Лучевая болезнь - заболевание, развивающееся в результате действия ионизирующего излучения в дозах, которые превышают допустимые значения.
Влияние естественной радиации избежать нельзя. Она приходит из космического пространства, а радиоактивные элементы входят в состав Земли. Человек также в некоторой степени «радиоактивен», поскольку радиоактивные изотопы ряда элементов (уран, плутоний, радий, технеций, берклий, полоний, торий, кобальт, цезий и др.) в следовых количествах присутствуют в его тканях. Примерно 2/3 дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой и воздухом. Небольшая часть этой дозы приходится на радиоактивные изотопы типа углерода-14 и трития, которые образуются под воздействием космической радиации.
Основной риск подвергнуться радиоактивному облучению и заболеть лучевой болезнью стал возможен после открытия радиоактивности и возможности применения энергии распада ядер ряда элементов в производственной деятельности человека (ядерные реакторы для получения электроэнергии, двигатели на ядерном топливе), а также как оружие массового поражения в виде атомной бомбы. В настоящее время уже более 40 государств имеют собственную атомную промышленность, атомные электростанции, подвижные, судовые, научно-исследовательские и другие ядерные энергетические установки, что соответственно повышает риски поражающего действия ионизирующей радиации на человека и животных.
На территории России радиационное неблагополучие определяется на площади приблизительно в 1 млн кв.км с числом проживающих людей около 10 млн человек. В результате неисправности аппаратуры, ошибок персонала и нарушения технологии по открытым данным ВОЗ и МАГАТЭ (международное агентство по атомной энергии) в мире происходит ежегодно 10–12 случаев повышенного облучения от различных источников ионизирующего излучения, которое в 1–2 случаях приводит к развитию острой лучевой болезни.
Различные органы и ткани человека отличаются по чувствительности к действию ионизирующего излучения. Наиболее радиочувствительными органами являются яичники, семенники, костный мозг и хрусталики глаз.
Острая лучевая болезнь представляет собой нозологическую форму, характеризующуюся совокупностью поражений ряда органов и тканей, в результате чего формируются основные клинические синдромы заболевания: костномозговой, кишечный, церебральный, а также их сочетания тли переходные формы. Лучевая болезнь от внешнего облучения возникает в результате кратковременного (мгновенного или в течение нескольких часов, суток) воздействия на все органы и ткани организма или большую их часть гамма или нейтронного излучения в дозе, превышающей 1 Грэй (Гр). Грэй – единица измерения поглощенной дозы излучения в системе СИ. Поглощенная доза будет равна 1 Гр если в результате ионизирующего облучения любое вещество получит 1 Джоуль энергии на 1 килограмм массы этого вещества (например, тканей человека).
Существует зависимость между полученной дозы и клиническими проявлениями.
Небольшие клинические и гематологические проявления, которые регистрируются после облучения в дозе 1 Гр, обозначают как острую лучевую реакцию. При дозах 0,5–0,75 Гр, в раннем периоде могут наблюдаться слабость, преходящие проявления нейроциркуляторной дистонии, иногда тошнота, а через 6–7 недель после острого облучения может быть обнаружено снижение до нижних границ числа нейтрофилов и тромбоцитов.
Если при контакте с источником ионизирующего излучения набирается большая часть дозы, в течение 10 дней, то процесс приобретает подострое течение.
Если доза, приводящая к развитию поражения, накапливается в течение нескольких месяцев и более длительного периода времени, говорят о хронической лучевой болезни.
В зависимости от дозы облучения в клинике острой лучевой болезни преобладают проявления костномозгового, кишечного или церебрального синдромов. В соответствии с этим выделяют различные клинические формы острой лучевой болезни.
При облучении в дозах от 1 до 10 Гр формируется костномозговая форма острой лучевой болезни, которую называют «типичной», поскольку именно при ней наиболее ярко проявляются особенности патогенеза и течения острой лучевой болезни. Развивающийся патологический процесс в данном случае определяется, прежде всего, поражением кроветворной ткани, проявляющимся инфекционными осложнениями, кровоточивостью и анемией.
При облучении в дозах от 10 до 20 Гр клиническую симптоматику будут определять процессы, протекающие в эпителии тонкого кишечника - развивается кишечная форма острой лучевой болезни.
Радиационное воздействие в дозах от 20 до 50 Гр приводит к формированию токсемической формы острой лучевой болезни, характеризующейся массивным поражением практически всех паренхиматозных органов и развивающейся вследствие этого токсемией.
При облучении организма в дозах свыше 50 Гр на первый план выходит поражение центральной нервной системы, что и послужило основанием для того, чтобы назвать данный вариант лучевой патологии церебральной формой острой лучевой болезни.
Костномозговая форма острой лучевой болезни протекает в несколько периодов – начальный период (период первичной реакции на облучение), скрытый период (период мнимого благополучия), разгар болезни, период восстановления.
Клиническая картина начального периода характеризуется комплексом диспепсических проявлений – отсутствием аппетита, тошнотой, рвотой, диареей и дискинезией кишечника. Проявляются также нейромоторные реакции - быстрая утомляемость, апатия, общая слабость, а также нейрососудистые - потливость, гипертермия, падение артериального давления, головокружение и головная боль. Возможны также местные реакции кожи и слизистых оболочек в виде их гиперемии, зуда и жжения.
Перечисленный выше симптомокомплекс наблюдается только при облучении в дозах, близких к абсолютно смертельным (порядка 8–10 Гр). Наиболее низок дозовый порог (0,5– 1,0 Гр) для возникновения анорексии, тошноты и рвоты, слабость и повышенная утомляемость типичны при облучении в дозах 1–2 Гр, головная боль и диарея наблюдается при дозе 4–6 Гр, головокружение – при дозе 6–8 Гр, а гипертермия появляется при облучении в дозе свыше 8–10 Гр.
В скрытом периоде жалобы могут отсутствовать или выражены незначительно. Он продолжается в зависимости от дозы облучения от 10 дней до 5 недель и характеризуется постепенным нарастанием патологических изменений в наиболее поражаемых органах. Происходит опустошение костного мозга, подавление сперматогенеза, развитие изменений в тонком кишечнике и коже. Прогрессирует нейтропения (снижение количества нейтрофилов в крови), снижается количество тромбоцитов.
Период разгара совпадает, как правило, со снижением числа клеток крови ниже критических значений - менее 1,0 · 109/л для гранулоцитов и менее 30 · 109/л – для тромбоцитов). Этот период характеризуется развитием инфекционного и геморрагического синдромов, которые обусловлены иммунодефицитом и снижением числа тромбоцитов.
Инфекционный синдром острой лучевой болезни начинается с резкого ухудшения самочувствия, появляются общая слабость, головокружения, головная боль. Повышается температура тела, появляются ознобы и проливные поты, учащается пульс, нарушаются сон и аппетит. Тяжелыми проявлениями инфекционного синдрома костномозговой формы является орофарингеальный синдром - поражение слизистой оболочки ротоносоглотки. Повышенная кровоточивость в разгар острой лучевой болезни является проявлением геморрагического синдрома. Появляется кровоточивость десен и носовые кровотечения, а также обильные кишечные, желудочные, маточные кровотечения и кровотечения из почечных лоханок. Определяются геморрагии различных размеров на коже, в подкожной клетчатке, слизистых оболочках, внутренних органах.
При менее тяжелых вариантах течения острой лучевой болезни период разгара переходит в период восстановления, в котором отмечается улучшением состояния - нормализуется аппетит и увеличивается масса тела, температура тела приходит в норму, восстанавливается деятельность ЖКТ, уменьшается кровоточивость. Восстанавливается кроветворная функция - в крови появляются ретикулоциты, юные и палочкоядерные нейтрофилы. Но анемия сохраняется дольше и количество эритроцитов нормализуется только через 8-10 месяцев после облучения.
В течение нескольких лет сохраняются психические, вегетативные и сосудистые расстройства неврастенического, ипохондрического и астено-депрессивного характера (эмоциональная лабильность, напряженность, тревожность, различные формы патологии черепно-мозговых нервов, тремор пальцев рук и т.д.). В этот период возможно развитие гастрита, эзофагита, гепатита. При лучевом поражении кожи период выздоровления протекает волнообразно, с рецидивами эритемы кожи, отеком подкожной клетчатки. После облучения в дозах свыше 3 Гр в период восстановления может формироваться катаракта, возможно поражение сетчатки глаз, снижение остроты зрения. Средняя продолжительность периода восстановления составляет от 3 до 6 мес.
Прогноз для жизни при костномозговой форме благоприятный при дозе облучения 1-2 Гр, а при дозе 6-10 Гр смертность составляет 95% в течение 11-22 суток.
Кишечная форма острой лучевой болезни развивается после облучения в дозах 10–20 Гр. В ее основе лежит лучевое поражение слизистой оболочки тонкого кишечника, приводящее к развитию кишечного синдрома.
Слизистая оболочка тонкого кишечника очень чувствительна к ионизирующему излучению и смертность при этой форме достигает 100% в течение 8-16 суток.
При кишечной форме острой лучевой болезни также определяются отдельные периоды, сходные с течением болезни при костномозговой форме.
Однако в начальном периоде симптомы выражены более значительно. Более тяжело протекают тошнота, рвота, анорексия, прогрессирует слабость.
Уже с первых дней присоединяется диарея, снижается артериальное давление, иногда – вплоть до коллаптоидного состояния. Температура тела повышается до фебрильных значений. Подвергнутые облучению люди предъявляют жалобы на боли в животе и головные боли, боли в мышцах и суставах.
Первичная реакция при кишечной форме острой лучевой болезни длиться 2-3 суток.
Далее может наступить кратковременное (2–3 суток) улучшение общего состояния с сохранением основных симптомов.
Периода разгара кишечной формы отмечается быстрым ухудшением состояния – температура повышается до 39-40С, вновь появляется диарея и снижается аппетит. В кишечнике нарушаются процессы всасывания, масса тела начинает быстро снижаться.
Токсемическая форма (в связи с выраженными расстройствами циркуляции крови ее называют также сосудистой) развивается после облучения в дозах 20–50 Гр. Для этой формы характерны тяжелые гемодинамические расстройства, связанные с парезом и повышением проницаемости сосудов, проявление общей интоксикации, развивающейся из-за влияния продуктов распада тканей и токсинов кишечной флоры. Поздние проявления токсемической формы сходны с симптомами церебральной формы, но они несколько отодвинуты во времени. При токсемической форме смертельные исходы наступают обычно в течение 4-7 суток.
Церебральная форма острой лучевой болезни развивается после облучения в дозах 50 Гр и выше. В клинической картине определяющим является синдром поражения центральной нервной системы. Повреждения нервных клеток и кровеносных сосудов приводят к развитию тяжелого общего состояния - обильная рвота, диарея, прострация, а в ряде случаев временная (20–40 минут) потеря сознания. В дальнейшем сознание может восстановиться, но развиваются прогрессирующие признаки отека мозга, психомоторное возбуждение, атаксия, дезориентация, гиперкинезы, клонические и тонические судороги, расстройства дыхания, сосудистого тонуса, кома. Смерть пострадавших наступает в 100% случаев в течение 1-3 суток после облучения от паралича дыхательного центра.
Хроническая лучевая болезнь – форма лучевой болезни, которая развивается при длительном (месяцы и годы) влиянии на организм ионизирующего излучения в дозах, существенно превышающих (в 10 раз и более) допустимые значения радиации. По мнению ряда исследователей, уровень доз, необходимый для развития хронической формы лучевой болезни, должен превышать 0,1 Гр/год и суммарно достигать величины не менее 0,7–1,5 Гр. Сроки развития заболевания варьируют от 1 года до 10 лет.
В развитии хронической формы при продолжающемся радиационном воздействии и после его прекращения (или снижения интенсивности облучения) выделяют три основных периода - формирование заболевания, восстановление и период последствий.
В первый период (собственно хроническая лучевая болезнь) формируются основные клинические синдромы. Их выраженность достигает легкой, средней, тяжелой или крайне тяжелой степени тяжести. Эти степени по существу являются фазами в развитии единого патологического процесса. Ведущим синдромом, во многом определяющим тяжесть течения заболевания, является костно-мозговой синдром. Он проявляется, прежде всего, уменьшением количества лейкоцитов, абсолютного числа нейтрофилов и лимфоцитов, снижением количества тромбоцитов, а в ряде случаев (при более высокой дозе радиации) – и числа эритроцитов.
При хронической лучевой болезни легкой степени первичная реакция может отсутствовать или проявляться в виде умеренно выраженной тошноты, головной боли, общей слабости, однократной рвоты. Латентный период длится 4–5 недель, число лейкоцитов в период разгара (если он регистрируется клинически) снижается до 1,5–2,0 х 109/л, тромбоцитов – до 40–50 х109/л. Клинические признаки разгара носят характер астеновегетативного синдрома (общая слабость, нарушения нейровисцеральной регуляции).
При тяжелой степени агранулоцитоз (снижение лейкоцитов больше за счет снижения количество нейтрофилов) развивается в 100 % случаев и сопровождается выраженной лихорадкой, СОЭ увеличивается до 40–80 мм/ч. У 30 % пациентов возможно развитие герпетической инфекции с угрозой поражения легких. При критическом падении уровня тромбоцитов – до 30 х 109/л - развивается геморрагический синдром с множественными кровоизлияниями в кожу, слизистые оболочки, мозг, сердце, легкие, желудочно-кишечный тракт с возникновением опасности внутренних кровотечений.
Крайне тяжелая степень характеризуется ранней и чрезвычайно выраженной симптоматикой: тошнота, многократная рвота, головная боль, общая слабость, гиперемия, диарея, анизо- и гипорефлексия, нистагм). На фоне быстро развивающегося агранулоцитоза отмечаются все «классические» признаки инфекционно-токсического синдрома острой лучевой болоезни – лихорадка, бактериемия, септицемия, радиационно-токсическая энцефалопатия, мозговая, печеночная и почечная кома. Проявления синдрома нарушения нервно-сосудистой регуляции (вегетативно-сосудистой дисфункции), астенического синдрома (усталость, сонливость, головные боли), синдром органических изменений нервной системы, проявляющийся неврологическими симптомами. В период формирования могут выявляться и нарушения деятельности других органов и систем. В ряде случаев у пациентов определяются снижение секреторной функции желудка, легкая дисфункция щитовидной железы, нарушение обменных процессов в миокарде и другие проявления.
Период восстановления занимает 1-3 года. Он характеризуется окончанием деструктивных и началом восстановительных процессов.
Период исходов и последствий может характеризоваться как клиническим выздоровлением с остаточными признаками, так и ухудшением состояния – возникновением в отдаленные сроки лейкозов и опухолей различных локализаций.
В зависимости от полученной дозы, вида радиации, дозы облучения, условий воздействия выделяют возникновение различных видов лучевого поражения: 1) острая лучевая болезнь от внешнего облучения; 2) острая лучевая болезнь от внутреннего облучения; 3) хроническая лучевая болезнь; 4) различные клинические формы с преимущественно локальным поражением отдельных органов (лучевые пневмониты, дерматиты, энтериты), которые могут характеризоваться острым, подострым или хроническим течением.
Острая лучевая болезнь обусловлена равномерным внешним облучением вследствие тотального однократного внешнего относительно равномерного гамма-облучения при перепаде дозы в пределах тела человека, не превышающем 2,5 Гр.
Местные лучевые поражения возникают в результате неравномерного облучения части тела человека.
Хроническая лучевая болезнь обусловлена длительным хроническим облучением.
Острая лучевая болезнь в зависимости от полученной дозы радиации протекает с формированием следующих основных клинических форм: костно-мозговой, кишечной, токсемической (сосудистой), церебральной, а также их сочетания или переходных форм.
По степени тяжести течения костномозговой формы выделяют 4 степени: острая лучевая болезнь 1 степени (легкая), 2-й степени (средней тяжести), 3-й – тяжелой степени и 4-й – крайне тяжелой степени острой лучевой болезни.
Основная причина лучевой болезни – воздействие источников радиации на человека (потоков частиц – альфа и бета, нейтронов, протонов; рентгеновского и гамма-излучения). Такими источникам могут быть: атомные реакторы; рентгеновские установки, применяемые для диагностических целей; медицинские приборы, используемые для лечения ряда патологий; атомное оружие.
В процессе воздействия ионизирующей радиации образующиеся ионы вызывают изменения атомов и молекул, что приводит к повреждению клеток.
Гибель части клеток не влияет на нормальное функционирование
большинства органов и тканей. Если же число измененных клеток достаточно велико, то происходит заметное повреждение, приводящее к частичной или полной утрате функции органов и тканей.
Патогенетические факторы, ввиду поражения практически всех клеток организма, достаточно многообразны. Тошнота и рвота при облучении возникают из-за раздражения рецепторов зоны рвотного центра веществами, появляющимися в крови после радиационного воздействия (биогенные амины, регуляторные пептиды, простагландины и другие биорегуляторы).
Спазмы и боли в области живота, тенезмы и диарея связаны с усилением моторной и секреторной функции кишечника, а также угнетением процессов реабсорбции жидкости из его просвета. Механизм этих нарушений также напрямую связан с расстройствами нейрогуморальной регуляции функций желудочно-кишечного тракта – гиперпродукцией биогенных аминов (прежде всего, серотонина и гистамина), простагландинов.
Лучевой эндотоксикоз при костномозговой форме острой лучевой болезни обусловлен продуктами перекисного окисления липидов и клеточного распада, эндотоксинами кишечной микрофлоры, а также освобождающимися после облучения биологически активными веществами (гистамина, серотонин и другими биологическими веществами, образовавшимися в избытке). Предполагается, что основной причиной постлучевого эндотоксикоза является избыточное поступление в кровь, лимфу, органы и ткани токсичных продуктов бактериального происхождения из кишечника.
Ведущим фактором снижения количества клеток крови и их функциональной активности является повреждение стволового пула кроветворения. При длительном радиационном воздействии вследствие повреждения стволовых кроветворных клеток снижается их митотическая активность и уменьшается выход клеток для деления и созревания.
Диагностика лучевой болезни осуществляется на основании сбора жалоб, данных анамнеза, клинического осмотра, применения лабораторных и инструментальных методов обследования. Диагностика направлена на определение клинической формы заболевания, тяжести состояния и возникающих осложнений.
Из анамнеза можно выяснить наличие контактов с источниками радиации (работа на атомных станциях, врачом-рентгенологом, военная служба в соответствующих войсках).
Диагностика стоится на основании данных о контакте с радиоисточником и развитии после этого соответствующих клинических признаков. Подтверждение поражающего влияния на органы человека, систему кроветворения и степень поражения осуществляется при помощи лабораторных исследований и приборов радиоконтроля.
При костномозговой форме в костном мозге обнаруживают клетки с признаками пикноза ядер (сморщивание ядер клетки), апоптоза, цитолиза, снижение митотического индекса. В целом в миелограмме выявлются признаки угнетения всех ростков кроветворения. Обнаруживается увеличение доли клеток с хромосомными повреждениями. К концу начального периода острой лучевой болезни может развиться довольно выраженное снижение числа клеток в костном мозге, особенно наиболее молодых стадий их созревания. В общем анализе крови регистрируются анемия, тромбоцитопения, снижение числа ретикулоцитов (предшественников эритроцитов), прогрессирующее снижение числа лимфоцитов, ускорение СОЭ.
При тяжелой и крайне тяжелой степени в крови количество лейкоцитов снижено до 0,1- 0,5 х 109/л и даже до единичных; тромбоцитов - до 10 - 20 тыс.; эритроциты снижены до 1-2 х 1012л; СОЭ достигает 50-70 мм/ч.
Обширные геморрагии определяются при снижении количества тромбоцитов ниже 30 х 109 /л.
Инструментальные обследования носят вспомогательный характер и служет для диагностики возникающих осложнений. Применяются ЭКГ, УЗИ органов брюшной полости, малого таза и щитовидной железы, рентгенография, КТ и МРТ легких и других органов.
Основные используемые лабораторные исследования:
Основные используемые инструментальные исследования:
После перенесенного облучения применяются специальные средства лечения костно-мозгового и орофарингеального синдромов острой лучевой болезни, средства симптоматической терапии, а также методы консервативной терапии местных лучевых поражений. Препараты, применяемые в ранние сроки после радиационного воздействия с целью устранения симптомов поражения и ускорения восстановительных процессов в облученном организме, называются средствами раннего (догоспитального) лечения лучевых поражений. Они включают в себя средства профилактики и купирования проявлений первичной реакции на облучение, а также средства и методы ранней (или экстренной) патогенетической терапии радиационных поражений.
При комбинированном лучевом поражении проводятся противошоковые мероприятия, вводят обезболивающие средства, проводится специальная обработка раневых поверхностей при их загрязнении радионуклидами.
При развитии симптомов острой лучевой болезни и выраженной первичной реакции с тошнотой и рвотой назначают введение противорвотных препаратов.
Не позднее второго часа от момента облучения начинается этиотропное лечение - стимуляция кроветворения (беталейкин); при подтверждении вероятности развития лучевой болезни с помощью лабораторной диагностики назначается ежедневное введение гранулоцитарных или гранулоцитарно-макрофагальных колониеобразующих факторов (филгастим и др.).
Существуют противорадиационные препараты, которые предназначены для профилактики радиационных поражений и оказания неотложной медицинской помощи, при воздействии высоких уровней ионизирующего излучения и поступлении радионуклидов внутрь организма и радиоактивном загрязнении кожных покровов. К числу таких препаратов относятся:
К числу радиопротекторов относятся вещества, которые при профилактическом применении способны оказывать защитное действие, проявляющееся в сохранении жизни облученного организма или ослаблении степени тяжести лучевого поражения с пролонгацией состояния дееспособности и сроков жизни. Действие радиопротекторов направлено, прежде всего, на защиту костного мозга и других гемопоэтических тканей (с этим связано определение этой группы противолучевых средств как «миелопротекторов»), поэтому препараты этой группы применяют для профилактики поражений, вызываемых облучением в «костномозговом» диапазоне доз (1–10 Гр).
Для повышения радиорезистентности организма применяют иммуномодуляторы. Для ускорения выведения радиоактивного стронция из ЖКТ применяют ионообменные полимеры (полисурьмин, абсобар и др.), обладающие высокой избирательностью к ионам стронция и бария. Для выведения из организма плутония, урана и бериллия назначают тримефацин и унитиол.
Для борьбы с рвотой помимо латрана назначают новабан, этаперазин и церукал. Для купирования постлучевой диареи назначают имодиум, метацин, дипидолор.
При некротической энтеропатии назначают антибиотики.
Дезинтоксикационные мероприятия заключаются в применении плазмозаменителей - полиглюкина, гемодеза, поливисолина и других препаратов.
Для лечения геморрагического синдрома и анемии переливают тромбоцитарную массу и вводят препараты, стимулирующих рост клеток крови (нейпоген, лейкомакс, эритропоэтин и др.)
Хорошее терапевтическое действие при лучевых поражения кожи оказывают антиоксиданты и противовоспалительные препараты (ретинол-ацетат, мази с новокаином и анестезином).
К основным осложнениям лучевой болезни относят повреждение кишечника (некротическая энтеропатия), присоединение различных бактериальных инфекций и грибковых заболеваний. Источником инфекционных осложнений при лучевых поражениях чаще всего является собственная микрофлора, обитающая в просвете желудочно-кишечного тракта, в дыхательных путях, на коже и слизистых оболочках - стафилококки, кишечная палочка, протей, синегнойная палочка. К наиболее частым типам инфекционных осложнений острой лучевой болезни относятся язвенно-некротический тонзиллит, бронхит, очаговая пневмония, язвенно-некротические поражения кожи и слизистых оболочек. Вирусная инфекция и грибковые поражения присоединяются в тяжелых случаях.
Остаточные явления представляют собой последствия неполного восстановления повреждений и появляются лейкопенией и анемией.
Отдаленные последствия – это патологические процессы, которые в силу достаточно длительного скрытого периода своего развития в период разгара острой лучевой болезни не проявлялись, а дают о себе знать позже. Это катаракта, склеротические изменения, дистрофические процессы, новообразования, сокращение продолжительности жизни, бесплодие.
В результате мутагенного действия радиации на половые клетки облученных родителей у их детей возникают генетические последствия.
Главным условием сохранения жизни и здоровья людей является недопущение сверхнормативного облучения. Это достигается проведением технических и организационных мероприятий, направленных на реализацию трех основных принципов защиты от негативных эффектов ионизирующих излучений – «защиты временем», «защиты расстоянием» и «защиты экранированием». К индивидуальным средствам защиты относят – специальные комбинезоны, респираторы (предупреждение заглатывания радиоактивной пыли), очки. Для отслеживания полученной дозы радиации сотрудники должны иметь счетчики радиации.