Действие внешнего ионизирующего излучения на организм. Радиационная иммунология Действие ионизирующего излучения на иммунитет человека

Влияние радиации на иммунную систему и их последствия

Ионизирующие излучение в любых дозах вызывает функциональные и морфологические изменения в клеточных структурах и изменяет деятельность почти во всех системах организма. В результате этого повышается или угнетается иммунологическая реактивность животных. Иммунная система является высокоспециализированной, ее составляют лимфоидные органы, их клетки, макрофаги, клетки крови (нейтрофильные, эозинофильные и базофильные, гранулоциты), система комплемента, интерферон, лизоцим, пропердин и другие факторы. Главным иммунокомпетентными клетками являются Т – и В-лимфоциты, ответственные за клеточный и гуморальный иммунитет.

Направленность и степень изменений иммунологической реактивности животных при действии радиации определяется главным образом поглощенной дозой и мощностью облучений. Малые дозы излучения повышают специфическую и неспецифическую, клеточную и гуморальную, общую и иммунобиологическую реактивность организма, способствуют благоприятному течению патологического процесса, повышают продуктивность скота и птиц.

Ионизирующие излучение в сублетальных и летальных дозах приводит к ослаблению животных или угнетению иммунологической реактивности животных. Нарушение показателей иммунологической реактивности отмечается значительно раньше, чем проявляются клинические признаки лучевой болезни. С развитием острой лучевой болезни иммунологические свойства организма все более ослабляются.

Понижается резистентность облеченного организма к возбудителям инфекции может по следующим причинам: нарушение проницаемости мембран тканевых барьеров, снижение бактерицидных свойств крови, лимфы и тканей, подавление кроветворения, лейкопения, анемия и тромбоцитопения, ослабление фагоцитарного механизма клеточной защиты, воспаления, угнетения продукции антител и другие патологические изменения в тканях и органах.

При воздействии ионизирующего излучения в небольших дозах изменяется проницаемость тканей, а при сублетальной дозе и более резко увеличивается проницаемость сосудистой стенки, особенно капилляров. После облучения среднелетальными дозами у животных развивается повышенная проницаемость кишечного барьера, что является одной из причин расселения кишечной микрофлоры по органам. Как при внешнем, так и при внутреннем облучении отмечается увеличения аутофлоры кожи, которое проявляется рано, уже в латентный период лучевого поражения. Этот феномен прослеживается у млекопитающих, птиц и человека. Усиленное размножение и расселение микроорганизмов на коже, слизистых оболочках и в органах обуславливается снижением бактерицидных свойств жидкостей и тканей.

Определение числа кишечных палочек и особенно гемолитических форм микробов на поверхности кожи и слизистых оболочках является одним из тестов, позволяющих рано установить степень нарушения иммунобиологической реактивности. Обычно повышение аутофлоры происходит синхронно с развитием лейкопении.

Закономерность изменений аутофлоры кожи и слизистых оболочек при внешнем облучении и инкорпорации различных радиоактивных изотопов сохраняется. При общем облучении внешними источниками радиации наблюдается зональность нарушения бактерицидных кожных покровов. Последнее, по-видимому, связано с анатомофизиологическими особенностями различных участков кожи. В целом бактерицидная функция кожи находится в прямой зависимости от поглощенной дозы излучения; при летальных дозах она резко снижается. У крупного рогатого скота и овец, облеченных гамма-лучами (цезий-137) в дозе ЛД 80-90/30 , изменения аутофлоры кожи и слизистых оболочек начинается с первых суток, а к исходному состоянию у выживших животных приходят на 45–60-му дню.

Внутреннее облучение, как и внешнее, вызывает значительное понижение бактерицидности кожи и слизистых оболочек при однократном введении йода-131 курам в дозах 3 и 25 мКи на 1 кг их массы количество бактерий на коже начинает уже с первых суток увеличиваться, достигая максимума на пятый день. Дробное веление указанного количество изотопа в течении 10 дней приводит к значительно большому бактериальному обсеменению кожи и слизистой оболочки ротовой полости с максимумом на 10-й день, причем в основном возрастает число микробов с повышенной биохимической активностью. В следующее время прослеживается прямая связь численного увеличения бактерий с клиническим проявлением лучевого поражения.

Одним из факторов, обеспечивающих естественную антимикробную устойчивость тканей, является лизоцим. При лучевом поражении содержание лизоцима в тканях и крови уменьшается, что свидетельствует об уменьшении его продукции. Этот тест может быть использован для определения ранних изменений резистентности облеченных животных.

Большую роль в невосприимчивости животных к инфекциям играет фагоцитоз. При внутреннем и внешнем облучениях в принципе изменения фагоцитарной реакции имеют аналогичную картину. Степень нарушения реакции зависит от величины дозы воздействия; при малых дозах (до 10–25 рад) отмечается кратковременная активация фагоцитарной способности фагоцитов, при полулетальных – фаза активации фагоцитов сокращается до 1–2 дней, в дальнейшем активность фагоцитоза понижается и в летальных случаях доходит до нуля. У выздоравливающих животных происходит медленная активация реакции фагоцитоза.

Значительные изменения в облученном организме претерпевают фагоцитарные способности клеток ретикулоэндотелиальной системы и макрофагов. Эти клетки довольно радиорезистентны. Однако фагоцитирующая способность макрофагов при облучении нарушается рано. Угнетение фагоцитарной реакции проявляется незавершенностью фагоцитоза. По-видимому, облучение нарушает связь между процессами захвата частиц макрофагами и ферментативными процессами. Подавление функции фагоцитоза в этих случаях может быть связано с угнетением выработки соответствующих опсонинов лимфойдной системой, ибо известно, что при лучевой болезни отмечается уменьшение в крови комплемента, пропердина, опсонинов и других биологических веществ.

В иммунологических механизмах самозащиты организма большую роль играют аутоантитела. При радиационных поражениях происходит повышение образования и накопления аутоантител. После облучения в организме можно обнаружить иммунокомпетентные клетки с хромосомными транслокациями. В генетическом отношении они отличаются от нормальных клеток организма, т.е. являются мутантами. Организмы, в которых существуют генетически различные клетки и ткани, обозначаются как химеры. Образовавшиеся под действием облучения аномальные клетки, ответственные за иммунологические реакции, приобретают способность вырабатывать антитела против нормальных антигенов организма. Иммунологическая реакция аномальных клеток против собственного организма может вызвать спленомегалию с атрофией лимфоидного аппарата, анемию, отставание в росте и массе животного и ряд других нарушений. При достаточно большом количестве таких клеток может произойти гибель животного.

Согласно иммуногенетической концепции, выдвинутой иммунологом Р.В. Петровым, наблюдается следующая последовательность процессов лучевого поражения: мутагенное действие радиации→относительное увеличение аномальных клеток, обладающих способностью к агрессии против нормальных антигенов→накопление таких клеток в организме→аутогенная агрессия аномальных клеток против нормальных тканей. По мнению некоторых исследователей, рано проявляющиеся в облученном организме аутоантитела участвуют в повышении его радиорезистентности при однократных воздействиях сублетальных доз и при хроническом облучении малыми дозами.

О нарушении резистентности у животных при облучении свидетельствуют лейкопения и анемия, подавление деятельности костного мозга и элементов лимфоидной ткани. Поражение клеток крови и других тканей и изменение их деятельности сказываются на состоянии гуморальных систем иммунитета – плазме, фракционном составе сывороточных белков, лимфе и других жидкостях. В свою очередь, эти субстанции, подвергаясь воздействию излучения, оказывают влияние на клетки и ткани и сами по себе обуславливают и дополняют другие факторы снижения естественной резистентности.

Угнетение не специфического иммунитета у облученных животных приводит к усилению развития эндогенной инфекции – увеличивается количество микробов аутофлоры кишечника, кожи и других областей, изменяется ее видовой состав, т.е. развивается дисбактериоз. В крови и внутренних органах животных начинают обнаруживаться микробы – обитатели кишечного тракта.

Бактериемия имеет исключительно важное значение в патогенезе лучевой болезни. Между началом возникновения бактериемии и сроком гибели животных наблюдается прямая зависимость.

При радиационных поражениях организма изменяется его естественная устойчивость к экзогенным инфекциям: туберкулезным и дизентерийным микробам, пневмококкам, стрептококкам, возбудителям паратифозных инфекций, лептоспироза, туляремии, трихофитии, кандидамикоза, вирусам инфлюэнцы, гриппа, бешенства, полиомиелита, ньюкаслской болезни (высококонтагиозная вирусная болезнь птиц из отряда куриных, характеризующаяся поражением органов дыхания, пищеварения и центральной нервной системы), простейшими (кокцидиями), бактериальным токсинам. Однако видовая невосприимчивость животных к инфекционным болезням сохраняется.

Лучевое воздействие в сублетальных и летальных дозах отягощает течение инфекционной болезни, а инфекция, в свою очередь, утяжеляет течение лучевой болезни. При таких вариантах симптомы болезни зависят от дозового, вирулентного и временного сочетания действия факторов. При дозах облучения, вызывающих тяжелую и крайне тяжелую степень лучевой болезни, и при инфицировании животных первые три периода ее развития (период первичных реакций, латентный период и разгар болезни) в основном будут преобладать признаки острого лучевого заболевания. Заражение животных возбудителем остропротекающей инфекционной болезни незадолго или на фоне облучения сублетальными дозами приводят к утяжелению течения данной болезни с развитием относительно характерных для нее клинических признаков. Так, у поросят, облученных смертельными дозами (700 и 900 Р) и зараженных через 5 ч, 1,2,3,4, и 5 сут. после облучения вирусом чумы, при вскрытии находят в основном изменения, которые наблюдаются у облученных животных. Лейкоцитарная инфильтрация, клеточно-пролиферативная реакция, инфаркты селезенки, наблюдаемые при чистой форме чумы, в этих случаях отсутствуют. Повышенная чувствительность подсвинков к возбудителю рожи у переболевших лучевой болезнью средней степени тяжести сохраняется спустя 2 мес. после облучения рентгеновскими лучами в дозе 500 Р. При экспериментальном заражении возбудителем рожи болезнь у свиней проявляется более бурно, генерализация инфекционного процесса наступает на третьи сутки, тогда как у контрольных животных она обычно регистрируется только на четвертый день. Патоморфологические изменения у облученных животных при этом характеризуются выраженным геморрагическим диатезом.

Экспериментальными исследованиями на морских свинках и овцах выявлено своеобразное течение сибирской язвы у животных, больных лучевой болезнью средней тяжести. Как внешне, так и сочетанное воздействие радиации снижает у них устойчивость к заражению возбудителем данной болезни. Клинические признаки не являются строго специфичными ни для лучевой болезни, ни для сибирской язвы. У больных отмечается выраженная лейкопения, повышается температура тела, учащается пульс и дыхание, нарушается функция желудочно-кишечного тракта, в сыворотке крови проявляются сибиреязвенные антитела в низких титрах, выявляемые реакцией непрямой гемагглютинации. Болезнь протекает остро и заканчивается летально. При патологическом вскрытии во всех случаях регистрируется уменьшение селезенки и обсеменение сибиреязвенными микробами внутренних органов и лимфоузлов.

Нарушение иммунобиологической реактивности возникают уже в период первичных реакций на облучение и, постепенно увеличиваясь, достигают максимума развития в разгар лучевой болезни. У выживших животных происходит восстановление естественных факторов иммунитета, полнота которого определяется степенью лучевого поражения.

Следует отметить, что в отношении действия ионизирующего излучения на факторы естественного иммунитета еще много невыясненного, в частности, слабо изучены вопросы последовательности их угнетения, значение каждого из них при различных инфекциях и у разных животных, возможности их компенсации и активации.

Влияние радиации на иммунную систему и их последствия

Ионизирующие излучение в любых дозах вызывает функциональные и морфологические изменения в клеточных структурах и изменяет деятельность почти во всех системах организма. В результате этого повышается или угнетается иммунологическая реактивность животных. Иммунная система является высокоспециализированной, ее составляют лимфоидные органы, их клетки, макрофаги, клетки крови (нейтрофильные, эозинофильные и базофильные, гранулоциты), система комплемента, интерферон, лизоцим, пропердин и другие факторы. Главным иммунокомпетентными клетками являются Т - и В-лимфоциты, ответственные за клеточный и гуморальный иммунитет.

Большую роль в невосприимчивости животных к инфекциям играет фагоцитоз. При внутреннем и внешнем облучениях в принципе изменения фагоцитарной реакции имеют аналогичную картину. Степень нарушения реакции зависит от величины дозы воздействия; при малых дозах (до 10-25 рад) отмечается кратковременная активация фагоцитарной способности фагоцитов, при полулетальных - фаза активации фагоцитов сокращается до 1-2 дней, в дальнейшем активность фагоцитоза понижается и в летальных случаях доходит до нуля. У выздоравливающих животных происходит медленная активация реакции фагоцитоза.

О нарушении резистентности у животных при облучении свидетельствуют лейкопения и анемия, подавление деятельности костного мозга и элементов лимфоидной ткани. Поражение клеток крови и других тканей и изменение их деятельности сказываются на состоянии гуморальных систем иммунитета - плазме, фракционном составе сывороточных белков, лимфе и других жидкостях. В свою очередь, эти субстанции, подвергаясь воздействию излучения, оказывают влияние на клетки и ткани и сами по себе обуславливают и дополняют другие факторы снижения естественной резистентности.

Угнетение не специфического иммунитета у облученных животных приводит к усилению развития эндогенной инфекции - увеличивается количество микробов аутофлоры кишечника, кожи и других областей, изменяется ее видовой состав, т.е. развивается дисбактериоз. В крови и внутренних органах животных начинают обнаруживаться микробы - обитатели кишечного тракта.

Следовательно, воздействие ионизирующего излучения на животных в сублетальных в летальных дозах вызывает снижение всех естественных факторов устойчивости организма к эндогенным и экзогенным инфекциям. Это проявляется тем, что у облученных животных возникновение инфекционных болезней происходит при меньшей дозе возбудителя, среди облученных увеличивается процент заболевающих, болезнь быстрее и чаще заканчивается гибелью.

Тема 3.2 БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОТДЕЛЬНЫЕ ОРГАНЫ И СИСТЕМЫ ОРГАНОВ Воздействие ИИ на органы кроветворения и периферическую кровь Воздействие ИИ на органы иммунной системы и иммунитет Воздействие ИИ на органы размножения, зародыш и плод

2.1. Воздействие ИИ на органы кроветворения и периферическую кровь Кроветворные органы являются критическими (жизненно важными органами), при воздействии ионизирующей радиации в диапазоне поглощенных доз от 0,25 до 10 Гр. При этом развивается костно-мозговой (кроветворный) синдром различной интенсивности – от лучевых реакций до острой лучевой болезни различной степени тяжести. Основное назначение костного мозга – продукция зрелых, высокодиф- ференцированных клеток крови, где костный мозг является «фабрикой», производящей клетки крови, а периферическая кровь – «службой сбыта», доставляющей органам, тканям и клеткам зрелые форменные элементы крови – лейкоциты, эритроциты, тромбоциты.

Согласно современным представлениям, родона- чальницей всех клеток крови является стволовая кроветворная клетка (СКК), обладающая клоногенным свойством, при делении часть ее потомства предназначается для дифференциации в специфические (специализированные) клеточные линии, другая – используется для расселения в кроветворные органы и возобновления числа СКК. Деление и созревание (дифференциация) кроветворных клеток происходят в красном костном мозге, тимусе (вилочковой железе), селезенке, лимфатических узлах и в других скоплениях лимфоидной ткани (пейеровы бляшки в кишечнике млекопитающих, бурса или Фабрициева сумка у птиц).

Кровь и лимфа являются жидкими соединительными тканями организма, состоят из плазмы и форменных элементов, они выполняют разнообразную функцию. В лимфе основными клетками является специальный вид лейкоцитов - лимфоциты. Эти ткани осуществляют две основные функции – транспортную и защитную.

Гематологические показатели у различных видов животных Показатели Ед. СИ КороваЛошадьСвиньяОвца Эритроциты × g/L Тромбоциты× / L Лейкоциты× 10 9 /L Нейтрофилы С% П% Лимфоциты% Моноциты% Эозино- филы % Базофилы%0-20-3

Радиочувствительность клеток крови В соответствии с правилом Трибондо и Бергонье, наибольшей радиочувствительностью обладают делящиеся стволовые кроветворные клетки и дифференцирующиеся в специализированные линии клетки (клоны), а зрелые клетки периферической крови более радиорезистентны. Поэтому сразу после облучения начинаются гибель стволовых кроветворных клеток и опустошение красного костного мозга, в периферической крови наблюдается снижение числа форменных элементов крови вследствие их миграции за пределы кровеносных сосудов в ткани и органы, а также за счет их естественной гибели. При общем облучении в пределах доз от ЛД 50/30 до ЛД 100/30 развивается типичный кроветворный (костномозговой) синдром, который характеризуется уменьшением числа форменных элементов крови вследствии аплазии (гипоплазии) костного мозга.

Радиочувствительность клеток костного мозга Субпопуляции костного мозга D 0, Гр ростки кроветворения миелоидныйэритроидный мегакариоцита- рный Стволовые клетки1,6-1,7 Коммитированные1,91,5-1,71,6-1,7 Бластные формы3,0-3,50,5-4,7– Созревающий пул10,012,912,0 Зрелые клетки> 15,0 15,0">

Наибольшая радиочувствительность отмечается у стволовых и коммитированных клеток (D 0 от 1,5 до 1,9 Гр). Миелобласты более устойчивы к действию радиации (D 0 = 3,0-3,5 Гр), а промиелоциты и миелоциты весьма радиорезистентны (D 0 равно 8,5 и 10,0 Гр соответственно). Для эритробластов D 0 составляет около 1 Гр, для базофильных нормобластов – 0,5 Гр, полихроматофильных нормобластов – 4,7 Гр, оксифильных нормобластов – 8,3 Гр, для ретикулоцитов – 12,9 Гр. Зрелые клеточные элементы крови (лейкоциты, тромбоциты и эритроциты) достаточно устойчивы к действию ионизирующего излучения (D 0 > 15 Гр), Изменение их количества в крови после облучения связано с естественным процессом их и отсутствием поступления в периферическую кровь новых зрелых клеток. 15 Гр), Изменение их количества в крови после облучения связано с естественным процессом их и отсутствием поступления в периферическую кровь новых зрелых клеток.">

Наиболее радиочувствительные клетки крови - лейкоциты. При развитии костномозгового синдрома наблюдается: Дозозависимое, фазное уменьшение числа лейкоцитов (лейкопения) за счет уменьшения количества лимфоцитов (лифопения) и нейтрофилов (нейтропения); Уменьшение числа лимфоцитов (лимфопения) – это объективные показатели степени лучевого поражения организма, т.к. продолжительность жизни лимфоцитов составляет от нескольких часов до 1-2 суток. Уменьшение числа лимфоцитов отмечается при облучении дозой рад, по мере увеличения дозы лимфопенический эффект увеличивается. Морфологические изменения: нарушается соотношение малых, средних, больших (зрелых) форм, начинают преобладать зрелые формы лимфоциты, появляются двухъядерные клетки, зернистость и вакуолизация ядер и протоплазмы.

2. Уменьшение числа нейтрофилов (нейтропения). У большинства сельскохозяйственных животных нейтрофилы составляют наибольшую часть лейкоцитов (до %). При радиационных поражениях уменьшение числа нейтрофилов носит фазный дозозависимый характер. Наблюдаются морфологические изменения: изменение соотношение форм клеток - в фазы подъема увеличивается процент молодых форм (юные и палочкоядерные - сдвиг влево); в периоды опустошения - сегментоядерные формы (сдвиг вправо); появление патологических форм – клетки с гиперсегментированными (3), пикнотическими, лизирующимися ядрами(1), с вакуолями в ядре и цитоплазме (2).

Дозы облучения 1 – 1 Гр, 2 - 3Гр, 3 – 4 Гр, 4 – 6 Гр У животных после лучевого воздействия выделяют пять фаз в изменениях количества нейтрофилов. 1 фаза – фаза первоначального нейтрофилеза, (в результате быстрого выхода клеток из костного мозга.) 2 фаза – фаза первого опустошения. Число нейтрофилов уменьшается до % от исходного уровня, а в тяжелых случаях и ниже, продолжаясь до гибели животного. Объясняется прекращением выхода нейтрофилов из костного мозга вследствие прекращения деления стволовых клеток и их гибели. 3 фаза – фаза абортивного подъема, максимум его отмечается на 7-17 день. В данный период количество нейтрофилов может достигнуть % от исходного (возобновляется пролиферация выживших костномозговых клеток). 4 фаза – фаза второго опустошения. 5 фаза – фаза восстановления, развивается медленно и характеризуется началом репопуляции (размножения) выживших стволовых кроветворных клеток.

Влияние радиации на иммунную систему и их последствия

Уникальная особенность ионизирующих излучений как этиологического фактора клинической патологии, состоит в том, что энергетически ничтожное в тепловом выражении (хотя и весьма значительное в единицах радиационной дозы) количество ионизирующей радиации, эквивалентное «энергии», заключенной в чашке горячего чая, поглощенное в едва уловимые доли секунды организмом человека или животного, может вызвать изменения, которые с неизбежностью реализуются в острую лучевую болезнь, нередко со смертельным исходом.

В.В. Талько, д.м.н., профессор, Научный центр радиационной медицины АМН Украины, г. Киев

Указанный феномен, именуемый «энергетическим парадоксом», на заре радиобиологии называли «основным парадоксом радиобиологии». Его смысл долгое время оставался загадкой и начинает проявляться только сейчас. Становится понятным, как, через какие механизмы относительно малое на входе в организм количество энергии трансформируется во многообразные биологические и выраженные медицинские эффекты в зависимости от дозы . В основе этих эффектов лежат два критических события: 1) стойкие, не поддающиеся устранению путем репарации, структурные повреждения генетического материала; 2) радиационно индуцируемые изменения в биомембранах, запускающие каскад стандартных ответных реакций клетки, направленных на поддержание генетической основы биологического вида. При этом особенно важно давнее соображение, реально подтверждающееся в последнее время: «Радиация не порождает каких-либо новых биологических феноменов; она лишь увеличивает вероятность возникновения различных... клеточных событий, которые время от времени происходят спонтанно» .

Как будут формироваться отдаленные эффекты облучения, возможны ли их прогнозирование и минимизация в группах повышенного риска – в значительной мере зависит от состояния иммунной системы . Ее можно охарактеризовать как полифункциональную, многоэтапно реализуемую систему по обеспечению надзора за осуществлением генетической программы и гомеостаза. Понятно, что иммунные механизмы принимают участие в развитии самых разнообразных патологических состояний у человека, выступая при этом либо причиной, либо следствием. Индуцированные теми или иными воздействиями нарушения иммунитета ведут к дискоординации деятельности других регуляторных систем организма, что, в свою очередь, усугубляет несостоятельность системы иммунитета .

Оценка последствий радиационного облучения для здоровья человека представляется крайне сложной проблемой, особенно это касается радиационных эффектов, возникающих при малых уровнях облучения. Результаты экспериментальных исследований, объективность которых обеспечивается строго контролируемыми условиями проведения эксперимента, не всегда можно с достаточной надежностью экстраполировать на человека . Сложность этой проблемы обусловлена, помимо других, тремя обстоятельствами: 1) негомогенностью человеческой популяции с точки зрения индивидуальной радиочувствительности и ее изменчивости; 2) отсутствием единого взгляда ученых на реальный и гипотетический вред для здоровья человека низких уровней и интенсивности ионизирующего излучения; 3) отсутствием четких количественных характеристик этих уровней или диапазона так называемых малых доз ионизирующей радиации .

Убедительные доказательства неоднородности и генетически детерминированной радиорезистентности (радиочувствительности) дают результаты иммуногенетических исследований, согласно которым существует тесная связь между воздействием ионизирующего излучения и риском реализации генетической предрасположенности к тем или иным патологическим состояниям . При изучении генетических систем крови участников ликвидации последствий аварии на ЧАЭС обнаружены антигены, фенотипы и гаплотипы, которые ассоциируются с разной чувствительностью индивидуумов к радиационному воздействию. Крайние формы радиочувствительности у взрослых и детей могут различаться между собой многократно . В человеческой популяции 14-20% людей радиорезистентны, 10-20% – обладают повышенной радиочувствительностью и 7-10% – сверхрадиочувствительностью .

К числу критических (высокочувствительных) органов по отношению к действию ионизирующей радиации принадлежит иммунная система. В остром периоде после облучения критичность иммунной системы определяется повреждающим воздействием на нуклеиновые кислоты, а также мембранные структуры иммунокомпетентных клеток за счет усиления перекисного окисления липидов, образования продуктов радиолиза воды и других активных соединений. Нарушение экспрессии дифференцировочных антигенов на мембранах клеток, принимающих участие в иммунном ответе, затрудняет их взаимодействие, ослабляет надзорную функцию иммунной системы .

Установлено, что радиационно-индуцированные мутации в локусе Т-клеточного рецептора (TСR) влияют на эффективность клеточного взаимодействия. Они могут быть использованы в качестве показателя биологической дозиметрии . В отдаленном периоде количество TCR-позитивных клеток прямо коррелирует со снижением иммунитета у пациентов, перенесших острую лучевую болезнь .

Нарушение в отдаленном периоде после облучения иммунологических механизмов противоопухолевой резистентности, среди которых цитотоксичность естественных киллеров (ЕК) играет ведущую роль, приводит к развитию стохастических онкологических эффектов . Результаты экспериментальных, клинических и эпидемиологических исследований свидетельствуют о высокой бластомогенной эффективности ионизирующей радиации. Рак возникает не сразу. Он является последним звеном длинной цепи изменений, которые нередко называют предраковыми или предопухолевыми заболеваниями .

Обнаружены некоторые особенности взаимодействия клеток стромы и гемопоэтических клеток костного мозга, обусловленные воздействием ионизирующего излучения. В частности, отмечаются блокирование лимфоцитов в стромальных элементах, а также активация процесса разрушения мегакариоцитов нейтрофильными гранулоцитами

Не исключено, что длительно сохраняющиеся структурные и функциональные изменения в клетках стромы под воздействием ионизирующей радиации инициируют злокачественную трансформацию. Вопрос о роли стромы в развитии в отдаленный период после облучения гематологической патологии, в частности миелодиспластического синдрома и лейкемии, в силу его особой важности требует дальнейшего изучения.

Несмотря на высокий регенерационный потенциал большинства клеточных компонентов иммунной системы, восстановление затягивается на годы, особенно у реконвалесцентов острой лучевой болезни . Причем изменения не всегда имеют четкую зависимость от дозы облучения, которую в классической радиобиологии считали и продолжают считать единственно верным доказательством ответа биологической системы на воздействие ионизирующей радиации .

Иммунодефицит, как конечная или существенно продвинутая во времени патогенетическая стадия изменений в иммунной системе пострадавших вследствие радиационной аварии, определяется достаточно редко. Чаще выявляют в разной степени выраженную количественную или функциональную недостаточность тех или иных субпопуляций клеток или нарушение продукции гуморальных факторов с реализацией на уровне организма в виде соматической патологии – заболеваний пищеварительной, нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной и выделительной систем . Отмечают значительное увеличение частоты выявления аллергических заболеваний (до 20%) и клинических проявлений иммунной недостаточности (до 80%) у лиц, облученных в дозе свыше 0,25 Гр .

Одним из приоритетных вопросов, требующих неотложной научной разработки, являются персистирующие вирусные инфекции у пострадавших контингентов . Результаты обследования больных со стойкими лимфоцитозом и лейкопенией, связанными с влиянием облучения, в 2/3 случаев выявляли наличие персистирующих инфекций, цитомегаловирусной, токсоплазменной и др., что дало возможность провести адекватное лечение и иммунологическую коррекцию .

Следует заметить, что подходы к иммунокоррекции должны быть строго индивидуализированы, обоснованы соответствующим объемом исследований, так как первоначальные выводы о радиационно-обусловленных нарушениях иммунной системы, наличии иммунодефицитного состояния и необходимости иммуностимулирующей терапии, сделанные в медицинских учреждениях городского или районного уровня на основании наблюдения за пациентами, после экспертной оценки подтверждались только у 15,2% больных .

Человеческий организм – единое целое, в условиях аварии и послеаварийных событий раннего и отдаленного периода он подвергается, помимо радиации, воздействию других факторов нерадиационной природы. Психогенный стресс – один из наиболее мощных в этом ряду. Выявлено, что воздействие стресса на нейроэндокринную систему сопровождается увеличением в крови нейропептидов, катехоламинов, глюкокортикоидов и других гормонов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси. Высокий уровень в крови глюкокортикоидов и других гормонов вызывает инволюцию тимуса, уменьшение количества лимфоцитов селезенки, костного мозга, снижение активности макрофагов, пролиферации лимфоцитов и повышение продукции цитокинов. Однако не только нейроэндокринная система влияет на функции иммунной системы, но и, наоборот, иммунная система воздействует на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось через рецепторы для цитокинов .

К факторам нерадиационной природы относятся также промышленные и бытовые аллергены, соли тяжелых металлов, компоненты выхлопных газов транспорта и др. Следовательно, мы вправе говорить о комплексном экологически неблагоприятном воздействии на организм, отражающимся на деятельности иммунной системы .

Данные исследований тиреоидной системы пострадавших в остром так называемом «йодном периоде» аварии выявили изменения, характерные для постепенного развития нестохастических эффектов облучения щитовидной железы. Иммунные сдвиги в период первичной тиреоидной реакции свидетельствовали о начале развития хронических, с большей вероятностью аутоиммунных, тиреоидитов. Группу повышенного риска развития хронического тиреоидита и гипотиреоза составили пациенты, перенесшие облучения щитовидной железы наиболее сложного комбинированного характера: сочетание внутреннего облучения короткоживущими изотопами йода с внешним γ-облучением. Эту группу составили бывшие жители 30-километровой зоны ЧАЭС и участники ликвидации последствий аварии «йодного периода» 1986 г. .

В клинико-экспериментальных исследованиях установлено, что развитие нейроаутоиммунных реакций может быть одним из звеньев патогенеза послерадиационной энцефалопатии .

Неоднозначны оценки медицинских последствий для здоровья пострадавшего населения от атомных бомбардировок японских городов Хиросимы и Нагасаки. Однако в последние годы приводят доказательства значительного ухудшения состояния здоровья «хибакуши» по сравнению со стандартной японской популяцией по многим классам болезней (в 1,7-13,4 раза) . По мнению исследователей, увеличение распространенности заболеваний, включая рак и лейкемию, реализация которых обусловлена сбоями в полифункциональной деятельности иммунной системы, связано с воздействием ионизирующего излучения в те годы, когда эти больные были детьми или молодыми людьми.

Исследования иммунного статуса детей и подростков, пострадавших вследствие чернобыльской катастрофы, занимают особое место в общей проблеме пострадиационных эффектов. Осуществленный в рамках национальной программы «Дети Чернобыля» многолетний мониторинг состояния иммунной системы у лиц, облученных в детском возрасте в результате воздействия радионуклидов йода (131 І, 129 І), а также 137 Cs, 90 Sr, 229 Pu и др., позволил установить определенные закономерности в этапности развития дозозависимых изменений в иммунной системе и функции щитовидной железы.

Результаты выполненных в первые послеаварийные годы исследований иммунной системы у детей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, свидетельствуют о наличии нерезко выраженных, но статистически достоверных отклонений в субпопуляциях Т- и В-лимфоцитов от соответствующих показателей контрольной группы пациентов .

На этапе наблюдений в 1991-1996 гг. были выявлены различия между группами облученных и необлученных детей по уровню содержания главных регуляторных субпопуляций лимфоцитов периферической крови и направленности корреляционной зависимостью между содержанием Т-, В-клеток, ЕК, CD3 + , CD4 + Т-клеток и дозами облучения щитовидной железы радиоиодом .

Начиная с 1994-1996 гг., были получены убедительные данные о развитии 131 І-дозозависимых аутоиммунных нарушений, основанные на фенотипической оценке лимфоцитов по главным локусам гистосовместимости HLA, HLA-Dr и многим другим параметрам лимфоцитарных субпопуляций .

Ретроспективный анализ состояния иммунной системы детей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях, свидетельствует о манифестации иммунодефицитных нарушений преимущественно по смешанному типу. Установлено, что 68% детей с отклонениями в иммунном статусе имеют генетические аллели, контролирующие направленность иммунного реагирования организма, и которые, как правило, связаны с низким ответом иммунной системы на действие любых экзогенных факторов, либо с аутоиммунными процессами. Это, прежде всего, антигены HLA-A9, HLA-B7, HLA-DR4, HLA-Bw35, HLA-DR3, HLA-B8. На основании полученных результатов можно полагать, что у этих детей реализовалась генетическая предрасположенность к иммунным нарушениям вследствие воздействия экологически неблагоприятных факторов, в частности радиационного .

По сравнению со взрослыми, в формировании тиреоидных нарушений у детей преобладающая роль принадлежит антигену HLA-Bw35, который одновременно является маркером аутоиммунных процессов. Следует также отметить, что степень ассоциативной взаимосвязи антигенов гистосовместимости с заболеваниями в детском возрасте значительно выше, чем у взрослых. Результаты иммуногенетических и иммуноцитологических исследований подтверждены клиническими проявлениями радиационно-индуцированных нарушений функции щитовидной железы, а также данными эпидемиологических исследований, проведенных у более 10 тыс. детей, облученных в «йодном периоде» (эвакуированных из 30-километровой зоны аварии) и свыше 2,5 тыс. детей – жителей радиоактивно загрязненных территорий (облученных в «йодном периоде» и постоянно подвергающихся облучению за счет долгоживущих радионуклидов 137 Cs, 90 Sr и др. .

Получены данные о негативном влиянии малых доз ионизирующей радиации на противодифтерийный, противостолбнячный, противокоревой и противококлюшный иммунитет у детей, проживающих на загрязненных радионуклидами территориях. Это обосновывает создание дифференцированных программ иммунизации с учетом региональных и индивидуальных особенностей иммунного статуса детей .

Исследования, проведенные после 2001 г., указывают на дозозависимые эффекты в иммунной системе даже через 15 лет, а порог воздействия ионизирующей радиации на иммунную систему по большинству изученных параметров составляет 250 мЗв .

Именно мониторинг показателей иммунной системы контингентов, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, способствует получению новой научной информации об отдаленных эффектах ионизирующей радиации, и в практическом плане является основой раннего выявления соматической и онкологической патологии, улучшения результатов лечения, первичной и вторичной профилактики .

Несомненно, интеграция знаний в области иммунологии и радиобиологии, произошедшая в результате ядерной катастрофы, явилась своеобразным стимулом в формировании и развитии нового научно-клинического направления – радиационной иммунологии. Масштабность и многогранность медицинских последствий чернобыльской катастрофы катализировали многочисленные экспериментальные и клинические исследования, что способствовало не только накоплению фактов, но и обеспечило получение значимых научных выводов и практических рекомендаций для клинической иммунологии.

Сегодня представляется очевидным спад интереса мировой общественности к проблемам, связанным с чернобыльской аварией. Это обусловлено появлением новых серьезных гуманитарных проблем, требующих безотлагательного решения. Вместе с тем, атомная энергетика продолжает развиваться, что обусловлено все возрастающими потребностями человечества в энергоресурсах, и, соответственно, постоянно увеличивается количество людей, имеющих профессиональные контакты с ионизирующим излучением. К концу прошлого века в развитых странах их число приблизилось к 7-8% населения. Поэтому проблема влияния ионизирующей радиации на иммунную систему человека и в перспективе будет иметь большое практическое значение .

Литература

Антипкин Ю.Г., Чернышов В.П., Выхованец Е.В. Радиация и клеточный иммунитет у детей Украины. Обобщение данных І и начала ІІ этапов десятилетнего (1991-2001 гг.) мониторинга состояния иммунной системы у детей и подростков, пострадавших от облучения вследствие аварии на Чернобыльской АЭС // Международный журнал радиационной медицины. – 2001. – № 3-4. – С. 152.
Барьяхтар В.Г. (ред.). Чернобыльская катастрофа. – К.: Наукова думка, 1995. – 559 с.
Бебешко В.Г., Базика Д.А., Кліменко В.І. та ін. Гематологічні та імунологічні ефекти хронічного опромінення // Чорнобиль: Зона відчуження / Під ред. В.Г. Бар"яхтара. – К.: Наукова думка. – 2001. – C. 214-216.
Бебешко В.Г., Базыка Д.А., Логановский К.Н. Биологические маркеры ионизирующих излучений // Український медичний часопис. – 2004. – № 1 (39) – I/II. – С. 11-14.
Бебешко В.Г., Базика Д.А., Коваленко О.М., Талько В.В. Медичні наслідки чорнобильської катастрофи // Радіаційна безпека в Україні (Бюллетень НКРЗУ). – 2001. – № 1-4. – С. 20-25.
Бутенко Г.М., Терешина О.П. Стресс и иммунитет // Международный медицинский журнал. – 2001. – № 3. – С. 91-93.
Верещагина А.О., Замулаева И.А., Орлова Н.В. и др. Частота лимфоцитов, мутантных по генам Т-клеточного рецептора как возможный критерий для формирования групп повышенного риска развития опухолей щитовидной железы у облученных и необлученных лиц // Радиационная биология, радиоэкология. – 2005. – Т. 45. – № 5. – С. 581-586.
Лисяный Н.И., Любич Л.Д. Роль нейроиммунных реакций в развитии послерадиационной энцефалопатии при воздействии малых доз ионизирующей радиации // Международный журнал радиационной медицины. – 2001. – № 3-4. – С. 225.
Мазурик В.К. Роль регуляторных систем ответа клеток на повреждения в формировании радиационных эффектов // Радиационная биология, радиоэкология. – 2005. – Т. 45 – № 1. – С. 26-45.
Мінченко Ж.М. Генетичні системи крові // Гостра променева хвороба (медичні наслідки чорнобильської катастрофи) / За ред. О.М. Коваленко. – К.: Іван Федоров. – 1998. – С. 76-84.
Минченко Ж.Н., Базыка Д.А., Бебешко В.Г. и др. HLA-фенотипическая характеристика и субпопуляционная организация иммунокомпетентных клеток в формировании пострадиационных эффектов в детском возрасте // Медицинские последствия аварии на Чернобыльской атомной станции. Монография в 3 книгах. Клинические аспекты Чернобыльской катастрофы. Книга 2. – К.: «Медэкол» МНИЦ БИО-ЭКОС. – 1999. – С. 54-69.
Михайловская Э.В. Характеристика клеточного состава зон роста первичных культур кроветворных органов и его реакции на радиационное воздействие // Медицинские последствия аварии на Чернобыльской атомной станции. Книга 3. Радиобиологические аспекты чернобыльской катастрофы. – К.: «Медекол» МНИЦ Био-Экос. – 1999. – С. 70-81.
Орадовская И.В., Лейко И.А., Оприщенко М.А. Анализ состояния здоровья и иммунного статуса лиц, принимавших участие в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС // Международный журнал радиационной медицины. – 2001. – № 3-4. – С. 257.
Подаваленко А.П., Чумаченко Т.А., Резніков А.П. та ін. Стан специфічного імунітету у дітей після чорнобильської катастрофи // Довкілля та здоров"я. – 2005. – Жовтень-грудень. – С. 6-8.
Потапова С.М., Кузьменок О.И., Потапнев М.П., Смольникова В.В. Оценка состояния Т-клеточного и моноцитарного звеньев у ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС через 11 лет // Иммунология. – 1999. – № 3. – С. 59-62.
Сепиашвили Р.И., Шубич М.Г., Колесникова Н.В. и др. Апоптоз в иммунологических процессах // Аллергология и иммунология. – 2000. – Т.1. – № 1. – С. 15-22.
Талько В.В. Показатели клеточного иммунитета, неспецифической резистентности и метаболическая характеристика иммунокомпетентных клеток при аутоиммунном тиреоидите у облученных в связи с аварией на Чернобыльской АЭС // Проблемы радиационной медицины. Респ. межвед. сб. – К. – 1993. – Вып. 5. – С. 41-45.
Талько В.В., Мiнченко Ж.М., Михайловська Є.В, Лагутiн А.Ю. Показники iмунного стану дiтей, що зазнали впливу iонiзуючого опромiнення, через 5 рокiв пiсля дiї чинникiв чорнобильської аварiї // Педiатрiя, акушерство і гiнекологiя. – 1993. – № 4. – С. 23-25.
Тимофеев-Ресовский Н.В., Яблоков А.В., Глотов Н.В. Очерк учения о популяции. – М.: Наука. – 1973. – 278 с.
Чебан А.К. Нестохастические тиреоидные эффекты чернобыльской катастрофы // Международный журнал радиационной медицины. – 1999. – № 3-4. – С. 76-93.
Чумак А.А. Иммунная система пострадавших «чернобыльцев» в отдаленный послеаварийный период – диагностика недостаточности и подходы к коррекции // Международный журнал радиационной медицины. – 2001. – № 3-4. – С. 400.
Чумак А.А., Базыка Д.А., Абраменко И.В., Бойченко П.К. Цитомегаловирус, радиация, иммунитет. – К. – 2005. – 134 с.
Чумак А.А., Базика Д.А., Талько В.В. та ін. Клінічні імунологічні дослідження в радіаційній медицині – п"ятнадцятирічний досвід // Український журнал гематології та трансфузіології. – 2002. – № 5. – С. 14-16.
Чумак А.А., Базыка Д.А., Коваленко А.Н. и др. // Иммунологические эффекты у реконвалесцентов острой лучевой болезни – результаты тринадцатилетнего мониторинга / Международный медицинский журнал. – 2002. – № 1 (5). – С. 40-41.
Chumak A., Bazyka D., Byelyaeva N. et al. Immune cells in Chernobyl radiation workers exposed to low-dose irradiation // Int J of Low Radiation. – 2003. – Vol.1. – №1. – P. 19-23.
Chumak А., Bazyka D., Minchenko J., Shevchenko S. Immune system // Health effects of Chernobyl accidente. Monograph in 4 parts / Ed. by A.Vozianov, V. Bebeshko, D. Bazyka. – Kyiv: DLA, 2003. – Р. 275-282.
Furitsu K., Sadamori K., Inomata M., Murata S. / The parallel radiation injuries of the A-bomb victims in Hiroshima and Nagasaki after 50 years and the Chernobyl victims after 10 years // Chernobyl: Environmental Health and Human Rights Implication. A permanent Peoples" Tribunal, Vienna. 12-15 April, 1996.
Kovalev E.E., Smirnova O.A. Estimation of Radiation Risk Based on Concept of Individual Variability of Radiosensitivity. Betesda: Armed Forces Radiobiol Res Institute. – 1996. – 201 p.