Закономерности поражения радиацией. Последствия облучения

Закономерности поражения радиацией. Последствия облучения

Характерной особенностью поражения радиоактивными излучениями является наличие скрытого периода, в течение которого в организме нельзя обнаружить каких-либо нарушений. Его часто называют период мнимого благополучия (инкубационный период).

Во время инкубационного периода, безусловно, происходит ряд явлений. Однако те изменения, которые наступают после облучения, настолько ничтожны, что они не могут быть обнаружены как биохимическими, так и физиологическими методами. Продолжительность этого скрытого периода обратно пропорциональна дозе облучения.

Дробное облучение радиацией.

При дробном облучении малыми дозами продолжительность инкубационного периода может быть очень большой. Например, при попадании внутрь организма радиоактивных продуктов, которые создают смертельную дозу, инкубационный период может длиться более года.

Обычно при массированном облучении, когда смертельная доза создается за короткий промежуток времени, инкубационный период у высших животных длится от нескольких часов до 30-40 дней, а у низших многоклеточных организмов (моллюски, ракообразные, растения) он может продолжаться несколько месяцев.

Вообще говоря, длительность инкубационного периода для организма зависит от дозы излучения (рис.20). После инкубационного периода явления поражения развиваются очень быстро; нарастание гематологических, биохимических и физико-химических изменений приводит либо к смертельному исходу, либо к последующей нормализации.

Характер течения поражения во времени свидетельствует о том, что в самом начале в организме возникает  первичная реакция, которая затем продолжает самостоятельно развиваться (без воздействия облучения) и точно так же, как и при автокаталитических процессах, в реакцию вовлекается все больше и больше количество молекул;

Рис.20. Зависимость инкубационного периода для крыс от дозы облучения.

в конце концов это приводит к видным поражениям. Общий ход развития поражения радиоактивными излучениями можно рассматривать как самоускоряющийся процесс, напоминающий развитие автокаталитических химических реакций. Нарастание различных показателей, характерных для поражения, будет изображаться кривой типа aex . В зависимости от величины дозы, крутизна кривой будет изменяться, однако форма её будет оставаться прежней.

Мнение других экспертов о последствиях облучения.

Многие зарубежные исследователи отмечают, что эта закономерность не распространяется на группу простейших организмов (инфузории, бактерии), которые погибают только во время облучения от очень больших доз излучения, равных примерно сотням тысяч рентгенов. Однако другие исследователи наблюдали у простейших инкубационный период после облучения смертельными дозами. Медведев, Мансель, Шехтман обнаружили, что амебы после облучения дозой порядка 105r погибают не сразу, а после некоторого промежутка времени.

Было установлено также, что фаг бактерии coli не сразу инактивируется после облучения. Таким образом, простейшие не являются исключением из общего правила. (см. стр.20), у них также после облучения наблюдается инкубационный период, но при некоторых условиях, создаваемых в среде, он может продолжаться очень короткий промежуток времени (см. стр.94).

Скрытый период выявляется наиболее характерно при облучении относительно малыми пороговыми смертельными дозами. Иногда при воздействии  большими дозами удается  обнаружить ряд изменений сразу же после облучения. Тотчас же после облучения смертельными дозами в крови животных обнаруживается опалесценция [95]; очень быстро после облучения даже сравнительно малыми дозами можно заметить появление лейкоцитоза.

Некоторые авторы заметили, что непосредственно после облучения появляется токсичность в крови (рис.21). Исследования процесса деления клеток в культурах показали [134], что сразу после облучения значительно снижается процент делящихся клеток; некоторые исследователи улавливали изменения электронной активности нервных клеток и т. д. (рис.22).

Однако если дозы не слишком велики, эти изменения сравнительно быстро исчезают (см.рис.22). После облучения, наряду с прочими, в первую очередь наблюдается повышение проницаемости капилляров, причем, если дозы не очень велики, проницаемость возвращается к норме. После облучения также наряду с повышением проницаемости капилляров увеличивается их хрупкость [98,40].

Однако и эти изменения при облучении не очень большими дозами исчезают на некоторое время, после чего снова возникают, когда заболевание переходит в явную форму. Эти ранние изменения проявляются у различных животных неодинаково. В наибольшей степени шоковые явления проявляются у кроликов и в гораздо меньшей степени у собак, обезьян и других животных.

Подобные изменения нельзя считать первичными реакциями лучевого поражения.

Иные реакции на последствия облучения.

Появление указанных выше реакций сразу после облучения и возврат к норме свидетельствуют о том, что эти реакции не играют роли в развитии лучевого поражения. В настоящее время считают, что они являются результатом первичного шока.

Действие радиоактивных излучений не направлено избирательно на какую-либо систему; излучения поражают самые различные молекулы, поэтому в результате могут возникать самые разнообразные реакции. Некоторые из них, возникая, развиваются и затухают подобно указанным выше псевдопервичным реакциям, другие вызывают реакцию возбуждения.

Рис.21. Характер нарастания признаков лучевого поражения во времени при облучении различными дозами.

В то же время развитие поражения во времени показывает, что должны существовать реакции или группы реакций, которые непрерывно развиваются во время скрытого периода или в тот промежуток времени, когда всё как будто приходит в норму.

Рис.22. Изменение во времени скорости деления клеток у эмбрионов кур после облучения различными дозами.

Косвенные данные, наряду с общей динамикой развития поражения, подкрепляют предположение о том, что в организме развивается возникающая при облучении первичная реакция.

Побочные шоковые изменения, в том случае, если основной инкубационный период велик, успевают вернуться к норме. Если доза велика и инкубационный период мал, то все реакции, сливаясь с основной акцией поражения, развиваются непрерывно до момент гибели организма. При облучении малыми дозами, которые не способны вызвать интенсивную шоковую реакцию, признаки поражения появляются только в отдаленные сроки.

Тот факт, что два неспецифических эффекта происходят не одновременно, свидетельствует о том, что нельзя явление первичного шока смешивать с первичными механизмами лучевого поражения.

Механизмы замедляющие/ослабляющие последствия поражения радиацией.

В результате воздействия излучений последовательно протекают следующие процессы:

  1. поглощение энергии излучения веществом.
  2. размен физической энергии на химическую.
  3. физико-химические реакции последействия.

Изучение кинетики течения лучевого поражения показывает, что в процессе развития лучевой болезни в последний период (физико-химические процессы) протекают две различные реакции или группы реакций.

Первая из них —это фотохимическая реакция, которая протекает в течение очень короткого промежутка времени непосредственного взаимодействия вторичных электронов с веществом. Выход ее определяет количество первоначально возникших активных молекул, которые дают начало вторичной реакции.

Вещества помогающие бороться с последствиями облучения.

Правильность этого предположения подтверждается многочисленными исследованиями, где изучалось профилактическое действие [92]. Как известно, большая группа веществ, введенная при облучении, обладает способностью значительно ослаблять токсическое действие излучения. К ним относятся следующие вещества:

  1. соединения, содержащие сульфгидрильную группу—глютатион, тиомочевина, тиомеркаптан.
  2. вещества, понижающие окислительные процессы — цианиды, даже окись углерода, азиды и др. [20].

Эти вещества оказывают действие только в момент облучения и являются совершенно неэффективными после облучения. Ясно, что недостаток кислорода и профилактические вещества тормозят развитие быстрой реакции, которая продолжается чрезвычайно короткий промежуток времени и во время облучения.

Как уже указывалось (см. стр. 41), действие этих профилактических веществ может распространяться только на реакцию, связанную с взаимодействием радикалов с химическими компонентами протоплазмы, поскольку радикалы долго не могут существовать в присутствии реакционно способных молекул и срок их жизни измеряется миллионными долями секунды.

Отсутствие эффективности этих веществ после облучения показывает, что сразу же вслед за первой кратковременной реакцией в клетках и тканях возникает качественно совершенно новая физико-химическая реакция.

Зависимость лучевых реакций от температуры.

Характерной особенностью этих двух реакций является их зависимость от температуры. Исследования, проведенные на холоднокровных животных, показывают что температура практически не влияет на развитие поражения в момент облучения, но она оказывает сильное влияние на реакцию последействия.

Неоднократно отмечалось, что при понижении температуры чувствительность различных тканей и организмов к радиоактивным излучениям понижается. Было установлено, что смертельный эффект у дрозофил понижается, если они все время содержатся при низких температурах.

Наблюдения показали, что кожа новорожденных крыс при длительном охлаждении обладает значительно большей радиорезистентностью. Содержание облученных лягушек при пониженной температуре значительно повышает их выживаемость [129] (табл.11).

Таблица 11

Выживаемость (в процентах) лягушек, содержавшихся после облучения при различных температурах.

Данные, указанные в табл.11, свидетельствуют о том, что скорость реакции поражения значительно задерживается при понижении температуры; при этом температурный коэффициент ускорения реакции равен 6-7.

В тех случаях, когда лягушки, облученные дозой 3000 r, после пребывания на холоду в течение нескольких дней переносятся в более высокую температуру, поражение начинает быстро развиваться и, что особенно примечательно, с такой же скоростью, как у тех лягушек, которые содержались при высокой температуре (рис.23, 24).

Рис.23. Кривые выживаемости для лягушек, облучённых при различных температурных режимах.

  1. при температуре 20-23 градуса цельсия во время облучения.
  2. при температуре 1-3 градуса цельсия во время облучения.
  3. при температуре 6 градусов цельсия в первые два часа после облучения.
  4. 1-3 градуса цельсия во время облучения, в течении первых 24 часов после облучения температура равнялась 6 градусов цельсия.
  5. при температуре 6 градусов цельсия в течении 8 недель после облучения и в дальнейшем при температуре 21-23 градусов цельсия.

Рис. 24. Кривые выживаемости для лягушек, облучённых при различных температурных режимах.

примечательно, с такой же скоростью, как у тех лягушек, которые содержались при высокой температуре (рис.23, 24).

Это означает, что реакция была приостановлена при изменении температуры, но активные центры её остались неизменными.

 

Из книги:

Продолжение в следующей статье: https://radiation-info.com/ru/2022/05/14/zakonomernosti-porazheniya-radiacziej-posledstviya-oblucheniya-chast-2/

 

Ссылка на основную публикацию