Роль нервной системы

Широко распространенное среди зарубежных исследователей мнение о нечувствительности нервных клеток к проникающему ионизирующему излучению основано главным образов на отсутствии выраженных гистологических изменений в нервных клетках при действии даже смертельных доз общего облучения. Констатируемые изменения в головном мозгу при облучении головы в условиях эксперимента или у умерших облучавшихся пациентов большинство авторов рассматривает как результат вторичных изменений вследствие нарушения мозгового кровообращения.

Высокая радиочувствительность нервных клеток отмечалась только у молодых животных. Клетки коры головного мозга новорожденных мышей разрушаются даже при дозах облучения в 80—120 р. Считали, что в процессе индивидуального развития по мере дифференцировки нервных элементов их рентгеночувствительность понижается. Однако имеются данные, свидетельствующие, что, при облучении ИР, гистологические изменения клеток головного мозга, свойственные гипоксическим состояниям, развиваются раньше, чем наступают видимые поражения сосудов (было показано на крысах). Таким образом, есть основание считать возможным первичные изменения в клетках нервной системы при воздействии уже сравнительно небольших доз радиации и пересмотреть мнение о нервной ткани, как о самой нечувствительной к воздействию ионизирующих излучений.

Все же механизмы нарушений в деятельности нервной системы сложнее, чем простое повреждение клеток в следствие первичного воздействия ИР. П. С. Купалов впервые применил метод условных рефлексов для изучения корковых функций облученных собак. М. И. Неменов своими исследованиями установил, что условные рефлексы после облучения головы сначала возрастают, а затем снижаются на длительный срок. При изменении стереотипа, при переделке дифференцировочного раздражителя на положительный или при применении дополнительного раздражителя М. И. Неменов получал нарушения условнорефлекторной деятельности у собак от облучения головы даже в дозе в 1000 р. В то же время для получения таких же изменений без дополнительных нагрузок на нервную систему нужны были дозы порядка 3000 р.

Показано, что нарушения корковой динамики определяются не только количеством поглощенной энергии, но зависят также от функционального состояния высших отделов центральной нервной системы в момент действия ионизирующей радиации. Участки нервной системы, находящиеся в состоянии возбуждения, являются более чувствительными. Данное положение было подтверждено другими исследователями. Уже на основании этого можно судить об исключительном значении нервной системы в развитии лучевых поражений.

Наиболее обстоятельные исследования по изучению физиологического состояния головного мозга были проведены на кроликах М. Н. Ливановым и его сотрудниками (1954, 1956). Работы проводились с применением электроэнцефалографических исследований у кроликов, однократно тотально облученных дозами в 500—1000 р. Наблюдения показали, что сразу же после облучения было усиление биотоков, сопровождающееся резким повышением корковой возбудимости и реактивности. В ближайшие часы происходило снижение функциональной активности коры головного мозга. Вслед за фазой угнетения наступало восстановление активности, за которым следовал период относительной нормализации, отличающийся неустойчивостью корковой деятельности. На фоне относительного благополучия через 10—14 суток после облучения могла наступить гибель животного. В это время наблюдалось падение корковой активности, проходящее через стадию кратких приступов возбуждения.

Работы А. А. Графова помогли внести бульшую ясность в вопросе участия нервной системы в патогенезе лучевой болезни. Оказалось, что при этой патологии, так же как и при других заболеваниях, по-видимому, раньше всего происходит ослабление процессов внутреннего торможения. Клиническая симптоматология развивающейся лучевой болезни могла проходить как на фоне резкого угнетения условнорефлекторной деятельности, так и на фоне ее относительной нормализации. Таким образом, функциональное состояние высшей нервной деятельности не всегда может служить показателем последующего течения и исхода лучевой болезни. Эти факты имеют принципиальное значение, так как они свидетельствуют о том, что наступающая нормализация корковой деятельности вследствие ее высокой пластичности уже не может предотвратить глубоких дистрофических изменений, возникающих в облученном организме. Очевидно, прогрессирующее ухудшение состояния обусловливается более стойкими изменениями других отделов нервной системы или включением других патогенетических механизмов в виде расстройств эндокринной регуляции, появления токсемии и др.

Большой эффект имеет облучение ионизирующей радиацией спинного мозга. Такое облучение сопровождается нарушение спинномозговых рефлексов. Отмечается наличие фазного изменения рефлекторной возбудимости в виде начального повышения возбудимости и последующего ее понижения, в зависимости от исходного физиологического фона. При этом наблюдаются парезы, параличи, изменения структуры поперечно-полосатой мускулатуры, гистологические изменения элементов спинного мозга. Была установлена решающая роль сенсорной части спинного мозга в развитии судорожного процесса (при облучении спинного мозга с перерезанными задними корешками судороги не развивались).

Все сказанное относилось к патологии, развивающейся в результате локального облучения, непосредственного воздействия на центры нервной системы. Долгое время сравнительно мало проводилось исследований с общим облучением организма. Между тем в большинстве случаев приходится сталкиваться с острой лучевой болезнью, развившейся после тотального облучения организма. В этих случаях механизмы развития болезни гораздо сложнее.

Исследования Ю. Г. Григорьева показали, что изменения функционального состояния коры больших полушарий головного мозга наступают в течение первых секунд от начала облучения, когда нет никаких оснований думать о возможном повреждении каких-либо тканей. В экспериментальных и клинических наблюдениях различных ученых было показано, что облучение области промежуточного мозга в дозах в 5—10 р уже может вызвать целый ряд изменений в тканях, обусловленных ионизирующей радиацией: кратковременную лейкопению, повышение проницаемости сосудов. Роль рефлекторных механизмов в этих сдвигах не может быть исключена. Таким образом, можно считать несомненным, что вовлечение в процесс нервной системы может быть вызвано не только повреждением радиочувствительных тканей организма, но в первую очередь и реакциями самой нервной системы, которые определяются уже в момент действия ионизирующей радиации.

Далее возникает вопрос, каким образом можно представить пути нарушения функциональной деятельности, а затем, очевидно, и структурных поражений в нервной системе. Ответ на этот вопрос может быть дан пока что в самой общей форме. Здесь нужно учитывать: 1) влияние эффектов ионизации в тканях самой нервной системы; 2) возникающие изменения внутренней среды организма, которые ведут к нарушению центрально-периферических взаимоотно-шений в нервной системе; 3) функциональные нарушения нервной системы, вызывающие изменения регуляции кровообращения, которые в свою очередь ведут к дальнейшим структурным изменениям в нервной системе.

Наиболее важное значение имеет, по-видимому, второй путь нарушений. Он был подвергнут обстоятельному изучению в лаборатории М. Н. Ливанова. На основе фактов, добытых в его лаборатории, можно утверждать, что при лучевой болезни действительно происходят нарушения центрально-периферических отношений в нервной системе. Так, исследование периферических анализаторов кожи показало, что после облучения возникает повышение чувствительности рецепторов, периодически меняющееся, которое в период усиления активности может вести к появлению в нерве так называемых «спонтанных» разрядов, т. е. разрядов возникающих вне видимой связи с наносимым на кожу тактильным раздражением. Очевидно, слабые подпороговые раздражения, действующие на кожные покровы после облучения становявятся надпороговыми. В том же направлении меняется возбудимость других рецепторных приборов (интерорецепторов) и анализаторов в целом. При этом патологическая импульсация с периферии оказывается чрезмерной для высших отделов центральной нервной системы. Изменения в центральной нервной системе в свою очередь отражаются на периферии. Разумеется, не исключается и роль прямого влияния ионизирующей радиации на нервные центры.

Учитывая сказанное становится понятным, почему тотальное облучение оказывается наиболее тяжелым, так как при этом происходит взаимное усиление влияний ионизации: с периферии через соответствующие рецепторы и в результате прямого воздействия на центры.

Возникающие изменения в различных отделах центральной нервной системы ведут к нарушениям нервной регуляции, которые сопровождаются изменениями кровоснабжения, обмена, функций и структуры. Все это может быть объединено под общим названием нервных дистрофий.

Возможность возникновения таких дистрофических изменений под влиянием облучения была показана в лаборатории М. Н. Ливанова прямыми опытами с облучением у кроликов одной конечности. Облучение дозами в 3000—5000 р ведет к возникновению язвы не только на облученной, но и на необлученной конечности на строго симметричном участке. Эти опыты показывают, что при облучении одной конечности, возникающая патологическая импульсация вызывает изменения в центрах, а изменения, возникающие в центрах нервной системы, в свою очередь отражаются на состоянии периферии, вызывая дистрофические изменения кожных покровов даже на необлученной конечности. Деафферентация облученной конечности предотвращает развитие подобного рода дистрофических изменений на необлученных контралатеральных участках.

Общие механизмы развития болезни могут быть представлены в виде схемы:

Учитывая возможность возникновения патологических процессов в результате воздействия на рецепторный аппарат нервной системы, можно понять, почему тяжесть общих явлений зависит не только от дозы поглощенной энергии, но и от величины объема и площади облученной части организма. Чем больше площадь, тем тяжелее общие явления, что, по-видимому, объясняется количеством афферентных систем, вовлеченных в сферу действия ионизирующей радиации. С этой и зрения становится понятным, почему именно облучением, живота, т. е. области, наиболее богатой чувствитель-ными элементами, легче всего вызвать общие изменения организма, свойственные лучевому заболеванию.

Особенно велико значение нарушений нервной системы в тех дистрофических процессах организма, которые наступают в отдаленные сроки после облучения. Разнообразные дистрофии развиваются уже на основе структурных изменений в сосудах и тканях центральной нервной системы.

Роль эндокринной системы Рассматривая патологические процессы в основном как результат нарушения рефлекторной регуляции жизнедеятельности органов и тканей, не следует упускать из вида то, что на каком-то этапе своего развития они могут быть следствием гормональных сдвигов в организме.

Эти реакции организма за рубежом получили название общего адаптационного синдрома. Было установлено, что в его формировании основную роль играет система: передняя доля гипофиза и кора надпочечников. При действии разнообразных патогенных раздражителей (лучистая энергия, тепло, холод, механическая травма, инфекция и т. д.), если раздражитель достаточно интенсивен, можно наблюдать следующие неспецифические изменения, входящие в состав синдрома общей адаптации:

• 1) значительное увеличение коры надпочечников, сопровождающееся выделением секреторных (липоидных) гранул из корковых клеток и интенсивной пролиферацией, особенно в пучковой зоне;
• 2) инволюцию тимико-лифматического аппарата, сопровождающуюся изменением состава крови в виде лимфопении и эозинопении;
• 3) кровоизлияния в желудочно-кишечном тракте.

Общий адаптационный синдром может иметь различные стадии Было точно установлено, что реакция воры надпочечников зависит от усиления деятельности передней доли гипофиза, который выделяет адренокортикотропный гормон (актг). Под его влиянием усиливается деятельность коры надпочечников, что ведет к увеличению продукции кортикостероидов. Эти кортикостероиды вызывают инволюцию тимико-лимфатической системы, лимфопению и эозинопению.

Дальнейшими исследованиями было показано, что кортикостероиды, выделяемые при действии патогенных раздражителей, обладают различными свойствами. Их условно можно разбить на две группы. Представителем одной из них является кортизон, другой — дезоксикортикостерон.

Точно так же реакция передней доли гипофиза может быть двоякой: сопровождаться либо преимущественным действием гормона актг, либо соматотропного гормона.

В обычных условиях при действии патогенного раздражителя реакция идет по линии актг и выделения антивоспалительных гормонов коры надпочечников типа кортизона. Как правило, эта реакция носит защитный характер, но при неадекватных ответах она может повести к опасности инфицирования организма, развития некрозов, атрофическим явлениям в тканях.

Иногда реакция гипофиз — кора надпочечников может характеризоваться преобладающим действием СТГ и гормонов, усиливающих воспалительные процессы типа дезоксикортикостерона. При неадекватных реакциях это создает опасность развития нефросклероза, артритов, периартериитов и других тяжелых последствий.

Можно построить следующую схему развития реакций. В начале действия патогенного раздражителя мобилизация защитных сил организма осуществляется за счет возбуждения симпатической нервной системы и выделения адреналина. Быстро возникающая реакция рефлекторного выделения адреналина ведет к стимуляции гипофиза, поскольку было показано, что адреналин оказывает прямое действие на клетки его передней доли. Однако вовлечение в реакцию этой эндокринной железы осуществляется и рефлекторным путем со стороны вегетативных центров гипоталамической области.

Вовлечение симпатической нервной системы в первую фазу действия патогенного раздражителя может находить свое объяснение не только в прямой стимуляции симпатических центров, но и в результатах индукции от развивающихся при этом в коре головного мозга изменений типа охранительного торможения. Гормоны передней доли гипофиза (как правило, АКТГ), вызывая стимуляцию корковой части надпочечников, обеспечивают включение длительно действующих приспособительных гормональных реакций организма. Отсюда становится понятным, почему не всегда удается показать роль адреналина в повышении резистентности. Его роль как пускового механизма ограничивается главным образом пределами начального этапа (реакции мобилизации).

То, что указанные реакции играют роль в развитии острой лучевой болезни, несомненно. Однако сразу же следует отметить, что значимость этих реакций во многом зависит от дозы полученного воздействия. При больших поражающих дозах могут преобладать реакции, вызванные в основном не гормонами, а продуктами поврежденных тканей.

Накоплен фактический материал, косвенно или прямо свидетельствующий о значении гипофиза и надпочечников. Давно уже было обращено внимание на то, что лица, страдающие недостаточностью надпочечников, очень плохо переносят лучевую терапию.

Уоррен (1946) в качестве постоянно встречающихся признаков поражения у жертв атомной бомбы отмечает лейкопению и исчезновение липоидов из коры надпочечников.

Клинические наблюдения при лучевой терапии с применением специальных гематологических исследований, свидетельствующих о функциональном состоянии надпочечников, показали наличие реакции коры надпочечников у больных с развившейся лучевой болезнью.

Селье и его сотрудники представили экспериментальные доказательства о возникновении реакции адаптации при воздействии ионизирующим излучением.

Исследования Леблонд и Сегаль, проведенные на крысах, были предприняты для решения вопроса, в какой мере наблюдаемые изменения в надпочечниках, тимусе, селезенке и желудке зависят от прямого воздействия ионизирующей радиации и от реакции системы гипофиз—надпочечники. Они пришли к заключению, что большие дозы (от 630 до 3680 р) рентгеновых лучей, примененные для локального облучения, вызывают серию вторичных симптомов в тех органах, которые были далеко расположены от места облучения. К числу таких изменений они относят постоянную атрофию тимико-лимфатичеокой системы, гипертрофию надпочечников, часто наблюдаемое ожирение печени, изъязвление слизистой оболочки желудка. Удаление надпочечников у облучаемых животных подавляет развитие атрофии тимико-лимфатической системы и жировую инфильтрацию печени. Однако повреждение желудка (кровоизлияния в слизистую оболочку) и общее летальное действие от ионизирующей радиации повышается.

Однако Леблонд и Сегаль объясняют возникновение реакции исключительно гуморальным путем за счет поступления в кровь токсических продуктов из поврежденных тканей, что не совсем верно.

Лангендорф и Лоренц производили локальное облучение у крыс дозами 3000 р областей яичка, бедра и гипофиза. Такие воздействия всегда вызывали в течение ближайших 34 часов выраженную лимфопению. У крыс, с удаленными надпочечниками лимфопения отсутствовала. Реакция со стороны коркового вещества надпочечников была особенно выражена при облучении области промежуточного мозга и гипофиза. Все эти данные свидетельствуют о том, что даже при локальном облучении возникает реакция передней доли гипофиза и коры надпочечников.

О защитном значении реакции со стороны надпочечников можно судить на основании опытов облучения адреналэктомированных крыс. Удаление надпочечников резко повышает чувствительность животных к действию ионизирующей радиации. Для таких крыс смертельной дозой общего облучения были 200 р. При летальных воздействиях потребность в гормонах надпочечников является наибольшей в первые 5 дней после облучения.

Путем назначения гормонов пытались воздействовать на течение лучевой болезни. Для этой цели применяли ДСА, кортизон, АКТГ. Положительный эффект был получен от лечебного применения ДСА.

В опытах Беца профилактическое назначение АКТГ до облучения повышало выживаемость мышей при применении смертельных доз облучения (700 р).

Селье указывал на сходство синдрома интоксикации, получаемого у крыс от введения токсических доз антивоспалительных гормонов (АКТГ или кортизона), с синдромом острой лучевой болезни. Как антивоспалительные гормоны, так и лучи Рентгена вызывают выраженную прогрессирующую потерю веса, инволюцию тимуса, лимфатических узлов и селезенки, атрофию печени, потерю волос с атрофией кожи, задержку в заживлении ран, уменьшение воспалительных процессов и повышение чувствительности к инфекции.

Так как все антивоспалительные проявления гормонов устраняются антагонистическим действием ДСА и особенно СТГ, то Селье совместно с Сальгадо и Прокопио решили применить препарат СТГ для лечения лучевой болезни. Их эксперименты показали, что СТГ, назначаемый даже после облучения, предотвращает потерю веса, атрофию тимико-лимфатической ткани, селезенки и кожи. В опытах Селье, Сальгадо и Прокопио введение СТГ не уменьшало смертности облученных животных. Их результаты были подтверждены Гордон, Миллер и Хан.

В работе Спеллмэн и др. было установлено благотворное влияние СТГ не только на трофику, но и на выживаемость облученных мышей. Спеллмэн подчеркивает, что успех в лечении облученных животных зависит от ограничения хлоридов, так как даже назначение физиологического раствора (в качестве растворителя препарата) вызывало у мышей нежелательные явления. Действительно, Бауерс и др. отмечали у облученных животных нарушение электролитного состава в виде задержки натрия и уменьшения калия в тканях, что опять-таки может быть связано с гормональными реакциями коры надпочечников.