Классификация радиобиологических зффектов

Уровень формирования

На молекулярном уровне облучение биосистем вызывает набор характерных изменений, обусловленных взаимодействием биомолекул с самим излучением либо продуктами радиолиза воды. К таким изменениям от-носят разрывы, сшивки, изменеиия последовательности мономеров в молекулах биополимеров, потерю ими фрагментов, окислительную мо-цификацию, образование аномальных химических связей с другими мо-лекулами. Доля поврежденных биомолекул положительно связана с их молекулярной массой. Например, после облучения в дозе 10 Гр в клетке оказываются поврежденными 0,015% молекул олигосахаридов, 0,36% — аминокислот, 1% — белков и 100% — нуклеиновых кислот. С уязвимо-стью ДНК и ее уникальной ролью генетической матрицы связана веду-щая роль повреждений ДНК как основы радиобиологических эффектов, формирующихся на более высоких иерархических уровнях биосистемы. Во время митоза повреждения ДНК в клетке проявляются хромосомны-ми аберрациями, основными видами которых являются фрагментация фомосом, формирование хромосомных мостов, дицентриков, кольцевых фомосом, внутри- и межхромосомных обменов и т. п. Однако многие клетки погибают после облучения еще до митоза, а следовательно, и до появления хромосомных аберраций.

Глава 16. РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

На клеточном уровнв воздействие ИИ вызывает интерфазную или ре-продуктивную гибель клеток, временный блок митозов и нелетальные мутации.

Действие ИИ на системном уровне характеризуется цитопеническим эффектом, в основе которого лежат, преимущественно, гибель клеток и радиационный блок митозов.

Радиобиологические эффекты, возникающие на уровне организма и популяции, классифицируются в соответствии с критериями, перечислен-ными ниже.

Сроки появления

По этому признаку радиобиологические эффекты, возникающие в орга-низме и популяции, принято подразделять на ближайшие и отдаленные. Ближайшие эффекты проявляются в сроки до нескольких месяцев после облучения и связаны с развитием цитопенических состояний в различ-ных тканевых системах организма. Примерами ближайших эффектов об-лучения могут быть острая лучевая реакция, острая лучевая болезнь, лу-чевая алопеция, лучевой дерматит.

Отдаленные эффекты возникают спустя годы после облучения, на фоне полной регрессии основных клинических проявлений острого по-ражения. Несмотря на причинную связь с облучением, отдаленные ра-диобиологические эффекты не являются специфическими для радиаци-онного воздействия — эта патология вызывается и нелучевыми фактора-ми. Примерами отдаленных последствий облучения являются опухоли, гемобластозы, гипопластические, дистрофические, склеротические про-цессы. Интегральным проявлением этих последствий служит сокращение продолжительности жизни организмов, перенесших острое лучевое пора-жение. В случае общего внешнего однократного облучения млекопитаю-щих данный эффект составляет 2-6% средней видовой продолжительно-сти жизни на каждый грей, хотя в области малых доз облучения (по раз-ным данным, менее 4—15 сГр) он, по-видимому, не проявляется.

Локализация

Радиобиологические эффекты могут быть классифицированы в зависи-мости от органа или части тела, в которых они регистрируются. Весьма актуальна такая классификация в практике лечения онкологических за-болеваний, когда пораженный опухолью участок тела облучается в высо-кой дозе при тщательном экранировании здоровых тканей. При локаль-ном облучении органа или сегмента тела наиболее сильное поражающее Действие ИИ проявляется именно в нем (такой эффект называют мест-ным действием ИИ). Однако изменения возникают и в необлученных тканях. В последнем случае говорят о дистанционном действии ИИ. Его примером может служить уменьшение числа миелокариоцитов в костном Мозге экранированной конечности после облучения животных. Данный

эффект обусловлен миграцией форменных элементов в опустошенные участки кроветворной ткани, подвергшиеся облучению, подавлением ми-тотической активности «радиотоксинами», поступающими с кровью в экранированные ткани из облученных, физиологическим стрессом, со-провождающим облучение. Конечно, эти факторы влияют и на ткани в зоне облучения, однако в ней непосредственное действие ИИ преоблада-ет над опосредованным.

Местное действие ИИ имеет решающее значение для возникновения не только ближайших, но и отдаленных радиобиологических эффектов. Поэтому для оценки риска канцерогенного эффекта, сопровождающего неравномерное облучение, каждому органу присвоен взвешивающий ко-эффициент, величина которого меныпе 1. Умножением эквивалентной дозы облучения органа на соответствующий ему взвешивающий коэффи-циент получают эффективную дозу облучения органа. Суммируя эффек-тивные дозы для органов, подвергшихся облучению, получают эффектив-ную дозу неравномерного облучения организма. Последняя численно равна эквивалентной дозе равномерного облучения организма, при кото-рой вероятность развития потенциально смертельной опухоли соответст-вует рассматриваемому варианту неравномерного облучения.