Ионизирующие излучения, их классификация и воздействие на человека

Хроническая лучевая  болезнь (ХЛБ)

ХЛБ развивается в результате продолжительного облучения организма в малых дозах – мощности дозы 0,1-0,5рад/сутки после накопления суммарных доз около 100рад. Своеобразие ХЛБ состоит в том, что в активно размножающихся тканях благодаря интенсивным процессам клеточного обновления длительное время сохраняется возможность структурного восстановления целостности ткани. В то же время такие радиоустойчивые системы, как нервная, сердечно-сосудистая, эндокринная отвечают на хроническое лучевой воздействие сложным комплексом функциональных реакций.

Лейкоз. Одно из наиболее распространенных системных  заболеваний крови.

Как своеобразный злокачественный гиперпластически-опухолевый процесс лейкоз характеризуется:

а) гиперплазией – патологическим, безудержным разрастанием кроветворной ткани;

б) метаплазией – развитием патологических, не свойственных данному органу, очагов кроветворения как в самой кроветворной системе (костный мозг, селезенка, лимфатические узлы), так и вне ее (всюду, где имеется мезенхимная ткань);

в) клеточной  анаплазией – омоложением и утратой родоначальными кроветворными клетками способности к дифференцированию в зрелые кровяные элементы.

В настоящее  время принято деление лейкозов на острые и хронические. Это деление  основано главным образом на гематологических, морфологических признаках. Основной формой острого лейкоза является гемоцитобластоз, хронического – миелолейкоз хронический, лимфолейкоз хронический.

К острым лейкозам относятся те формы, при которых дифференциация кроветворных элементов обрывается в ранней стадии развития, в связи с чем создается картина “лейкемического зияния”, т.е. отмечается наличие в крови недифференцированных клеток при отсутствии промежуточных форм развития белых клеток и незначительном содержании зрелых лейкоцитов. В связи с прекращением нормального кроветворения возникает тяжелая, быстро прогрессирующая анемия. Клинические варианты острого лейкоза: геморрагический, язвенно-некротический, анемический, типичный. При геморрагическом варианте болезнь характеризуется внезапным появлением кровоизлияний в кожу и слизистые оболочки и кровотечениями из носа, десен, желудочно-кишечного тракта, почек, матки. Язвенно-некротический вариант начинается с дифтерической ангины, принимающей в дальнейшем некротический характер с распространением некротического процесса за пределы миндалин на полость рта и глотки. Анемический вариант клинически протекает подостро с картиной быстро развивающейся и стойкой анемии. Типичный вариант характеризуется наличием всех симптомов, свойственных острому лейкозу: анемии, некрозов, геморрагий, увеличением селезенки, печени и лимфатических узлов. В некоторых случаях острый лейкоз протекает с опухолевидными разрастаниями лимфатических узлов (сарколейкоз). В крови преобладают наименее дифференцированные клетки, количество лейкоцитов варьируется в больших пределах – от резкой лейкопении (малое количество лейкоцитов) до сотен тысяч лейкоцитов в 1мл крови. В течении болезни различают продромальный, или начальный период, продолжающийся 2-3 недели, иногда несколько месяцев; период выраженных явлений длительностью от нескольких недель до нескольких месяцев; конечный период, характеризующийся резким, иногда скачкообразным усилением всех симптомов с повышением температуры за счет самого лейкемического процесса и сопутствующих некротических явлений, продолжительностью 1-2 недели, редко больше. В некоторых случаях, протекающих с лейкопенией, болезнь отличается подострым затяжным течением длительностью до 1-2 лет. Смерть наступает при явлениях резчайшей анемии и кровоточивости. У 15-20% больных непосредственной причиной смерти является кровоизлияние в мозг.

Лимфолейкоз – хроническое генерализованное заболевание, характеризующееся гиперпластически-опухолевыми разрастаниями лимфатической ткани, преимущественно в кроветворной системе – лимфатических узлах, селезенке, печени, костном мозгу, а также в коже в виде характерных инфильтратов – лимфом. В начале болезни отмечается увеличение преимущественно какой-либо одной группы лимфатических узлов; в дальнейшем увеличение лимфатических узлов приобретает генерализованный характер. Лимфатические узлы мягкие, тестоватые, безболезненные, не спаяны с кожей, не изъявляются. Количество лейкоцитов в периферической крови колеблется от нормальных цифр до сотен тысяч. В начальной стадии болезни содержание гемоглобина и количество эритроцитов приближаются к норме. В более поздних стадиях и при лимфатической метаплазии костного мозга развивается тяжелая “метапластическая” анемия. Колоссальное новообразование и распад лимфоцитов нередко сопровождаются лихорадкой и исхуданием. Наблюдаются осложнения в связи с давлением на другие органы – затруднение глотания при гиперплазии миндалин, непроходимость кишечника при лимфомах брюшной полости. Средняя продолжительность жизни больных хроническим лейкозом составляет от 3 до 5 лет. Исключение составляют те больные, у которых отсутствует лимфоидная метаплазия костного мозга; у них длительность жизни достигает 10-15 лет.

Морфологическим субстратом хронического миелолейкоза является гиперплазия костномозговых гранулоцитарных клеточных форм наряду с лейкемической инфильтрацией миелоидными клетками селезенки, печени, лимфатических узлов и всей системы активной мезенхимы. В отличие от острого лейкоза дифференциация зрелых клеток крови – лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов – в известной мере сохранена. Ранними симптомами болезни являются прогрессирующая общая слабость, утомляемость, чувство тяжести в левом подреберье, боли в костях. Затем наблюдается исхудание, повышение температуры, кровотечения из десен, носа. Нередко начальными симптомами болезни являются невралгии, вызываемые сдавлением нервных стволов лейкемическими инфильтратами. Также наблюдается прогрессирующее увеличение селезенки. В связи с разрастанием лейкемических элементов по ходу нервов и сосудов возникают болевые симптомы, кровоизлияния, тромбозы, инфаркты различных органов. Средняя продолжительность жизни больных составляет 3-5 лет, но известны случаи продолжительного течения болезни - 10-15 лет.

Болезнь Ходжкина – системный гиперпластически- опухолевый процесс, выражающийся в разрастании лимфоретикулярных пролифератов в лимфатических узлах, селезенке и других органов. Встречаются участки некроза и рубцовой грануляционной ткани, развивающейся реактивно из ретикулярных клеток стромы лимфатических узлов, селезенки и других органов. В зависимости от локализации различают кожный лимфогранулематоз, принимающий характер грибовидных разрастаний; лимфогранулематоз лимфатических узлов – шейных, подмышечных, паховых, забрюшинных; лимфогранулематоз селезенки, костного мозга, костей, желудка, кишечника, легких. Увеличенные лимфатические узлы имеют плотную консистенцию, спаяны между собой в пакеты, не болезненны и малоподвижны. Селезенка и печень обычно увеличены, плотны. Весьма характерными симптомами являются кожный зуд, сильный пот и неправильная, часто волнообразная, лихорадка, продолжающиеся в течение многих месяцев и даже нескольких лет. Картина крови характеризуется либо лейкопенией, либо увеличением числа лейкоцитов с соответствующим омоложением. Больные живут 10-15 лет и больше.

Рак щитовидной железы

Это наиболее часто  встречающаяся злокачественная  опухоль щитовидной железы. Развивается  из узлового зоба и протекает без  нарушения функции щитовидной железы. Ранние стадии ракового перерождения узла трудно поддаются диагностике, так как протекают бессимптомно. При дальнейшем росте опухоли узел становится плотным, малоподвижным вследствие прорастания в окружающие ткани. Пальпация опухоли вызывает болезненность. При сдавливании растущей опухолью органов шеи или прорастании в них развиваются расстройства дыхания, потеря голоса, отеки лица и шеи. Метастазирование рака щитовидной железы происходит в шейные лимфатические узлы, легкие, кости, печень, другие органы. При наличии опухоли, подозрительной на злокачественную, необходимо удаление всей соответствующей доли и перешейка щитовидной железы. При метастазах и неоперабельном раке щитовидной железы применяют лучевую терапию.

Средства индивидуальной защиты от ионизирующего излучения

Защита от ионизирующего  излучения основывается на четырех  принципах: количество, время, расстояние, экранирование.

Защита количеством  обеспечивается минимальным использованием радиоактивных веществ и других источников ионизирующего излучения. Этот принцип имеет ограниченное применение из-за жестких требований большинства технологических процессов.

Защита временем обуславливается теми же закономерностями. Максимально сократив продолжительность  работы с источником ионизирующего  излучения, можно значительно уменьшить получаемую дозу.

Защита расстоянием  основывается на том, что доза ионизирующего  излучения обратно пропорциональна  квадрату расстояния до источника излучения.

Большое значение, особенно при использовании закрытых источников излучения, имеет экранирование, в том числе с применением средств индивидуальной защиты (просвинцованные фартуки, перчатки, щитки и др.) [10, 13, 26].

ГЛАВА 1

Статистический  анализ влияния инкорпорированных  радионуклидов на иммунный статус у  профессионалов

Исследование  влияния малых доз радиоактивного излучения на здоровье человека продолжает оставаться актуальной задачей вследствие расширения площадей территорий загрязненных радионуклидами [15] . Увеличение количества лиц подвергающихся воздействию малых доз радиации вследствие техногенных факторов требуют исследования зависимостей типа "доза - эффект" в первую очередь именно на таком контингенте [20, 21]. При больших разовых дозах достаточно быстро возникают непосредственные, нестохастические эффекты облучения: острая лучевая болезнь, нарушения кроветворения и т.д. [9,17, 23]. С увеличением дозы возрастает и степень проявления этих нарушений. Эффекты же обусловленные влиянием малых доз проявляются в отдаленные после облучения сроки. Такие эффекты принято называть стохастическими, вероятностными [11]. Стохастическая связь "доза - эффект" означает: чем больше доза облучения, тем больше вероятность или риск появления данного эффекта у облученного человека. Уровень изученности подобных стохастических эффектов значительно ниже по ряду причин. Во-первых, стохастические эффекты проявляют себя не сразу после облучения, а спустя длительный период. Кроме того, сами эффекты проявляются на фоне многочисленных других причин, мешающее действие которых необходимо элиминировать. Наконец сам вероятностный характер последствий излучений в малых дозах требует достаточно грамотного применения аппарата теории вероятностей и математической статистики.

Достаточно  большой контингент подверженных хроническому воздействию малых доз в дополнение к этому подвергается и инкорпорированию радионуклидами. К такой категории в первую очередь относится персонал ядерных объектов и население территорий загрязненных радионуклидами. В работе [18] показано, что у работников производственного объединения "Маяк" даже малая степень инкорпорированного плутония вызывает достоверные изменения состояния лимфоцитов крови. Был выполнен статистический анализ влияния уровня инкорпорирования радионуклидов на иммунный статус у работников Сибирского химического комбината (г.Северск). Анализ данных проводился с использованием статистических пакетов SAS 6.04, STATISTICA 5.0 и SPSS 6.0. Выборка состояла из 219 лиц мужского пола и 109 лиц женского пола в возрасте от 23 до 62 лет. Средний возраст и стаж составляли соответственно 45 и 21 год. Уровень инкорпорирования радионуклидов отдельным работником выражался показанием счетчика излучения человека (СИЧ) в нанокюри. Иммунный статус работника был представлен 17 основными иммунологическим показателями, в частности, такими как содержание лейкоцитов, лимфоцитов, фагоцитов, Т-лимфоцитов, Т-хелперов, Т-супрессоров, а также содержание иммуноглобулинов М, G и А и ряд других показателей. Учитывали также такие клинические показатели, как аутоиммунный синдром, инфекционный синдром, аллергический синдром, кожно-аллергические проявления, микозы, вегетососудистая дистония, суставной синдром и ряд других хронических заболеваний. Общая доля пропущенных наблюдений составила не более 0,0005 . В исследовании использовались следующие методы статистического анализа: дисперсионный, корреляционный, регрессионный, кластерный, дискриминантный и факторный, а также анализ таблиц сопряженности. Уровень доверительной вероятности был задан равным 95% , т.о. нулевые гипотезы отвергались в том случае, когда достигнутый уровень значимости Р используемого статистического критерия принимал значения менее 5% .

Исследуемая выборка  группировалась по следующим показателям:

- по уровню инкорпорирования  радионуклидов: 0-32 нКи; 32-60 нКи; 60 и более  нКи;

- стажевые группы: до 5 лет; 5-10 лет; 10-20 лет; 20 и более лет;

- возрастные группы: до 40 лет; 40-50 лет; 50 и более лет;

- синдромальные группы: нет  синдромов; 1-2 синдрома; 3 и более  синдрома.

Сравнение мужской и женской  групп работников показало достоверное  различие по уровню инкорпорирования радионуклидов. Среднее значение показаний СИЧ составляло в мужской группе работников 26 нКи против 6,8 нКи в женской группе. Можно предположить, что такие различия были обусловлены профессиональными различиями этих групп.

Ранее большинство авторов исследований считали, что малые дозы радиации могут провоцировать в основном раковые заболевания и заболевания крови. Однако работы последних лет показали, что последствия малых доз излучения и инкорпорирования радионуклидов имеют более сложные клинические проявления. Так в работе [18] отмечается: "Статистически значимое увеличение числа хромосомных аберраций в лимфоцитах обнаружено уже у тех работников, в чьем организме плутоний-239, по данным естественной экскрекции, не был обнаружен (уровень чувствительности метода).

С нарастанием количества депонированного радионуклида отмечено увеличение количества аберраций хромосомного типа как стабильных, как и нестабильных, включая дицентрики". В свою очередь  ряд авторов высказывает гипотезу о том, что генетические последствия малых доз облучения на клеточном уровне могут в дальнейшем приводить к разнообразным заболеваниям. В работе [14] делается вывод о том, что "Длительный экологический прессинг на популяцию неизбежно приводит к деформации и области нормы в пространстве параметров, при этом малые воздействия (дозы) не всегда означают слабый эффект. ... Радиация (и другие факторы среды обитания) комплексно воздействуют на живую систему, что требует комплексного (системного) анализа результатов воздействия. ... Через обратные связи осуществляется опосредованное влияние на традиционно "нерадиационные" заболевания". В этой же статье автор приводит данные анализа динамики заболеваемости на загрязненных радионуклидами территориях Тульской области, которые подтверждают его точку зрения. Сравнение двух выборок из женской группы работников в возрастной группе более 50 лет, показало, что у лиц страдающих остеохондрозом, средний уровень активности излучения по СИЧ статистически значимо выше, чем в группе без остеохондроза: 19,17 против 5,6 нКи. В работе [22] экспериментально было показано, что при попадании плутония внутрь организма животных " ... наибольшие дозы обнаруживаются в бедре и позвонках, и значительно меньше - в мягких тканях".

Это видимо и служит объяснением  того факта, почему достоверные различия уровня показаний СИЧ были обнаружены и для больных остеохондрозом. Аналогичные статистически значимые различия наблюдались в женской группе и для таких синдромов, как вегето-сосудистая дистония (во всех трех возрастных подгруппах) и кожно-аллергические проявления. Для мужчин наблюдались статистически значимые различия средних показаний СИЧ при сравнении групп больных и здоровых. Так для возрастной группы 41-50 лет у мужчин с аутоиммунным синдромом средний уровень показаний СИЧ составлял 46,46 нКи против 22,8 нКи у здоровых (Р=0,003). У мужчин с возрастом более 50 лет средний уровень показаний СИЧ был равен 133 нКи для группы с аутоиммунным синдромом и 19 нКи у здоровых (Р=0,0003). Подобные же статистически значимые различия наблюдались у мужчин для следующих синдромов: длительная субфебрильная температура, остеохондроз, кожно-аллергические проявления и инфекционный синдром. Аналогичные достоверные различия наблюдались не только в отдельных возрастных подгруппах, но и в отдельных стажевых подгруппах. Однако наиболее сильно влияние уровня инкорпорирования радионуклидов на состояние здоровья работников проявилось при сравнении групп с разным количеством синдромов. Так для группы с 1-2 синдромами среднее значение показаний СИЧ составляло 15,4 нКи. Для группы с 3-4 синдромами - уже 30,8 нКи. А для группы с 5 и более синдромами среднее значение показаний СИЧ достигало уже 108,7 нКи (Р = 0,0001 при сравнении всех трех групп). Подобная же динамика была характерна и для отдельных половых подгрупп. Отмечено, что для мужской группы достоверные различия активности излучения по СИЧ для различных синдромов наблюдались примерно в три раза чаще, нежели для женской группы. Такое различие объясняется тем, что для мужской группы средний уровень показаний СИЧ также достоверно выше, чем для женской: 26 нКи против 6,8 нКи.