Патогенез лучевой болезни

Патогенезом (от греч. рathos — страдание и qenesis — происхождение) называют учение о механизмах возникновения, развития и исхода болезни.

Патогенез лучевой болезни сложен. Выделяют первичный и вторичный радиобиологический эффект. Первичный радиобиологический эффект — это физико-химические и биохимические изменения на молекулярном и субмолекулярном уровне, которые возникают в результате действия ионизирующих излучений. Вторичный радиобиологический эффект — это изменения биологических процессов в клетках, ведущие к нарушению функции тканей, органов, систем и, в конечном итоге, к формированию собственно лучевой болезни.

Для всех видов ионизирующих излучений основным механизмом действия является образование ионов и возбуждение атомов и молекул.

В основе первичного радиобиологического эффекта лежат два механизма:

• 1) прямое повреждающее действие ионизирующих излучений на биологические молекулы;
• 2) непрямое повреждающее действие.

Прямое повреждающее действие возникает в результате непосредственного взаимодействия ионизирующей частицы или гамма-кванта с биологической молекулой. При этом поглощенная энергия вызывает возбуждение молекулы, ее ионизацию, может мигрировать по ней, реализуясь в наиболее уязвимых местах, разрывая внутриклеточные связи.

Наиболее вероятной мишенью прямого повреждающего действия будут служить гигантские макромолекулы, к которым в первую очередь относятся молекулы ДНК. В результате возникают структурные изменения ДНК. Прямому повреждению подвержены также макромолекулы ферментов, липопротеидов, гиалуроновая кислота, которая подвергается деполимеризации.

Непрямое действие обусловлено химическими веществами, образующимися в результате первичной ионизации молекул воды (радиолиза воды). При этом образуются так называемые активные свободные радикалы и перекиси (Н, ОН, О, НО₂, Н₂О₂), которые обладают очень высокой биологической активностью и способны вызвать окисление по любым связям. Наиболее подвержены их действию соединения, содержащие SH-группы, например, тиоловые ферменты. Свободные радикалы и перекиси способны изменять также и химическое строение ДНК. Окислению подвергаются также ненасыщенные жирные кислоты и фенолы, в результате чего образуются липидные и хиноновые радиотоксины. Они, в свою очередь, тоже угнетают синтез нуклеиновых кислот, обладают мутагенным действием на ДНК, изменяют активность ферментов, реагируют с внутриклеточными белково-липидными мембранами и повреждают их, В конечном итоге это ведет к нарушению функции различных органоидов клетки. В частности, в связи с повреждением мембран лизосом из них выделяются различные гидролитические ферменты: липазы, фосфолипаза, протеазы, эластаза, коллагеназа, фосфатазы и др., а это еще больше усиливает деструкцию клетки. В мембранах митохондрий нарушается окислительное фосфорилирование, следствием чего является нарушение образования энергии. В результате действия всех указанных выше факторов наблюдается еще большее нарушение деятельности генетического аппарата (генные мутации, хромосомные аберрации), нарушение синтеза нуклеиновых кислот и ядерных белков, уменьшение митозов.

В конечном итоге возможны следующие результаты повреждающего действия ионизирующих излучений:

• 1) гибель клеток, находящихся в покое (интерфазная гибель);
• 2) подавление митотической активности, в результате чего происходит опустошение ткани, поскольку не восполняется естественная убыль клеток;
• 3) нарушение хромосомного аппарата, что обусловливает так называемую генетическую гибель клеток.

Радиопоражаемость тканей в порядке убывания следующая: лимфоидная ткань, гемопоэтическая ткань, эпителий кишечника, поповых желез, кожи, хрусталик, эндотелий сосудов, серозные оболочки, паренхиматозные органы, мышцы, соединительная ткань, хрящи, кости, нервная ткань. Нервная ткань в смысле радиопоражаемости, т. е. по возможности возникновения грубых структурных нарушений, стоит на последнем месте, однако в функциональном смысле она является высоко радиочувствительной. Буквально через несколько секунд после облучения нервные рецепторы подвергаются раздражению веществами, образующимися в результате радиолиза и распада тканей. Импульсы поступают в измененные непосредственным облучением нервные центры, нарушая их функциональное состояние. В результате этого нарушается нервная регуляция, что способствует развитию дистрофических явлений в тканях и нарушению компенсаторных процессов.

Под влиянием ионизирующих излучений возникают значительные изменения функциональной активности эндокринных желез, в первую очередь, симпато-гипофизарнонадпочечниковой системы: сначала усиление, а затем истощение.

В конечном итоге изменения нейроэндокринной регуляции, возникающие при облучении, вносят существенный вклад в поражение органов и систем. лучевой болезнь ионизирующий излучение Таковы общие механизмы, ведущие к повреждению клеток под влиянием ионизирующих излучений.

Однако в зависимости от вида облучения, длительности, геометрии и, главным образом, дозы облучения будет наблюдаться различное соотношение интерфазной гибели клеток, нарушения митотической активности и генетической гибели клеток в различных тканях. Это, в свою очередь, будет определять различные ведущие синдромы в клинике лучевой болезни и, в конечном итоге, ту или иную форму лучевой болезни.