Влияние ионизирующего излучения на иммунную систему человека. Иммунная реактивность при облучении ионизирующей радиацией. Иммунная реактивность и питание

Радиационная иммунология изучает действие ионизирующих излучений на иммунитет. Более подробно радиационная иммунология исследует нарушения и способы восстановления антимикробного иммунитета, особенности взаимодействия облученного организма с микробами, роль инфекционных осложнений и аутоиммунных механизмов в патогенезе, лечении и исходе лучевой болезни, влияние радиации на трансплантационный иммунитет, проблемы, связанные с возникновением так называемых радиационных химер, с возможностью преодоления биологической несовместимости в облученном организме, с использованием пересадки клеток кроветворных органов для лечения лучевой болезни (см.).

Действие ионизирующих излучений на иммунологическую реактивность проявляется в резком угнетении основных механизмов иммунитета. Повышается проницаемость биологических барьеров, снижается бактерицидность крови и тканей, уменьшается фагоцитарная активность клеток, резко угнетается образование антител. При острой лучевой болезни организм оказывается фактически безоружным не только перед патогенными, но и условно патогенными микроорганизмами. Постоянным спутником лучевой болезни является эндогенная инфекция с бактериемией за счет микробов - обитателей кишечника, дыхательных путей и др. Непосредственной причиной гибели облученного организма зачастую служит аутоинфекция. Экзогенные инфекционные заболевания протекают очень тяжело, характеризуются генерализацией процесса и накоплением возбудителей в тканях. Предупреждение и лечение инфекционных осложнений - обязательное мероприятие в комплексной терапии лучевой болезни.

В результате действия радиации на клетки и ткани изменяются их антигенные свойства. Это обстоятельство и циркуляция тканевых антигенов в крови приводят к появлению аутоантител и к аутосенсибилизации. Однако значение аутоиммунного механизма в общей картине лучевого поражения окончательно еще не выяснено.

Радиационная иммунология занимается также вопросами трансплантационного иммунитета. Облучение, угнетая трансплантационный иммунитет, обеспечивает приживление и размножение пересаженных от донора клеток кроветворных органов. Однако в связи с иммунологической компетентностью кроветворных тканей возможно возникновение иммунологической реакции трансплантированных клеток против клеток хозяина («трансплантат против хозяина»). Этим объясняется развитие на 4-8-й неделе после трансплантации «вторичной болезни», проявляющейся у животных дерматитом, выпадением шерсти, истощением, ведущим к гибели. У человека «вторичная болезнь» имеет сходную симптоматику. Многие исследователи считают вероятной и реакцию по типу «хозяин против трансплантата». Радиационная иммунология изыскивает средства предупреждения развития «вторичной болезни», что важно не только для терапии лучевой болезни, но и в более широком плане для решения проблемы биологической несовместимости тканей.

Источники ионизирующего излучения (радионуклиды) могут находиться вне организма и (или) внутри его. Если животные подвергаются воздействию излучения извне, то говорят о внешнем облучении, а воздействие ионизирующих излучений на органы и ткани от инкорпорированных радионуклидов называют внутренним облучением. В реальных условиях чаще всего возможны различные варианты и внешнего, и внутреннего облучения. Такие варианты воздействия называются сочетанными радиационными поражениями.

Доза внешнего облучения формируется главным образом за счет воздействия г-излучения; б- и в-излучения не вносят существенного вклада в общее внешнее облучение животных, так как они в основном поглощаются воздухом или эпидермисом кожи. Радиационное поражение кожных покровов в-частицами возможно в основном при содержании скота на открытой местности в момент выпадения радиоактивных продуктов ядерного взрыва или других радиоактивных осадков.

Характер внешнего облучения животных во времени может быть различным. Возможны разные варианты однократного облучения, когда животные подвергаются радиационному воздействию в течение короткого промежутка времени. В радиобиологии принято считать однократным облучением воздействие радиации на протяжении не более 4 сут. Во всех случаях, когда животные подвергаются внешнему облучению с перерывами (они могут быть различными по продолжительности), имеет место фракционированное (прерывистое) облучение. При непрерывном длительном воздействии ионизирующего излучения на организм животных говорят о пролонгированном облучении.

Выделяют общее (тотальное) облучение, при котором радиационному воздействию подвергается все тело. Этот вид облучения имеет место, например, при обитании животных на территории, загрязненной радиоактивными веществами. Кроме того, в условиях специальных радиобиологических исследований может осуществляться местное облучение, когда радиационному воздействию подвергается та или иная часть тела! При одной и той же дозе облучения наиболее тяжелые последствия наблюдаются при общем облучении. Например, при облучении всего тела животных в дозе 1500 Р отмечается практически 100%-ная их гибель, тогда как облучение ограниченного участка тела (головы, конечностей, щитовидной железы и т. д.) каких-либо серьезных последствий не вызывает. В дальнейшем рассматриваются последствия только общего внешнего облучения животных.

Влияние ионизирующей радиации на иммунитет

Малые дозы радиации, по-видимому, не оказывают заметного влияния на иммунитет. При облучении животных сублетальными и летальными дозами происходит резкое снижение резистентности организма к инфекции, что обусловлено рядом факторов, среди которых важнейшую роль играют: резкое повышение проницаемости биологических барьеров (кожи, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и др.), угнетение бактерицидных свойств кожи, сыворотки крови и тканей, снижение концентрации лизоцима в слюне и крови, резкое уменьшение числа лейкоцитов в кровеносном русле, угнетение фагоцитарной системы, неблагоприятные изменения биологических свойств микробов, постоянно обитающих в организме, -- увеличение их биохимической активности, усиление патогенных свойств, повышение резистентности и др.

Облучение животных в сублетальных и летальных дозах приводит к тому, что из крупных микробных резервуаров (кишечник, дыхательные пути, кожа) в кровь и ткани поступает огромное количество бактерий.! При этом условно выделяют период стерильности (его продолжительность одни сутки), в течение которого микробов в тканях практически не обнаруживается; период обсемененности регионарных лимфатических узлов (обычно совпадает с латентным периодом); бактериемический период (длительность его 4--7 дней), который характеризуется появлением микробов в крови и тканях, и, наконец, период декомпенсации защитных механизмов, в течение которого отмечается резкое возрастание количества микробов в органах, тканях и крови (этот период наступает за несколько дней до гибели животных).

Под действием больших доз радиации, вызывающих частичную или полную гибель всех облученных животных, организм оказывается безоружным как к эндогенной (сапрофитной) микрофлоре, так и к экзогенным инфекциям. Считают, что в период разгара острой лучевой болезни и естественный, и искусственный иммунитет сильно ослаблен. Однако имеются данные, указывающие на более благоприятный исход течения острой лучевой болезни у животных, подвергшихся иммунизации до воздействия ионизирующего излучения. Вместе с тем экспериментально установлено, что вакцинация облученных животных отягощает течение острой лучевой болезни, и по этой причине она противопоказана до разрешения болезни. Напротив, через несколько недель после облучения в сублетальных дозах выработка антител постепенно восстанавливается, и поэтому уже через 1--2 мес после радиационного воздействия вакцинация вполне допустима.

лиферагивной активности (скорости деления) этих клеток, темпов деления и созревания в отделах морфологически распознаваемых предшественников. Показано, что после облучения темп пролиферации стволовых клеток усиливается, вследствие чего время удвоения их числа сокращается с 5-6 сут. до 1 суток.

Глубина и продолжительность аплазии кроветворной ткани оказывается тем больше, чем выше доза облучения. Однако из этого правила имеются исключения. После облучения в высоких дозах (у человека – 5,5 Гр) темп восстановления миелоидного ростка кроветворения оказывается существенно выше, и количество клеток в костном мозге и крови восстанавливается до контрольного уровня раньше, чем после воздействия в дозах 2-3 Гр, несмотря на то что степень опустошения в первом случае была гораздо сильнее. Причина этого явления не вполне ясна.

В случае неравномерного облучения или полного экранирования отдельных участков тела поражение органов кроветворной системы модифицируется за счет миграции клеток из менее облученных отделов. Этот механизм обеспечивает более быструю репопуляцию облученных органов, чем при общем равномерном облучении.

Стромальные элементы костного мозга довольно радиорезистентны. В первые недели после облучения в дозах, при которых развитие патологического процесса связано главным образом с поражением кроветворной системы, покоящиеся стромальные фибробласты мало повреждаются. Сохраняется, а иногда и возрастает их функциональная активность как продуцентов простагландина Е и колониестимулирующих факторов (КСФ). Поэтому при общем облучении в дозах, при которых сохраняется совместимое с выживанием число СКК, повреждения стромальных элементов мало выражены, и значение их в развитии аплазии костного мозга невелико. При облучении в более высоких дозах (порядка 100 Гр), применяемых, в частности, при лучевой терапии опухолей, часть зрелых фибробластов погибает, в то же время секреция ими простагландина Е и КСФ повышается.

Что касается родоначальных для фибробластов клеток (КОЕ-Ф), то они у человека достаточно радиочувствительны: D0 = 1,3 Гр. Кроме того, в периоде, когда костномозговое кроветворение восстанавливается, КОЕ-Ф пролиферируют очень вяло. Эти особенности могут иметь значение для развития отдаленных изменений в системе кроветворения, таких как апластическая анемия и т.п.

При морфологическом исследовании после облучения в высоких дозах (порядка 10 Гр) уже через несколько часов в красном костном мозге

наблюдают повреждения ядер клеток: пикноз, кариорексис (апоптоз), кариолизис. Иногда разрушается и цитоплазма (цитолиз). Костномозговые синусы расширяются, эритроциты выходят в паренхиму костного мозга. Еще через несколько часов начинается процесс фагоцитоза поврежденных миелокариоцитов: фрагменты ядер, а иногда и цельные клетки, обнаруживают в костномозговых макрофагах. У крыс уже через 1-2 сутки после сверхлетального облучения костный мозг очищается от продуктов клеточного распада, остаются лишь стромальные элементы. Развитие некротических изменений в клетках костного мозга сопровождается сосудистыми реакциями, и гистологическая картина костного мозга может быть охарактеризована как воспаление с характерными для него фазами альтерации, экссудации, а в последующем – развития репарационных процессов. В опустошенной отечной строме костного мозга наблюдаются геморрагии. Костный мозг через 3 суток после облучения в сверхлетальной дозе выглядит как «озеро крови». Незадолго перед смертью в костном мозге обнаруживаются бактерии.

При более низких дозах облучения изменения менее выражены. В случаях, заканчивающихся выздоровлением, вначале появляются отдельные очаги кроветворения, со временем они сливаются. У человека через 2 суток после облучения в дозах 2-6 Гр гистологическое исследование срезов костного мозга позволяет обнаружить снижение количества клеток эритроидного и гранулоцитарного ростков в 1,5-2 раза по сравнению с нормой, участки с обнаженной стромой, отечность основного вещества, мелкие кровоизлияния.

Позднее в костном мозге наблюдается прогрессирующее нарастание содержания стромальных элементов: фибробластов, ретикулярных клеток, макрофагов. После облучения в дозах 2-4 Гр в начале второй недели в период, соответствующий описанному ранее абортивному подъему, отмечается повышение митотической активности клеток костного мозга, увеличивается количество недифференцированных клеток. К концу третьей недели обнаруживается увеличение числа клеток гранулоцитарного и эритроидного ростков. При более высоких дозах облучения проявления абортивного подъема выражены значительно слабее.

С конца третьей недели после облучения в дозах более 2-3 Гр в костном мозге прогрессирует аплазия, проявляющаяся жировой атрофией. Площадь жировой ткани на срезах костного мозга может достигать 80%. Одновременно обнаруживаются и признаки регенерации: микроочаги недифференцированных клеток и клеток ранних генераций эритроидного и миелоидного ростков, а также усиление пролиферации стромальных клеток. В последующем очаги кроветворной ткани разрастаются

3.5. Действие ионизирующих излучений на критические системы организма

достаточно быстро, обеспечивая восстановление функции кроветворения.

Даже спустя год после облучения в дозах 2-4 Гр структура костного мозга восстанавливается не полностью. Сохраняются крупные очаги жировой дистрофии, увеличено по сравнению с нормой количество стромальных клеток, гемопоэтическая ткань в паренхиме костного мозга представлена не диффузно, а отдельными крупными очагами. После радиационного воздействия в дозах 5 Гр и выше в эти сроки в костном мозге наблюдаются распространенные очаги гипоплазии.

Морфологические изменения костномозговых клеток, связанные с их непосредственным повреждением (пикноз ядра, кариорексис, разрушение или отечность ядра), обычно удается зарегистрировать в первые часы после облучения. Разрушенные клетки довольно быстро удаляются. Позже начинают обнаруживаться клетки с аномалиями, связанными с нарушениями митозов: гигантские клетки, клетки с гиперсегментированным ядром, с аномальными митотическими фигурами (мосты в анаили телофазе), хромосомные фрагменты в интерфазных клетках. Максимум выхода этих клеток приходится на 12-24 ч после облучения. К третьему дню большинство таких клеток также исчезает.

3.5.3. Постлучевые изменения морфологического состава периферической крови

Убыль числа функциональных клеток начинается, когда последние клетки, поступившие к моменту облучения в созревающий отдел, выйдут в периферическую кровь, то есть через срок, соответствующий времени прохождения клеток через этот отдел в норме. Содержание в крови нейтрофильных гранулоцитов, прохождение которых через отдел созревания составляет 5-6 суток, начинает снижаться именно с этого времени.

Скорость уменьшения числа клеток в крови тем выше, чем короче продолжительность их циркуляции после выброса из костного мозга. Довольно большой срок между облучением и развитием максимальной нейтропении (это происходит к концу третьей недели) объясняется тем, что с середины второй недели после облучения в периферической крови развивается абортивный подъем содержания гранулоцитов.

Причины выброса в кровь в это время значительного числа зрелых нейтрофильных клеток связывают с влиянием на костный мозг экстрамедуллярных факторов, в частности, с возрастанием в крови на ран-

них сроках после облучения содержания катехоламинов и других биологически активных веществ.

В динамике изменения числа нейтрофилов крови после облучения можно выделить несколько фаз:

− начальный или первичный нейтрофилез;

− лаг-фаза (в это время естественный выход в ткани нейтрофилов крови компенсирован поступлением этих клеток из пула созревания);

− первичное опустошение;

− абортивный подъем;

− вторичное опустошение;

− восстановление.

Лимфоциты погибают уже в ранние сроки после облучения; соответственно их уровень в периферической крови быстро снижается.

Рис. 11. Динамика изменений числа гранулоцитов в крови после общего облучения (по С. Киллмэну, 1974):

1 – первичный нейтрофилез; 2 – лаг-фаза; 3 – первичное опустошение; 4 – абортивный подъем; 5 – вторичное опустошение; 6 – восстановление

При резком снижении после облучения общего числа лейкоцитов в крови можно говорить о не менее глубоком уменьшении абсолютного количества моноцитов.

Содержание тканевых макрофагов в течение первой недели после облучения существенно не меняется. Функциональная активность этих клеток также не изменяется или даже оказывается повышенной. В то же время загруженность этих клеток продуктами тканевого распада снижает эффективность их участия в системе противомикробной защиты. В периоде выраженных клинических проявлений лучевого поражения число клеток системы мононуклеарных фагоцитов снижается.

3.5. Действие ионизирующих излучений на критические системы организма

Динамика содержания тромбоцитов после облучения имеет сходство с изменениями количества нейтрофилов. Абортивный подъем бывает выражен только после облучения в сравнительно невысоких (примерно до 3,5 Гр) дозах. В фазе вторичного опустошения наблюдается глубокая тромбоцитопения: к концу 3-4-й недели после облучения в среднелетальных дозах количество тромбоцитов достигает 5-8% от нормального уровня.

Содержание эритроцитов после облучения уменьшается в медленном темпе и умеренно, поскольку зрелые эритроциты достаточно радиорезистентны, а продолжительность жизни этих клеток составляет около 100 дней. Даже при полном прекращении их образования число эритроцитов в крови вследствие естественного отмирания снижается примерно на 1% за день (если нет осложняющих ситуацию кровотечений).

Глубина цитопении прямо зависит от дозы облучения. При дозах порядка 5-6 Гр нейтрофилы и тромбоциты могут вовсе не обнаруживаться в мазках периферической крови. Промежуток времени, необходимый для восстановления числа этих клеток до исходного уровня после облучения в высоких дозах, может оказаться, как об этом уже говорилось при характеристике изменений в кроветворных органах, короче, чем при воздействии меньших доз.

Кроме количественных сдвигов в клетках крови после облучения обнаруживаются и морфологические изменения: гомогенизация ядер лимфоцитов, появление лимфоцитов с микроядрами, гигантских гиперсегментированных нейтрофилов, гигантских тромбоцитов.

3.5.4. Влияние облучения на иммунную систему

Основной функцией иммунной системы является защита организма от воздействия чужеродных антигенов и контроль за поддержанием генетического постоянства внутренней среды организма. Эту функцию иммунная система выполняет с помощью естественных и адаптивных (приобретенных) механизмов. В основе естественного иммунитета лежит действие неспецифических механизмов, связанных с функционированием клеточных (нейтрофилы, макрофаги, ЕК-клетки (естественные киллеры) и др.) и гуморальных (комплемент, лизоцим, интерфероны и др.) факторов. Факторы естественного иммунитета относительно радиоустойчивы и поражаются лишь при очень высоких дозах облучения. Специфический иммунитет, основанный на свойствах

Т- и В-лимфоцитов избирательно отвечать на чужеродные вещества, напротив, высоко чувствителен к действию радиации.

Лимфоциты относятся к числу наиболее радиочувствительных клеток в организме, и гибель их отмечается уже после радиационного воздействия в десятых долях грея. При этом погибают не только молодые делящиеся клетки, но и (исключение из правила Бергонье и Трибондо) зрелые лимфоциты, которые в обычных условиях (без антигенной стимуляции) не делятся. Среди радиочувствительных клеток, подверженных интерфазной гибели при дозах, близких или даже более низких, чем вызывающие репродуктивную гибель стволовых кроветворных клеток, выделяются Т-лимфоциты (Т-хелперы и Т-супрессоры), В-лимфоциты и тимоциты вилочковой железы. Радиочувствительность В-лимфоцитов выше, чем Т-лимфоцитов, а радиационная устойчивость Т-супрессоров несколько больше, чем Т-хелперов. Тимоциты также различаются по своей радиочувствительности: максимальная радиопоражаемость отмечается у камбиальных клеток, а наибольшая радиорезистентность – у эпителиальных клеток. Кроме того, среди Т-лимфоцитов имеется сравнительно небольшая популяция радиоустойчивых клеток, которые сохраняют свою функциональную активность после облучения в весьма высоких дозах (6-10 Гр, а по некоторым данным – до 20 Гр). Эти клетки являются одновременно кортизонорезистентными. Их содержание составляет около 3-8% от всех Т-лимфоцитов, и, возможно, они представляют собой Т-клетки памяти.

С высокой радиочувствительностью зрелых популяций лимфоцитов крови и их интерфазной гибелью в первый день после воздействия ионизирующего излучения связано и быстрое развитие лимфопении после облучения. Интерфазная гибель лимфоцитов не связана с моментом клеточного митоза, она начинается через 6 часов и завершается через 3 суток после радиационного воздействия. Разрушение лимфоцитов после облучения происходит как в лимфоидных органах (тимус, лимфатические узлы, селезенка, лимфоидные образования в кишечнике), так и в периферической крови и лимфе. В результате можно обнаружить снижение числа лимфоцитов в крови уже через десятки минут после облучения, а к 3-м суткам число лимфоцитов снижается до минимальных величин. Глубина снижения уровня лимфоцитов, так же как и других клеток периферической крови, прямо зависит от дозы облучения. Следует подчеркнуть, что послерадиационное падение числа лимфоцитов, наряду с гранулоцитопенией, является основной причиной развития синдрома инфекционных осложнений в периоде разгара острой лучевой болезни.

3.5. Действие ионизирующих излучений на критические системы организма

Таблица 37 – Радиочувствительность некоторых клеток иммунной системы человека

(по данным А.А. Ярилина, 1989, 1997; Т. Szepesi, Т.М. Fliedner, 1989)

Воздействие радиации на лимфоидную ткань приводит не только к гибели лимфоцитов, но и вызывает значительные изменения их функциональной активности. Это, в свою очередь, может приводить к извращению иммунного ответа как в ближайшие сроки, так и (что особенно важно) в отдаленном периоде после лучевого воздействия.

Так, уже в ближайшие минуты-часы после облучения как для В-лим- фоцитов, так и особенно для Т-лимфоцитов, характерна утрата имеющихся на их поверхности клеточных рецепторов для различных антигенов, что связано с вмешательством ионизирующих излучений в процесс реаранжировки генов TCR (антигенраспознающего рецептора Т-лим- фоцитов). Пострадиационное изменение экспрессии молекул адгезии приводит к нарушению распределения лимфоцитов в крови и лимфоидных органах и фактически искажает пространственную организацию иммунной системы.

Уже в ранние сроки после облучения значительно снижается способность В-лимфоцитов к выработке специфических иммуноглобулинов в ответ на антигенную стимуляцию. Это угнетение прямо коррелирует с динамикой депопуляции лимфоидных органов, а наиболее выражено в случае введения антигена через 1-2 сут. после облучения. При введении антигена незадолго до облучения выработка антител может даже увеличиваться. В случае предварительной иммунизации перед воз-

действием радиации «вторичный ответ» на повторное введение антигена после облучения существенно не нарушается.

Еще одним ближайшим результатом радиационного воздействия является снижение пролиферативной активности Т-лимфоцитов, их миграционных свойств, способности инактивировать несингенные КОЕ. Гибель в результате облучения Т-лимфоцитов сопровождается снижением в организме их цитотоксических функций, что проявляется подавлением некоторых реакций гиперчувствительности замедленного типа, реакций типа «трансплантат против хозяина» и др. Выраженность угнетения этих реакций зависит в значительной мере и от уровня функциональной активности Т-лимфоцитов, которая оказывается подавленной уже после облучения в дозах 0,15-0,20 Гр.

Воздействие ионизирующих излучений приводит к нарушению баланса Т-хелперов классов Th1 и Th2, которые определяют соотношение клеточной опосредованной и гуморальной составляющей иммунного ответа, а также ряда проявлений иммунопатологии. Напомним, что продукты Th2 – интерлейкин-2, γ-интерферон, β-туморнекротический фактор – обеспечивают развитие клеточного иммунитета, а продукты Th2 – интерлейкин-4, -5, -10 – служат медиаторами гуморального ответа. Эти клетки находятся в соотношениях антагонизма, реализуемого с участием γ-интерферона и интерлейкина-10.

Дифференцировка Thl поддерживается макрофагами через выработку интерлейкина-12, а развитие Th2 регулируется интерлейкином-4. В свою очередь продукт Thl γ-интерферон стимулирует активность макрофагов.

3.5. Действие ионизирующих излучений на критические системы организма

Установлено, что чем выше зависимость иммунного ответа от тимуса, тем сильнее проявляется эффект радиации. Действие ионизирующих излучений на тимусзависимое звено иммунной системы складывается из непосредственного влияния на Т-клетки и опосредованного действия через строму тимуса. Активность стромы тимуса в ранние сроки после облучения может повышаться, а в более поздние, как правило, подавляется, что сопровождается ускоренной передачей полномочий тимуса периферическому отделу иммунной системы и развитием проявлений иммунологического старения.

В раннем пострадиационном периоде повышается и вероятность развития аутоиммунных реакций, выраженность которых нарастает с увеличением дозы облучения. Однако аутоиммунные процессы проявляются и в поздние сроки после лучевого воздействия, а также при действии малых доз радиации. Ряд исследователей полагают, что для малых доз и интенсивностей ионизирующих излучений развитие аутоиммунных процессов даже более характерно, чем для последствий облучения в высоких дозах.

При действии высоких доз ионизирующих излучений, убивающих большую часть лимфоцитов, нарушается формирование антигенраспознающего механизма. Клетки, обусловливающие селекцию тимоцитов, сильно различаются по своей радиочувствительности: эпителиальные клетки устойчивы к действию радиации в дозах до 8-10 Гр, а дендритные клетки погибают уже при дозах 2-4 Гр. В связи с этим процесс положительной селекции является относительно радиоустойчивым, а облучение в малых дозах даже может повышать его эффективность. Напротив, процесс отрицательной селекции нарушается уже при действии относительно малых доз радиации, вследствие чего часть аутореактивных клонов может сохраниться, и в последующем стать источником аутоагрессии. В поздние сроки после облучения могут страдать не только дендритные, но и эпителиальные клетки тимуса. Это связано с гибелью их относительно радиочувствительных предшественников – делящихся камбиальных клеток (D0 для них составляет 2,5-3,7 Гр). В результате этого снижается число прошедших дифференцировку Т-лимфоцитов, уменьшается общая численность тимоцитов (подобный процесс наблюдается при старении) и, как следствие, возрастает вероятность развития аутоиммунных и опухолевых процессов.

Еще одним фактором, приводящим к прогрессированию аутоиммунных процессов в облученном организме, является ранняя пострадиационная гибель специальной популяции супрессорных клеток, сдерживающих образование В1-клетками естественных аутоантител к

эндогенным субстанциям. Устранение этих клеток облучением, а они погибают уже при дозах 4-6 Гр, приводит к усилению выработки естественных аутоантител и, как следствие, развитию органоспецифических аутоиммунных процессов.

Важным аспектом действия ионизирующих излучений на иммунитет является также их влияние на систему цитокинов – продуктов активированных клеток иммунной системы, играющих ключевую роль в регуляции гемопоэза и межклеточного взаимодействия в ходе развития воспаления и иммунного ответа. Действие радиации на эту систему сильно зависит от природы клеток-продуцентов цитокинов. Так, образование лимфокинов in vivo подавляется в связи с массовой гибелью вырабатывающих их лимфоцитов, хотя сам по себе процесс продукции цитокина может стимулироваться радиацией (как это имеет место в случае с интерлейкином-2). В то же время воздействие ионизирующих излучений приводит к увеличению выработки интерлейкина-1, -6 и фактора некроза опухолей, макрофагами, стромальными и эпителиальными клетками тимуса. Стимуляция выработки этих цитокинов облучением особенно интересна, потому что интерлейкин-1 и фактор некроза опухолей, сами по себе обладают радиопротекторным действием, реализуемым при участии интерлейкина-6, а в сочетании с интерлейкином-1 радиозащитная активность проявляется также у гранулоцитарного и гранулоцитарно-макрофагального факторов. Эти факты, вероятно, свидетельствуют о том, что некоторые эффекты радиации направлены на ослабление или ликвидацию вызванных ею же последствий.

Таким образом, ионизирующие излучения существенным образом влияют на иммунную систему, вызывая широкий спектр ее реакций – от изменения регуляции иммунного ответа до гибели иммунокомпетентных клеток. Так, изменение экспрессии молекул адгезии, приводя к нарушениям распределения лимфоцитов, искажает пространственную организацию иммунной системы. Ее временная организация нарушается вследствие вмешательства радиации в процесс реаранжировки генов TCR, повреждения эпителия тимуса и связанного с этим «перевода иммунологических часов» в сторону старения.

3.5.5. Действие ионизирующей радиации на желудочно-кишечный тракт

В желудочно-кишечном тракте наиболее радиочувствительной является тонкая кишка, D0 для стволовых клеток эпителия тонкой кишки составляет около 1 Гр, тогда как в толстой кишке этот показатель до-

Арендный блок

Малые дозы радиации, по-видимому, не оказывают заметного влияния на иммунитет. При облучении животных сублетальными и летальными дозами происходит резкое снижение резистентности организма к инфекции, что обусловлено рядом факторов, среди которых важнейшую роль играют: резкое повышение проницаемости биологических барьеров (кожи, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и др.), угнетение бактерицидных свойств кожи, сыворотки крови и тканей, снижение концентрации лизоцима в слюне и крови, резкое уменьшение числа лейкоцитов в кровеносном русле, угнетение фагоцитарной системы, неблагоприятные изменения биологических свойств микробов, постоянно обитающих в организме, - увеличение их биохимической активности, усиление патогенных свойств, повышение резистентности и др.

Облучение животных в сублетальных и летальных дозах приводит к тому, что из крупных микробных резервуаров (кишечник, дыхательные пути, кожа) в кровь и ткани поступает огромное количество бактерий.! При этом условно выделяют период стерильности (его продолжительность одни сутки), в течение которого микробов в тканях практически не обнаруживается; период обсемененности регионарных лимфатических узлов (обычно совпадает с латентным периодом); бактериемический период (длительность его 4-7 дней), который характеризуется появлением микробов в крови и тканях, и, наконец, период декомпенсации защитных механизмов, в течение которого отмечается резкое возрастание количества микробов в органах, тканях и крови (этот период наступает за несколько дней до гибели животных).

Под действием больших доз радиации, вызывающих частичную или полную гибель всех облученных животных, организм оказывается безоружным как к эндогенной (сапрофитной) микрофлоре, так и к экзогенным инфекциям. Считают, что в период разгара острой лучевой болезни и естественный, и искусственный иммунитет сильно ослаблен. Однако имеются данные, указывающие на более благоприятный исход течения острой лучевой болезни у животных, подвергшихся иммунизации до воздействия ионизирующего излучения. Вместе с тем экспериментально установлено, что вакцинация облученных животных отягощает течение острой лучевой болезни, и по этой причине она противопоказана до разрешения болезни. Напротив, через несколько недель после облучения в сублетальных дозах выработка антител постепенно восстанавливается, и поэтому уже через 1-2 мес после радиационного воздействия вакцинация вполне допустима.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Эта тема принадлежит разделу:

Радиоактивная безопасность

Отбор проб продукции растениеводства. Влияние ионизирующей радиации на иммунитет. Степень изменения в кроветворных органах и в крови сосудов находится в прямой зависимости от дозы радиации. Организация радиологического контроля в ветеринарии

Как получить Налоговый вычет

Кто может вернуть деньги? Из чего вычитаем? Какую сумму можно получить? Сколько раз можно получить вычет? Когда вернутся деньги? Пример расчета. Оформление. Какие документы собрать?

Отчет по учебной практике в аптеке

Период прохождения практики я познакомилась с аптекой ООО «Здоровье». Изучила формирование компании ООО «Здоровье». Прошла инструктаж по технике безопасности

Типология СМИ

Типология - это классификация предметов или явлений по общности каких-либо признаков. При изучении журналистики важно профессионально грамотно уметь давать типологическое описание каждого конкретного издания или программы вещания.

Развитие ребенка в раннем возрасте. Ориентировочные показатели

Показатели развития ребенка в раннем возрасте. Показатели развития ребенка в младенческом возрасте. Ориентировочные показатели нервно-психического развития детей.

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.