Radiosensibilitatea țesuturilor, organelor, organismului. Radiosensibilitatea organismelor vii Radiosensibilitatea țesuturilor și organelor corpului
Radiosensibilitate- susceptibilitatea celulelor, țesuturilor, organelor sau organismelor la efectele radiațiilor ionizante (pentru molecule se folosește termenul radioactivitate). Măsura radiosensibilității este doza de radiație care provoacă un anumit nivel de moarte a obiectelor iradiate:
Pentru inactivarea celulelor - indicator D37 sau D0 pe curba de supraviețuire;
Pentru organisme - doza care provoacă moartea a 50% dintre indivizi pentru o anumită perioadă de observație ( LD 50) .
Utilizarea de radioprotectori sau radiosensibilizatori (inclusiv oxigen) modifică radiosensibilitatea celulelor sănătoase sau tumorale.
Caracteristica cantitativă a oricărui efect radiomodificator este „factorul de modificare a dozei” ( FID), care se calculează ca raport dintre dozele de radiații la fel de eficiente în prezența și absența unui agent radiomodificator. În acest caz, indiferent de direcția efectului de modificare (adică de întărire sau slăbire a efectului de radiație), se ia raportul dintre o doză mai mare și una mai mică. În cazul efectului oxigenului, valoarea PID este adesea denumită factor de amplificare a oxigenului ( CCU) (Oxygen Enhancement Ratio - OER).
Odată cu iradierea generală a animalelor, se observă o natură treptată a morții lor în anumite intervale de doze, din cauza eșecului anumitor organe sau sisteme critice responsabile de supraviețuirea în aceste intervale de doze, care se manifestă sub forma a trei sindroame principale de radiație - os. măduvei, intestinale și cerebrale.
Dezvoltarea sindroamelor de radiație este determinată de parametrii citocinetici ai sistemelor celulare de auto-reînnoire corespunzătoare - hematopoieza, intestinul subțire și sistemul nervos central (SNC).
Măduva osoasă și intestinele sunt exemple tipice de reînnoire activă a sistemelor celulare radiosensibile, în timp ce SNC, dimpotrivă, este organele radiorezistente (staționare) cel mai puțin divizate.
Radiosensibilitatea corpului este determinată cel mai adesea de deteriorarea măduvei osoase, deoarece sistemul critic responsabil pentru supraviețuirea la doze de până la 10 Gy este hematopoieza. Organul critic din următorul interval de la 10 la 100 Gy este intestinul subțire.
Determinanții celulari care determină gradul de deteriorare a radiațiilor la ambele sisteme critice de auto-reînnoire sunt măduva osoasă și celulele stem intestinale.
Reacțiile de radiație semnificative clinic care se dezvoltă pe termen scurt după iradiere la anumite doze (de prag) asociate cu devastarea celulară a sistemelor de auto-reînnoire care proliferează activ sunt combinate prin termenul efecte deterministe.
Pierderile celulare temporare, ușor de reînnoit, la doze mai mici, care nu provoacă reacții semnificative clinic ale organismului, se referă la efecte cvasi-deterministe.
Radiosensibilitatea tisulară este un concept relativ. În organele și țesuturile radiorezistente staționare sau slab proliferate sub influența iradierii, apar leziuni tipice ascunse ale radiațiilor (conservate, conservate), în special, aberații cromozomiale, care pot fi detectate în condiții de activare a diviziunii celulare, de exemplu, în proces. a regenerării post-traumatice.
Leziunile cauzate de radiații care se dezvoltă pe termen lung după iradiere din cauza morții celulelor funcționale ale țesuturilor slab proliferate, cum ar fi vasele de sânge, oasele și nervii, sunt efecte deterministe tardive.
Radiosensibilitatea organelor depinde de radiosensibilitatea țesuturilor care formează acest organ.
Criterii:
Masa organului scade
Scăderea activității funcționale (cu boală acută de radiații - slăbiciune musculară)
Devastarea organului de către celule specifice (în timpul iradierii plămânilor cu 60 Gy, apare pneumoscleroza la locul tumorii).
Clasificarea organelor după radiosensibilitate.- cele mai radiosensibile (organe limfoide, măduvă osoasă roșie, gonade, intestin subțire)
Gradul mediu de radiosensibilitate (piele, glande endocrine)
Radiorezistente (ficat, rinichi, creier)
10. Planificarea clinică și dozimetrică a radioterapiei. Metode de dozimetrie a radiațiilor ionizante
Principala sarcină clinică și dozimetrică este de a crea în corpul pacientului cea mai favorabilă distribuție spațială a dozelor de radiații absorbite preconizate atât pentru întregul curs de tratament, cât și pentru fiecare sesiune individuală de iradiere. Radioterapeutul planifică doza necesară de radiații pentru fiecare tumoră. În același timp, el este ghidat de legile radiobiologice prezentate mai sus și de rezultatele examinării pacientului.
Pentru optimizarea iradierii se calculează doza maximă tolerată (D), se determină pentru orice ritm de iradiere folosind o formulă specială Pentru planificarea tratamentului trebuie să se cunoască anatomia zonei iradiate și structura țesuturilor în expunerea la radiații. zona. Cu ajutorul radiografiei, ecografiei sau CT, se determină cu exactitate localizarea tumorii în corpul pacientului. Apoi se realizează scheme în secțiune transversală ale corpului la nivelul „țintei” - scheme topometrice, adică se efectuează topometrie clinică. Pe baza radiografiilor în proiecții frontale și laterale, scheme topometrice transversale (axiale), sagitale și frontale. se poate construi Se face o secțiune transversală la nivelul centrului tumorii, dar cu neoplasme mari - la două sau trei niveluri. Pentru a reproduce dimensiunile și contururile corpului la nivelul ales, cu fluoroscopie pe pielea pacientului, poziția centrului tumorii se poate nota în două reciproc. proiecții perpendiculare, iar apoi, folosind o bandă de plumb, modelați perimetrul corpului și marcați punctele de proiecție pe bandă.
Desenul rezultat este transferat pe hârtie. Simplu deosebit
dispozitive utilizate în același scop - contoare mecanice de contur.
in orice caz cel mai bun mod tonometrie este producerea de tomograme computerizate ale zonei iradiate.Pentru un specialist care întocmește un plan dozimetric, este important să cunoască nu numai localizarea și volumul tumorii, ci și structura țesuturilor pe toată secțiunea corpului. Complex de calcul (CT+ CALCULATOR) probleme imagine tridimensională a câmpului de doză și simulează un plan de tratament dozimetric cu o eroare totală de cel mult 5%. Marele avantaj al tomogramelor este afișarea tuturor țesuturilor din jurul neoplasmului, în special a organelor cele mai sensibile la radiații - așa-numitele organe critice Pentru cap și gât, organele critice sunt capul și măduva spinării, ochi, organ auditiv, pentru piept - măduva spinării, plămâni și inimă, pentru abdomen - rinichi și măduva spinării, pentru pelvis - vezică si rect. În plus, pentru toate zonele corpului, pielea este un organ critic. Pentru a ne face o idee despre distribuția dozelor absorbite în mediul iradiat, diagramele topometrice sunt marcate cu curbe de izodozăși obținem astfel o hartă de izodoză Liniile de izodoză leagă punctele cu aceeași valoare doza absorbita. De obicei, se notează valori non-absolute ale dozelor absorbite (se știe că sunt exprimate
în gri), și relativ - ca procent din doza maximă absorbită, luată ca 100%. În practica radioterapiei, distribuția dozei este considerată acceptabilă dacă întreaga tumoră se află în zona de izodoză de 100-80%, zona de răspândire subclinică a tumorii și metastazele regionale este în intervalul 70-60.% izodoze, dar țesuturi sănătoase- nu mai mult de 50-30% izodoză.
Departamentele de radiologie au atlase de planuri dozimetrice standard pentru expunere la distanță, intracavitară și combinată. Atlasele conțin hărți de izodoză standard construite pe baza rezultatelor măsurătorilor efectuate într-un mediu omogen echivalent în țesut. Ca un astfel de mediu, este recomandabil să folosiți apă datorită asemănării sale cu țesuturile moi ale corpului uman. Cu toate acestea, distribuția standard a dozei este întotdeauna ajustată în funcție de pacientul pregătit
acea harta izodozei, pentru a efectua un calcul individual, deoarece distribuția dozelor în corpul fiecărui pacient diferă de fantomă din cauza diferențelor dintre rapoartele anatomice și topografice, densitatea și dimensiunea țesuturilor, configurația tumorii și altele caracteristici individuale.__ La intocmirea unui plan de expunere, inginerul-fizician se bazeaza pe informatii dozimetrice primare privind radiatia aparatelor de radioterapie disponibile in sectie. Toate aceste dispozitive sunt întotdeauna furnizate cu un set de hărți de izodoză pentru condiții geometrice tipice de expunere. Pentru a caracteriza puterea de radiație a sursei
radiații folosesc conceptul „doza de expunere”. Doza de expunere la radiații este înțeleasă ca cantitatea de energie absorbită de la un fascicul dat pe unitatea de masă de aer. Unitatea de sistem a dozei de expunere este un pandantiv pe kilogram
gram (C ・ kg-"Λ și în afara sistemului - radiografie (P). 1 R \u003d 2,58 10 "C kg1.Ρ este doza de radiație la care emisia corpusculară conjugată în 0,001293 g per 1 CMJ aerul produce ioni în aer care poartă o sarcină a unei unități electrostatice de apă a cantității de electricitate a fiecărui semn.Unitățile derivate sunt milliroentgen (mR) și microroentgen (mcR). Doza de radiație măsurată într-o anumită perioadă de timp se numește rata dozei de expunere. Unitate în afara sistemului
această valoare este roentgen pe secundă (minut, oră). În sistemul SI, unitatea de măsură a ratei dozei de expunere este amperi pe kilogram (A ・ k g " / / Rs>=2,5810-"Akg". Analiza comparativă a hărților de izodoză ale diferitelor aparate de radioterapie ne permite să tragem o serie de concluzii care sunt importante pentru planificarea iradiărilor.
Asa de, raze X de energii joase și medii, acestea. generat la o tensiune anodica de 30-200 kV, determina doza maxima absorbita pe suprafata corpului uman. În consecință, pielea este cea mai iradiată. În profunzimea țesuturilor, doza este redusă continuu și semnificativ. La o tensiune anodica de 40 kV, doza la o adancime de 3 cm este de numai 10% din doza de la suprafata. La o tensiune anodică de 200 kV, radiația pătrunde în mod natural mai adânc. Totuși, și aici există un rapid
o reducere semnificativă a dozei absorbite: la o adâncime de 10 cm rămâne doar 20% din doza de suprafață. Cu o tumoare localizată profund, cea mai mare parte a energiei este absorbită nu în „țintă”, ci în țesuturile sănătoase.
În plus, din cauza energiei scăzute a fotonilor, apar și multe raze de împrăștiere
absorbit în țesuturile sănătoase. Un numar mare de radiații cu raze X absorbit în țesutul osos, ceea ce poate duce la deteriorarea osului și a cartilajului. În legătură cu cele de mai sus, instalațiile terapeutice cu raze X sunt utilizate numai pentru iradierea neoplasmelor superficiale.
Unități Gamma încărcate cu 60Co, emit un fascicul aproape uniform de fotoni de energie relativ mare (1,17 și 1,33 MeV). Maximul de absorbție este deplasat cu 0,5 cm adâncime, rezultând o scădere a iradierii pielii. La o adâncime de 10 cm rămâne cel puțin 50% din doza de suprafață.De aceea, dozele de adâncime relativă sunt mai mari decât la utilizarea unităților terapeutice cu raze X. În plus, absorbția, la rândul său, are avantaje semnificative față de radiațiile gamma. bremsstrahlung de înaltă energie.În special, la o energie fotonică de 25 MeV, doza maximă absorbită este la o adâncime de 4-6 cm de suprafața corpului pacientului. Țesuturile situate înainte de acest nivel nu primesc mai mult de jumătate din doza maximă. Cu toate acestea, bremsstrahlung are un dezavantaj - o scădere relativ lentă a dozei după atingerea maximului (vezi Fig. IV.4). Aceasta înseamnă că țesuturile din spatele tumorii sunt puternic iradiate.
Acceleratoare liniare produc, de asemenea, fascicule de electroni de înaltă energie. În acest caz, doza maximă absorbită se determină la o adâncime de 1–3 cm, după care doza se reduce rapid și, la o adâncime de 10 cm, țesuturile nu sunt practic iradiate. Acest lucru este optim pentru tumorile superficiale. Cu toate acestea, pentru iradierea tumorilor care se află adânc în corp, fascicule de grele încărcate
particule (protoni, particule alfa, pi-mezoni negativi - pio-
protoni de înaltă energie până în momentul „opririi” în țesuturi se mișcă aproape rectiliniu. Intrând în țesuturi, acestea încetinesc treptat, iar pierderea de energie liniară (LET) crește, atingând un maxim la sfârșitul alergării). Dacă fasciculul este format din protoni de aproximativ aceeași energie, atunci lungimea traseului lor este similară și maximul este
absorbția de energie este creată la sfârșitul traseului. Acest maxim „ascuțit” se numește vârful Bragg. Deoarece protonii se împrăștie puțin în țesuturi, iradierea poate fi efectuată cu un fascicul foarte subțire, care poate distruge selectiv zone cu volum mai mic de 1 cm3 din interiorul corpului uman (de exemplu, o tumoare hipofizară).
Concentrându-se pe doza absorbită intenționată și pe tipul de radiație selectat, inginerul-fizician pune date calculate pe schema topometrică a secțiunii corpului - doze procentuale de adâncime în „țintă” și țesuturile și organele din jur. În comparație cu hărțile standard de izodoză din atlase, el trebuie să facă o serie de corecții: pentru volumul „țintei” și configurația acesteia, curbura suprafeței corpului într-o zonă dată, neomogenul
țesuturile. În special, este necesar să se țină cont de prezența acumulărilor de aer (de exemplu, în țesutul pulmonar, laringe), a maselor osoase etc.
Momentul crucial este alegerea direcției fasciculelor de radiație, numărul și mărimea câmpurilor de intrare. Doar cu formațiuni de suprafață mici este posibilă atingerea dozei absorbite necesare printr-un singur câmp (folosind radiații laser sau terapie cu raze X de joasă tensiune). Unele tumori mici sunt cel mai bine tratate aplicatoare cu un set de preparate radioactive.
Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, radioterapia este efectuată de iradierea „țintei” din mai multe câmpuri. Uneori alege câmpuri de configurație complexă (≪în formă≫).În acest sens, inginerul-fizician trebuie să efectueze o serie de calcule,
alegerea direcției optime a fasciculelor de radiații, distanța de la sursă până la suprafața corpului, dispozitive auxiliare care formează secțiunea transversală a fasciculului necesar.Un pas semnificativ înainte în planificarea dozimetrică a fost
creare programe de calculator, care permit, pe baza unei sarcini clinice adaptate unui anumit pacient, determinarea conditiilor optime de iradiere. Calculatorul face posibilă stabilirea unui minim de câmpuri de iradiere și orientarea lor cea mai avantajoasă. Atunci când un computer este combinat cu un scaner CT, calculul planului dozimetric se realizează într-o fracțiune de secundă. Mai mult, un inginer-fizician sau un radioterapeut poate interacționa cu un computer cu ajutorul unui „creion” ușor, comparând diferite opțiuni de iradiere.Radiațiile gamma diferă puțin în țesuturile moi și osoase.
Întrebări: 1. Caracteristici ale reacțiilor de radiație ale organismului. 2. Reacții la iradierea organelor și țesuturilor individuale. 3. Deteriorarea radiațiilor asupra sistemelor vitale ale corpului. Țesuturi și organe critice. 4. Metode de modificare a radiosensibilității.
Caracteristicile de deteriorare a organismului sunt determinate de doi factori: 1) radiosensibilitatea țesuturilor, organelor și sistemelor expuse direct la radiații; 2) doza de radiație absorbită și distribuția ei în timp.
În combinație între ei, acești factori determină: 1. tipul reacțiilor de radiație generală locală 2. specificitatea și timpul de manifestare Imediat după iradiere Imediat după iradiere Defecte la distanță
Radiosensibilitatea la nivel de țesut La nivel de țesut se îndeplinește regula Bergonier-Tribondo: radiosensibilitatea unui țesut este direct proporțională cu activitatea proliferativă și invers proporțională cu gradul de diferențiere a celulelor sale constitutive.
Radiosensibilitatea la nivel de organ depinde nu numai de radiosensibilitatea țesuturilor care alcătuiesc acest organ, ci și de funcțiile acestuia.
La nivelul populaţiei, radiosensibilitatea depinde de următorii factori: Caracteristicile genotipului (în populaţia umană, 10 12 persoane se caracterizează prin radiosensibilitate crescută). Acest lucru se datorează unei capacități ereditar reduse de a elimina rupturile ADN-ului, precum și unei precizii reduse a procesului de reparare. Radiosensibilitatea crescută însoțește și bolile ereditare;
La nivel de populație, radiosensibilitatea depinde de următorii factori: fiziologic (ex. somn, vigilență, oboseală, sarcină) sau starea fiziopatologică a organismului (boli cronice, arsuri); gen (bărbații sunt mai radiosensibili); vârsta (persoanele de vârstă matură sunt cele mai puțin sensibile).
Testiculele Ele reproduc în mod constant spermatogoniile, care au radiosensibilitate ridicată, iar spermatozoizii (celulele mature) sunt mai radiorezistenți. Chiar și la doze de radiații peste 0,15 Gy (0,4 Gy/an), are loc devastarea celulară. Când este iradiat în doze de 3,5 - 6,0 Gy (2 Gy/an), apare sterilitatea permanentă.
Ovarele Ovarele unei femei adulte conțin o populație de ovocite de neînlocuit (formarea lor se termină devreme după naștere). Expunerea la o singură iradiere la o doză de 1-2 Gy pe ambele ovare provoacă infertilitate temporară și încetarea menstruației timp de 1-3 ani.
Ovare Sub iradiere acută în intervalul 2,5-6 Gy, se dezvoltă infertilitate persistentă. Acest lucru se datorează faptului că formarea celulelor germinale feminine se termină devreme după naștere, iar la vârsta adultă ovarele nu sunt capabile de regenerare activă. Prin urmare, dacă iradierea provoacă moartea tuturor ouălor potențiale, atunci fertilitatea se pierde ireversibil.
Organul vederii Sunt posibile două tipuri de leziuni oculare: procese inflamatorii la nivelul conjunctivei și sclera (la doze de 3-8 Gy) și cataracta (la doze de 3-10 Gy). La om, cataracta apare atunci când este iradiată la o doză de 5-6 Gy. Cea mai periculoasă este radiația neutronică.
Organele digestive Intestinul subțire are cea mai mare radiosensibilitate. În plus, în scăderea radiosensibilității, urmează cavitatea bucală, limba, glandele salivare, esofagul, stomacul, rectul și colonul, pancreasul și ficatul.
În vase, are o radiosensibilitate mai mare strat exterior peretele vascular, datorita continutului ridicat de colagen. Inima este considerată un organ radiorezistent, cu toate acestea, cu iradiere locală în doze de 5-10 Gy, este posibil să se detecteze modificări ale leziunilor miocardice la o doză de 20 Gy. endocardului.
Organe excretoare Rinichii sunt destul de radiorezistenți. Cu toate acestea, iradierea rinichilor în doze mai mari de 30 Gy timp de 5 săptămâni poate duce la dezvoltarea nefritei cronice. Acesta poate fi un factor limitant în radioterapie pentru tumorile abdominale).
Astfel, cu iradiere externă, în funcție de gradul de afectare, organele pot fi dispuse în următoarea secvență (de la radiosensibilitate mai mare la mai mică):
Evaluarea radiosensibilității organelor hematopoietice, măduvei osoase, gonadelor, splinei, glandelor limfatice; tractul gastrointestinal, organele respiratorii; ficat, glande endocrine (glande suprarenale, glanda pituitară, glanda tiroidă, insulițe pancreatice, glanda paratiroidă); organe excretoare, țesut muscular și conjunctiv, cartilaj, țesut nervos.
Organele critice sunt organe și sisteme vitale care sunt afectate mai întâi într-un anumit interval de doză, ceea ce provoacă moartea organismului la un anumit moment după iradiere.
În funcție de tipul de radiație, doza de radiație și condițiile acesteia, sunt posibile diferite tipuri de leziuni prin radiații. boala acută de radiații (ARS) de la expunere externă, ARS de la expunere internă, boala cronică de radiații, diverse forme clinice cu afectare preponderent locală a organelor individuale (pneumonită prin radiații, dermatită, enterită), care poate fi caracterizată prin evoluție acută, subacută sau cronică;
În funcție de tipul de radiație, doza de radiație și condițiile acesteia, sunt posibile diferite tipuri de leziuni prin radiații. consecințe pe termen lung, dintre care cea mai semnificativă este apariția tumorilor maligne; procese degenerative și distrofice (cataractă, sterilitate, modificări sclerotice). Aceasta ar trebui să includă și consecințele genetice observate la descendenții părinților iradiați.
Boală acută de radiații din expunerea externă Forma clinică Severitate Doză, Gy (+ 30%) Măduvă osoasă 1 (ușoară) 1 -2 Măduvă osoasă 2 (medie) 2– 4 Măduvă osoasă 3 (severă) 4– 6 10 Intestinal -“-“ -“- 10 – 20 Toxemic (vascular) -“-“-“- 20 – 80 Cerebral -“-“-“- > 80
Sindromul măduvei osoase - se dezvoltă cu iradiere în intervalul de doză de 1-10 Gy, speranța medie de viață nu este mai mare de 40 de zile, tulburările hematopoiezei vin în prim-plan. principalul motiv pentru devastarea catastrofală a măduvei osoase este o scădere a proliferării și numărului celular.
Sindromul gastrointestinal - se dezvoltă cu iradiere în intervalul de doze de 10 -30 Gy, speranța medie de viață este de aproximativ 8 zile, principala este afectarea intestinală. Schimbări importante sunt în devastarea celulară a vilozităților, criptelor, infecției.
Sindromul cerebral - se dezvoltă cu iradiere în doze mai mari de 30 Gy, speranța de viață este mai mică de 2 zile, se dezvoltă modificări ireversibile ale sistemului nervos central. Edemul cerebral este fatal atunci când vasele de sânge sunt afectate.
Dependența speranței medii de viață a oamenilor și a maimuțelor de doza de radiație (scara semi-log) (conform R. Allen și colab., 1960)
Dinamica modificărilor compoziției morfologice a sângelui periferic în momente diferite după iradiere 1 eritrocite, 2 - trombocite, 3 - neutrofile 4 leucocite (număr total), 5 - limfocite
Dinamica modificărilor agranulocitelor (cea mai scurtă durată de viață) faza de degenerare este caracterizată printr-un prag mic și un declin rapid. În acest caz, în sânge se găsesc doar celulele deteriorate.
Dinamica modificărilor agranulocitelor (cea mai scurtă speranță de viață) faza de creștere avortivă se datorează reproducerii în măduva osoasă a celulelor deteriorate de iradiere cu o capacitate proliferativă redusă, divizându-se de ceva timp.
Dinamica modificărilor fazei de recuperare a agranulocitelor (cea mai scurtă durată de viață) - este asigurată de un număr mic de celule stem conservate în măduva osoasă și păstrate pe deplin capacitatea lor de proliferare.
Explicația creșterii abortive a numărului de celule 1 celule moarte (grav deteriorate), care dispar rapid din sistem; 2 celule „deteriorate” (proliferează de ceva timp, dar după câteva diviziuni, atât ele, cât și descendenții lor se sting); 3 numărul total de celule; 4 celule supraviețuitoare capabile să prolifereze la infinit
Dinamica hematopoiezei după iradiere la o doză de 5 Gy. (1 grup de celule stem, 2 pool de celule care se divizează și se maturizează, 3 pool de celule mature, 4 pool de celule sanguine mature)
Reacția epiteliului intestinului subțire la iradiere ucide, în primul rând, celulele stem și alte celule în diviziune, în timp ce nediviziunea (doar maturizarea și maturitatea) își continuă drumul către vârfurile vilozităților. În absența completării cu celule noi din secțiunea stem, pereții criptelor și vilozităților sunt expuși. Acest fenomen se numește denudare (expunere) a mucoasei.
Reacția epiteliului intestinului subțire la iradiere Denudarea intestinului subțire este însoțită de o scădere bruscă a capacității de absorbție a mucoasei. Ca urmare, se pierde o cantitate semnificativă de apă și electroliți. Endotoxinele și microflora intestinală pătrund în mediul intern. Manifestările clinice ale sindromului intestinal și decesele în acesta sunt o consecință directă a acestor procese.
Probabilitatea unui rezultat favorabil atât în sindroamele măduvei osoase, cât și în cele intestinale depinde, în primul rând, de starea secțiunii stem a sistemelor critice corespunzătoare și, în mare măsură, de numărul de celule stem ale acestor sisteme conservate după iradiere.
Sindromul de radiații cerebrale Când o persoană este expusă la radiații penetrante explozii nucleare, precum și în timpul expunerii de urgență la surse de radiații ionizante de mare putere, dozele de radiații pot atinge valori la care nici măduva osoasă și nici sindroamele intestinale nu au timp să se dezvolte. Leziunea capata caracterul unei tulburari neurologice - sindromul de radiatii cerebrale - si duce la deces in 2-3 zile.
Principalele manifestări și condiții de apariție Sindromul de radiații cerebrale (CRS) a fost descris în anii 50 ca efect al iradierii mamiferelor în doze de zeci și sute de gri. Faza de excitație, ataxie, hiperkinezii a fost înlocuită după 5-30 de minute cu depresie și letargie, intercalate cu convulsii și, în final, comă. Acest sindrom a fost observat numai atunci când capul a fost iradiat, motiv pentru care i se denumește. Manifestările precoce ale CLS, observate în primele minute după expunere, au fost desemnate ca handicap tranzitoriu precoce (ETI).
Mecanisme de dezvoltare a sindromului de radiații cerebrale Este posibil ca deficiența post-radiație de ATP în neuroni să apară ca urmare a unei încălcări a resintezei acestei nucleotide. În timp ce consumul de oxigen al mitocondriilor izolate nu a suferit la doze de până la 104 Gy, respirația omogenatelor și a secțiunilor creierului, adică a obiectelor care conțin ADN nuclear, a fost suprimată brusc la doze de ordinul a 102 Gy. Pe fondul inhibării respirației celulare, a existat o scădere semnificativă a fondului de NAD.
Principiile corecției CLS Utilizarea inhibitorului ADPRT (adenozin difosforibosiltransferaza) nicotinamidă, eficacitatea a fost urmărită la diferite niveluri de formare a acestui sindrom. Cu toate acestea, este necesar să se sublinieze diferența fundamentală dintre un inhibitor ADPRT și radioprotectori: prin blocarea proceselor de reparare a ADN-ului, poate spori efectele letale ale iradierii de către celulele radiosensibilizante.
Principiile corecției CLS Al doilea grup de mijloace de corecție metabolică a CLS, reprezentat de succinat și alte substraturi ale oxidării fosforilante independente de NAD în țesutul nervos, nu are efect radiosensibilizant. Sucinatul exogen este capabil să pătrundă în bariera hemato-encefalică, astfel încât atunci când este administrat în doză suficientă înainte de iradiere, devine principalul substrat al respirației celulare în creier.
Iradierea în doze relativ mici nu este o leziune letală a celulelor, cu apariția unei leziuni moștenite a aparatului genetic, care poate duce, în special, la apariția de neoplasme maligne (cu afectarea celulelor somatice) sau anomalii genetice la descendenții părinții expuși (ca urmare a deteriorării celulelor germinale) .
1. Radioprotectori În perioada postbelică, mii de medicamente au fost testate pentru a găsi modificatori eficienți ai leziunii prin radiații. Unele dintre ele au slăbit deteriorarea după o singură injecție în organism înainte de iradiere, dar au fost ineficiente în perioada post-radiere. Astfel de medicamente sunt cunoscute în mod colectiv ca radioprotectori.
Natura efectului radioprotectorilor asupra metabolismului celular administrat în doze radioprotectoare, aceste medicamente deviază întotdeauna parametrii săi dincolo de norma fiziologică. Acest fenomen, numit „șoc biochimic”, determină o toxicitate relativ mare a radioprotectorilor atunci când sunt administrați la doze radioprotectoare optime, în special după administrarea repetată.
În cazurile de bruscă sau de durată a posibilei expuneri, când agenții radioprotectori trebuie administrați în mod repetat și pentru o perioadă lungă de timp, radioprotectorii nu sunt aplicabili. Căutarea unor medicamente mai puțin toxice potrivite pentru utilizare sistematică a fost stimulată de dezastrul de la Cernobîl.
Radioprotectori în iradiere cu doze mici: medicamente cu activitate adaptogenă, una dintre manifestările cărora a fost un efect radioprotector mic, dar nu asociat cu efecte secundare adverse. Astfel de agenți antiradiații în anul trecut evidenţiat în grup independent mijloace de creştere a radiorezistenţei organismului.
Mijloace de terapie patogenetică timpurie a leziunilor radiațiilor Medicamente care afectează dezvoltarea etapele inițiale leziuni cauzate de radiații și, prin urmare, slăbirea severității acesteia atunci când este administrată devreme după iradiere.
Mijloace de terapie în timpul înălțimii leziunilor radiațiilor. mijloace de decontaminare destinate îndepărtării substanțelor radioactive de pe obiectele mediului extern și de pe suprafața corpului, mijloace de prevenire a expunerii interne - medicamente care împiedică încorporarea radionuclizilor și facilitează îndepărtarea acestora din organism.
2. Radioterapia pentru neoplasmele maligne, utilizarea de noi tipuri de radiații, alegerea modurilor raționale de expunere, utilizarea agenților radiosensibilizanți, combinații cu alte metode de influențare a tumorii (chimioterapie, hipertermie). Apropo, și aici, reducerea gradului de deteriorare a țesuturilor sănătoase este un aspect esențial al optimizării radioterapiei.
3. Efectul oxigenului Slăbirea deteriorării unui obiect biologic a fost constatată pentru prima dată când concentrația de oxigen din mediu scade în timpul iradierii. În 1909, radiologul G. Schwartz a observat absența leziunilor radiațiilor în zonele cutanate ischemice (datorită presiunii aparatului cu raze X) ale pacienților supuși radioterapiei cu focalizare scurtă.
Efectul oxigenului În condiții strict controlate, efectul radioprotector al hipoxiei a fost demonstrat pentru prima dată de D. Daudi în 1950. Daudi a folosit scăderea maximă tolerabilă a concentrației de oxigen din aerul inhalat (pentru șoareci - până la 7%, iar pentru șobolani - până la 5%) și a obținut o rată de supraviețuire de 100%.animale la doze absolut letale de radiații.
Efectul oxigenului În 1953, L. Gray a publicat rezultatele studierii dependenței radiosensibilității diferitelor obiecte biologice de presiunea parțială sau concentrația de oxigen din mediu. S-a dovedit că această dependență, nu numai în semn, ci și în mărime, este apropiată în toate organismele studiate. Dacă radiosensibilitatea lor în condiții de hipoxie extremă este luată ca 1, atunci în aceleași unități convenționale radiosensibilitatea organismelor sub normoxie și hiperoxie va fi 3.
Efectul oxigenului În majoritatea lucrărilor dedicate efectului oxigenului asupra radiosensibilității animalelor cu sânge cald, s-a estimat din doza de radiații care a provocat moartea a jumătate dintre indivizi în 30 de zile, adică pe modelul morții din oase. sindromul măduvei. Capacitatea oxigenului de a modifica manifestările sindroamelor intestinale și cerebrale a fost evaluată într-un număr mai mic de studii, dar în aceste cazuri, de regulă, s-a observat efectul radioprotector al hipoxiei create în timpul iradierii.
KKU O caracteristică cantitativă a modificării efectului radiației în prezența oxigenului dă coeficientul de amplificare a oxigenului (KKU); CCF este raportul dintre dozele de radiații la fel de eficiente în absența și prezența oxigenului.
Efectul oxigenului „funcționează” întotdeauna? Ținând cont de dependența pozitivă a efectului radioprotector de profunzimea hipoxiei, s-ar putea presupune că aceeași dependență există și de durata hipoxiei creată înainte de iradiere. Cu toate acestea, s-a demonstrat că, pe măsură ce durata hipoxiei pre-radiații crește de la 5 la 120 de minute, efectul său anti-radiații asupra mamiferelor scade cu 30-40%.
Efectul oxigenului este de scurtă durată.Explicația acestui fenomen poate sta în faptul că, pentru a combate hipoxia, organismul intensifică respirația externă și circulația sângelui și, de asemenea, eventual crește permeabilitatea biomembranelor pentru oxigen. Ca urmare, la câteva minute după debutul expunerii hipoxice, oxigenarea celulelor se normalizează parțial, iar efectul radioprotector al hipoxiei slăbește.
Se manifestă efectul radiomodificator al oxigenului după iradiere? În absența surselor de radiații puternice, această întrebare era practic insolubilă. Totuși, în anii 1950 s-a demonstrat că atunci când celulele sunt iradiate în condiții anoxice, un mediu oxigenat introdus în suspensia celulară la 20 ms după iradiere nu mai modifică leziunea radiației. În anii 1970, s-a constatat că la 1,5 ms după iradierea în impulsuri a celulelor, oxigenul nu reduce rata de supraviețuire a acestora.
Se manifestă efectul radiomodificator al oxigenului după iradiere? Astfel, efectul radiosensibilizant al oxigenului asupra obiectelor biologice este un efect care se observă numai dacă oxigenul este prezent în mediu în timpul iradierii.
Efectul invers al oxigenului Hipoxia postradiere nu numai că nu promovează, ci, dimpotrivă, previne supraviețuirea celulelor iradiate. A fost demonstrat nu numai pe celule, ci și pe organismele multicelulare. În special, hipoxia elimină efectul de atenuare a daunelor cauzate de radiații al fracționării dozei.
Efectul invers al oxigenului poate găsi aplicație în domeniile medicinei legate de radiobiologie, în special, în oncologie. S-a demonstrat că la aplicarea postradiere de scurtă durată a unui garou pe o extremitate, tumora transplantată în aceasta reapare mai târziu și într-un procent mai mic de cazuri decât cu iradierea în aceeași doză fără crearea ulterioară a hipoxiei circulatorii.
Astfel: oxigenul prezent în mediu în timpul iradierii crește sensibilitatea obiectelor biologice la radiațiile ionizante rare; dependenţa radiosensibilităţii obiectelor biologice de tensiunea oxigenului are un caracter parabolic, iar la nivelurile de oxigenare caracteristice ţesuturilor biologice, această dependenţă este foarte semnificativă;
Astfel: eficacitatea radioprotectoare a hipoxiei la mamifere scade pe măsură ce durata expunerii hipoxice crește peste 5 minute; hipoxia post-radiație are un efect care sporește daunele radiațiilor asupra obiectelor biologice.
Factorul 1. Soarta unei celule iradiate este determinată de deteriorarea radiațiilor asupra nucleului, care acționează ca un organel celular „critic”. Prin urmare, nivelul de oxigenare al nucleului în momentul iradierii este factorul care afectează direct modificarea radiosensibilității celulei cu o modificare a conținutului de oxigen din mediul extern.
Factorul 2. Pentru a asigura o protecție eficientă împotriva radiațiilor a organismului prin crearea de hipoxie gazoasă, este necesară o scădere semnificativă a nivelului de oxigen din aerul inhalat, care afectează negativ starea funcțională a organismului.
Factorul 3 Mai convenabil pentru utilizare practică este metoda de reducere a oxigenării țesuturilor, bazată pe încălcarea aprovizionării cu sânge. În acest scop, se folosesc medicamente cu efect vasoconstrictiv - indolilalchilamine și fenilalchilamine. Teoretic justificată este și utilizarea inductorilor de hipoxie hemică - formatori de methemoglobină și monoxid de carbon.
Factorul 4. Reducerea țintită a tensiunii oxigenului în mediul intracelular poate fi realizată prin intensificarea consumului de oxigen care se difuzează în celule în timpul proceselor de fosforilare oxidativă. Avantajul acestei abordări este absența efectelor secundare cauzate de inhibarea proceselor bioenergetice în țesuturi (ca în hipoxia gazoasă, hemică sau circulatorie). Medicamentul principal este succinatul de sodiu.
Factorul 5. Promițătoare este utilizarea combinată a diverșilor agenți care vizează reducerea oxigenării mediului intracelular - hipoxie gazoasă, indolilalchilamine și succinat de sodiu, precum și combinarea acestor agenți cu mercaptoalchilamine.
4. Factori non-genetici (de mediu) care afectează radiosensibilitatea Dieta Activitate fizică Stare neuro-psihică Echilibrul hormonal Luarea de medicamente și suplimente nutritive Boli neereditare
5. Factori genetici care afectează radiosensibilitatea Eficiența sistemelor de reparare Prezența radioprotectorilor și antimutagenilor endogeni Rata sintezei ATP și a altor proteine și enzime necesare Amplificarea genelor responsabile de radiorezistență Includerea elementelor mobile Boli ereditare etc.
Concluzii Radiosensibilitatea indivizilor variază semnificativ, deoarece: ü 1. Radiosensibilitatea este o trăsătură cantitativă genetică codificată poligenic. ü 2. Diferențele genetice sunt influențate de stilul de viață. ü 3. Un răspuns radio-adaptativ, efectul radio-indus de observator etc. au un impact semnificativ ü 4. Aceste fenomene pot fi, de asemenea, amplificate sau suprimate prin diverși modificatori.
Radiosensibilitatea este sensibilitatea unui organism (sau a țesuturilor sale) la acțiunea radiațiilor ionizante.
Radiosensibilitatea este determinată de doza minimă de radiații ionizante (vezi radiații ionizante), care provoacă o modificare pe termen scurt răspuns fiziologic organism. Multă vreme, conceptul de radiosensibilitate a fost identificat cu conceptul de radiosusceptibilitate. Cu toate acestea, radiosusceptibilitatea se caracterizează nu prin modificări fiziologice pe termen scurt în organism, ci prin disfuncții mai mult sau mai puțin lungi și, de regulă, prin modificări morfologice ale țesuturilor. Cu toate acestea, termenul „radiosensibilitate” este în general acceptat în literatură, care este folosit atât în adevăratul sens al cuvântului, cât și pentru evaluarea radiosusceptibilității.
Diverse tipuri de animale și floră au radiosensibilitate inegală (radiosensibilitate specie). Deci, de exemplu, câinii sunt animale mai radiosensibile decât iepurii: cu iradiere uniformă, o doză de 350 r este considerată absolut letală pentru câini și 800-1000 r pentru iepuri. O doză absolut letală de expunere totală la radiații pentru o persoană este de 600-700 r. Radiosensibilitatea variază în funcție de anotimp (radiosensibilitate sezonieră). De exemplu, radiosensibilitatea câinilor și iepurilor în perioada toamnă-iarnă este redusă semnificativ. Radiosensibilitatea corpului nu este aceeași în diferite perioade de vârstă (radiosensibilitate legată de vârstă), dar datele din literatura de specialitate pe această temă sunt contradictorii. Informațiile despre radiosensibilitatea sexuală sunt, de asemenea, contradictorii. Radiosensibilitatea este influențată de starea fiziologică inițială a organismului, precum și de proprietățile sale individuale (radiosensibilitatea individuală).
Diferențele de radiosensibilitate există nu numai la nivelul întregului organism, ci și la nivelul țesuturilor, organelor, celulelor și chiar moleculelor acestuia. De exemplu, se știe că modificările morfologice în țesutul hematopoietic sunt detectate la doze relativ mai mici decât în țesutul muscular sau osos. Celulele tinere, care se înmulțesc rapid, sunt mai radiosensibile decât cele mature.
Informațiile acumulate cu privire la problema radiosensibilității sunt utilizate pe scară largă în practica oncologică. Diferențele de radiosensibilitate tisulară permit radioterapie (vezi) pacienților cu neoplasme maligne: celulele tumorale tinere, care se înmulțesc rapid, au o radiosensibilitate relativ mare și, prin urmare, sunt deteriorate prin iradiere mai rapid decât celulele țesuturilor sănătoase care cad în mod inevitabil. În timpul radioterapiei pacienților, diferențele de radiosensibilitate legate de vârstă sunt luate în considerare. De exemplu, copiii reacţionează la radiaţii mai devreme decât adulţii. Sunt luate în considerare informațiile despre radiosensibilitatea individuală. La evaluarea stării inițiale a pacienților, se ia în considerare radiosensibilitatea crescută a corpului în timpul perioadei, radiosensibilitatea specială a țesuturilor, în special a pielii, în timpul proceselor inflamatorii.
Eforturile radiobiologilor vizează găsirea de metode care să facă posibilă creșterea radiosensibilității unei tumori, reducând în același timp radiosensibilitatea țesuturilor sănătoase din jur și a întregului organism.
Trebuie să înțelegem imaginea complexă a daunelor cauzate de radiații asupra corpului, a cărei diversitate este determinată de proprietatea specială a radiațiilor ionizante, care nu este inerentă niciunui alt agent al mediului extern. Este despre despre capacitatea lor de pătrundere (de unde și denumirea - radiații penetrante). Ca rezultat al iradierii generale (totale), nici o singură parte a corpului nu rămâne intactă din cauza expunerii la radiații. Aceasta determină atât originalitatea, cât și varietatea formelor de consecințe imediate și pe termen lung ale iradierii.
Tiparele de deteriorare a organismului sunt determinate de doi factori:
1) radiosensibilitatea țesuturilor, organelor și sistemelor individuale, inclusiv a celor critice, responsabile de supraviețuirea organismului;
2) mărimea dozei de radiație absorbită și distribuția acesteia în volumul iradiat și în timp.
Fiecare separat și în combinație între ei, acești factori determină tipul predominant de reacții de radiație (locale sau generale), specificul și timpul de manifestare (imediat după expunere, la scurt timp după aceasta sau pe termen lung) și semnificația lor pentru organism. (tranzitorie sau letale).
În trecerea de la o celulă izolată la un țesut, organ și organism, toate manifestările efectelor radiațiilor devin mai complicate. Acest lucru se datorează faptului că nu toate celulele sunt afectate în mod egal, iar efectul de țesut nu este egal cu suma efectelor celulare; prin urmare, țesuturile, și cu atât mai mult organele și sistemele, nu pot fi considerate ca o simplă colecție de celule.
Celulele, fiind parte a țesutului, depind în mare măsură unele de altele și de mediu. Activitatea mitotică, gradul de diferențiere, nivelul și caracteristicile metabolismului, precum și alți parametri fiziologici ai celulelor individuale nu sunt indiferenți față de „vecinii” lor imediati și, în consecință, față de întreaga populație în ansamblu. Este bine cunoscut, de exemplu, că vindecarea rănilor are loc datorită unei accelerări temporare a reproducerii celulelor rămase, care asigură creșterea țesuturilor și înlocuirea pierderilor de țesut cauzate de leziune, după care rata diviziunii celulare este normalizată. Mecanismul efectelor stimulatoare sau inhibitorii experimentate de celule implică nu numai factori locali, ci și sisteme de reglare care mențin starea de homeostazie în organism. Aceleași procese joacă un rol important în implementarea răspunsurilor tisulare și sistemice la iradiere. În plus, radiosensibilitatea tisulară este foarte influențată de alți factori, cum ar fi gradul de alimentare cu sânge și mărimea volumului iradiat.
Astfel, radiosensibilitatea unui țesut nu poate fi considerată doar din punctul de vedere al celulelor sale constitutive fără a lua în considerare factorii morfofiziologici, în primul rând mediul celular. De exemplu, radiosensibilitatea eritroblastelor depinde de localizarea lor în organism - în splină sau în măduva osoasă. Radiosensibilitatea aceleiași tumori grefate în țesuturi diferite și metastazele acesteia diferă în funcție de localizarea lor. Toate acestea complică evaluarea radiosensibilității țesuturilor, organelor și a întregului organism, dar nu respinge importanța fundamentală și principală a parametrilor citocinetici care determină tipul și severitatea reacțiilor de radiație la toate nivelurile de organizare biologică.
Cel mai tipic exemplu de deteriorare a radiațiilor asupra corpului animalelor și oamenilor este boala acută de radiații care apare după o iradiere uniformă externă totală. În acest caz, toate sistemele, organele, țesuturile și celulele sunt expuse la radiații simultan și practic în aceeași doză.
Cea mai bună înțelegere a principalelor manifestări ale daunelor cauzate de radiații în organism se poate realiza prin compararea acestora cu doza absorbită în așa-numitele „organe critice”. Organele critice sunt înțelese ca organe sau sisteme vitale care sunt primele care eșuează în intervalul studiat de doze de radiații, ceea ce provoacă moartea organismului la un anumit moment după iradiere.
Astfel, există o relație strictă între doza absorbită în organism și speranța medie de viață, determinată de diferențele de radiosensibilitate a organelor sau sistemelor vitale (critice) individuale.
Celulele au o structură diferită și îndeplinesc diferite funcții (de exemplu, nervi, mușchi, oase etc.). Pentru a înțelege mecanismele, care determină naturalul radiosensibilitate organism (fără de care este imposibil să se evalueze corect consecințele expunerii umane), este necesar să se ia în considerare în mod consecvent aspectele celulare și tisulare radiosensibilitate, la fel de celulă- unitate biologică de bază , în care se realizează efectul energiei absorbite în timpul iradierii, care ulterior duce la dezvoltarea leziunilor radiațiilor. Dintre numeroasele manifestări ale activității vitale a unei celule, capacitatea sa de a se diviza este cea mai sensibilă la radiațiile ionizante. Moartea celulară (sau efectul letal) este înțeleasă ca pierderea capacității celulei de a prolifera, iar celulele care și-au păstrat capacitatea de a se reproduce la infinit sunt considerate supraviețuitori.
În funcţie de relaţia efectului letal Odată cu procesul de diviziune, se disting două forme principale de moarte celulară prin radiații: interfaza (înainte de diviziunea celulară sau fără aceasta) și reproductivă (după primul sau mai multe cicluri ulterioare de diviziune). Majoritatea celulelor se caracterizează printr-o formă de reproducere a morții prin radiații, a cărei cauză principală este deteriorarea structurală a cromozomilor care apare în timpul iradierii.Moartea unor astfel de celule aberante sau a descendenților acestora se produce din cauza separării inegale sau a pierderii parțiale a materialului genetic vital din cauza conectarea necorespunzătoare a cromozomilor rupti sau separarea fragmentelor acestora.
Determinarea proporției de celule cu aberații cromozomiale este adesea folosită ca un indicator cantitativ de încredere al radiosensibilității, deoarece. pe de o parte, numărul de astfel de celule deteriorate depinde în mod clar de doza de radiații ionizante și, pe de altă parte, reflectă efectul său letal.
Grupuri de celule formează țesuturi care alcătuiesc organe și sisteme (sisteme digestive, nervoase, circulatorii, glande endocrine etc.).
Textile nu este doar o sumă de celule, este deja un sistem care are propriile sale funcții. Are propriul său sistem de autoreglare și s-a descoperit că celulele tisulare care se divid activ sunt mai susceptibile la radiații. Prin urmare, mușchii, creierul, țesuturile conjunctive din organismele adulte sunt destul de rezistente la radiații. Celulele măduvei osoase, celulele germinale, celulele mucoasei intestinale sunt cele mai vulnerabile.
În plus, radiosensibilitatea tisulară este influențată în mare măsură de alți factori: gradul de alimentare cu sânge, mărimea volumului iradiat etc. Astfel, radiosensibilitatea tisulară nu poate fi luată în considerare doar din punctul de vedere al celulelor sale constitutive fără a lua în considerare factorii morfofiziologici. De exemplu, eritroblastele își modifică radiosensibilitatea în funcție de locația lor în organism - în splină sau în măduva osoasă. Toate acestea complică evaluarea radiosensibilității țesuturilor, organelor și a întregului organism, dar nu respinge importanța fundamentală și principală a parametrilor citocinetici care determină tipul și severitatea reacțiilor de radiație la toate nivelurile de organizare biologică.
Trebuie avut în vedere că în trecerea de la o celulă izolată la un țesut, la un organ și un organism, toate fenomenele devin mai complicate. Egoul apare deoarece nu toate celulele sunt afectate în mod egal, iar efectul de țesut nu este egal cu suma efectelor celulare: țesuturile, și cu atât mai mult organele și sistemele, nu pot fi considerate ca o simplă colecție de celule. Fiind parte a țesutului, celulele depind în mare măsură unele de altele și de mediu. Activitatea mitotică, gradul de diferențiere, nivelul și caracteristicile metabolismului, precum și alți parametri fiziologici ai celulelor individuale nu sunt indiferenți față de „vecinii” lor imediati și, în consecință, față de întreaga populație în ansamblu. Este bine cunoscut, de exemplu, că vindecarea rănilor are loc datorită unei accelerari temporare a reproducerii celulelor rămase, care asigură creșterea tisulară și înlocuirea pierderilor de țesut cauzate de traumatisme, după care tipul de diviziune celulară este normalizat.
Pe organ Nivelul de radiosensibilitate depinde nu numai de radiosensibilitatea țesuturilor care alcătuiesc acest organ, ci și de funcțiile acestuia. Este necesar să se ia în considerare efectul radiațiilor asupra organelor și sistemelor individuale în timpul expunerii externe.
testicule. Celulele testiculare se află în diferite stadii de dezvoltare. Cele mai radiosensibile celule sunt spermatogoniile, cele mai radiorezistente sunt spermatozoizii. Când este expus la o singură iradiere în doză de 0,15-2 Gy, apare oligospermie temporară, peste 2,5 Gy - sterilitate temporară, iar la o doză mai mare de 3,5 Gy se observă sterilitate persistentă.
ovarele. Ovarele unei femei adulte conțin o populație de ovocite de neînlocuit (formarea lor se termină devreme după naștere). Celulele germinale feminine sunt foarte radiosensibile în procesul de diviziune mitotică și sunt incapabile de regenerare. Impactul unei singure iradieri la o doză de 1-2 Gy asupra ambelor ovare determină infertilitate temporară și încetarea menstruației timp de 1-3 ani. Cu iradierea acută în intervalul de doză de 2,5 - 6 Gy, se dezvoltă infertilitate persistentă.
Organe digestive. Intestinul subțire are cea mai mare radiosensibilitate. În plus, în scăderea radiosensibilității, urmează cavitatea bucală, limba, glandele salivare, esofagul, stomacul, rectul și colonul, pancreasul și ficatul.
Sistemul cardiovascular. În vase, stratul exterior al peretelui vascular are o radiosensibilitate mai mare, ceea ce se explică prin conținutul ridicat de colagen. Inima este considerată un organ radiorezistent, însă, cu iradiere locală în doze de 5-10 Gy, pot fi detectate modificări ale miocardului. La o doză de 20 Gy se observă leziuni endocardice.
Sistemul respirator. Plămânul adult este un organ stabil cu activitate proliferativă scăzută. Consecințele iradierii plămânilor nu apar imediat. Odată cu expunerea locală, se poate dezvolta pneumonita prin radiații, însoțită de pierderea celulelor epiteliale, inflamarea căilor respiratorii și a alveolelor pulmonare, ducând la fibroză. Acest lucru limitează adesea terapia cu radiații. Cu o singură expunere la radiații gamma, LD 50 pentru o persoană este de 8-10 Gy, iar cu fracționare timp de 6-8 săptămâni, 30-30 Gy.
organele excretoare. Rinichii sunt destul de radiorezistenți. Cu toate acestea, iradierea rinichilor în doze mai mari de 30 Gy timp de 5 săptămâni poate duce la dezvoltarea nefritei cronice (aceasta poate fi un factor limitativ în radioterapie pentru tumorile abdominale).
Organul vederii. Sunt posibile două tipuri de leziuni oculare: procese inflamatorii la nivelul conjunctivei și sclera (la doze de 3-8 Gy) și cataracta (la doze de 3-10 Gy). La om, cataracta apare atunci când este iradiată la o doză de 6 Gy. Cea mai periculoasă este radiația neutronică.
SNC. Acest țesut uman foarte specializat este radiorezistent. Moartea celulară se observă la doze peste 100 Gy.
Sistemul endocrin caracterizate printr-o rată scăzută de reînnoire celulară, prin urmare, sunt radiorezistente. Cele mai multe organe RF ale sistemului endocrin sunt gonade. Următoarele în reducerea RF sunt: glanda pituitară, glanda tiroidă, insulele pancreatice, glanda paratiroidă.
Sistemul musculo-scheletic și tendoanele. La adulți sunt radiorezistenți. În stare proliferativă (în copilărie sau în timpul vindecării fracturilor), radiosensibilitatea acestor țesuturi crește. Cea mai mare radiosensibilitate a țesutului scheletic este caracteristică perioadei embrionare, deoarece proliferarea intensivă a osteoblastelor și condroblastelor la om are loc în ziua 38-85 de dezvoltare embrionară. Mușchii sunt foarte radiorezistenți.
În general, leziunile întregului organism sunt determinate de doi factori:
1) radiosensibilitatea țesuturilor, organelor și sistemelor esențiale pentru supraviețuirea organismului;
2) mărimea dozei de radiație absorbită și distribuția acesteia în spațiu și timp.
Individual și în combinație, acești factori determină tip predominant de reacții de radiație(local sau general), specificitatea şi timpul de manifestare(imediat după iradiere, la scurt timp după iradiere sau pe termen lung) și a acestora importanta pentru organism.
