Биологическое действие ионизирующих излучений и патогенез лучевой болезни

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ И ПАТОГЕНЕЗ ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ

Изучение этих еще во многом неясных вопросов идет 8 нескольких направлениях:

а) исследование первичных биофизических и радиохимических превращений в облученном субстрате;

б) изучение первичных биохимических и морфологических изменений;

в) изучение первичных патофизиологических реакций и нарушений в целостном организме.

Биологическое действие ионизирующих излучений характеризуется следующими особенностями.

1. В момент непосредственного воздействия ионизирующих излучений на организм человек не испытывает каких-либо ощущений.

2. Биологический эффект зависит от мощности дозы - уменьшение ее сопровождается снижением этого эффекта.

3. Основным актом взаимодействия излучений с веществом являются ионизация и возбуждение атомов и молекул, яп появление активных радикалов, индуцирующих различные реакции в биосубстратах организма.

4. Различные виды ионизирующих излучений вызывают в облученном субстрате один и тот же процесс ионизации, однако биологический эффект их неодинаков и зависит от скорости ионного выхода или плотности ионизации. При различной скорости ионного выхода изменяется течение первичных радиохимических реакций: при малых скоростях возникают быстро затухающие реакции, а при больших-индуцируются реакции автокаталитического типа, протекающие с самоускорением и приводящие к выраженным биологическим изменениям. Наибольшая скорость ионного выхода присуща альфачастицам и нейтронам.

5. Биологические изменения, развивающиеся в биосубстратах, зависят не только от характера излучения, но и от самого биосубстрата. Образующиеся при облучении активные радикалы обладают высокой химической реактогенностью в отношении молекул, способных к окислению или восстановлению, поэтому выраженность биологического эффекта будет определяться и содержанием в биосубстрате химически активных окислителей или антиокислителей.

6. Поглощаемая при облучении энергия обладает очень высокой эффективностью. Так, при облученнии дозой 9Гр организмом поглощается ничтожно малое количество энергии, равное от 2-10* до 5-10^ эрг/г, которое, однако, вызывает глубокие биологические изменения, приводящие к смертельным патофизиологическим эффектам. Это несоответствие между выраженностью радиационного повреждения и поглощенной при этом энергией связано с наличием физического и биологического механизмов усиления эффекта радиации.

Физический путь усиления действия ионизирующих излучений заключается в миграции и концентрации энергии в определенных функционально активных участках микроструктур (в частности в митохондриях^дрЙ) с последующим их повреждением, а также в изменении при облучении заряда на поверхности клеточных мембран за счет высвобождения ионов натрия из ядерной структуры, калия-из эндоплазматическо-го ретикулума и магния - из митохондрий.

Биологические механизмы усиления эффективности энергии ионизирующих излучений связаны с высокой чувствительностью к ним некоторых биомолекул. При облучении наиболее глубокие изменения возникают в клеточных органеллах, богатых высокополимерными веществами и нуклеиновыми кислотами