Радиочувствительность. Радиационные синдромы

1. РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ. РАДИАЦИОННЫЕ СИНДРОМЫ

2.

Радиочувствительность (радиопоражаемость) —
относительная восприимчивость клеток, тканей,
органов или организмов к воздействию ИИ.
Альтернативное понятие – радиорезистентность или
радиоустойчивость.

3. Радиочувствительность тканей, органов

Поражение организма во многом определяется р/ч-ю
отдельных тканей, органов и систем.
Р/ч ткани, в свою очередь, определяется р/ч
составляющих ее клеток, которая варьирует для разного
типа клеток.
Нр:
гибель лимфоцитов или незрелых костномозговых
клеток фиксируют после облучения в десятых долях Гр,
мышечные и нервные клетки могут выдерживать
десятки Гр

4.

Р/ч ткани прямо пропорциональна митотической
активности и обратно пропорциональна степени
дифференцировки клеток, из которых она состоит.
Нр:
у млекопитающих печень, мышцы, мозг, кости,
хрящи и соединительную ткань относят к
р/резистентным
красный костный мозг, гонады, эпителий кишечника
и кожа - р/чувствительным.

5.

Радиационные эффекты усложняются с ростом
уровня организации биосистемы.
При рассмотрении механизмов поражения тканей
необходимо учитывать различные
морфофизиологические факторы:
митотическая активность,
степень дифференцировки,
уровень и особенности метаболизма,
другие физиологические параметры
Клетки, входящие в состав ткани зависимы друг от
друга и от окружающей среды («коммунальный
эффект»).

6.

Необходимо учитывать опосредованные влияния
со стороны других пораженных радиацией тканей, и
нарушения функции регулирующих систем —
нервной и эндокринной.

7.

Р/ч органа обычно повышается при увеличении его
функции.
Нр: Повышение р/ч-ти молочной железы в период
лактации, щитовидной железы в состоянии
гипертиреоза.

8. Критерии радиочувствительности

Р/чувствительность = радиопоражаемость и
подразумевает морфологические проявления
повреждения втканях (органах).
Другие проявления реакции на облучение не
являются адекватными критериями при сравнении
радиочувствительности тканей.

9.

При сравнении р/ч двух систем важен правильный
выбор адекватных методов и критериев оценки.
Адекватные критерии р/ч системы должны быть
характерны для всех типов системы (всех типов
клеток, всех типов тканей или всех видов организмов)
Нр:
для клетки это До,
ткани — нарушение морфологии, структуры,
организма - ЛД50

10. Шкала радиочувствительности органов и тканей по морфологическим изменениям :

1. Органы кроветворения
2. Половые железы
3.Слизистые оболочки, слюнные, потовые, сальные железы. Волосяные сосочки, эпидермис.
4. ЖКТ (наиболее р/ч тонкий кишечник)
5. Печень
6. Сердечно – сосудистая система
7. Органы дыхания
8. Железы внутренней секреции (надпочечники, гипофиз, щ.ж., п/щ.ж)
9. Органы выделения
10 Мышечная и соединительная ткань
11. Костная и хрящевая ткань
12. Нервная ткань

11. Относительность понятия тканевой радиочувствительности

Повреждения в радиорезистентных тканях скрытые.
Они сохраняются, «консервируются», запоминаются.
Эксперименты Г.С. Стрелина:
первым предложил сочетать облучение с
последующим нанесением механической травмы.
Хирургическое удаление 2/3 массы печени →
стимуляция клеток печени к делению →
использование одинаковых для разных типов
тканей методов оценки: задержка митоза,
хромосомные аберрации, подавление синтеза ДНК.
Оказалось, что индукция хромосомных нарушений
почти одинакова.

12. ВИДЫ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

Существуют выраженные различия в
чувствительности организмов к действию радиации.
По мере усложнения организации объектов их
устойчивость к радиации резко снижается.

13. МЕЖВИДОВАЯ РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Полулетальная доза (ЛД50) равна:
Человек – 2,5-4 Гр;
Обезьяна – 2,5-6 Гр;
Собака – 2,5-3 Гр;
Мыши разных линий – 6-15 Гр;
Кролик – 9-10 Гр;
Монгольская песчанка – 10-13 Гр;
Птицы – 8-20 Гр;
Рыбы – 8-20 Гр;
Змеи – 80-200 Гр;
Насекомые – 10-1500 Гр(таракан рыжий ≈ 60-70 Гр)
Тихоходка ≈ 5700 Гр
Микрококк радиорезистентный – живет и размножается
при дозах 104-105 Гр.

14. Возможность адаптации к облучению

Популяции разных видов живых организмов могут
адаптироваться к вредным воздействиям в высоких
дозах.
Адаптация достигается ценой гибели большей части
популяции и за счет размножения выжывшей самой
резистентной фракции.
Чем выше плодовитость и чем быстрее смена
поколений у данного вида, тем легче он может
приспособиться к воздействию и.и.

15. Внутривидовая радиочувствительность (индивидуальная р/ч-ть)

Р/ч может быть различной даже в пределах одного вида
Нр:
Радиорезистентность Mikrococcus radiodurans в 25 раз
выше чем у родственных форм микрококков.
Индивидуальная р/ч — интегральный показатель:
учитывается возраст, пол, генетика, интенсивность
метаболизма и др.

16.

По р/ч люди делятся на 4 типа:
суперчувствительные,
очень чувствительные,
среднечувствительные
относительно устойчивые.
Относительно устойчивые (сталкеры) могут
переносить уровни радиации на порядок выше, чем
среднечувствительные.
Достоверных лабораторных методик определения
индивидуальной р/ч человека нет.

17. Возрастная радиочувствительность

Наиболее р/ч молодые и старые особи.
С возрастом обменные процессы замедляются
(►р/ч ↓),
активность систем репарации снижается (► р/ч ↑)

18. Половая радиочувствительность

Самцы более радиочувствительны.
Стерильность самок возникает при больших дозах
облучения, чем у самцов, но необратима.
У самцов стерильность часто носит временный
характер.

19.

Сезонная радиочувствительность
Радиочувствительность изменяется в зависимости
от времени года: в осенне-зимний период
значительно понижена.

20.

В радиологической практике учитывают снижение
радиорезистентности организма при наличии
воспалительных процессов, повышенной
возбудимости ЦНС, в период менструации.

21.

Зависимость индивидуальной р/ч от типологических
особенностей высшей нервной деятельности человека
(по Н.Г. Даренской)
Наиболее р/устойчивы сангвиники
Наиболее неблагоприятное течение лучевого
поражения у меланхоликов и холериков.
Эта разница заметна при небольших дозах облучения.

22. Генетическая детерминироваанность р/ч ( по Моссэ И. Б.)

Р/ч - один из количественных признаков, таких как
рост, вес
Радиационный риск как популяционный, так и
индивидуальный детерминирован генетически и
зависит от многочисленных факторов окружающей
среды.

23.

Наследственные различия особей по р/ч
обусловлены взаимодействием нескольких пар
полимерных генов, определяющих целый ряд
физиологических и б/х особенностей организма.
Генотипы различаются по содержанию в клетках
ауторадиопротекторов и аутоантимутагенов, по
уровню репаративных процессов и т. д.
Наследственные заболевания (атаксиятелеангиэктазия, пигментная ксеродерма) влияют на
р/ч-ть

24.

Особи отвечают на воздействие облучения в одной и той
же дозе по-разному!
Нр:
ДНК. Повреждения не всегда полностью адекватны поглощенной
дозе радиации, поскольку возможна миграция энергии с ДНК на
протектор, если он находится в клетке на расстоянии не
более 100 ангстрем от ДНК.
Хромосомы. Радиационный эффект зависит от конденсации,
белково-нуклеиновых взаимодействий, соотношения эу- и
гетерохроматина и т. д.
Клетки. Здесь работают модификаторы облучения
(репарационные ферменты и радиоадаптивный ответ),
происходит амплификация генов, ответственных за
радиоустойчивость, включение мобильных генетических
элементов и пр.

25.

Ткани. Радиационные эффекты модифицируются элиминацией
поврежденных клеток (апаптоз), явлениями адаптации и
генетической нестабильности.
Организм. Факторы, влияющие на результаты радиационных
воздействий: состояние биохимических и физиологических
систем, наличие наследственных болезней, отбор на уровне
гамет и на уровне зигот.
Популяция. Эффекты зависят от колебаний численности
особей (при снижении численности частота мутаций
падает, при возрастании количества — увеличивается), от
сезонных изменений, от миграций особей, а также
происходит выбраковка неполноценных особей естественным
отбором т. д.

26. Влияние факторов окружающей среды

На повышение р/резистентности влияет рацион
питания: пища, богатая витаминами,
микроэлементами, адаптогенами.
Высококалорийная пища более чем на порядок
увличивает канцерогенное действие облучения.

27.

Факторы, определяющие р/ч организмов:
объём и структурная организация генома;
уровень активности ферментов репарации;
активность природных защитных и
сенсибилизирующих систем;
гетерогенность клеток и возможность репопуляции.

28. РАДИАЦИОННЫЕ СИНДРОМЫ

29.

Причина смерти и продолжительность жизни после
воздействия больших доз общего облучения тела
зависят от величины этих доз.
Причина смерти организма после воздействия больших
доз общего облучения поражение костного мозга,
деструкция слизистой кишечного тракта
повреждение ЦНС.

30.

Критические органы /системы — жизненно важные
системы, первыми выходящие из строя в
исследуемом диапазоне доз излучения, и
отвечающие за исход лучевого воздействия, в том
числе и гибель организма

31.

Костномозговой синдром - совокупность симптомов,
связанных с истощением клеточных элементов
периферической крови в результате костномозговой
недостаточности, вызванной облучением в дозах >1Зв.
Основные клинические синдромы: инфекционный,
геморрагический.
Смерть может наступить через несколько недель,
месяцев после облучения.

32.

Кишечный синдром – совокупность симптомов,
наблюдаемых после облучения организма в больших
дозах (>10 Зв) и связанных с тяжелым поражением
эпителия тонкого кишечника.
Смерть у большинства млекопитающих наступает на
3-5 сутки после облучения.

33.

Церебральный синдром – летальный синдром,
связанный с поражением ЦНС (разрушение сосудов,
отек ядер головного мозга).
Дозы очень большие (>100 Зв). Смерть через
минуты, часы, первые сутки после облучения.

34. Кривая В.Раевского

Кривая, описывающая
зависимость средней
продолжительности жизни
мышей от дозы излучения
(однократное, R) впервые
получена В.Раевским.

35. Ступенчатый характер отмирания облученного организма - общебиологическая закономерность.

12
10
8
Столбец 1
Столбец 2
Столбец 3
6
4
2
0
Строка 1
Строка 2
Строка 3
Строка 4

36.

Зависимость
продолжительности
жизни человека от
полученной дозы.

37.

Обнаруженные морфологические и функциональные
изменения критических систем определяются
клеточным опустошением с соответствующей
клеточной кинетикой и радиационной гибелью
критических органов и тканей организма.
Органы кроветворения относятся к наиболее
радиочувствительным критическим органам:
поражение к.м., тимуса, лимфатических узлов,
селезенки представляет собой ведущее звено в
развитии костномозгового синдрома.

38. Распределение клеток системы крови в зависимости от степени зрелости (по пулам)

1) стволовые клетки (наибольшая р/ч-ть),
2) делящиеся и созревающие (менее высокая р/ч-ть),
3) не делящиеся, но созревающие (невысокая р/ч-ть),
4) зрелые (радиорезистентные, за исключением
лимфоцитов).
Схема развития опустошения в системе
клеточного обновления после облучения в
высокой дозе →

39.

Пулы в
нормальном
состоянии
Изменения
после
облучения
1 час
1 сут
2 сут
3 сут
4 сут
Стволовые
клетки
Деление и
созревание
Только созревание
Кровь

40.

Радиочувствительность ростков костного мозга:
-эритроидный, лимфоидный;
-гранулоцитарный;
-мегакариоцитарный.