13090

растание повреждения, ферментативного распада и снижения синтеза нуклеиновых кислот, белков, ферментов, гормонов, витаминов и других ФАВ.

Центральное место в развитии пострадиационных нарушений в организме занимает повреждение структуры и нарушение активности ДНК.

Под влиянием ИИ в организме часто развиваются хромосомные абберации (изменения числа и структуры как половых, так и сомати-

ческих хромосом), а также геномные, хромосомные и генные мутации.

Расстройства основных наследственных структур клеток сопровождаются разнообразными нарушениями, обычно угнетением синтеза ДНК, РНК, специфических белков, торможением и качественным расстройством деления клеток и даже гибелью клеток (возникающей не только при делении клеток, но даже в их интерфазе).

ИИ, наряду с повреждениями нуклеиновых кислот и ядер клеток, часто приводит к нарушениям структуры, метаболизма и функций многообразных клеточных и внутриклеточных мембран, а также различных органелл (особенно лизосом, митохондрий, рибосом, эндоплазматического ретикулума и др.).

В результате деструкции лизосом возникает высвобождение из них различных активных гидролаз (протеаз, липаз, гликозидаз и др.). Последние еще больше повреждают разные внутриклеточные и межклеточные структуры, усиливая расстройства структуры, метаболизма и функций клеток, тканей, органов, систем и организма в целом.

Важное место в активизации процессов катаболизма и снижения анаболических, восстановительных процессов при ионизирующем облучении организма занимают различные нарушения образования,

транспорта и использования макроэргов (приводящие к снижению как синтеза нуклеиновых кислот, белков и других важнейших для жизни веществ и соединений, так и энергетического обеспечения многих метаболических и физиологических процессов) и т.д.

Следует отметить, что разные клеточно-тканевые структуры обладают различной радиочувствительностью и радиорезистентностью.

Наибольшей радиочувствительностью (и наименьшей радиоре-

зистентностью) обладают ткани, отличающиеся более интенсивным делением клеток (половые железы, лимфоидная ткань тимуса, селезенки, лимфатических узлов, кроветворная ткань костного мозга), а

191

также лимфоциты крови, лимфы и различных тканей.

Менее радиочувствительными структурами являются желези-

стый, покровный эпителий, эндотелий сосудов, печень, почки, легкие, надпочечники.

Наименьшей радиочувствительностью (и наибольшей радиоре-

зистентностью) обладают хрящи, кости, мышечная и нервная ткань, т.е. структуры, отличающиеся низкой способностью к делению клеток.

На механизмы повреждающего ДНК прямого и косвенного действия ИИ немаловажное влияние оказывают факторы: 1) участвующие в восстановительных процессах (ферменты, выщепляющие поврежденные участки клеток; ДНК-полимеразы; макроэрги: АТФ, АДФ, КРФ, ГТФ, ГДФ; природные радиопротекторы – перехватчики как свободных радикалов, так и радиотоксинов); 2) модифицирующие эффект действия как факторов облучения (прямого и / или косвенного действия ИИ), так и факторов восстановления поврежденных структур. В частности, к этим модифицирующим факторам относятся химические радиопротекторы, кислород, предшественники радиотоксинов, различные по характеру и интенсивности метаболические процессы и т.д.

Можно заключить, что в патогенезе многообразных радиационных и пострадиационных нарушений жизнедеятельности различных клеточно-тканевых структур организма важное место занимают повреждения ядра, генетических структур, избыток гидролаз, дефицит макроэргов, торможение деления и даже гибель клеток.

При лучевом воздействии, как и при других видах повреждающе-

го действия, наряду с нарушениями различных структур, метаболических процессов и функций, развиваются разнообразные компенса- торно-приспособительные реакции.

Вчастности, образование и нарастание различных оксидантов в облученном организме частично компенсируется естественными радиопротекторами – антиоксидантными системами (перехватчиками свободных радикалов, инактиваторами перекисей и донаторами сульфгидрильных групп: супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидаза, восстановленый глутатион и др.).

Вответ на радиационное повреждение ДНК клетки проявляют определенную способность к их репарации с участием следующих ферментов: 1) эндонуклеазы, перерезающей дефектную ДНК; 2) эк-

192

зонуклеазы, обеспечивающей расщепление в нескольких местах дефектной ДНК; 3) полимеразы, способной синтезировать нормальную ДНК; 4) лигазы, способной присоединять новый фрагмент ДНК к сохранившемуся ее фрагменту.

4.3. Основные нарушения функций при общем облучении организма

При общем облучении сверхвысокими и высокими дозами обычно возникает интерфазная гибель клеток и смерть организма, которая наступает в первые минуты и часы с момента воздействия такой радиации.

При облучении средними дозами человек остается живым, но в организме всегда развиваются выраженные деструктивные изменения

инарушения метаболических процессов и функций в различных тканях, органах и системах, особенно относящихся к радиочувствительным.

Наиболее быстро и значительно страдает система крови, что сопровождается развитием сначала лимфоцитопении, затем гранулоцито- и тромбоцитопении и еще позже – эритроцитопении.

Угнетение образования и функционирования клеток, особенно Т-

иВ-лимфоцитов, а также макрофагов и нейтрофилов сопровождается торможением не только специфического, но и неспецифического как гуморального, так и клеточного иммунитета. Последнее приводит к развитию различных видов не только локализованных, но и системных инфекций, интоксикаций, некротических процессов, нередко сопровождающихся гибелью пострадавшего.

Общее облучение приводит к нарушению созревания, количественной и качественной неполноценности тромбоцитов и ускорению их разрушения. Это сопровождается: 1) снижением их способности к адгезии и агрегации; 2) нарушениями целостности, упругости и резистентности сосудистых стенок; 3) дефицитом и снижением активности факторов свертывания крови; 4) активизацией антикоагулянтной

ифибринолитической систем крови.

Все это приводит во многих тканях и органах облученного организма к формированию и усилению: 1) геморрагического синдрома, 2) функциональной неполноценности сосудов, особенно микроциркуляторного русла, 3) расстройства кровообращения и лимфообраще-

193

ния, 4) дегенеративно-дистрофических изменений.

Нарушения возникают как в нервной (соматической и автономной), так и эндокринной (особенно, половых, щитовидной, поджелудочной и надпочечниковых железах) системах.

В зависимости от характера и интенсивности ионизирующего облучения организма развивается либо острая, либо хроническая лучевая болезнь. Как та, так и другая бывают различной степени тяжести и с преобладанием либо общих, либо местных нарушений.

Острая лучевая болезнь обычно развивается при однократном, но интенсивном радиационном воздействии. В зависимости от величины поглощенной дозы облучения различают четыре степени тяжести острой лучевой болезни:

I – легкая (от 100 до 200 рад, или 1-2 Гр); II – средняя (от 200 до 400 рад, или 2-4 Гр);

III – тяжелая (от 400 до 600 рад, или 4-6 Гр);

IV – крайне тяжелая (более 600 рад, или более 6 Гр).

В клинической картине острой лучевой болезни выделяют преимущественно либо костномозговую форму (доза облучения – 0,8- 1 Гр), либо кишечную (доза облучения – 10-20 Гр), либо токсемическую (доза облучения – 20-80 Гр), либо церебральную (доза облучения – больше 80 Гр), либо смешанную (при различных дозах облучения).

Костно-мозговая форма острой лучевой болезни встречается наиболее часто. При данной форме заболевания выделяют четыре клинических периода: I – первичных реакций, II – скрытый (мнимого благополучия), III – разгара (развернутых клинических проявлений), IV – исхода болезни.

Первый период продолжается от нескольких часов до 1-2 дней. Для этого периода характерны: общее возбуждение, активизация ги- поталамо-гипофизарно-надпочечниковой и симпатоадреналовой систем, головная боль или разбитость, лабильность АД и пульса, перераспределительный нейтрофильный лейкоцитоз, лимфоцитопения, эозинопения, расстройства моторики и секреции пищеварительного тракта (в виде разных диспептических нарушений: рвоты, диареи и др.) и т.д.

Второй период продолжается в зависимости от дозы облучения от 10-15 дней до 4-5 нед. Он сопровождается исчезновением возбуждения ЦНС и диспептических расстройств, ослаблением лабильности

194

АД и пульса, развитием лейкопении, главным образом, за счет прогрессирующей лимфоцитопении.

Третий период продолжается в течение 2-3 нед и характеризуется: 1) стойкими лейкопенией (лимфоцитопенией, гранулоцитопенией), тромбоцитопенией и анемией (за счет гипоплазии костного мозга и лимфоидной ткани); 2) эндокринопатиями; 3) иммунодефицитами; 4) различными воспалительными и инфекционными заболеваниями (глоссит, гингивит, ангина, пневмонии и др.); 5) эрозивными и язвенными поражениями слизистой оболочки пищеварительного тракта; 6) множественными кровоизлияниями и аллергическими реакциями в коже и слизистых оболочках; 7) появлением крови в мокроте, моче, кале. При утяжелении заболевания больной в этот период может погибнуть.

Четвертый период продолжается от 1 до 2-4 лет. Он сопровождается появлением и медленным нарастанием признаков выздоровления организма, особенно, в виде улучшения общего самочувствия, активизации вплоть до нормализации гемопоэза, а также нормализации картины крови, функций потовых и сальных желез, заживления эрозий на коже и слизистых оболочках. Несмотря на это, в течение длительного времени выявляются общая слабость, повышенная утомляемость, особенно при нагрузках, нарушения половых функций (ги- по-, аспермия и др.), иммунитета, зрения, трофических процессов, ускорение старения, а иногда даже развитие и прогрессирование опухолей (особенно, лейкозов и разных локализаций рака и др.).

Кишечная и токсемическая формы острой лучевой болезни характеризуются резким угнетением и даже прекращением митотического деления клеток кишечного эпителия, интенсивной их гибелью в интерфазе, развитием и прогрессированием дефицита в крови и тканях белков, липидов, углеводов, витаминов, электролитов, воды, наличием диспептических расстройств, инфицирования пищеварительного тракта и внутренних органов, возникновением перитонита, паралитической кишечной непроходимости, нарастающей общей слабости и, как правило, 100 % летальным исходом, возникающем в течение первой недели с момента облучения.

Церебральная форма острой лучевой болезни развивается вследствие повреждающего действия ИИ на различные центральные нервные структуры, главным образом, кору больших полушарий головного мозга и гипоталамус. Это сопровождается развитием судорожно-

195

паралитического синдрома, расстройств терморегуляционного, пищеварительного, мотивационного, сердечно-сосудистого и дыхательного центров. Одновременно обнаруживают значительные повреждения эндотелия сосудов и расстройства сосудистого тонуса в различных регионах организма. Данная клиническая форма заболевания часто приводит к развитию лучевого шока и, как правило, заканчивается гибелью пострадавших либо в период облучения, либо через несколько минут и часов после него.

Хроническая лучевая болезнь обычно развивается после неоднократных, повторных и длительных облучений в малых или средних дозах.

Выделяют три степени тяжести хронической лучевой болезни.

I степень характеризуется функциональными нарушениями со стороны различных, особенно радиочувствительных тканей, органов и систем. Общее самочувствие может быть удовлетворительным или ухудшаться, но обязательно развиваются умеренные и нестойкие лейкопения (главным образом, за счет лимфо- и эозинопении) и тромбоцитопения.

II степень сопровождается более выраженными расстройствами системы крови (стойкие значительные лейкопения, лимфоцитопения, тромбоцитопения и даже нейтропения), развитием геморрагического синдрома (проявляющегося повышенной кровоточивостью и геморрагиями), различными по характеру и степени выраженности нарушениями деятельности пищеварительной, иммунной, эндокринной и нервной систем.

III степень характеризуется развитием тяжелых необратимых де- генеративно-дистрофических изменений в различных органах и системах (особенно, кроветворения, пищеварения, сосудистой, иммунной, эндокринной и нервной), приводящих к ускорению старения организма и снижению продолжительности жизни.

5.БОЛЕЗНЕТВОРНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ

ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Повреждающее действие на организм химических веществ и соединений (ядов) встречается как в промышленности (промышленные отравления), так и в быту (бытовые отравления). Химические поражения людей возникают при производстве и использовании боевых

196

отравляющих веществ. Бытовые отравления наиболее часто возникают в случаях приема недоброкачественной пищи (пищевые отравления).

При многих отравлениях основные деструктивные изменения возникают в месте воздействия химического яда (например, боевых отравляющих веществ, кислот, щелочей и др.): в коже и видимых слизистых оболочках, а также в слизистых оболочках дыхательных путей и пищеварительного тракта. На месте их действия обычно возникают сходные местные изменения (в виде альтерации и других проявлений воспалительной реакции, вплоть до развития дистрофий, некробиоза и некроза), подобные тем, которые возникают и при действии других повреждающих факторов – механических, термических и др.

При этом часто отмечают и общие проявления отравлений. Последние связаны с нарушением специфических функций органов и физиологических систем (например, нарушения дыхания при поражении слизистой оболочки воздухоносных путей и ткани легких; расстройства пищеварения при повреждении слизистой оболочки пищеварительного тракта и т.д.), а также проявляются неспецифическими изменениями (увеличением СОЭ, развитием лейкоцитоза, лихорадки, возбуждения или торможения ЦНС и т.д.).

Следует отметить, что при действии на организм химических ядов изменения на месте их соприкосновения с кожей и слизистыми оболочками часто отступают на второй план, а иногда и вообще не возникают. Основные же нарушения в организме связаны с проникновением яда в биосреды (кровь, межклеточную жидкость, лимфу), распространением с ними по всему организму и воздействием (через рецепторы, синапсы и ферментные системы) на различные мышцы, внутренние органы и, особенно, ЦНС.

Одной из особенностей общего действия химических ядов на организм является их способность вызывать в ЦНС сначала генерализованное возбуждение, а затем – прогрессирующее разлитое запредельное торможение, возникающее в следующей последовательности: в коре, подкорковых структурах, стволе головного мозга, спинном мозге. Если вначале оно может играть выраженную охранительную роль, то позже – явную дезинтегрирующую, угнетающую и разрушающую роль.

197

Некоторые химические вещества вызывают запредельное торможение только в больших (токсических) дозах, которые опасны для жизни. Ряд же химических веществ (наркотиков, седативных и др.) обладает способностью уже в малых дозах вызывать выраженное генерализованное торможение в ЦНС без предшествующего ее возбуждения.

Общеизвестно, что жизнедеятельность организма в целом и различных уровней его организации (функциональных и физиологических систем, органов, тканей, клеток, органелл, молекул) определяется генетическими особенностями их строения, метаболизма и функций. Все нормально функционирующие живые структуры организма содержат многочисленный и оптимальный набор ферментов, поддерживающих строгую последовательность и адекватную активность биохимических реакций.

Под действием различных токсических субстанций (ядов) происходят разнообразные количественные и качественные нарушения (замедление, блокирование, активация и др.) тех или иных ферментных систем. Последние, в свою очередь, приводят к соответствующим расстройствам метаболизма, структуры и функций различных уровней организации организма. Это проявляется в развитии соответствующих биологических эффектов.

5.1. Основные биологические эффекты химических веществ

Под действием многообразных химических веществ возникают следующие биологические эффекты: 1) местное раздражающее (альтеративное, повреждающее, флогогенное) действие (например, в слизистых оболочках пищеварительного тракта в ответ на действие кислот, щелочей, солей, ртути, хлора и др.); 2) общее специфическое (токсическое) действие (например, действие ботулинического токсина на нервные терминали в мышцах); 3) общее неспецифическое действие (например, возникновение гипоксии многих тканей, органов и систем при повреждении дыхательных путей, легких, сердца, сосудов, костного мозга и т.д.; развитие лейкоцитоза, лихорадки, общего возбуждения или торможения ЦНС и т.д.); 4) мутагенное действие (вызываемое, например, ионизирующим излучением, особенно, радиацией, а также промышленными и бытовыми химическими и различными биологическими мутагенами); 5) канцерогенное действие

198

(вызываемое, например, различными канцерогенами: (3- нафтиламином; 1,2-бензантраценом, метил-холантреном, крезолом, диоксидом тория, мышьяком и др.); 6) тератогенное действие (вызываемое приемом беременными: седативного средства талидомида, приводящего к развитию фекомелии – аномалиям развития конечностей, или алкоголя, приводящего к развитию алкогольного синдрома плода и т.д.).

Показано, что в ответ на действие различных патогенных химических веществ сначала обычно возникают местные альтеративные изменения клеточно-тканевых структур, а затем общие расстройства. В других случаях (особенно при быстром попадании ядов в кровоток и лимфоток и быстром распространении их по организму) местные изменения в месте попадания патогенного химического агента могут быть незначительными или даже отсутствовать, а ведущими изменениями являются расстройства различных органов и систем, особенно ЦНС.

5.2. Повреждающее действие патогенных химических факторов (агентов) в зависимости от пути их попадания в организм

Конкретные реакции (ответы, эффекты) организма на то или иное химическое вещество определяются уникальными структурнометаболическими свойствами как самого вещества, так и тканей организма, а также путем попадания яда в организм и распространения его по организму. Химический патогенный фактор (агент) может проникать в ту или иную внутреннюю среду организма следующими основными путями: через кожно-слизистые барьеры, дыхательные пути, перорально, парентерально.

Большинство химических агентов должны либо подействовать на клеточные мембраны и изменить их защитные свойства, либо проникнуть в клетку и повредить те или иные ее внутриклеточные структуры (ядро, митохондрии, лизосомы, рибосомы и др.)

Взаимодействие химического агента с мембранами и органеллами клеток зависит не только от его физических и химических свойств, но и особенностей клеточных структур организма, особенно их мембран.

199

5.3. Особенности токсического действия химических веществ

Определяются многими моментами: 1) видом (строением); 2) способностью к образованию комплексов; 3) дозой; 4) длительностью действия; 5) особенностями метаболизма; 6) местами всасывания, аккумуляции и экскреции неметаболизированного и подвергнутого различной биотрансформации того или иного химического вещества или соединения; 7) способностью оказывать местное и / или системное, специфическое и / или неспецифическое повреждающее действие по отношению либо локальных клеточно-тканевых структур, либо реализуемых через изменение активности исполнительных (кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения и др.), или регуляторных (нервной, эндокринной и особенно иммунной и генетической) систем, а также от исходного функционального и метаболического состояния организма.

В частности, токсическое действие различных химических веществ (пищевых, лекарственных, бытовых, производственных) в большой степени зависит от состояния кожно-слизистых барьеров, дыхательных, пищеварительных, мочевыделительных путей, детексицирующей активности органов (печени, почек и др.), состояния наследственных структур организма, а также окружающей среды.

6.ПАТОГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ ФАКТОРОВ

КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

При космических полетах нарушается прочно закрепленное в эволюции влияние силы земного тяготения на строение, метаболизм, функции, двигательную активность, поведение и пространственную ориентировку живых организмов, особенно человека. Всегда возникают феномены «неупотребления» и «атрофии от бездействия» и развивается невесомость.

Космические полеты делят на длительные (более 1 месяца, квар-

тала, года) и кратковременные (менее 1 недели, месяца).

Патогенные факторы космического полета можно разделить на несколько групп.

На динамическом участке полета (при старте и приземлении космического корабля) человек подвергается действию перегрузок, вибрации, шума, высокой температуры. В условиях космического по-

200