1. Определение. К видам ионизирующего излучения относятся рентгеновские лучи и гамма-лучи, α- и β-частицы, а также косвенно нейтроны. В отличие от неионизирующего излучения, такого как радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, излучение в видимой части спектра и УФ-излучение, ионизирующее излучение обладает достаточной энергией, чтобы выбить электроны с атомных или молекулярных орбит, тем самым потенциально разрушая химические связи в ключевых биомолекулах, таких как ДНК.
Ключевым отличием различных ионизирующих излучений является их способность проникать в ткани (рис. 1). Например, α-частицы имеют очень ограниченный диапазон, измеряемый в микрометрах.
Рисунок 1. Схематическое изображение относительных диапазонов α-частиц, β-лучей, рентгеновских или γ-лучей и нейтронов при их проникновении через ткани
Поскольку α-частицы не могут проникать через кожу, их влияние на здоровье полностью зависит от внутреннего воздействия при вдыхании или проглатывании α-излучающих радиоактивных материалов. β-частицы, которые имеют промежуточные диапазоны, обычно могут задерживаться даже листом бумаги.
Напротив, рентгеновские лучи, гамма-лучи и нейтроны обладают высокой проникающей способностью, и их трудно экранировать.
Ионизирующее излучение испускается радиоактивными материалами природного или искусственного происхождения в результате использования такого оборудования, как ядерные реакторы. Количество ионизирующего излучения, испускаемого радиоактивным материалом, определяется его активностью, измеряемой в беккерелях (1 Бк = 1 радиоактивный распад в секунду) или кюри (Ки).
Радиоактивность следует отличать от поглощенной дозы, которая является мерой того, сколько ионизирующей энергии фактически поглощается исследуемой структурой, такой как человек или орган. Основной единицей измерения поглощенной дозы, которая является энергией, поглощаемой на единицу массы, является грей (1 Гр = 1 Дж/кг).
Эквивалентная доза учитывает тот факт, что не все виды излучения оказывают равноценное действие, эффективная доза — что не все органы в организме одинаково чувствительны к ионизирующему излучению. Коллективная доза является мерой суммарной эффективной дозы по всей популяции, подвергшейся воздействию (табл. 1).
2. Эпидемиология. Радиоактивное облучение может исходить от природных источников, терапевтического или диагностического медицинского облучения или случайного облучения отдельных лиц или большого количества населения. Природные источники и рентгенологические исследования вносят примерно равный вклад в общую коллективную дозу облучения населения США (рис. 2).
Рисунок 2. Основные источники радиационного облучения для среднего человека в США
- Естественные источники ионизирующего излучения. Самый большой природный источник ионизирующего излучения — это газ радон, который является излучателем α-частиц. Радон входит в состав всех горных пород, в частности в горные породы гранитного типа.
Радон является одним из членов цепи радиоактивных элементов, которая начинается с природного урана и радиоактивно распадается от одного элемента к другому; уникальным в этой цепи элементов является газ радон, который может выходить из-под земли и приводить к высоким уровням в подвалах и верхних этажах домов.
Длительное воздействие газа радона может вызвать рак легких, потому что испускаемые α-частицы в легких могут повредить клетки в эпителии бронхов. Тремя другими основными источниками естественного радиационного облучения являются радиационный фон Земли (гамма-лучи, испускаемые природными радиоактивными материалами в Земле), космическое излучение (главным образом межгалактические космические лучи, проникающие через атмосферу) и внутреннее излучение (природные радиоактивные элементы в организме, такие как калий-40).
- Медицинское облучение. Единственным крупнейшим источником медицинского облучения является КТ, на долю которой в среднем приходится около 25% коллективной дозы облучения населения США. Этот источник воздействия появился недавно, поскольку КТ широко используется только с 1980-х годов. Однако в настоящее время в США ежегодно проводится около 90 миллионов КТ-исследований.
В дополнение к КТ ядерная медицина, интервенционная рентгеноскопия и традиционная рентгенография вместе составляют около 25% общей коллективной дозы для населения США.
- Радиационная авария. После широкого внедрения атомных электростанций крупные радиологические аварии стали периодическим, хотя и редким, источником радиационного облучения. В результате аварий в Чернобыле в 1986 г. и на Фукусиме в 2011 г. было выделено гораздо больше радиоактивности, чем во время любых других аварий (табл. 2).
У лиц, подвергающихся воздействию низких доз облучения, многие распространенные симптомы, о которых сообщалось сразу после облучения, не обязательно являлись проблемами физического здоровья, непосредственно связанными с облучением, а скорее психологическими и психосоциальными эффектами.
- Радиологический терроризм. В широком смысле существуют два различных типа таких угроз, одна из которых представляет собой самодельное ядерное взрывное устройство, а другая — радиологическое рассеивающее устройство, иногда называемое грязной бомбой.
Эти две угрозы весьма различны с точки зрения их потенциальных последствий, а также их вероятности возникновения.
Последствия взрыва самодельных ядерных взрывных устройств, возможно, аналогичных тем, которые были взорваны в Хиросиме или Нагасаки, будут разрушительными с точки зрения гибели людей и серьезных травм, несмотря на то что взрыв, скорее всего, произойдет на уровне земли. Например, взрыв самодельных ядерных устройств мощностью 20 килотонн в дневное время в центре Манхэттена может поразить воздействием высоких доз радиации 2,2 млн человек, из которых, возможно, выживут только 1,6 млн.
Напротив, последствия взрыва радиологического рассеивающего устройства или грязной бомбы с рассеиванием того, что может быть очень маленьким или очень большим количеством радиоактивного материала, вероятно, будут включать относительно небольшое физическое пространство, в котором люди подвергаются значительному облучению, а также гораздо большую область, в которой люди подвергаются воздействию очень низких уровней радиоактивности.
Значение грязной бомбы зависит от количества радиоактивности в устройстве и эффективности, с которой взрыв распыляет и рассеивает радиоактивный материал. Последствия взрыва радиологического рассеивающего устройства, помимо воздействия на здоровье людей, могут потенциально привести к серьезным социальным и экономическим последствиям.
3. Патобиология. Ионизирующее излучение может вызывать мутации клеток или их гибель. Основным начальным механизмом повреждения является разрыв двойной нити ДНК, хотя возможны и другие виды повреждений. Этот двухцепочечный разрыв обычно восстанавливается различными механизмами, наиболее важным из которых для повреждения ионизирующим излучением является негомологичное соединение концов.
Неточное негомологичное соединение концов может привести к малым мутациям, тогда как неправильная репарация двухцепочечных разрывов (то есть неправильное соединение концов разрывов) может привести к хромосомным транслокациям, инверсиям, слиянию теломер и другим крупномасштабным хромосомным структурным перестройкам.
Хотя хромосомные транслокации, инверсии и точечные мутации обычно являются нелетальными повреждениями, такие радиационно-индуцированные хромосомные аберрации могут быть начальными повреждениями, связанными с канцерогенезом. Например, пусковым механизмом для многих опухолей гемопоэтической ткани часто является повторяющаяся транслокация, которая, в свою очередь, приводит к слиянию генов, расположенных в точках разрыва транслокации.
Радиационно-индуцированные точечные мутации и делеции также часто связаны с потерей гетерозиготности в генах-супрессорах опухолевого роста.
Неправильная репарация двухцепочечных разрывов может также привести к обменным хромосомным аберрациям — дицентрическим и кольцевым хромосомам, которые обычно представляют собой летальные поражения, вызывающие гибель репродуктивных клеток, при которых клетка теряет способность делиться. Вторым, совершенно иным механизмом радиационно-индуцированной гибели клеток является апоптоз, или запрограммированная гибель клеток, который, например, возникает после облучения гемопоэтических клеток и клеток — крипт тощей кишки.
4. Клинические проявления. Последствия радиационного облучения зависят от дозы, а также от того, распространяется ли облучение на весь организм или только на его часть. После высокодозового облучения всего организма наиболее серьезным последствием является острая лучевая болезнь, которая может быть смертельной.
После высокодозового частичного облучения организма, например после лучевой терапии, последствия являются высокоорганоспецифичными. Эти тканевые реакции в ответ на высокодозовое облучение являются детерминированными; это означает, что обычно существует пороговое значение, ниже которого эффекты не видны, а степень тяжести эффекта увеличивается с увеличением дозы.
В отличие от этого, одна из главных причин для беспокойства при более низких дозах связана со стохастическими эффектами, при которых отсутствует пороговое значение дозы, и вероятность эффекта возрастает с увеличением дозы. Наиболее важным примером здесь является радиационно-индуцированный рак.
4.1 Острая лучевая болезнь. Доза облучения, необходимая для уничтожения митотически активных делящихся клеток, намного меньше, чем доза, необходимая для уничтожения функциональной способности дифференцированных клеток. В результате острая лучевая болезнь обычно связана с неспособностью клеток-предшественников обеспечивать замену функциональных клеток в органе, когда это необходимо. Острая лучевая болезнь обычно проходит четыре стадии: продромальная, клиническая латентность, разгар болезни и исход болезни (выздоровление или смерть).
- Продромальная стадия. Продромальные (ранние) симптомы возникают вскоре после облучения, причем доза облучения определяет тяжесть, продолжительность и начало заболевания. Типичные продромальные симптомы включают тошноту, рвоту, анорексию, общую слабость, диарею, спазмы в животе и обезвоживание. При очень высоких дозах эти симптомы могут появиться в течение нескольких минут после воздействия; но при несколько более низких дозах они могут не появляться в течение многих часов или вообще не проявиться.
- Клиническая латентность. После продромальной стадии период клинической латентности обычно предшествует разгару болезни. Эта отсрочка возникает потому, что последующие синдромы (костномозговой или желудочно-кишечный) включают неспособность соответствующих тканей к самообновлению, и разгар болезни не возникает до тех пор, пока не наступит типичное время обновления клеток в этих тканях.
- Разгар болезни. Костномозговой синдром возникает в результате облучения всего организма или значительного частичного облучения от 3 до 9 Гр. В этих дозах ионизирующее излучение убивает митотически активные гемопоэтические стволовые клетки. Симптомы возникают в результате отсутствия циркулирующих элементов крови примерно через 4-8 нед, поскольку циркулирующие клетки умирают и не заменяются.
Костномозговой синдром может проявляться в виде инфекций и возможного кровотечения, нарушения иммунных механизмов и, возможно, полиорган-ной недостаточности.
Желудочно-кишечный синдром обычно возникает после облучения всего организма или значительного частичного облучения тела около 8 Гр и выше. Эти дозы приводят к гибели стволовых клеток кишечника в регенерирующих криптах. Симптомы возникают тогда, когда дифференцированные клетки ворсинок естественным образом отмирают, но стволовые клетки не способны продуцировать новые клетки, что приводит к уменьшению эпителиальной выстилки ЖКТ.
После периода клинической латентности (около 7 дней) потеря или значительное укорочение ворсинок кишечного эпителия приводит к росту бактерий и увеличению риска развития сепсиса. Распространенные симптомы включают анорексию, тошноту, рвоту, длительную кровавую диарею, спазмы в животе, обезвоживание и потерю веса. Смерть обычно наступает через 7-10 дней.
При очень высоких дозах облучения смерть обычно наступает от цереброваскулярного синдрома в течение нескольких дней после воздействия. Считается, что причиной смерти являются изменения проницаемости мелких кровеносных сосудов, которые приводят к отеку ГМ.
4.2 Поздние органоспецифические эффекты после лучевой терапии. Ятрогенные поздние органоспецифические эффекты вполне предсказуемо развиваются после направленной лучевой терапии, при которой облучается определенный орган, хотя степень тяжести ответа зачастую непредсказуема. Эти тканевые эффекты можно разделить на общие и местные реакции, при которых определенная часть органа подвергается дифференциальному облучению (табл. 3).
В качестве одного из примеров можно привести значительное воздействие ионизирующего излучения на сердце, повышающее риск развития в будущем тяжелых ССЗ. Эти риски были наиболее заметны у женщин, которые проходили лучевую терапию по поводу рака левой МЖ, у пациентов, получавших мантиевидную лучевую терапию при лимфоме Ходжкина, и у некоторых пациентов, получавших лечение по поводу опухолей легких, расположенных близко к сердцу.
Действие ионизирующего излучения на сердце может быть самым различным, включая воздействие на коронарные артерии, миокард, клапаны сердца и перикард. Повышенный риск, пропорциональный дозе облучения сердца, начинается через несколько лет после облучения и продолжается в течение всей жизни. Эти радиационные риски, по-видимому, являются мультипликативными по отношению к рискам от естественного фонового излучения, поэтому у пациентов с ранее существовавшими факторами риска ССЗ, вероятно, будет большее абсолютное увеличение риска радиационно-индуцированной болезни сердца.
4.3 Стохастические эффекты радиации. В отличие от детерминированных органных эффектов радиации, ионизирующее излучение также вызывает стохастические эффекты, в результате чего тяжесть заболевания не является дозозависимой, но вероятность эффекта увеличивается с увеличением дозы. Эти эффекты в значительной степени обусловлены радиационно-индуцированными мутациями клеток-мишеней, в отличие от гибели клеток, причем наиболее важным эффектом является радиационный канцерогенез.
Другие потенциальные радиационно-индуцированные стохастические эффекты включают вредные радиационно-индуцированные генетические эффекты для последующих поколений.
- Радиационный канцерогенез. В целом радиация действует как мультипликатор заболеваемости раком, вызванным естественным фоновым излучением, хотя есть исключения, такие как радиационно-индуцированный рак МЖ, при котором радиационные риски в значительной степени не зависят от естественного фонового излучения, и рак предстательной железы, который обычно не является радиогенной опухолью. Большинство радиационно-индуцированных ЗНО возникают через много лет после облучения, как правило, в те же самые «предрасположенные к раку» годы (примерно от 55 до 75 лет), что и ЗНО, возникающие без воздействия радиации.
Исключение составляют радиационно-индуцированная опухоль гемопоэтической ткани и радиационно-индуцированный рак ЩЖ, которые обычно возникают в течение нескольких лет после облучения. Чувствительность к радиационно-индуцированному раку зависит от возраста, и люди, подвергшиеся воздействию в более молодом возрасте, имеют более высокий пожизненный риск развития рака.
Большая часть данных, количественно известных для радиационно-индуцированного риска развития рака, получена в ходе исследований выживших после атомной бомбардировки, которые имели измеримый рост последующего риска развития рака: при дозе 1 Гр при последующем наблюдении в течение более 50 лет у выживших после атомной бомбардировки наблюдался 64% рост риска развития солидного рака у женщин и 20% рост у мужчин. Несмотря на многочисленные исследования, наследственные эффекты у детей, переживших атомную бомбардировку, не были обнаружены.
Лица, пережившие длительную лучевую терапию, также имеют небольшой, но значительно увеличенный риск радиационно-индуцированного вторичного злокачественного новообразования. При низких дозах облучения, например ниже 0,1 Гр, эпидемиологические исследования трудно проводить и интерпретировать из-за сложности количественной оценки небольшого увеличения риска развития рака, превышающего естественный риск развития рака в течение жизни человека, составляющий около 40%.
Однако широкомасштабные эпидемиологические исследования у детей, получивших КТ или подвергшихся небольшому воздействию радиоактивного йода в Чернобыле, показали повышенный риск радиационно-индуцированного рака.
- Радиационный катарактогенез. Ионизирующее излучение вызывает катаракту; вероятность, тяжесть и клиническая латентность зависят от дозы облучения. Исследования выживших после атомной бомбардировки, работников, занимавшихся очисткой Чернобыльской зоны, астронавтов и рентгенолаборантов показали рост заболеваемости катарактой даже при облучении дозой ниже 1 Гр. Радиационный катарактогенез является результатом радиационного повреждения делящихся клеток в хрусталике.
Поскольку в хрусталике по существу отсутствуют механизмы для удаления поврежденных клеток, формирующиеся в результате непрозрачные волокна хрусталика мигрируют к заднему полюсу хрусталика, что соответствует первой стадии катаракты. Задние субкапсулярные катаракты среди населения в целом встречаются реже, чем ядерные или корковые катаракты, и они чаще всего ассоциируются с ионизирующим излучением.
5. Диагностика. Диагноз радиационного поражения можно рассматривать в двух разных клинических контекстах. Первый клинический контекст — когда доза облучения неизвестна и цель состоит в оценке дозы, чтобы оптимизировать лечение. Примеры включают аварии и случаи радиологического терроризма. Второй клинический контекст — когда доза облучения известна, в частности, после лучевой терапии. В данном случае последствия (см. табл. 3) предсказуемы, но сроки и тяжесть поражений менее предсказуемы.
- Радиационная биодозиметрия. Для лица, получившего высокую дозу облучения всего тела, первой критической задачей является оценка полученной дозы облучения, поскольку различные синдромы (костномозговой, желудочно-кишечный, цереброваскулярный) связаны с различными диапазонами доз облучения. Методика оценки облучения людей известна как радиационная биодозиметрия. Во время этого диагностического процесса анализируется небольшое количество биологического материала, такого как кровь или моча, и измеряются дозозависимые конечные точки в образце для получения расчетной дозы.
Наиболее распространенный эффект повреждения ДНК, например микроядра в образцах крови, теперь может быть оценен с помощью доступных технологий с высокой пропускной способностью. Другие практические конечные точки включают экспрессию генов в крови или индукцию метаболитов в моче.
- Осложнения после лучевой терапии. Детерминированные радиационно-индуцированные органные синдромы наблюдаются через достаточно предсказуемые интервалы после лучевой терапии. Например, лучевой перикардит может развиться во время лечения или спустя месяцы или годы, первоначально с выпотом и прогрессированием до констрикции перикарда. Лучевой энтероколит может развиться через 6-12 мес после доз облучения от 40 до 60 Гр при раке предстательной железы или ЗНО женских половых органов.
Радиационно-индуцированное повреждение легких могут иметь до 50% пациентов, которые получают лучевую терапию органов ГК, но только у небольшого числа из них будут развиваться клинические симптомы. Кроме того, большинство всех пациентов, получающих лучевую терапию, испытывают острую кожную токсичность или токсичность для слизистых оболочек, в частности лучевой дерматит, мукозит полости рта и ксеростомию.
6. Лечение:
- Облучение всего тела. Для воздействия ниже 2 Гр экстренное лечение не требуется (рис. 3). Для пациентов с потенциальным костномозговым синдромом (дозы от 2 до 10 Гр) двумя основными подходами к лечению являются следующие.
Рисунок 3. Схематическое рекомендуемое лечение острой лучевой болезни, в зависимости от предполагаемой дозы, полученной пациентом. Обратите внимание на очень узкий диапазон доз, при котором трансплантация костного мозга потенциально эффективна
1) АБ и барьерный уход, который может повысить уровень ЛД50 человека (доза, при которой умирает 50% пораженных людей), примерно от 4 Гр до 8 Гр.
2) Гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ). Подкожное введение Г-КСФ, филграстима (Нейпоген, 10 мкг/кг в день до 2 нед) или пэгфилграстима (Неуластим, 2 дозы по 6 мг с интервалом в 1 нед) одобрено FDA США для лечения пациентов с радиационно-индуцированной миелосупрессией после радиационной или ядерной аварии. Адгезивная мезенхимальная стромальная клетка, полученная из плаценты, была одобрена FDA США для экстренного лечения острого радиационного воздействия в случае возможной ядерной аварии.
Эффективность трансплантации костного мозга в лечении пациентов с костномозговым синдромом, вероятно, ограничивается диапазоном доз <9 Гр. Например, после чернобыльской аварии 13 человек перенесли трансплантацию костного мозга, и три смертельных случая были напрямую связаны с осложнением процедуры у пациентов, которым трансплантация не была показана на основании их дозы облучения.
Схемы консервативного лечения, включая АБ-терапию, цитокинотерапию, переливание крови и уход за больными, явно эффективны, но эффективность современных методов лечения очень ограничена при дозах выше примерно 10 Гр, когда желудочно-кишечный синдром становится основной причиной смерти.
- Осложнения лучевой терапии. Сравнительно немногие препараты были одобрены FDA США для минимизации осложнений лучевой терапии. Амифостин (200 мг/м2, вводимый в/в ежедневно, перед каждым фракционированием дозы лучевой терапии). Одобрен FDA США для минимизации ксеростомии, связанной с лучевой терапией, но его применение ограничивается значительной токсичностью, и данные о его эффективности противоречивы.
Несколько препаратов были разработаны для облегчения симптомов или лечения поражений, вызванных лучевой терапией, в частности для слизистого барьера. Палифермин, который является рекомбинантным фактором роста кератиноцитов человека, одобрен FDA США (60 мкг/кг/день, вводится в виде в/в болюсной инъекции в течение 3 дней подряд до терапии и 3 дней подряд после терапии лейкоза или лимфомы), чтобы уменьшить частоту возникновения или длительность тяжелого мукозита полости рта.
Тем не менее никакие ЛС не были неизменно эффективными для уменьшения желудочно-кишечных побочных эффектов лучевой терапии органов МТ.
Для радиационно-индуцированного дерматита, мукозита и ксеростомии лечение включает средства местного применения для дерматита, анальгетики при мукозите и заменители слюны при ксеростомии. Помимо дерматита, мукозита и ксеростомии радиационно-индуцированные детерминированные тканевые эффекты обычно лечатся так же, как и неиндуцированные радиацией. Например, лечение радиационно-индуцированной болезни коронарных артерий ничем не отличается от подхода к заболеваниям коронарных артерий в целом.
Тем не менее лечение острых и хронических желудочно-кишечных симптомов после лучевой терапии требует более специализированного подхода из-за риска локальной стриктуры.
7. Профилактика:
- Контрмеры после радиационных аварий или терроризма. Три одобренных FDA США ЛП могут ограничивать дозу облучения, вызванную воздействием определенных радиоизотопов: калия йодид для радиоактивного йода, прусский синий для радиоактивного цезия или таллия и диэтилентриаминпентаацетат (ДТПА) для плутония, америция или кюрия. Хотя эти фармацевтические контрмеры могут ограничивать дозу на орган и, следовательно, последствия для здоровья, вызываемые этими специфическими радиоизотопами, эти препараты нельзя использовать для лечения каких-либо нежелательных клинических эффектов, вызванных радиоизотопами.
Введение калия йодида (KI), который содержит нерадиоактивный йод, насыщает ЩЖ нерадиоактивным йодом и тем самым предотвращает абсорбцию радиоактивного йода ЩЖ, что может привести к раку ЩЖ. Защитные эффекты KI длятся около 24 ч, поэтому его следует принимать ежедневно (130 мг для взрослых, 65 мг для детей старше 3 лет, 32 мг для детей от 1 до 3 лет, 16 мг для младенцев), пока существует вероятность воздействия.
Прусский синий [радиогардаза: гексацианоферрат железа(II)] связывает цезий в ЖКТ и ограничивает его реабсорбцию в кровоток, тем самым сокращая биологический период полураспада цезия в организме примерно со 110 дней до 30 дней и ограничивая его органотоксичность. Рекомендуемая доза прусского синего составляет 3 г перорально 3 р/сут для взрослых и 1 г перорально 3 р/сут для детей от 2 до 12 лет как минимум 30 дней.
ДТПА является хелатирующим агентом, который связывается с радиоактивным плутонием, америцием и кюрием, тем самым уменьшая их устойчивость в организме. ДТПА выпускается в двух формах, Ca-ДТПА и Zn-ДТПА, причем лекарственная форма с кальцием считается более эффективной в течение первых 24 ч воздействия, а лекарственная форма с цинком является более предпочтительной в более поздние периоды, хотя обе они эффективны в течение нескольких недель. Их вводят в/в (или с помощью небулайзера); суточная в/в доза составляет 1 г для взрослых и 14 мг/кг для детей младше 12 лет.
Несколько препаратов от радиации, разработанных для предотвращения симптомов острой лучевой болезни, продемонстрировали свою эффективность на животных моделях и проходят испытания до одобрения FDA США.
- Медицинская визуализация. КТ является превосходным диагностическим инструментом, и риски, связанные с облучением КТ, невелики; в результате подавляющее большинство из примерно 90 миллионов КТ-исследований, выполняемых ежегодно в США, как правило, имеют гораздо больше клинической пользы, чем рисков. Однако тканевые дозы КТ, по сравнению со стандартными рентгенографическими исследованиями, как правило, намного выше, поэтому КТ следует выполнять в соответствии с двойными принципами оптимизации и обоснования. Оптимизация включает в себя снижение дозы облучения КТ с использованием улучшенных протоколов и технологий.
Обоснование: следует убедиться, что все КТ-исследования являются клинически обоснованными; значительная часть КТ-исследований потенциально может быть заменена другими методами визуализации, такими как МРТ для некоторых исследований головы и выборочное назначение УЗ-исследования для диагностики аппендицита. Кроме того, многих КТ-сканирований можно было бы полностью избежать в соответствии с критериями целесообразности назначения.
б) Поражение, вызванное неионизирующим излучением. Ионизирующее излучение обладает энергией, достаточной для того, чтобы вызвать разрывы нитей ДНК, что, в свою очередь, может привести к гибели клеток и мутациям. Напротив, неионизирующее излучение, такое как радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение и излучение в видимой части спектра, не обладают достаточной энергией для разрыва нитей ДНК, и ни одно из этих излучений не связано с опасностями для здоровья.
Единственным исключением является УФ-излучение, которое является потенциально мутагенным и канцерогенным. Второе возможное исключение — радиоизлучение, хотя в этом случае эпидемиологические данные и механистические соображения не приводят убедительных доказательств риска для здоровья.
1. Ультрафиолетовое излучение. УФ-излучение, которое является частью электромагнитных полей неионизирующей части спектра, имеет длину волны от 150 до 400 нм (промежуточное звено между излучением в видимой части спектра и рентгеновским излучением). В свою очередь, эти длины УФ-волн подразделяются на УФ-А (от 400 до 320 нм), УФ-В (от 315 до 280 нм) и УФ-С (от 280 до 150 нм).
Солнечный свет — это самый большой источник УФ-облучения для человека. Из-за атмосферной фильтрации УФ-А составляет около 95% УФ-спектра, который достигает земной поверхности, остальная часть приходится на УФ-В; УФ-С практически не проникает через озоновый слой, чтобы достичь Земли. К другим источникам УФ-облучения относятся солярии и кабинки для загара. К промышленному воздействию относятся сварочные дуги, плазменные горелки, бактерицидные лампы и лампы черного света, дуговые электропечи, операции с жидким металлом, ртутные лампы и некоторые лазеры.
1.1 Патобиология. УФ-излучение не проникает глубоко в ткани человека, поэтому оно в основном вызывает поражения кожи и глаз. Биологические эффекты УФ-излучения в первую очередь связаны с его поглощением ДНК, где образуются димеры пиримидина и их продукты.
Эти продукты, как правило, очень эффективно удаляются, в основном путем эксцизионной репарации нуклеотидов, но также и посредством эксцизионной репарации оснований; но ошибки в этих процессах репарации в конечном итоге могут привести к мутациям. Хотя большую часть УФ-излучения в солнечном свете составляет УФ-А, УФ-В гораздо более эффективно поглощается нуклеиновыми кислотами, и большинство биологических эффектов солнечного света связаны с УФ-В.
Повреждающее действие УФ-излучения усиливается у пациентов с дефектами эксцизионной репарации нуклеотидов. Например, исследования пациентов с пигментной ксеродермой предоставили ключевое доказательство связи между УФ-облучением и раком кожи. Кроме того, эффекты УФ-облучения часто усиливаются у пациентов, которые принимают ЛС, содержащие фотодинамические агенты, такие как тетрациклины, фторхинолоны, нестероидные противовоспалительные средства, диуретики, статины, фенотиазины, тиоксантены и противогрибковые препараты. Такие связанные с лекарственной терапией фототоксические реакции обычно проходят после прекращения приема препарата.
1.2 Клинические проявления. Основными острыми эффектами УФ-В являются солнечные ожоги и эритема, тогда как воздействие УФ-А редко является прямой причиной солнечных ожогов. Все виды УФ-излучения являются хорошо известными канцерогенами кожи. Плоскоклеточный рак и базальноклеточная карцинома, как правило, связаны с многократным или хроническим воздействием солнечного света, тогда как меланома ассоциируется главным образом с эпизодами острого солнечного ожога. Лица со светлой кожей, чья кожа и глаза содержат меньше меланина, более подвержены воздействию УФ-излучения, потому что меланин действует как фотопротектор.
Острое воздействие на глаза УФ-В может вызвать «вспышку сварщика» (фотокератит), а хронические воздействия ассоциируются с катарактой и птеригием.
1.3 Профилактика. Следует избегать чрезмерного воздействия солнечного света или других источников УФ-облучения, особенно у людей со светлой кожей. При необходимости для защиты от УФ-излучения следует использовать лосьоны или кремы и солнцезащитные очки с УФ-блокирующим покрытием.
При значительном воздействии солнечного света важно использовать солнцезащитный крем широкого спектра действия, который обеспечивает защиту как от УФ-В, так и от УФ-А. Стандартными рекомендациями являются использование солнцезащитного крема с солнцезащитным фактором (SPF) 30, с повторным применением не реже одного раза в 2 ч. Аналогичным образом солнцезащитные очки должны быть рассчитаны на блокирование 99% или 100% УФ-В- и УФ-А-излучения.
2. Дальнее УФ-С-излучение. Определенная длина волны УФ-излучения, дальнее УФ-С-излучение (207-222 нм), является эффективным антибактериальным средством. Из-за своего очень ограниченного проникновения оно может быть безопасно для человека, в отличие от типичного УФ-излучения.
3. Радиоизлучение. Радиоизлучение также является частью неионизирующего электромагнитного спектра (рис. 4). Примером может служить излучение, испускаемое мобильными телефонами (800-2000 МГц), линиями электропередач (50/60 Гц) и сканерами тела в аэропортах (24-30 ГГц). Биологические исследования низкого уровня радиочастотного излучения, как правило, не показывают измеримую генотоксичность.
Рисунок 4. Электромагнитный спектр
Многочисленные эпидемиологические исследования были сосредоточены на эффектах близости линий электропередач и использования сотового телефона. Хотя некоторые ранние исследования показали положительную связь между воздействием и ущербом для здоровья, они не являлись систематическими или повторяемыми. Необходимы дальнейшие испытания, и в ходе проспективного европейского исследования в течение 20-летнего периода продолжается наблюдение 290 000 взрослых пользователей сотовых телефонов.
в) Контрольные вопросы:
1. Преобладающими источниками коллективной дозы облучения населения США являются следующие.
А. Естественный фон.
B. Процесс выпадания радиоактивных частиц в результате испытаний ядерного оружия.
C. Медицинское облучение.
D. Естественный фон и медицинское облучение, примерно в равной степени.
E. Авария на атомной станции.
Ответ D. Естественный фон и медицинское облучение, каждое из которых вносит почти половину общей коллективной дозы облучения населения.
2. Между высокодозовым облучением всего тела и манифестацией болезни обычно существует период клинической латентности 1-2 нед. Причиной этого является следующее.
A. Восстановление после радиационных повреждений происходит достаточно быстро.
B. Манифестация болезни обычно не проявляется до типичного момента обновления клеток самообновляющихся тканей.
C. Для возникновения иммунного ответа требуется некоторое время.
D. Восстановление после радиационных повреждений происходит очень медленно.
E. Ни одно из вышеперечисленного.
Ответ В. Костномозговой и желудочно-кишечный синдромы возникают в самообновляющихся тканях, и манифестация болезни не возникает, пока в самообновляющихся тканях не потребуется обновление клеток, управляемое стволовыми клетками.
3. Если бы типичная популяция подверглась воздействию умеренных и высоких доз ионизирующего излучения, большинство радиационно-индуцированных ЗНО возникли бы в каком возрасте?
A. 0-15 лет.
B. 15-35 лет.
C. 35-55 лет.
D. 55-75 лет.
E. Все возрасты, примерно одинаково.
Ответ D. Ионизирующее излучение действует как мультипликатор ранее существующих рисков рака, и этот естественный риск рака достигает максимума в возрасте от 55 до 75 лет.
4. Была взорвана грязная бомба (радиоактивное рассеивающее устройство), содержащая радиоактивный изотоп цезий-137. Какие из нижеперечисленных мер будут обоснованными для ограничения внутреннего облучения радиоактивным цезием лиц, находящихся вблизи места аварии?
A. Таблетки калия йодида (KI).
B. Внутривенное введение ДТПА (диэтилентриамин-пентаацетата).
C. Пероральное введение прусского синего (радиогардаза).
D. KI и ДТПА.
E. KI, ДТПА и прусский синий.
Ответ С. Прусский синий связывает радиоцезий, предотвращая его поступление во внутренние органы, и сокращает его время удержания в организме. KI эффективен только при воздействии радиоактивным йодом, а ДТПА — только во время воздействия плутония, америция и кюрия.
5. Человек имеет дозу 4 Гр ионизирующего излучения при общем облучении тела. Адекватное лечение.
А. Антибиотики, барьерный уход и введение гранулоцитарно-колониестимулирующего фактора (Г-КСФ).
B. Трансплантация костного мозга.
C. Внутривенное введение амифостина.
D. Только активное наблюдение.
E. Ни одно из вышеперечисленного
Ответ А. Антибиотики и барьерный уход для профилактики инфекции, а также введение Г-КСФ для стимуляции продукции гранулоцитов.
