Радиобиология

В доп. материал

Клинические аспекты чернобыльской катастрофы

Острая лучевая болезнь

Острой лучевой болезнью (ОЛБ) в связи с Чернобыльской катастрофой заболели в основном операторы 4-го энергоблока, дежурный и вспомогательный персонал турбинного зала, пожарные, а также не имевшие отношения к ликвидации аварии отдельные граждане, находившиеся по разным причинам вблизи станции. Данные индивидуальной дозиметрии отсутствовали. По цитогенетической оценке (подсчет хромосомных аберраций в препаратах костного мозга или культуре лимфоцитов периферической крови), поглощенная доза находилась в диапазоне от 1 до 13,8 Гр и соответствовала тяжести ОЛБ - от легкой степени костно - мозговой формы до клинических проявлений кишечной. Основными факторами воздействия были: 1) внешнее относительно равномерное гамма- и бета-излучение, 2) аппликация гамма- и бета-активных нуклидов на кожу, 3) поступление этих нуклидов внутрь организма.

Из 237 пациентов, которым в 1986 г. поставлен диагноз ОЛБ, 29 погибли от радиационных причин в сроки от 7 до 96 сут. В 6-й клинической больнице Института биофизики (Москва), где главным образом концентрировались наиболее тяжелые пострадавшие, умерли 27 больных ОЛБ III-IV степени и 1 больная со II степенью тяжести болезни. У 2 умерших из этого числа ОЛБ сочетались с комбинированными терморадиационными поражениями. В одной из клиник Киева умер 1 пациент на 7-е сутки с оценочной дозой общего облучения порядка 20 Гр.

Клиническое течение, периоды формирования и восстановления ОЛБ II - IV степени тяжести приближались к ранее сложившимся представлениям, однако развитие костно-мозгового синдрома и цито - пении в крови было несколько отсрочено вследствие дополнительного поражающего действия инкорпорированных радионуклидов.

Определенные сложности возникали при диагностике ОЛБ I степени тяжести в связи с нечеткостью перехода субклинических в клинические индивидуально значимые признаки реакции организма на облучение. Закономерные изменения в количестве лейкоцитов и тромбоцитов у этих больных выявлялись на 5-6-й неделе с момента облучения. При этом наблюдалось смещение этих сдвигов на несколько суток (1 неделя) с более ранним выявлением изменений в количестве тромбоцитов. Первичная реакция была выражена в таких случаях в различной степени, но выявлялась закономерно в относительно поздние сроки (до нескольких часов после облучения) и лишь по таким признакам, как тошнота и рвота. Уровни доз у больных этой группы, по данным кариологического анализа (частота дицентриков), находились в пределах 0,8-2 ЗвІ.

При ОЛБ III-IV степени симптомы первичной реакции наблюдались в ранние сроки после лучевого воздействия или во время его. У большинства пациентов тяжелый костно - мозговой синдром сочетался с поражением кожи и слизистых оболочек. Лучевой ожог внес значительный отягощающий и даже определяющий (при поражении более 40% поверхности тела) вклад в исход заболевания. У 5 человек он явился непосредственной причиной смерти. В смертельных случаях роль поражений кожи сохранялась как в ранние, так и более поздние сроки летального исхода. При наступлении смерти до 34 сут им сопутствовали не только тяжелые поражения кроветворения, но и ранний выраженный кишечный синдром.

У всех умерших тяжесть течения ОЛБ была обусловлена сочетанием двух-трех клинических синдромов со сложным спектром токсико-инфекционных осложнений, многообразных дисциркуляторных расстройств в капиллярном русле, наиболее часто локализованных в легких, под слизистыми оболочками и в головном мозге, дистрофических изменений паренхиматозных органов. Массивные фатальные геморрагии были редкими.

Для группировки больных по прогнозу течения костно - мозгового синдрома с целью определения целесообразного объема терапевтических мероприятий высокую практическую значимость имели такие показатели, как количество лимфоцитов в первые 3-7 суток с момента облучения, а также нейтрофильных гранулоцитов на 7-8-е сутки, сроки достижения уровня нейтрофильных гранулоцитов <500 на 5-й неделе наблюдения и сроки развития выраженной тромбоцитопении (2-6 недель с момента облучения). Наиболее достоверным прогностическим признаком тяжести ОЛБ в ранние сроки после облучения (5 - 7-е сутки) были показатели клеточности костного мозга. Их определение позволяло своевременно подбирать доноров костного мозга (по критериям АВО, Rh, MN и HLA) для прогнозируемой пересадки. Более выраженные изменения клеточного состава крови и костного мозга определялись у лиц, поступивших в клинику через 3 недели и более после облучения и не получавших лечение в латентный период ОЛБ.

В ходе клинических наблюдений отмечена определенная связь изменений некоторых лабораторно-биохимических показателей с тяжестью ОЛБ, отдельными ее клиническими синдромами или осложнениями. Обнаружены нейроиммунологические сдвиги, указывающие на деструкцию ткани мозга. Их интенсивность усугублялась токсическим влиянием местных лучевых поражений. Выявлялись признаки синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания и активации калликреинкининовой системы крови, ухудшались реологические показатели крови, в сыворотке крови увеличивалось содержание молекул средней массы, которое отражает выраженность интоксикации организма.

При поступлении в стационар лечение было направлено на выведение из организма пациентов инкорпорированных радионуклидов и продуктов деструкции тканей. Применялись методы дезинтоксикации, промывание желудка, кишечника, форсированный диурез, гемо- и энтеросорбция, антипротеолитические и противосвертывающие препараты, стабильный йод. По показаниям индивидуально проводилась активная симптоматическая терапия, коррегировались нарушения белкового и водно-солевого обмена.

В период разгара ОЛБ осуществлялась противоинфекционная и поддерживающая терапия, предусматривающая изоляцию пациента, деконтаминацию кишечника, полное парентеральное питание (при поражении слизистой оболочки всего пищеварительного тракта), назначение системных антибиотиков, противогрибковых и противовирусных средств, заместительные трансфузии клеточных компонентов крови, сеансы плазмафореза.

При прогнозируемой необратимой или крайне длительной миелодепрессии (6 Гр и выше) в 6-й клинической больнице Москвы применялась трансплантация аллогенного костного мозга (в объеме 1100+200 мл, обеспечивающем не менее 2·109 клеток костного мозга на 1 кг массы тела реципиента) у 13 больных и клеток человеческой эмбриональной печени у 6 больных. Все больные, которым трансплантировали клетки эмбриональной печени, и 11 больных с пересаженным костным мозгом погибли от несовместимых с жизнью острых лучевых поражений кожи, кишечника, легких (радиационной пневмонии), смешанных бактериально-вирусных инфекций, острой вторичной болезни («трансплантат против хозяина»). Отмечены также случаи реакции отторжения трансплантата (болезнь «хозяин против трансплантата»). Выжили 2 человека, у которых произошло отторжение частично функционирующего трансплантата и восстановление собственного миелопоэза. Приобретенный опыт свидетельствует, что показания к такого рода трансплантациям должны быть весьма ограниченными и при дозах общего гамма-облучения не менее 9 Гр.

В Киевском рентгено-радиологическом и онкологическом институте произведена частичная трансплантация (подсадка) донорского костного мозга 11 больным (в количестве 200 мл, обеспечивающем 8·109миелокариоцитов) при угрожающем снижении клеточного состава крови и костного мозга. Все пациенты остались живы.

В периоде восстановления прослеживалась отчетливая зависимость сроков и полноты нормализации кроветворения от тяжести проявлений заболевания в период его формирования. В зависимости от степени тяжести ОЛБ у 9-30% лиц в конечный срок наблюдения отмечались нестойкая умеренная лейкопения и реже умеренная тромбоцитопения. У половины лиц с неполным восстановлением в дальнейшем сохранялась недостаточность кроветворения.

В целом борьба за жизнь и здоровье рассматриваемой группы больных была крайне напряженной, а порой и драматичной. Ее опыт должен лечь в основу создания единой жесткой государственной системы организационных, превентивных и лечебных мер на случай массовых радиационных поражений в будущем.

Кроветворная система

Кроветворная ткань (костный мозг, органы лимфопоэза) является одной из самых чувствительных тканей организма человека к воздействию ионизирующего излучения (ИИ). В системе клеточного обновления костного мозга схематично можно выделить два отдела: один из них включает делящийся пул клеток, другой - неделящийся. Накопленный в радиобиологии опыт показал, что активно пролиферирующие (делящиеся) клетки являются радиочувствительными, а более зрелые, неделящиеся, менее чувствительны к радиации. Следует подчеркнуть, что стволовая кроветворная клетка в зависимости от митотического цикла различно реагирует на лучевое воздействие. Самой радиочувствительной она оказывается во время фазы митоза (М), в стадии синтеза (S) радиочувствительность минимальна. В результате воздействия ИИ молодые, малодифференцированные и делящиеся клетки костного мозга и лимфатических узлов начинают погибать сразу и в ближайшие дни после облучения, а количество созревающих и зрелых функционирующих кроветворных клеток уменьшается позже, когда их естественная убыль перестает восполняться (рис. 7.1).

В целом цитокинетические изменения, происходящие в системе кроветворения под воздействием ИИ в диапазоне доз 1 - 4Гр, протекают по законам, типичным для систем клеточного обновления. Весь процесс можно разделить на три фазы: 1) фаза дегенерации; 2) фаза абортивного подъема, который обеспечивается деятельностью клеток со сниженной пролиферативной способностью и продолжающих деление еще некоторое время; 3) фаза восстановления, которая обеспечивается лишь небольшим количеством стволовых клеток, сохранившихся в костном мозге после начального глубокого опустошения.

В связи с тем, что зрелые клетки крови относительно радиорезистентны, изменения в циркулирующей крови обусловлены поражением кроветворных клеток в костном мозге. Количество зрелых клеток на периферии определяется временем их производства и продолжительностью жизни. Так, продолжительность жизни эритроцитов (110-130 суток) значительно выше, а время их производства (2-7 суток) ниже, чем у нейтрофилов (время жизни 1-2 суток, время производства 5-13 суток). Поэтому прекращение наработки нейтрофилов в костном мозге ведет к быстрому уменьшению этого пула клеток в циркулирующей крови, тогда как количество эритроцитов снижается не столь скоро. Быстро уменьшается и количество тромбоцитов в крови, так как период их жизни в организме составляет всего 8-10 суток.

Тяжесть костно - мозгового синдрома при ОЛБ зависит от уровня интенсивности и равномерности облучения человека. При ОЛБ I степени клиническая картина определяется скоростью опустошения пула клеток нейтрофильного ряда, а при II степени - нейтрофильного и тромбоцитарного рядов (рис. 7.2). После острого периода поражения кроветворной системы наступает фаза восстановления, которая зависит от выживаемости стволовых клеток; способности стволовых клеток к миграции в наиболее пораженные участки кроветворных тканей; темпов деления и созревания коммитированных клеток предшественников и количества полноценных зрелых клеток. Динамическое наблюдение за состоянием гемопоэтической системы у 112 лиц, перенесших ОЛБ I - II степени, показало, что в острый период костно - мозговой синдром протекает типично. В костном мозге количество миелокариоцитов варьирует в пределах от 8 до 138·109/л,особенно существенно уменьшаясь у лиц со II-III степенью заболевания. Содержание мегакариоцитов у 50% больных в первые 3-5 суток после переоблучения осталось в пределах нормы, хотя в тяжелых случаях их количество снижалось вплоть до полного исчезновения и усиливались дегенеративные изменения (кариорексис, фрагментация ядер). Одновременно наблюдалось уменьшение клеток миелоидного и эритроидного ростков гемопоэза при относительном увеличении количества лимфоидных элементов. Количество ретикулярных и плазматических клеток в костном мозге увеличивалось. Появление активно функционирующих макрофагов в костном мозге на 3-5-е сутки после лучевого воздействия свидетельствует о том, что ретикулярные клетки обладают высокой радиоре - зистентностью и сохраняют свои функциональные свойства. Способность макрофагов к фагоцитозу сохраняется даже при воздей ствии высоких доз радиации.

У больных ОЛБ была выявлена гипоплазия костного мозга в той или иной степени выраженности. Это подтверждают результаты изучения трепанобиоптатов подвздошной кости методами электронной и световой микроскопии. Культуральные исследования костного мозга показали, что, несмотря на нормализацию количественных показателей, изменения способности кроветворных элементов к колониеобразованию в течение длительного времени носили персистирующий характер и протекали с преобладанием эозинофильно-нейтрофильных колоний. Миелодиспластические состояния сопровождались снижением способности стромальных элементов к колониеобразованию в культуре ткани вплоть до ее утраты в отдельных случаях.

Рис. 7.1. Динамика изменения количества кроветворных клеток после облучения:

а -стволовые клктки, б -созревающие клетки, в -делящиеся клетки, г - кровь

В процессе длительного наблюдения показатели периферической крови у больных, перенесших ОЛБ, существенно варьировали. У 22% пациентов была лейкопения в пределах 2,8-3,4·109/л за счет развития гранулоцитопении. У 6 лиц определялась тромбоцитопения 120-·109/n. Лейкоцитоз зарегистрирован лишь у 9 больных (11,0-16,2·109/л), абсолютный лимфоцитоз - у 29. У обследованных этой группы даже в самый ранний после облучения период в течение первых 5-10 суток зарегистрированы колебания уровней лимфоцитов от нормы до существенного увеличения. Изменялись не только количественные, но и качественные показатели клеток крови у больных с ОЛБ. В остром периоде (1-30 суток) практически во всех гранулоцитах встречались гипер- и гипосегментация, фрагментация ядер, кариорексис, кариолизис, пикноз, а в лимфоцитах - фрагментация ядра, кароилизис, базофилия цитоплазмы, вакуолизация.

Рис 7.2. Схематическое изображение изменения содержания в крови

лимфоцитов (I), нейтрофилов (2) и тромбоцитов (3) при дозе облучения 2 - 4Гр

У лиц, участвовавших в ЛПА на ЧАЭС и облученных в диапазоне доз от 0,25 до 1 Гр, имееется выраженнная тенденция к изменению количественных показателей клеточных элементов периферической крови. В течение 1986 г. у 6-9% пациентов обнаружены эритроцитозы. В первые 2-5 мес после пребывания в зоне ЧАЭС у 16,5% обследованных зарегистрирован лейкоцитоз (количество лейкоцитов варьировало от 12·109/л до 17,5·109/л), а в последующие сроки (6-12 мес) у 18,5% диагностировалась стойкая лейкопения (1,9-3,85-109/л), которая сохранялась в течение 6 лет у 6-9% пациентов. Лимфоцитоз в пределах 46-62% обнаружен у 9-16% обследованных с максимальным увеличением в 1986 и 1992 гг. Наблюдается увеличение числа лиц со стойким моноцитозом: если в 1987-1992 гг. он зарегистрирован у 4,5% обследованных, то в 1992 г. у 10,9%. Качественные характеристики клеток крови были аналогичными тем, какие наблюдались у больных, перенесших ОЛБ.

Рис. 7.3. Трансмиссионные электронные микрофотографии клеток крови лиц, перенесших острую лучевую болезнь:а -фрагмент нейтрофила, с уменьшением зернистости, б -конденсация хроматина в лимфоците, в -вакууолизация тромбоцита

В течение всего периода наблюдений (7 лет) у 18,1-18,5% женщин-участников ЛПА обнаружены постгеморрагические железодефицитные анемии. Выделена также группа мужчин (в 1986 г. - 1,5; в 1992 г. - 9,2%), страдающих анемиями различной выраженности. Количество эритроцитов варьировало от 2,9·109/л до 4,2·109/л, уровень гемоглобина - от 90 до 118 г/л, цветной показатель - от 0,8 до 0,9. Количество ретикулоцитов было в пределах нормативных значений. В периферической крови значительно повышено содержание эритроцитов с измененной формой. В отдельных случаях количество эхиноцитов (эритроциты с шиловидными выпячиваниями) достигало 30%, а сфероцитов (сферические эритроциты) - 10%. Одновременно зарегистрировано повышение проницаемости и снижение механической резистентности мембран эритроцитов. Показатели адсорбционных свойств мембран эритроцитов и объем эритроцитов варьировали в значительных пределах. Среди пациентов, постоянно работающих в зоне ЧАЭС, такие анемии обнаруживаются у 14,5% работающих мужчин. Одной из причин указанных анемий у мужчин-участников ЛПА является нарушение функционирования металлопротеидов крови - церулоплазмина и трансферрина. Ферроксидазная функция церулоплазмина не реализуется, как не реализуется и железотранспортная функция трансферрина.

У лиц, постоянно проживающих в районах радиационного контроля и получивших за весь послеаварийный период дозу ИИ в диапазоне от 5,6 до 8,6 сГр, изменения со стороны показателей периферической крови связаны с различными соматическими заболеваниями. На первом месте следует отметить хронические постгеморрагические железодефицитные анемии у женщин, а также лейкоцитозы, развившиеся на фоне обострения хронических инфекционных процессов. Лейкопении и тромбоцитопении встречаются чрезвычайно редко и не выходят за уровни популяционных. Качественные характеристики всех клеточных элементов крови не отличаются от таковых, которые присущи разнообразным соматическим заболеваниям.

Таким образом, положение о высокой чувствительности кроветворной ткани к ИИ получило еще одно подтверждение в проведенных исследованиях. Тяжесть костно - мозгового синдрома при ОЛБ I-III степени коррелирует с интенсивностью лучевой нагрузки и равномерностью облучения красного костного мозга. При дозовых нагрузках в диапазоне от 0,25 до 1 Гр изменения со стороны кроветворной системы характеризуются вариабельностью и лабильностью количественных показателей клеток периферической крови и устойчивостью качественных изменений элементов гемопоэза, которые не отличаются от изменений последних при ОЛБ. Выделена группа мужчин с анемиями, в основе которых лежат глубокие нарушения функционирования системы металлопротеидов плазмы крови, - церулоплазмин-трансферрин. У лиц, постоянно проживающих в зоне жесткого радиационного контроля, изменения со стороны крови связаны с соматической патологией.

Эндокринная система

Воздействие факторов Чернобыльской катастрофы на эндокринную систему следует рассматривать в контексте двух взаимосвязанных факторов: специфического радиационного и неспецифического дезадаптационного, характерного для любых катастроф (землетресение, война, наводнение и пр.).

Причастность нарушений эндокринной системы к ущербу здоровья населения может быть обусловлена следующим:

- непосредственным воздействием ИИ на эндокринные органы-мишени - щитовидную и половые железы, гипоталамус;

- участием эндокринных регуляторных механизмов в формировании синдрома дезадаптации в ответ на воздействие радиационных и нерадиационных факторов катастрофы;

- формированием эндокринной патологии вследствие нейропсихической и иммунной дезадаптации.

Динамическое наблюдение за лицами, участвовавшими в ЛПА, эвакуированными из 30-километровой зоны и проживающими на контролируемых территориях, выявило определенные сдвиги в эндокринной системе. Уже на начальных этапах после аварии было отмечено повышение функциональной активности основного звена эндокринной системы адаптации - системы гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников. В целом оно было адекватно ситуации и проявлялось в стойком увеличении секреции кортизола и кортикотропина. Пролонгирование психоэмоционального воздействия, создавшее состояние хронического стресса, поддерживало высокую секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ), кортизола, инсулина и других гормонов, что, несомненно, сыграло существенную роль в росте заболеваемости сердечно-сосудистой системы (ССС) (гипертоническая болезнь - ГБ, прогрессирующий атеросклероз) и такие эндокринные болезни, как сахарный диабет и ожирение. Наблюдали нарушения внутрисистемного механизма обратной связи кортизол - АКТГ, дизрегуляторный характер реакции на инсулин.

Через 5-6 лет после участия в работах по ликвидации аварии у большинства обследованных наблюдалась нормализация уровней секреции гормонов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и катехоламинов, однако проведенные функциональные пробы установили снижение резервных возможностей этих систем.

Увеличение частоты аутоиммунных эндокринных заболеваний: аутоиммунного тиреоидита, тиреотоксикоза, сахарного диабета, некоторых форм гипокортицизма  - потенцируется регуляторными расстройствами иммунной системы, изменениями клеточного и гуморального иммунитета. Сдвиги в иммунной системе дали основания прогнозировать аутоиммунные тиреоидиты до реального их возрастания в 1992 г.

Наиболее наглядны проявления эндокринного дезадаптоза у лиц, длительно работающих в 30-километровой зоне, подвергающихся хроническому облучению в малых дозах, у которых обнаружены отличия в гормональных сдвигах от других групп пострадавших, включая лиц, перенесших ОЛБ. У обследованной группы работающих в 30-километровой зоне с 1986-1987 по 1991-1992 гг. отмечено закономерное повышение содержания в крови кортизола и экскреции с мочой 11-оксикортикостероидов (11-ОКС) без зависимости от суммарной дозы облучения за период работы при существенной распространенности ожирения и сахарного диабета, ГБ и астеноневротических синдромов. Нормальная масса тела была только у 47,9% обследованных, у остальных отмечено ожирение различной степени. Нарушение углеводного обмена выявлено у 20,1%. ГБ и различные варианты астеноневротических и астенодепрессивных состояний также реализовались на фоне повышения глюкокортикоидной функции коры надпочечников - гиперкортизолизма.

Отличительной чертой нарушений функциональной активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы у лиц, длительно работающих в 30-километровой зоне, является стойкое повышение секреции кортизола при отсутствии ожидаемого синхронного повышения секреции АКТГ, особенно у лиц с дозами облучения более 0,25 Гр. Сниженным было и содержание в крови бета-эндорфина. Достоверных изменений уровня суточной экскреции адреналина не обнаружено. Характерной особенностью явилось уменьшение суточной экскреции норадреналина, выраженность которого усиливалась параллельно с возрастанием суммарной дозы облучения и при наличии сформированной соматической патологии - Р"Р' и сахарного диабета.

У части обследованных отмечалось уменьшение экскреции с мочой дофамина. При анализе взаимосвязи отдельных симптомов и синдромов с интегральным показателем состояния адаптации организма среди признаков, тесно коррелирующих со степенью дезадаптации, выделены психологические критерии (уровень тревоги, уровень стресса) и биохимические показатели, в том числе суточная экскреция с мочой норадреналина и дофамина.

Довольно закономерные сдвиги выявлены при исследовании состояния гипофизарно-гонадной системы. У мужчин, особенно при наличии вегетативных и сексуальных расстройств, отмечалось снижение андрогенной и генеративной функций яичек, наблюдалось повышение содержания в крови пролактина, лютропина и фоллитропина, эстрогенов при снижении уровня тестостерона.

Сопоставление психологических показателей с состоянием глюко-кортикоидной и симпатико-адреналовой функций показало, что, по данным суточной экскреции 11-ОКС, характерная в целом для всей обследованной группы повышенная продукция глюкокортикоидов (ГК) была достоверно выше у лиц с высоким уровнем стресса и тревожности. По-видимому, вызванные малыми дозами ИИ сдвиги внутриклеточных метаболических процессов в тканях, в том числе и нервной, изменяют содержание в гипоталамусе и других отделах мозга нейромедиаторов и нейротрансмиттеров, нарушая при этом адекватность гормонального адаптивного ответа. Полученные данные свидетельствуют о том, что эндокринная функция гипоталамуса высоко чувствительна к облучению. Особенностью «радиационного» варианта эндокринного дезадаптоза является первичная функциональная неполноценность гипоталамического звена гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Кроме того, периферический «метаболический» радиационный эффект является дополнительным фактором, повышающим требования перед всей системой адаптации организма.

Имеется много общего в картине эндокринных нарушений при старении и состояниях длительного стресса, адаптация к которым требует дополнительных энергетических затрат, а обеспечение последних осуществляется посредством повышения секреции кортизола, соматотропного гормона, пролактина, инсулина и других гормонов. «Ценой» адаптации организма к длительным стрессорным состояниям и при старении, и у облученных лиц являются атеросклероз и артериальная гипертензия, ожирение и сахарный диабет, астеноневротические и астенодепрессивные состояния. Неадекватность адаптивных реакций гипоталамуса в условиях хронического воздействия малых доз усугубляет эти явления.

Таким образом, гормональные сдвиги, обеспечивающие адаптацию организма к факторам Чернобыльской катастрофы, одновременно являются катализатором процессов гормонального и психосоматического старения организма.

Щитовидная железа

Выброс в окружающую среду огромных активностей радионуклидов йода, способность щитовидной железы (ЩЖ) его накапливать могут привести к возникновению и развитию гипотиреозов, аутоиммунных тиреодитов, доброкачественных и злокачественных новообразований ЩЖ. Возможность появления этих заболеваний более выражена у детей, так как их ЩЖ чувствительнее к воздействию радионуклидов йода. Вот почему все лица, особенно дети, подвергшиеся радиационному воздействию в результате аварии на ЧАЭС, нуждаются в систематическом, в течение десятилетий, наблюдении за функцией и структурой ЩЖ.

При массовых обследованиях детей, проведенных в первые месяцы после аварии (май - июнь 1986 г.), клинических признаков, свидетельствующих о наличии патологии ЩЖ (микседемы или острого радиационного тиреоидита) ни у одного ребенка выявлено не было. Это связано, по-видимому, с тем, что для их возникновения требуются значительно более высокие (десятки тысяч рад) дозовые нагрузки на ЩЖ. Вместе с тем в этот период наблюдалось дозозависимое увеличение содержания общего тироксина в крови. Так, содержание общего тироксина в крови у детей с поглощенной ЩЖ дозой радионуклидов йода выше 1500 рад в 4 раза превышало таковое у детей контрольной группы. У этой категории обследованных наблюдалось также повышение содержания трийодтиронина и снижение - тиротропина в крови. Отсутствие клиники тиреотоксикоза при повышенном содержании тиреоидных гормонов позволило высказать предположение о циркуляции в крови неактивных, связанных с белками, форм гормонов. Снижение же уровня тиротропина в крови у этой категории обследуемых носило компенсаторный характер.

Через 6-12 мес после аварии содержание тиреоидных гормонов в крови постепенно снижалось, к 18 мес достигло контрольных величин и находится на этом уровне до настоящего времени.

Одним из возможных последствий радиационного воздействия могут быть возникновение и развитие аутоиммунного тиреоидита. По данным клинического наблюдения, на протяжении всего периода, прошедшего после аварии, повышения заболеваемости аутоиммунным тиреоидитом не отмечено. Динамические наблюдения за уровнем антител к тиреоглобулину и микросомальной фракции ЩЖ в крови у детей, проживающих на контролируемых в связи с аварией на ЧАЭС территориях, а также эвакуированных из 30-километровой зоны, не выявило отклонений. Такие возможные последствия радиационного воздействия, как гипотиреоз, за послеаварийный период себя не проявили.

Начиная с 1990 г. в Украине отмечен рост заболеваемости раком ЩЖ среди детского населения. В 1981- 1985 гг. этот показатель составлял 0,04-0,06 случаев на 100 тыс. детей в год, в 1990 г. он был равен 0,23, в 1991 г. -0,20, в 1992 г.-0,43, в 1993 г.-0,39. В течение до аварийных 5 лет в Киевской, Черниговской и Житомирской областях не зарегистрировано ни единого случая рака ЩЖ у детей. В 1990 г. по Киевской области заболеваемость составила 0,96; в 1991 г.  -0,96; в 1992 г. -2,45, в 1993 г.-2,25 случая на 100 тыс. детей; по Черниговской области соответственно по годам - 1,11; 0,75; 1,14, в 1993 г.-1.54; по Житомирской области - 0,60; 0,31 и 0,63, в 1993 г. - 0,97. Значительный рост рака ЩЖ отмечен в 1992 г. и у детей Ривненской (1,7 на 100 тыс.) и Черкасской (1,3 на 100 тыс.) областей. Наиболее существенный рост наблюдался у детей младших (до 10 лет) возрастных групп. В Киеве эти показатели составили соответственно 0,36; 0,54; 1,83; 0,95.

Если в течение 5 лет до Чернобыльской катастрофы в Украине было зарегистрировано 25 случаев рака ЩЖ у детей, то в 1986 - 1993 гг. их число составило 156. У подростков в 1981-1985 гг. выявлено 34, а в 1986-1992 гг. -69 случаев рака ЩЖ. В целом показатели выявляемости рака этой локализации у населения Украины возросли с 0,6 на 100 тыс. в 1981 г. до 1,8 в 1990 г. и 2,1 в 1991 г., однако темпы роста среди взрослого населения равномерны как в до-, так и в послеаварийный периоды. Имеется тенденция к более интенсивному росту заболеваемости раком ЩЖ в трех контролируемых областях: Киевской, Черниговской и Житомирской.

Статистически достоверных сдвигов заболеваемости доброкачественными опухолями ЩЖ (узловые зобы, аденомы, кисты) до 1993 г. не отмечено.

Наблюдаемая в настоящее время реализация радиационных эффектов на ЩЖ и прогнозы на будущие годы диктуют необходимость создания четкой системы длительного тиреоидного мониторинга облученных лиц, особенно облученных внутриутробно, в детском и подростковом возрасте.

Нервная система

Радиационные поражения нервной системы представляют собой не стохастические эффекты (НЭ) облучения, тяжесть которых пропорциональна дозе общего облучения. Прямые повреждения нервной системы вызывают морфологические изменения мозга, они являются следствием воздействия больших доз ИИ - 5-10 Гр. В настоящее время описаны разнообразные НЭ, возникающие при воздействии ИИ на все тело в диапазоне 0,5-5 Гр, в том числе крайне малые дозы (0,003 Гр), воздействие которых определяют преходящие рефлекторные ответы центральной нервной системы (ЦНС). Установлено также, что тяжесть эффектов определяется не только величиной дозы, но и длительностью воздействия, степенью зрелости мозга на момент облучения.

Интерес к проблеме воздействия ИИ на нервную систему резко возрос в связи последствиями ядерной катастрофы на ЧАЭС, после которой прослежен значительный рост нервно-психических расстройств (таблица 1).

На основе изучения погибших участников ЛПА описаны особо тяжелые формы радиационной энцефалопатии, обусловленные токсико-метаболическими и вазопаралитическими нарушениями. У участников ЛПА, заболевших костно - мозговой формой ОЛБ, выявлен комплекс психовегетативных, нейрососудистых, соматоневрологических нарушений, отличавшихся стойкостью и прогредиентностью.

В динамике развития нарушений нервной системы прослеживается значение множества факторов, среди которых радиационная составляющая занимает существенное место в группе участников ЛПА 1986 г., а также участников ЛПА, работающих до настоящего времени в 30-километровой зоне ЧАЭС.

Результаты исследований показали, что у пострадавших участников ЛПА можно выделить следующие наиболее характерные психоневрологические изменения:

- цереброваскулярные заболевания; вегетативную дистонию (ВД) с начальными признаками недостаточности мозгового кровообращения, (дисциркуляторную энцефалопатию или дисциркуляторную миелопатию различной степени, острые нарушения мозгового кровообращения, ангиоспастический и ангионевротический синдромы верхних и нижних конечностей;

- прогредиентные органические процессы токсико-метаболического и ликворо-дисциркуляторного типа: энцефалопатии, миелопатии, полинейропатии, встречающиеся у лиц, перенесших ОЛБ;

- неврологические проявления при поврежденях костно-мышечной системы;

- пароксизмальные состояния: эпилептиформные, гипоталамические кризы симпатоадреналового, вагоинсулярного и смешанного характеров, церебральные ангиоспазмы, конверсионные истерические кризы, вестибулярно-сосудистые кризы и др.;

- стойкие неврозоподобные состояния при соматических заболеваниях;

- неврозы, патохарактерологическое развитие личности.

Таблица 1

Динамика психосоматической, заболеваемости взрослого населения, пострадавшего

в связи с аварией на ЧАЭС в 1987-1992 гг.

У пострадавших, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, не выявляются достоверные различия в характере неврологической заболеваемости по сравнению с контрольными группами. Однако для этой категории пострадавших характерен рост неврозов и неврозоподобных заболеваний в 2,2 раза (57-63 на 100 обследованных). Эти нарушения носят стойкий характер и требуют психотерапевтической и фармакологической коррекции.

Формирование нервно-психической патологии у пострадавших участников ЛПА и эвакуированных из 30-километровой зоны ЧАЭС лиц происходило главным образом в периоде восстановления функций ЦНС (от месяца до года), и в периоде ближайших последствий (от года до 5 лет). Особенности периода отдаленных последствий еще предстоит изучить.

Среди участников ЛПА, подвергшихся облучению в дозах свыше 25 сГр, достоверно чаще, чем в популяции, встречаются нарушения вегетативной регуляции, цереброваскулярная патология, пароксизмальные состояния, остеохондроз позвоночника с периферической вегетативной недостаточностью, церебрастенические и неврозоподобные расстройства, психоорганическая, психосоматическая симптоматика, сексуальные нарушения. Они коррелируют со значительными патофизиологическими нарушениями гемо- и нейродинамики.

Нарушения электрической активности головного мозга в покое и в процессе обработки сенсорной информации характеризуются пространственным распределением спектральной мощности альфа-активности в передние отделы мозга, диффузным снижением спектральной мощности тета-активности (Р<0,05), резким повышением мощности дельта-активности в переднецентральных отделах мозга, особенно левого полушария (Р<0,01), большей спектральной мощностью бета-активности в переднецентральных отделах мозга (Р<0,01), замедлением обработки сенсорной информации с нарушением центральных механизмов афферентации. Эти данные подтверждают сосудисто-метаболический генез развивающейся дисциркуляторной энцефалопатии у этой когорты облученных.

Характерные психосенсорные, вегетативно-сосудистые и нервно-трофические нарушения у лиц, облученных в диапазоне доз 0,25-1 Гр, коррелируют с нарушением функционального состояния афферентного центрального и эфферентного сегментарного звеньев нейро - моторного аппарата. У них выявляется и недостаточное функционирование постганглионарных симпатических волокон периферических нервов, осуществляющих симпатический контроль потовых желез и кожных кровеносных сосудов. Нарушения микроциркуляции периферического кровообращения занимают значительное место. Им сопутствуют снижение синтеза и обмена нейромедиаторов норадреналина и дофамина, нарушения гематоэнцефалического барьера, развитие аутоиммунных реакций.

Прослежена усугубляющая роль социально-психологического стресса пострадавших, традиционных факторов риска, плохого базисного здоровья населения в патогенезе нервно-психических нарушений.

Результаты исследований показали, что радиационное воздействие на нервную систему после экологической катастрофы в Чернобыле невозможно рассматривать изолированно от воздействия других факторов внешней и внутренней среды, которые могут быть потенциирующими и определять развитие стойких нервно-психических нарушений у большого количества пострадавших.

Иммунная система

Иммунная система чувствительна к действию ИИ, а также чутко реагирует на другие факторы окружающей среды, поэтому влияние Чернобыльской катастрофы отразилось и на иммунологических показателях различных контингентов. Динамика показателей в острый послеаварийный период и спустя 5-7 лет после аварии также имеет свои особенности, обусловленные дозой облучения, хотя и не всегда с четкой корреляцией, наличием предшествующей или сопутствующей соматической патологии, социально-экономическими, бытовыми и производственными факторами.

В ранний период иммунный статус лиц, перенесших ОЛБ, характеризовали как комбинированный приобретенный иммунодефицит радиационного генеза с угнетением функции Т- и В-звеньев, недостаточностью механизмов неспецифической резистентности и противоинфекционной защиты. Постепенное развитие компенсации радиационного поражения растянулось во времени на 3-5 лет и характеризовалось волнообразными колебаниями экспрессии поверхностных антигенов, связанных с хелперно-индукторной функцией, митогенным ответом, усилением экспрессии пан-В и В-бластных активационных антигенов. Однако и в этот период в крови продолжали определяться Т-лимфоциты, несущие одновременно антигены CD4 и CD8, что характерно для клеток, находящихся в тимусе. Наличие такой субпопуляции клеток свидетельствует об определенной неустойчивости состояния компенсации, достигнутой у этой группы пациентов. Уровень поставарийного поражения и реконвалесценции в значительной мере зависел от иммуногенетических структур аллоантигенных систем крови пациентов, а также от комплекса мер по диспансеризации, медицинской и социальной реабилитации лиц, перенесших ОЛБ. В настоящее время состояние их иммунной системы определяют сформировавшаяся соматическая патология и отдаленные эффекты облучения.

Острая реакция иммунной системы на воздействие ионизирующей радиации в 1986 г. отмечалась у всех контингентов, пострадавших в результате Чернобыльской катастрофы или принимавших участие в ликвидации ее последствий. К сожалению, большинство исследований, касающихся этого периода, не имеют дозового сопровождения.

У лиц, работавших в 1986 г. на стройплощадке, у 4-го энергоблока (обследовано 1197 человек), через 10-60 суток после облучения проявления иммунологической недостаточности были выявлены у 7,9 % людей, что существенно не отличалось от среднепопуляционного. При сравнении лиц, работающих в 1-й и 3-й зонах, а также водителей, курсирующих между зонами, у последних иммунологическая недостаточность выявлялась наиболее часто. Спустя год после первого обследования отмечено нарастание частоты иммунологических отклонений среди изучаемых контингентов. Резкое снижение ОКТЗ+ и ОКТ8+ Т-лимфоцитов, В-клеток и больших гранулярных лимфоцитов определялось при дозах, достигающих 1 Гр, с сохранением изменений более 10-15 мес; дозы до 0,5 Гр вызывали менее выраженные структурные изменения клеточных популяций иммунной системы, дозы менее 0,2 Гр эффекта не оказывали.

Иммунологический мониторинг, охватывающий к настоящему времени более 11 000 участников ЛПА, показал наличие у них существенных сдвигов субпопуляционной организации, поверхностных структур и функциональной активности иммунокомпетентных клеток. Методом двухцветной лазерной проточной цитофлюориметрии с моноклональными антителами при облучении, превышающем 0,05 Гр, выявлена дозовая зависимость снижения Т-лимфоцитов (CD3+), а также клеток, экспрессирующих рецептор к трансферрину. Выявлены коррелятивные зависимости между содержанием Т-лимфоцитов с фенотипом CD3+, HLA -DR- и длительностью пребывания в 30-километровой зоне, между поглощенной дозой радиации и содержанием Т-хелперов - индукторов (CD4+, 8-) за счет Leu3a+8- клеток индукторов антителообразования.

При дозовых нагрузках от 0,25 до 1 Гр, так же как и среди перенесших ОЛБ, в крови выявлялись молодые Т-лимфоциты с поверхностным фенотипом CD4+ CD8+. По мере нарастания доз от 0,05 до 0,25 Гр и далее до 1 Гр отмечалось снижение экспрессии поверхностного антигена естественных киллеров, определяемого моноклональными антителами Leu7 (CD57).

Клеточный цикл лимфоцитов характеризовался увеличением процентного содержания клеток в синтетической (S) фазе и в фазах G2+M (постсинтетическая + митоз) в дозовом диапазоне 0,05-0,25 Гр. Более высокие дозы облучения уже не вызывали таких изменений, количество клеток в S-, G2 + М-фазах снижалось.

Изменения клеточного цикла были характерными и для участников ЛПА, продолжающих в 1986-1991 гг. работать в 30-километровой зоне. У них также отмечалась активация В-звена иммунитета с повышением экспрессии (интенсивности свечения) поверхностных дифференцировочных антигенов В-клеток.

Предметом особого внимания должно быть население контролируемых территорий, вынужденное жить в условиях повышенного внешнего гамма-фона и поступления радионуклидов с продуктами питания. Обследование в 1990 г. показало повышенное содержание CD3-4+ лимфоцитов, которые, по предварительным данным, могут отражать стабильные изменения Т-клеточного рецептора и радиационную нагрузку на стволовые клетки. Снижение количества Т-хелперов происходит за счет Leu3a+8- клеток - индукторов антителообразования и выявлялось у участников ЛПА и населения контролируемых территорий ранее, чем уменьшение экспрессии антигенов СОЗ-Вг+клеток, отмеченное у ряда пациентов спустя 60 - 66 мес после облучения.

Значительное влияние на иммунологические показатели оказывает соматическая патология. Тенденция к снижению содержания лимфоцитов с поверхностным антигеном CD4, характерная в целом для общей группы обследованных, у больных с хроническими заболеваниями печени и желчевыводящих путей достигала достоверных различий при сравнении соотношений CD4 и CD8 лимфоцитов (хелперно-супрессорный индекс).

Динамическое наблюдение за состоянием иммунной системы контингентов, подвергшихся воздействию комплекса факторов, связанных с аварией на ЧАЭС, показывает, что ионизирующая радиация оказывает воздействие на процессы дифференциации и активации. Восстановление иммунной системы после облучения может сопровождаться сохранением функциональной недостаточности субпопуляций. Эффективным путем коррекции иммунологической недостаточности в отдаленный период после воздействия ионизирующей радиации в малых дозах является индивидуализированный подход с применением препаратов тимуса, комплексной терапии, направленной на лечение имеющейся соматической или психосоматической патологии с включением адаптогенов, психотропных средств, рибоксина, немедикаментозных способов психореабилитации, а при значительной инкорпорации137Cs - блокировании поступления его в организм.

Цитогенетические эффекты

Мутагенный эффект, индуцированный ИИ в половых и соматических клетках человека, может лежать в основе возникновения таких патологических состояний, как спонтанные аборты, мертворождения, рождение детей с аномалиями развития, наследственные и онкологические заболевания, ускорение процессов старения. Биоиндикатором мутагенного воздействия радиации на человека являются первичные повреждения генома - хромосомные и генные мутации в различных клетках-мишенях.

Наиболее распространенными, апробированными и корректными из генетических маркеров облучения человека по-прежнему остаются специфические для действия радиации цитогенетические нарушения - стабильные и нестабильные аберрации хромосомного типа в лимфоцитах периферической крови, оценка частоты которых используется также для ориентировочной дозиметрии радиационного воздействия. Цитогенетические исследования являются необходимым компонентом в системе контроля за контингентами, подвергшимися неконтролируемому действию ионизирующей радиации в аварийных ситуациях.

За годы, прошедшие после аварии на ЧАЭС, в ряде генетических лабораторий (в Украине, в странах ближнего и дальнего зарубежья) проводился селективный цитогенетический мониторинг среди различных категорий пострадавших от Чернобыльской катастрофы лиц с подозрением на ОЛБ, участников ЛПА, работников ЧАЭС, эвакуированных, детского и взрослого населения, проживающего в районах выпадения радиоактивных осадков. Из-за трудоемкости и длительности цитогенетических исследований изучались структура и стабильность генома соматических клеток человека в основном в приоритетных группах пострадавших - у участников ЛПА преимущественно 1986-1987 гг., в том числе у лиц с ОЛБ, являющихся критическими по интенсивности лучевого поражения, и у населения, проживающего на территориях усиленного радиологического контроля (в основном детского, являющегося критическим по чувствительности к действию ИИ).

В группе пациентов с первичным диагнозом ОЛБ и в группе участников ЛПА с известными дозами облучения обнаружена значительная межиндивидуальная вариабельность цитогенетического эффекта у лиц с идентичной (по степени тяжести заболевания либо по суммарной дозе) радиационной нагрузкой, обследованных в сопоставимые после облучения сроки. Результаты цитогенетического анализа указывали, как правило, на менее интенсивное воздействие, что могло быть связано с рядом факторов: элиминацией аберрантных клеток и нестабильных хромосомных аберраций со временем, спецификой характера облучения, индивидуальной радиочувствительностью, а в ряде случаев с некорректным определением дозы радиации физическими методами. Вместе с тем у реконвалесцентов после ОЛБ, обследованных в более поздние сроки (1990-1993), степень выраженности цитогенетического эффекта положительно коррелировала с тяжестью лучевого поражения, что, вероятнее всего, связано с верификацией диагнозов. Так, в группах пациентов с верифицированным диагнозом ОЛБ даже через 5-7 лет после аварии сохранялись нестабильные маркеры облучения (дицентрические и кольцевые хромосомы) и с повышенной частотой выявлялись стабильные индикаторы лучевого воздействия (симметричные хромосомные транслокации и инверсии). При повторном цитогенетическом контроле за лицами с верифицированным диагнозом ОЛБ установлено, что у большинства обследованных период первичного значительного снижения уровня нестабильных аберраций (приблизительно в течение первых 3 лет после острого облучения) сменялся замедлением элиминации и относительной стабилизацией этих показателей с межиндивидуальными колебаниями в пределах каждой из групп. В то же время частота стабильных аберраций хромосом проявляла тенденцию к росту, очевидно, за счет повреждения стволовых клеток, свидетельством чего, в частности, являлось появление у нескольких реконвалесцентов клонов аберрантных клеток, несущих реципрокные транслокации, что имеет неблагоприятное прогностическое значение.

В результате селективного цитогенетического мониторинга групп детского населения, подвергающегося длительному радиационному воздействию малой интенсивности из-за проживания на загрязненных радионуклидами территориях, выявлен ряд особенностей радиоиндуцированного мутагенного эффекта. Так, практически во всех обследованных группах обнаружено не только достоверное повышение частоты хромосомных аберраций разного типа, но и статистически значимое возрастание цитогенетического эффекта со временем (накопление нестабильных и появление стабильных маркеров облучения), что свидетельствует о преобладании процессов индукции над процессами элиминации повреждений хромосом при хроническом облучении в малых дозах. В ряде случаев (например, у детей из пгт Народичи Житомирской области и Полесское Киевской области) выявлены мультиаберрантные клетки, содержащие 3-11 различных маркеров радиационного воздействия, что отражает не только интенсивность, но и характер мутагенного воздействия и может быть показателем постоянного локального облучения стволовых клеток лимфопродуцирующих органов за счет внутреннего поступления радионуклидов. Появление «нагруженных» клеток, независимо от вызвавшей их причины, считается неблагоприятным прогностическим признаком из-за их возможной этиологической роли в индукции канцерогенеза через активацию протоонкогенов.

Результаты групповой цитогенетической дозиметрии несколько превышали таковые, полученные физическими и расчетными методами, что наряду с условностью расчета может быть обусловлено вкладом химической мутационной компоненты. Вместе с тем обнаруженный при обследовании детей цитогенетический эффект, отражающий интенсивность общей мутагенной нагрузки (радиационной и химической), положительно коррелировал как с продолжительностью действия факторов Чернобыльской катастрофы, так и со сложившейся после нее неблагоприятной экологической обстановкой, в частности с плотностью загрязнения территорий 137Cs и содержанием пестицидов в объектах окружающей среды. Результаты цитогенетических исследований использовались для определения суммарной мутагенной нагрузки на обследованный контингент; экспертной оценки ориентировочного уровня радиационного воздействия; верификации клинических диагнозов (по отношению к ОЛБ); установления причинной связи между наблюдаемой патологией и действием факторов Чернобыльской катастрофы; выделения групп повышенного риска, включенных в клинико-эпидемиологический регистр.

В настоящее время в ряде отечественных и зарубежных лабораторий, занимающихся проблемами генетических последствий аварии на ЧАЭС, разрабатываются и апробируются новые методы оценки повреждающего действия ИИ на геном человека, позволяющие не только расширить возможности биологической индикации и дозиметрии радиационного воздействия, но и повысить надежность прогнозирования неблагоприятных отдаленных стохастических эффектов облучения для здоровья человека. Наиболее перспективными из них являются метод флюоресцентной гибридизации метафазных хромосом человека in situ с ДНК-зондами к отдельным хромосомам или их участкам (FISH) и гликофориновый (ГФА) тест.