Повреждения, вызванные действием ионизирующей радиации

Различные виды лучистой энергии широко используются в науке, технике, диагностической и лечебной медицине. Источниками такой энергии являются специальные установки: ядерные реакторы, диагностические гамма-установки, бетатроны, медицинская и промышленная рентгеновская аппаратура, а также радиоактивные изотопы. Практическое значение имеют лишь некоторые виды ионизирующих излучений (нейтроны, g- и рентгеновские лучи).

Нейтроны – нейтральные, т.е. не содержащие электрического заряда, частицы атомного ядра. Они обладают большой проникающей способностью и образуются при ядерных реакциях.

g -Лучи – электромагнитное излучение с длиной волны в диапазоне от 10^–10 до 10^–13 см и менее, возникающее при распаде ядра атомов. g-Лучи больших энергий (жесткое излучение) проникают практически сквозь любые преграды. В результате своих физических свойств они могут действовать на все органы и ткани.

Рентгеновское излучение имеет ту же природу, что и g-лучи, но получается чаще искусственным путем в рентгеновской трубке и имеет несколько бóльшую длину волны – от 10^–8 до 10^–10 см. Проникающая их способность обычно меньше. Для медицинской диагностики и лечения применяется мягкое рентгеновское излучение (жесткое используется только в промышленности).

b -Частицы (b -лучи) – поток электронов, возникающих при радиоактивном распаде и движущихся со скоростью, близкой к скорости света. Эти частицы обладают способностью проникать через кожные покровы на глубину до 1 см. Значительная их часть может задерживаться одеждой.

a -Частицы (a -лучи) – ядра атомов гелия, образующиеся при некоторых реакциях атомного распада. Имеют малую проникающую способность и полностью задерживаются одеждой; представляют опасность лишь при облучении организма изнутри вследствие попадания в него веществ a-излучателей.

Радиационные поражения, которые встречаются в практике судебно-медицинского эксперта, возникают, как правило, в производственных условиях, обычно при нарушении правил техники безопасности или в медицинской практике при проведении лучевой терапии. Они чаще относятся к несчастным случаям, однако в литературе описаны случаи убийств и умышленного причинения вреда здоровью с помощью радиоактивных веществ.

Ионизирующее излучение оказывает специфическое повреждающее действие на клетки живого организма. Первичное влияние радиации вызывает ионизацию молекул и радиолиз воды; в результате образуются ионы и свободные радикалы, вступающие в химические реакции с биологическими системами, – денатурирующие белки, инициирующие перекисное окисление липидов и повреждающие ДНК. Последующее повреждающее действие излучения связано с влиянием радиации на клеточные структуры (повреждение клеточных органелл, изменение обмена веществ, образование комплекса радиотоксинов, которые подавляют митотическую активность, что приводит к необратимым изменениям хромосомного аппарата и в конечном результате к гибели клетки).

Ионизирующее излучение подавляет деление клеток прежде всего там, где его темпы в норме высоки, – в костном мозге и лимфоидных фолликулах, в коже, желудочно-кишечном тракте, половых железах.

Основным фактором, определяющим тяжесть радиационного поражения, является величина поглощенной дозы излучения. В зависимости от этого условно выделяются следующие формы радиационных поражений: костномозговая (поглощенная доза до 10 Гр); кишечная (10–20 Гр); токсемическая (20–80 Гр); церебральная (более 80 Гр). Три последние формы практически всегда заканчиваются летальным исходом. При костномозговой форме смерть может наступить при дозах поглощения радиации выше 6 Гр. При однократном получении дозы 50 Гр смерть, как правило, наступает в течение 2 сут. Поглощенная доза свыше 150 Гр может вызвать мгновенную смерть («смерть под лучом») от паралича жизненно важных центров головного мозга и коллапса.

Кроме дозы поглощения, особенности клинического течения радиационных поражений зависят от вида излучения и особенностей облучения – внешнее или внутреннее; от удаленности человека от источника внешнего облучения, локального или общего распределения дозы радиации; от локализации части тела, подвергшейся облучению; от однократного или дробного облучения; от своевременности и характера оказанных лечебных мероприятий.

Лучевая болезнь – генерализованное поражение организма, связанное с действием ионизирующих излучений. Выделяют острую и хроническую формы заболевания.

Острая форма лучевой болезни возникает при однократном интенсивном облучении всего тела либо значительных его областей ионизирующей радиацией или при одномоментном попадании внутрь организма больших количеств радиоактивных веществ (общая разовая доза поглощения более 1–2 Гр).

Внешнее облучение a- и b-лучами, проникающая способность которых невысока, приводит к поражению наружных покровов тела (кожи и слизистых оболочек). Типичная картина лучевой болезни возникает при внешнем облучении нейтронами и g-лучами.

Выделяют 3 периода лучевой болезни:

1. Период первичной реакции характеризуется появлением общего недомогания (слабость, головная боль, тошнота, рвота, расстройства желудочно-кишечного тракта, повышение температуры тела и др.), изменениями клеточного состава (количество лейкоцитов вначале увеличивается, а затем уменьшается) и биохимических свойств крови. Данный период длится 2–3 нед после облучения.

2. Скрытый период проявляется некоторым улучшением самочувствия (мнимое субъективное благополучие), что создает видимость выздоровления. Однако в этот период происходят дальнейшие изменения крови (угнетение кроветворения, резкое падение количества лейкоцитов). Продолжительность его 2–4 нед. В тяжелых случаях после скрытого периода появляются тяжелые болезненные расстройства и наступает смерть.

3. Период выраженных клинических симптомов характеризуется резким ухудшением общего состояния (повышение температуры тела, анемия, массивные внутренние кровоизлияния, расстройства со стороны желудочно-кишечного тракта). В связи с грубыми нарушениями системы неспецифической резистентности и иммунной системы присоединяется инфекция с исходом в сепсис.

Исходом лучевой болезни являются выздоровление (в тяжелых случаях оно длится несколько месяцев и сопровождается периодическими ухудшениями состояния) или наступление смерти.

Морфологические изменения при смерти в первые часы после облучения (при очень высоких дозах ионизирующих излучений) сводятся к картине быстро наступившей смерти с резко выраженными гемодинамическими расстройствами (отек легких, застойное полнокровие внутренних органов и др.). Помимо картины резкого нарушения микроциркуляции, обнаруживают первично-лучевые повреждения нервных клеток, степень выраженности которых не связана с интенсивностью сосудистых расстройств. При более продолжительном течении заболевания отмечают кариорексис клеток фолликулов лимфоидных органов, а также герминативных элементов костного мозга.

Относительно специфические морфологические изменения наблюдаются при гибели пострадавшего в период выраженных клинических симптомов, однако уже в латентном периоде наблюдаются тяжелые дегенеративные изменения со стороны костного мозга и других быстро обновляющихся тканей. В дальнейшем развивается картина, сходная с таковой при апластической анемии, т.е. тяжелейшее расстройство систем гемокоагуляции, неспецифической резистентности и собственно красной крови – признаки тяжелого геморрагического диатеза, некротических и гангренозных процессов в органах, контактирующих с внешней средой (полость рта, миндалины, желудочно-кишечный тракт и т.п.). На вскрытии отмечаются резкое общее истощение с нередким наличием пролежней; атрофия и слущивание эпидермиса, атрофия волосяных фолликулов и сальных желез, что клинически проявлялось алопецией и различными дерматозами; наличие множественных кровоизлияний в коже, мягких тканях и внутренних органах; запустевание костного мозга и делимфатизация лимфоидных органов; прекращение митотического деления и гибель генеративного эпителия в половых железах, бесплодие и тератогенез; ареактивные дистрофические и некротические изменения внутренних органов и тканей; разнообразные инфекционные поражения.

При гистологическом исследовании выявляется значительное нарушение микроциркуляции в виде пареза и неравномерного полнокровия сосудистого русла, плазматического пропитывания и фибриноидного некроза стенок резистивных сосудов. Характерно несоответствие степени некротических и дистрофических изменений органов выраженности тканевой реакции (следствие прекращения или резкого угнетения миело- и лимфопоэза).

Наступление смерти обычно связано с гипоплазией кроветворных органов и развитием инфекционных осложнений или с массивными кровоизлияниями в жизненно важные органы.

При выживании возможно развитие отдаленных последствий облучения в виде апластической анемии, опухолей, бесплодия, тератогенеза, лучевой катаракты.

Хроническая форма лучевой болезни развивается вследствие неоднократных длительных внешних облучений малыми дозами или при периодическом попадании внутрь организма незначительных количеств радиоактивных веществ.

В этом случае смерть наступает почти всегда от инфекционных осложнений при явлениях медленно развивающегося подавления гемопоэза, выраженного геморрагического диатеза и снижения иммунной защиты организма. Нередко в исходе хронической лучевой болезни развиваются радиогенные опухоли, среди которых первое место принадлежит лейкозам. Наблюдается также тяжелое диффузное поражение нервной системы, выражающееся при жизни кахексией, астеническим синдромом и разнообразными эндокринными расстройствами.

При заражении радиоактивными веществами пищевых продуктов более яркая картина лучевых дистрофий и даже некрозов отмечается в печени и других органах желудочно-кишечного тракта (соответственно путям распространения зараженных воды и пищевых продуктов).