Птицы Млекопитающие	Амеба Дафния Карась Лягушка Тритон Черепаха Куры Кролик Крыса Морская свинка Обезьяна	1000 65 13-15 6-7 30 13-15 6-8 7-8 5-6 3-3,5 4,5-5,5	ЛД50 ЛД100 ЛД50/30 —— // — —— // — —— // — —— // — —— // — —— // — —— // — —— // —

Причины различия в радиочувствительности живых организмов к излучению до сих пор окончательно не установлены. Неодинаковую чувствительность холоднокровных и теплокровных организмов пытаются объяснить низкой температурой тела и замедленным обменом веществ у холоднокровных. Однако, температура тела и обмен веществ у птиц выше, чем у млекопитающих, но они более устойчивы к действию ионизирующих излучений.

Устойчивость к облучению насекомых и ракообразных объясняется присутствием в их организме повышенных количеств ряда веществ, которые обладают защитных действием. Так, у насекомых отмечается высокий уровень содержания каталазы, расщепляющей перекиси. У раков защитным действием обладают аминокислоты, амины и мелкие пептиды, участвующие в регуляции осмотического давления. Некоторую роль в радиочувствительности играет число хромосомных наборов в клетках. Считается, что диплоидные клетки более устойчивы, чем гаплоидные. Высказаны предположения, что радиочувствительность клетки прямо пропорциональна количеству ДНК.

Чувствительность млекопитающих к ионизирующему излучению зависит от физиологического состояния организма, условий его существования, индивидуальных особенностей. Более чувствительны к облучению новорожденные млекопитающие и старые животные. Первые за счет повышенной митотической активности клеток (особенно чувствителен к облучению эмбрион животных и человека), последние – за счет ухудшения способности клеток и тканей организма к восстановлению в силу возрастных особенностей. Значительно повышает радиочувствительность млекопитающих состояние беременности.

Доказано непосредственное влияние ионизирующего излучения на зародыш, плод и течение беременности. В период внутриутробного развития реакции на облучения и их последствия зависят от стадии развития, что обусловлено различной радиочувствительностью тканей и систем. У млекопитающих и человека наиболее чувствителен к облучению период основного органогенеза. Облучение в этот период вызывает различные уродства, аномалии развития и внутриутробную гибель. Когда облучение происходит в эмбриональный период, то развиваются аномалии органов и происходит гибель зародышей в 70-80% случаев. Плодный период характеризуется более низкой радиочувствительностью, однако увеличивается процент смертности после рождения. У плода, облученного в этот период может развиться острая лучевая болезнь, в результате чего у новорожденного замедляется рост, развитие, отмечаются анемия, лейкопения, кровоизлияния и другие патологические состояния. Одной из причин гибели плодов и новорожденных является нарушение системы кроветворения.

Нарушение процессов кроветворения наступает непосредственно в ходе лучевого воздействия, а дальнейшее развитие и проявление нарушений носят фазовый характер, что связано с разной радиочувствительностью клеток и с процессами восстановления в них. К самому высокорадиочувствительному органу можно отнести красный костный мозг, который при общем облучении поражается в первую очередь. При внешнем облучении животных дозами ЛД_50/30 и выше в крови снижается количество эритроцитов. Установлено, что красный костный мозг обладает достаточно большой способностью к восстановлению, которая при среднелетальных дозах наступает через 4-7 суток после облучения, и к концу четвертой недели структура костного мозга и картина крови становятся близкой к нормальной. При летальных дозах облучения нормальное содержание клеток не восстанавливается.

Радиационное воздействие на лимфатическую ткань приводит к раннему разрушению лимфобластов и лимфоцитов в самой ткани и лимфоцитов в периферической крови. Облучение полулетальной дозой селезенки приводит к прекращению митоза и гибели части лимфоцитов, а также уменьшению размера и массы органа. Клетки вилочковой железы (тимоциты) погибают практически все в течение первых суток после облучения. Восстановление клеток до исходного уровня происходит за счет единичных неповрежденных клеток.

Характерной реакцией организма на лучевое воздействие является изменение количества лейкоцитов: в первые минуты и часы после облучения наблюдается незначительное их уменьшение; через 6-8 часов – увеличение на 10-15% от исходного уровня, а через 24 часа наблюдается резкое снижение до исходного уровня. Характер изменения количества лейкоцитов находится в прямой зависимости от дозы облучения, а также от вида животных. Время восстановления количества лейкоцитов до нормы составляет 2-3 месяца.

Наиболее чувствительными к радиационному воздействию клетками крови млекопитающих являются лимфоциты и при облучении дозой 0,6 Гр отмечается уменьшение их содержания. При облучении дозой ЛД_50/30 наибольшее снижение регистрируется на 1-3 сутки. В этот период характерны и морфологические изменения клеток.

Согласно литературным данным, органы пищеварения проявляют определенные функциональные и морфологические реакции на облучение. По степени радиочувствительности они распределяются следующим образом: тонкий кишечник, слюнные железы, пищевод, желудок, прямая и ободочная кишки, поджелудочная железа, печень. Поражение тонкого кишечника наблюдается при облучении дозами свыше 10 Гр.

Среди органов зрения наибольшей чувствительностью к лучевому воздействию обладает хрусталик. Помутневшие участки могут образоваться уже при дозах облучения 2 Гр . При увеличении дозы облучения до 5 Гр и выше возникает прогрессирующая катаракта. И чем больше доза облучения, тем большая потеря зрения наблюдается.

Репродуктивные органы обладают повышенной чувствительностью к облучению. Однократное облучение семенников в дозе 0,1 Гр приводит к временной стерильности, а при облучении в дозах свыше 2 Гр может возникнуть постоянная стерильность. Воздействие однократного облучения в дозе 1-2 Гр на оба яичника вызывает временное бесплодие и прекращение менструального цикла на 1-3 года, а при облучении в дозе свыше 3 Гр развивается стойкое бесплодие.

Органы дыхания и, в частности, легкие достаточно уязвимы к радиационному воздействию. При их однократном облучении гамма-лучами ЛД₅₀ для человека составляет 8-10 Гр.

Радиационное поражение центральной нервной системы наблюдается при дозах свыше 100 Гр, что свидетельствует о ее достаточной радиоустойчивости.

Почки выдерживают суммарную дозу облучения около 23 Гр, полученную в течение пяти недель без особых изменений; мочевой пузырь – 55 Гр за четыре недели; печень – 40 Гр за месяц; зрелая хрящевая ткань – до 70 Гр.

Принимая во внимание полученные многочисленные данные о чувствительности к ионизирующему излучению различных клеток, тканей, органов и систем организма человека, то в соответствии с морфологическими изменениями, которые в них происходят, их можно расположить в следующем порядке по степени возрастания чувствительности: 1) нервная ткань; 2) хрящевая и костная ткань;3) мышечная ткань; 4) соединительная ткань; 5) щитовидная железа; 6) пищеварительные железы; 7) легкие; 8) кожа; 9) слизистые оболочки; 10) половые железы; 11)лимфоидная ткань, красный костный мозг.