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.

Схема гемопоэза в красном костном мозге

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).

Морфология клеток гранулоцитарного, моноцитарного, лимфоидного ростков кроветворения (схема).

Функция и состав периферической крови

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.

Состав плазмы крови

Клетки периферической крови, их количество и соотношение

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

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.

2.1.3 Лейкоциты, строение, функция. Воздействие ИИ Морфологические формы лейкоцитов на разной стадии созревания

Функции лейкоцитов

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.