Ефекти на радиацията върху имунната система и техните последствия. Ефектът на радиацията върху имунната система Ефектът на йонизиращото лъчение върху имунната система

Радиационната имунология изучава ефекта на йонизиращото лъчение върху имунната система. По-подробно радиационната имунология изучава нарушенията и методите за възстановяване на антимикробния имунитет, характеристиките на взаимодействието на облъчения организъм с микробите, ролята на инфекциозните усложнения и автоимунните механизми в патогенезата, лечението и изхода от лъчева болест, ефекта на радиацията върху имунитета при трансплантация, проблеми, свързани с появата на така наречените радиационни химери, с възможността за преодоляване на биологичната несъвместимост в облъчения организъм, използване на трансплантация на клетки на хемопоетични органи за лечение на лъчева болест (виж).

Ефектът на йонизиращото лъчение върху имунологичната реактивност се проявява в рязко инхибиране на основните механизми на имунитета. Пропускливостта на биологичните бариери се увеличава, бактерицидната активност на кръвта и тъканите намалява, фагоцитната активност на клетките намалява, образуването на антитела рязко се инхибира. При острата лъчева болест организмът всъщност е невъоръжен не само срещу патогенните, но и срещу условно патогенните микроорганизми. Постоянният спътник на лъчева болест е ендогенна инфекция с бактериемия, дължаща се на микроби - обитатели на червата, дихателните пътища и др. Пряката причина за смъртта на облъчен организъм често е автоинфекция. Екзогенните инфекциозни заболявания са много трудни, характеризиращи се с генерализиране на процеса и натрупване на патогени в тъканите. Профилактиката и лечението на инфекциозни усложнения е задължителна мярка в комплексната терапия на лъчева болест.

В резултат на действието на радиацията върху клетките и тъканите се променят техните антигенни свойства. Това обстоятелство и циркулацията на тъканни антигени в кръвта водят до появата на автоантитела и автосенсибилизация. Въпреки това, значението на автоимунния механизъм в цялостната картина на радиационното увреждане все още не е окончателно изяснено.

Радиационната имунология се занимава и с трансплантационния имунитет. Облъчването, инхибирайки трансплантационния имунитет, осигурява присаждането и възпроизвеждането на клетки от хемопоетични органи, трансплантирани от донор. Въпреки това, поради имунологичната компетентност на хемопоетичните тъкани, е възможна имунологична реакция на трансплантирани клетки срещу клетки гостоприемници („присадка срещу гостоприемник“). Това обяснява развитието на 4-8-та седмица след трансплантацията на "вторично заболяване", което се проявява при животни с дерматит, косопад, изтощение, което води до смърт. При хората "вторичното заболяване" има подобни симптоми. Много изследователи също считат за вероятна реакция гостоприемник срещу присадка. Радиационната имунология търси средства за предотвратяване на развитието на "вторично заболяване", което е важно не само за лечението на лъчева болест, но и в по-широк смисъл за решаване на проблема с биологичната несъвместимост на тъканите.

Ефекти на радиацията върху имунната система и техните последствия

Йонизиращото лъчение във всяка доза предизвиква функционални и морфологични промени в клетъчните структури и променя дейността на почти всички системи на тялото. В резултат на това имунологичната реактивност на животните се повишава или инхибира. Имунната система е високоспециализирана, състои се от лимфоидни органи, техните клетки, макрофаги, кръвни клетки (неутрофилни, еозинофилни и базофилни, гранулоцити), система на комплемента, интерферон, лизозим, пропердин и други фактори. Основните имунокомпетентни клетки са Т- и В-лимфоцитите, отговорни за клетъчния и хуморален имунитет.

Посоката и степента на промени в имунологичната реактивност на животните под въздействието на радиация се определят главно от погълнатата доза и мощността на облъчване. Малките дози радиация повишават специфичната и неспецифичната, клетъчната и хуморалната, общата и имунобиологичната реактивност на организма, допринасят за благоприятния ход на патологичния процес, повишават продуктивността на добитъка и птиците.

Йонизиращото лъчение в сублетални и летални дози води до отслабване на животните или потискане на имунологичната реактивност на животните. Нарушаването на параметрите на имунологичната реактивност се отбелязва много по-рано от появата на клиничните признаци на лъчева болест. С развитието на острата лъчева болест имунологичните свойства на организма все повече отслабват.

Устойчивостта на експонирания организъм към инфекциозни агенти намалява поради следните причини: нарушение на пропускливостта на мембраните на тъканните бариери, намаляване на бактерицидните свойства на кръвта, лимфата и тъканите, потискане на хемопоезата, левкопения, анемия и тромбоцитопения, отслабване на фагоцитния механизъм на клетъчна защита, възпаление, инхибиране на производството на антитела и други патологични промени в тъканите и органите.

Под въздействието на йонизиращо лъчение в малки дози се променя пропускливостта на тъканите, а при сублетална доза и повече пропускливостта на съдовата стена, особено на капилярите, рязко се увеличава. След облъчване със средни летални дози животните развиват повишена пропускливост на чревната бариера, което е една от причините за установяването на чревната микрофлора в органите. Както при външно, така и при вътрешно облъчване се отбелязва повишаване на автофлората на кожата, което се проявява рано, още в латентния период на радиационно увреждане. Това явление може да се проследи при бозайници, птици и хора. Повишеното размножаване и заселване на микроорганизми върху кожата, лигавиците и органите се причинява от намаляване на бактерицидните свойства на течностите и тъканите.

Определянето на броя на Escherichia coli и особено хемолитичните форми на микробите по повърхността на кожата и лигавиците е един от тестовете, който позволява ранно откриване на степента на нарушена имунобиологична реактивност. Обикновено увеличаването на автофлората настъпва едновременно с развитието на левкопения.

Моделът на промените в автофлората на кожата и лигавиците при външно облъчване и включването на различни радиоактивни изотопи се запазва. При общо излагане на външни източници на радиация се наблюдава зониране на нарушението на бактерицидната кожа. Последното, очевидно, е свързано с анатомичните и физиологичните характеристики на различни области на кожата. Като цяло бактерицидната функция на кожата е в пряка зависимост от погълнатата доза радиация; при смъртоносни дози рязко намалява. При говеда и овце, облъчени с гама-лъчи (цезий-137) в доза LD 80-90/30, промените в автофлората на кожата и лигавиците започват от първия ден, а първоначалното състояние при оцелелите животни настъпва на 45-60 ден.

Вътрешното облъчване, подобно на външното облъчване, причинява значително намаляване на бактерицидната активност на кожата и лигавиците с еднократно приложение на йод-131 на пилета в дози от 3 и 25 mCi на 1 kg от тяхното тегло, броят на бактериите върху кожата започва да се увеличава от първия ден, достигайки максимум на петия ден. Дробното управление на посоченото количество от изотопа за 10 дни води до значително голямо бактериално замърсяване на кожата и устната лигавица с максимум на 10-ия ден, като основно се увеличава броят на микробите с повишена биохимична активност. В следващия момент има пряка връзка между численото увеличение на бактериите и клиничната изява на радиационното увреждане.

Един от факторите, които осигуряват естествена антимикробна устойчивост на тъканите, е лизозимът. При радиационно увреждане съдържанието на лизозим в тъканите и кръвта намалява, което показва намаляване на производството му. Този тест може да се използва за откриване на ранни промени в резистентността при експонирани животни.

Фагоцитозата играе важна роля в имунитета на животните към инфекции. При вътрешно и външно облъчване по принцип промените във фагоцитната реакция имат подобна картина. Степента на нарушение на реакцията зависи от големината на дозата на експозиция; при ниски дози (до 10–25 rad) се отбелязва краткотрайно активиране на фагоцитната способност на фагоцитите, с полулетални дози фазата на фагоцитна активация се намалява до 1–2 дни, след което активността на фагоцитозата намалява а в леталните случаи достига до нула. При възстановяващите се животни се наблюдава бавно активиране на реакцията на фагоцитоза.

Значителни промени в облъчения организъм претърпяват фагоцитните способности на клетките на ретикулоендотелната система и макрофагите. Тези клетки са доста радиоустойчиви. Въпреки това, фагоцитната способност на макрофагите при облъчване се нарушава рано. Инхибирането на фагоцитната реакция се проявява чрез непълнотата на фагоцитозата. Очевидно облъчването нарушава връзката между процесите на улавяне на частици от макрофагите и ензимните процеси. Потискането на функцията на фагоцитозата в тези случаи може да бъде свързано с инхибиране на производството на съответните опсонини от лимфоидната система, тъй като е известно, че при лъчева болест има намаляване на кръвта на комплемент, пропердин, опсонини и други биологични вещества.

Автоантителата играят важна роля в имунологичните механизми на самозащита на организма. При радиационно увреждане се наблюдава увеличаване на образуването и натрупването на автоантитела. След облъчване в тялото могат да бъдат открити имунокомпетентни клетки с хромозомни транслокации. В генетично отношение те се различават от нормалните клетки на тялото, т.е. са мутанти. Организми, в които има генетично различни клетки и тъкани, се наричат ​​химери. Образувани под действието на радиация, анормалните клетки, отговорни за имунологичните реакции, придобиват способността да произвеждат антитела срещу нормалните антигени на тялото. Имунологичната реакция на анормалните клетки срещу собственото им тяло може да причини спленомегалия с атрофия на лимфоидния апарат, анемия, изоставане в растежа и теглото на животното и редица други нарушения. При достатъчно голям брой такива клетки може да настъпи смърт на животното.

Според имуногенетичната концепция, предложена от имунолога R.V. Петров се наблюдава следната последователност от процеси на радиационно увреждане: мутагенен ефект на радиацията → относително увеличаване на анормалните клетки, които имат способността да агресират срещу нормални антигени → натрупване на такива клетки в тялото → автогенна агресия на анормални клетки срещу нормални тъкани. Според някои изследователи автоантителата, които се появяват рано в облъчен организъм, участват в повишаването на неговата радиорезистентност по време на еднократно излагане на сублетални дози и по време на хронично излагане на ниски дози.

Левкопенията и анемията, потискането на активността на костния мозък и елементите на лимфоидната тъкан свидетелстват за нарушаване на устойчивостта при животни по време на облъчване. Увреждането на кръвните клетки и други тъкани и промените в тяхната активност засягат състоянието на хуморалната имунна система - плазма, фракционен състав на серумните протеини, лимфа и други течности. От своя страна, тези вещества, когато са изложени на радиация, влияят на клетките и тъканите и сами по себе си определят и допълват други фактори, които намаляват естествената резистентност.

Инхибирането на неспецифичния имунитет при облъчени животни води до увеличаване на развитието на ендогенна инфекция - увеличава се броят на микробите в автофлората на червата, кожата и други области, променя се видовият му състав, т.е. се развива дисбактериоза. В кръвта и вътрешните органи на животните започват да се откриват микроби - обитатели на чревния тракт.

Бактериемията е изключително важна в патогенезата на лъчевата болест. Между началото на бактериемията и периода на смъртта на животните има пряка връзка.

При радиационно увреждане на тялото се променя неговата естествена устойчивост към екзогенни инфекции: туберкулозни и дизентерийни микроби, пневмококи, стрептококи, патогени на паратифни инфекции, лептоспироза, туларемия, трихофитоза, кандидоза, грипни вируси, грип, бяс, полиомиелит, нюкасълска болест (силно заразно вирусно заболяване на птици от разред пилета, характеризиращо се с увреждане на дихателната, храносмилателната и централната нервна система), протозои (кокцидии), бактериални токсини. Въпреки това видовият имунитет на животните към инфекциозни заболявания се запазва.

Излагането на радиация в сублетални и летални дози влошава хода на инфекциозното заболяване, а инфекцията от своя страна влошава хода на лъчева болест. При такива опции симптомите на заболяването зависят от дозата, вирулентната и времевата комбинация от фактори. При радиационни дози, които причиняват тежка и изключително тежка лъчева болест и когато животните са заразени, първите три периода от нейното развитие (периодът на първичните реакции, латентният период и пикът на заболяването) ще бъдат доминирани главно от признаци на остра лъчева болест. Инфекцията на животните с причинителя на остро инфекциозно заболяване за кратко време или на фона на облъчване със сублетални дози води до влошаване на хода на това заболяване с развитието на относително характерни клинични признаци. И така, при прасенца, облъчени с летални дози (700 и 900 R) и заразени след 5 часа, 1, 2, 3, 4 и 5 дни. след облъчване с вируса на чумата при аутопсията се откриват предимно изменения, които се наблюдават при облъчени животни. В тези случаи липсват левкоцитна инфилтрация, клетъчна пролиферативна реакция, инфаркти на далака, наблюдавани при чистата форма на чума. Повишената чувствителност на свинете към причинителя на еризипела при пациенти с лъчева болест с умерена тежест продължава след 2 месеца. след облъчване с рентгенови лъчи в доза 500 R. По време на експериментална инфекция с патогена на еризипел, заболяването при прасетата се проявява по-бързо, генерализирането на инфекциозния процес настъпва на третия ден, докато при контролните животни обикновено се записва едва на четвъртия ден. Патологичните промени при облъчените животни се характеризират с изразена хеморагична диатеза.

Уникална характеристика на йонизиращото лъчение като етиологичен фактор на клиничната патология е, че енергийно незначителното количество йонизиращо лъчение в топлинно отношение (макар и много значително по отношение на дозата на облъчване) е еквивалентно на "енергията", съдържаща се в чаша горещ чай, абсорбирани на едва забележими части секунди от тялото на човек или животно, могат да причинят промени, които неизбежно се превръщат в остра лъчева болест, често фатална.

В.В. Талко, доктор на медицинските науки, професор, Научен център по радиационна медицина на Академията на медицинските науки на Украйна, Киев

Това явление, наречено "енергиен парадокс", е наречено "основен парадокс на радиобиологията" в зората на радиобиологията. Значението му дълго време остава загадка и едва сега започва да се изяснява. Става ясно как, по какви механизми, относително малко количество енергия, постъпила в тялото, се трансформира в различни биологични и изразени медицински ефекти в зависимост от дозата. Тези ефекти се основават на две критични събития: 1) постоянно, непоправимо, структурно увреждане на генетичния материал; 2) предизвикани от радиация промени в биомембраните, задействащи каскада от стандартни клетъчни отговори, насочени към поддържане на генетичната основа на биологичен вид. В същото време е особено важно старото съображение, което наистина се потвърди в последно време: „Радиацията не поражда никакви нови биологични явления; то само увеличава вероятността от различни ... клетъчни събития, които се случват спонтанно от време на време.

Как ще се формират дългосрочните ефекти от експозицията, дали е възможно да се предвидят и минимизират в рисковите групи - до голяма степен зависи от състоянието на имунната система. Тя може да се характеризира като многофункционална, многоетапно реализирана система за осигуряване на надзор върху изпълнението на генетичната програма и хомеостазата. Ясно е, че имунните механизми участват в развитието на голямо разнообразие от патологични състояния при хората, действащи или като причина, или като следствие. Нарушенията на имунитета, причинени от определени въздействия, водят до дискоординация на дейността на други регулаторни системи на тялото, което от своя страна засилва неуспеха на имунната система.

Оценката на последиците от излагането на радиация върху човешкото здраве е изключително труден проблем, особено за радиационните ефекти, които възникват при ниски нива на облъчване. Резултатите от експерименталните изследвания, чиято обективност се осигурява от строго контролирани условия на експеримента, не винаги могат да бъдат екстраполирани на човек с достатъчна надеждност. Сложността на този проблем се дължи, наред с други, на три обстоятелства: 1) нехомогенността на човешката популация по отношение на индивидуалната радиочувствителност и нейната променливост; 2) липсата на единен поглед на учените относно реалната и хипотетична вреда за човешкото здраве от ниските нива и интензитет на йонизиращите лъчения; 3) липсата на ясни количествени характеристики на тези нива или диапазона на така наречените ниски дози йонизиращо лъчение.

Убедителни доказателства за хетерогенност и генетично обусловена радиорезистентност (радиочувствителност) са резултатите от имуногенетични изследвания, според които съществува тясна връзка между излагането на йонизиращо лъчение и риска от генетична предразположеност към определени патологични състояния. При изследване на генетичните кръвни системи на участниците в ликвидирането на последствията от аварията в Чернобил са открити антигени, фенотипове и хаплотипове, които са свързани с различна чувствителност на индивидите към радиационно облъчване. Екстремните форми на радиочувствителност при възрастни и деца могат да се различават многократно. В човешката популация 14-20% от хората са радиорезистентни, 10-20% са с повишена радиочувствителност и 7-10% са свръхрадиочувствителни.

Сред критичните (силно чувствителни) органи по отношение на действието на йонизиращите лъчения е имунната система. В острия период след облъчване критичността на имунната система се определя от увреждащия ефект върху нуклеиновите киселини, както и върху мембранните структури на имунокомпетентните клетки поради повишена липидна пероксидация, образуването на продукти на водна радиолиза и други активни съединения. Нарушаването на експресията на диференциационни антигени върху мембраните на клетките, участващи в имунния отговор, затруднява тяхното взаимодействие, отслабва надзорната функция на имунната система.

Установено е, че индуцираните от радиация мутации в локуса на Т-клетъчния рецептор (TCR) влияят върху ефективността на клетъчното взаимодействие. Те могат да се използват като индикатор за биологична дозиметрия. В дългосрочен период броят на TCR-позитивните клетки пряко корелира с намаляването на имунитета при пациенти, претърпели остра лъчева болест.

Нарушаването в дългосрочен период след облъчване на имунологичните механизми на противотуморна резистентност, сред които цитотоксичността на естествените убийци (NK) играе водеща роля, води до развитие на стохастични онкологични ефекти. Резултатите от експериментални, клинични и епидемиологични изследвания показват висока бластомогенна ефективност на йонизиращото лъчение. Ракът не се появява веднага. Това е последното звено в дълга верига от промени, които често се наричат ​​предракови или предракови заболявания.

Установени са някои особености на взаимодействието между стромалните клетки и хемопоетичните клетки на костния мозък, причинени от излагане на йонизиращо лъчение. По-специално се отбелязва блокирането на лимфоцитите в стромалните елементи, както и активирането на процеса на разрушаване на мегакариоцитите от неутрофилни гранулоцити.

Възможно е дългосрочни структурни и функционални промени в стромалните клетки под въздействието на йонизиращо лъчение да инициират злокачествена трансформация. Въпросът за ролята на стромата в развитието на хематологична патология, по-специално миелодиспластичен синдром и левкемия, в дългосрочния период след облъчване, изисква допълнително проучване поради особеното му значение.

Въпреки високия регенеративен потенциал на повечето клетъчни компоненти на имунната система, възстановяването се забавя с години, особено при реконвалесценти от остра лъчева болест. Освен това промените не винаги имат ясна зависимост от дозата на радиация, която в класическата радиобиология се считаше и продължава да се счита за единственото вярно доказателство за реакцията на биологичната система към ефектите на йонизиращото лъчение.

Имунодефицитът, като краен или значително напреднал патогенетичен стадий на промени в имунната система на засегнатите от радиационна авария, се определя доста рядко. По-често, в различна степен, се открива изразен количествен или функционален дефицит на определени клетъчни субпопулации или нарушение на производството на хуморални фактори с внедряване на ниво тяло под формата на соматична патология - заболявания на храносмилателната, нервната, сърдечно-съдовата, дихателна и отделителна системи. Отбелязва се значително увеличение на честотата на откриване на алергични заболявания (до 20%) и клинични прояви на имунен дефицит (до 80%) при лица, облъчени с доза над 0,25 Gy.

Един от приоритетните въпроси, изискващи спешно научно развитие, са персистиращите вирусни инфекции в засегнатите популации. Резултатите от изследването на пациенти с персистираща лимфоцитоза и левкопения, свързани с влиянието на радиацията, в 2/3 от случаите разкриват наличието на персистиращи инфекции, цитомегаловирус, токсоплазма и др., Което прави възможно провеждането на адекватно лечение и имунологични корекция.

Следва да се отбележи, че подходите за имунокорекция трябва да бъдат строго индивидуализирани, обосновани с необходимия обем изследвания, тъй като първоначалните заключения за радиационно-индуцирани нарушения на имунната система, наличие на имунодефицитно състояние и необходимост от имуностимулираща терапия, направени в лечебни заведения на градско или областно ниво въз основа на наблюдение на пациенти, след експертна оценка са потвърдени само при 15,2% от пациентите.

Човешкото тяло е едно цяло, в условията на авария и следаварийни събития от ранен и отдалечен период, освен радиация, е изложено и на други нерадиационни фактори. Психогенният стрес е един от най-мощните в тази серия. Установено е, че въздействието на стреса върху невроендокринната система е придружено от повишаване на кръвните нива на невропептиди, катехоламини, глюкокортикоиди и други хормони на хипоталамо-хипофизно-надбъбречната ос. Високите кръвни нива на глюкокортикоиди и други хормони причиняват инволюция на тимуса, намаляване на броя на лимфоцитите в далака и костния мозък, намаляване на активността на макрофагите, пролиферация на лимфоцити и увеличаване на производството на цитокини. Но не само невроендокринната система влияе върху функциите на имунната система, но обратно, имунната система влияе върху оста хипоталамус-хипофиза-надбъбречна жлеза чрез рецептори за цитокини.

Към нерадиационните фактори се отнасят също промишлени и битови алергени, соли на тежки метали, компоненти на изгорелите газове на автомобилите и др. Следователно имаме право да говорим за комплексно екологично неблагоприятно въздействие върху организма, засягащо дейността на имунната система.

Данните от изследванията на тиреоидната система на пострадалите в острия така наречен "йоден период" на аварията разкриват промени, характерни за постепенното развитие на нестохастични ефекти от облъчването на щитовидната жлеза. Имунните промени в периода на първичната реакция на щитовидната жлеза показват началото на развитието на хроничен, с по-голяма вероятност за автоимунен тиреоидит. Групата с повишен риск от развитие на хроничен тиреоидит и хипотиреоидизъм се състои от пациенти, подложени на облъчване на щитовидната жлеза от най-сложния комбиниран характер: комбинация от вътрешно облъчване с краткотрайни йодни изотопи с външно γ-облъчване. Тази група се състоеше от бивши жители на 30-километровата зона на атомната електроцентрала в Чернобил и участници в ликвидирането на последствията от аварията от "йодния период" от 1986 г.

В клинични и експериментални проучвания е установено, че развитието на невроавтоимунни реакции може да бъде една от връзките в патогенезата на пострадиационната енцефалопатия.

Оценките за медицинските последици за здравето на пострадалото население от атомните бомбардировки над японските градове Хирошима и Нагасаки са нееднозначни. През последните години обаче има доказателства за значително влошаване на здравния статус на "хибакуши" в сравнение със стандартната японска популация в много класове заболявания (1,7-13,4 пъти). Според изследователите, увеличаването на разпространението на заболявания, включително рак и левкемия, чието прилагане се дължи на неуспехи в многофункционалната активност на имунната система, е свързано с излагане на йонизиращо лъчение в онези години, когато тези пациенти са били деца или млади хора.

Изследванията на имунния статус на деца и юноши, засегнати от аварията в Чернобил, заемат специално място в общия проблем на следрадиационните ефекти. Провежда се в рамките на националната програма "Децата на Чернобил" дългосрочно наблюдение на състоянието на имунната система при лица, облъчени в детска възраст в резултат на излагане на радионуклиди на йод (131 I, 129 I), както и 137 Cs, 90 Sr, 229 Pu и др., позволиха да се установят определени закономерности в етапите на развитие на дозозависими промени в имунната система и функцията на щитовидната жлеза.

Резултатите от изследванията на имунната система, проведени в първите години след инцидента при деца, живеещи на замърсени с радионуклиди територии, показват наличие на леки, но статистически значими отклонения в субпопулациите на Т- и В-лимфоцитите от съответните показатели на контролна група пациенти.

На етапа на наблюдение през 1991-1996г. Установени са разлики между групите експонирани и неекспонирани деца по отношение на съдържанието на основните регулаторни субпопулации на периферните кръвни лимфоцити и посоката на корелацията между съдържанието на Т-, В-клетки, EC, CD3+, CD4 + Т-клетки и дозите на облъчване на щитовидната жлеза с радиойод.

От 1994-1996 г. са получени убедителни данни за развитието на 131 I-дозозависими автоимунни заболявания въз основа на фенотипната оценка на лимфоцитите чрез основните локуси на хистосъвместимост HLA, HLA-Dr и много други параметри на лимфоцитни субпопулации.

Ретроспективен анализ на състоянието на имунната система на деца, живеещи на територии, замърсени с радионуклиди, показва проявата на имунодефицитни нарушения, предимно от смесен тип. Установено е, че 68% от децата с аномалии в имунния статус имат генетични алели, които контролират посоката на имунния отговор на организма и които като правило са свързани с ниска реакция на имунната система към действието на всякакви екзогенни фактори или с автоимунни процеси. Това са преди всичко HLA-A9, HLA-B7, HLA-DR4, HLA-Bw35, HLA-DR3, HLA-B8 антигени. Въз основа на получените резултати може да се предположи, че тези деца са имали генетична предразположеност към имунни нарушения поради въздействието на неблагоприятни фактори на околната среда, по-специално радиация.

В сравнение с възрастните, преобладаващата роля във формирането на тиреоидни нарушения при децата принадлежи на антигена HLA-Bw35, който също е маркер за автоимунни процеси. Трябва също да се отбележи, че степента на асоциативна връзка между антигените на хистосъвместимостта и заболяванията в детството е много по-висока, отколкото при възрастните. Резултатите от имуногенетичните и имуноцитологичните изследвания бяха потвърдени от клинични прояви на радиационно-индуцирана дисфункция на щитовидната жлеза, както и от данни от епидемиологични изследвания, проведени при повече от 10 хиляди деца, облъчени в "йодния период" (евакуирани от 30-километровата зона на авария) и над 2,5 хиляди деца - жители на радиоактивно замърсени територии (облъчени в "йоден период" и постоянно изложени на радиация от дългоживеещи радионуклиди 137 Cs, 90 Sr и др.

Получени са данни за отрицателното въздействие на ниски дози йонизиращо лъчение върху имунитета срещу дифтерия, противотетанус, морбили и коклюш при деца, живеещи в райони, замърсени с радионуклиди. Това обосновава създаването на диференцирани имунизационни програми, съобразени с регионалните и индивидуални особености на имунния статус на децата.

Проучванията, проведени след 2001 г., показват дозозависими ефекти в имунната система дори след 15 години, а прагът за въздействието на йонизиращото лъчение върху имунната система за повечето от изследваните параметри е 250 mSv.

Именно мониторингът на параметрите на имунната система на контингентите, засегнати от аварията в Чернобилската атомна електроцентрала, допринася за получаване на нова научна информация за дългосрочните ефекти на йонизиращите лъчения, а в практически план е основа за ранно откриване на соматична и онкологична патология, подобряване на резултатите от лечението, първична и вторична профилактика.

Несъмнено интегрирането на знанията в областта на имунологията и радиобиологията, настъпили в резултат на ядрена катастрофа, беше своеобразен стимул за формирането и развитието на ново научно и клинично направление - радиационна имунология. Мащабът и многостранността на медицинските последици от аварията в Чернобил катализира множество експериментални и клинични изследвания, които допринесоха не само за натрупването на факти, но също така предоставиха значителни научни заключения и практически препоръки за клиничната имунология.

Днес изглежда очевидно, че интересът на световната общност към проблемите, свързани с аварията в Чернобил, намалява. Това се дължи на появата на нови сериозни хуманитарни проблеми, които изискват спешни решения. В същото време ядрената енергетика продължава да се развива, което се дължи на непрекъснато нарастващите нужди на човечеството от енергийни ресурси и съответно непрекъснато нараства броят на хората, които имат професионален контакт с йонизиращи лъчения. До края на миналия век в развитите страни броят им достигна 7-8% от населението. Следователно проблемът за ефекта на йонизиращото лъчение върху имунната система на човека ще продължи да бъде от голямо практическо значение и в бъдеще.

Литература

1. Антипкин Ю.Г., Чернишов В.П., Вихованец Е.В. Радиация и клетъчен имунитет при украински деца. Обобщаване на данните от 1-вия и началото на 2-ия етап от десетгодишното (1991-2001 г.) наблюдение на състоянието на имунната система при деца и юноши, засегнати от радиация поради аварията в атомната електроцентрала в Чернобил // Международен журнал за радиационна медицина. - 2001. - № 3-4. - С. 152.
2. Баряхтар В.Г. (ред.). Чернобилска катастрофа. - К .: Наукова думка, 1995. - 559 с.
3. Бебешко В.Г., Базика Д.А., Клименко В.И. че в. Хематологични и имунологични ефекти от хронично излагане // Чернобил: Зона на изключване / Изд. В.Г. Бар "яхтар. - К .: Наукова Думка. - 2001. - С. 214-216.
4. Бебешко В.Г., Базика Д.А., Логановски К.Н. Биологични маркери на йонизиращо лъчение // Украински медицински час. - 2004. - № 1 (39) - I / II. - С. 11-14.
5. Бебешко В.Г., Базика Д.А., Коваленко О.М., Талко В.В. Медицински последици от катастрофата в Чернобил // Радиационна безопасност в Украйна (Бюлетин на NKRZU). - 2001. - № 1-4. - С. 20-25.
6. Бутенко Г.М., Терешина О.П. Стрес и имунитет // Международен медицински журнал. - 2001. - № 3. - С. 91-93.
7. Верешчагина А.О., Замулаева И.А., Орлова Н.В. Честотата на лимфоцитите, мутантни за Т-клетъчни рецепторни гени, като възможен критерий за формиране на групи с повишен риск от развитие на тумори на щитовидната жлеза при облъчени и необлъчени лица // Радиационна биология, радиоекология. - 2005. - Т. 45. - № 5. - С. 581-586.
8. Лисяни Н.И., Любич Л.Д. Ролята на невроимунните реакции в развитието на пострадиационна енцефалопатия под въздействието на ниски дози йонизиращо лъчение // Международен журнал за радиационна медицина. - 2001. - № 3-4. – С. 225.
9. Мазурик В.К. Ролята на регулаторните системи на клетъчния отговор на увреждане при формирането на радиационни ефекти // Радиационна биология, радиоекология. - 2005. - Т. 45 - № 1. - С. 26-45.
10. Минченко Ж.М. Генетични кръвни системи // Гостра променева болест (медицински последици от катастрофата в Чернобил) / За ред. О.М. Коваленко. - К .: Иван Федоров. - 1998. - С. 76-84.
11. Минченко Ж.Н., Базика Д.А., Бебешко В.Г. HLA-фенотипни характеристики и субпопулационна организация на имунокомпетентни клетки при формирането на следрадиационни ефекти в детството // Медицински последици от аварията в атомната електроцентрала в Чернобил. Монография в 3 книги. Клинични аспекти на Чернобилската катастрофа. Книга 2. - К .: "Медекол" МНИЦ БИО-ЕКОС. - 1999. - С. 54-69.
12. Михайловская Е.В. Характеристики на клетъчния състав на зоните на растеж на първичните култури на хемопоетичните органи и неговия отговор на радиационно облъчване // Медицински последици от аварията в атомната електроцентрала в Чернобил. Книга 3. Радиобиологични аспекти на Чернобилската катастрофа. - К .: "Медекол" МНИЦ Био-Екос. - 1999. - С. 70-81.
13. Орадовская И.В., Лейко И.А., Опришченко М.А. Анализ на здравословното състояние и имунния статус на лица, участвали в ликвидирането на последствията от аварията в атомната електроцентрала в Чернобил // Международен журнал за радиационна медицина. - 2001. - № 3-4. – С. 257.
14. Подаваленко А.П., Чумаченко Т.А., Резников А.П. че в. Лагерът на специфичен имунитет при деца след катастрофата в Чернобил // Dovkíllya and zdorov "I. - 2005. - Zhovten-breast. - P. 6-8.
15. Потапова С.М., Кузменок О.И., Потапнев М.П., ​​Смолникова В.В. Оценка на състоянието на Т-клетъчните и моноцитните връзки в ликвидаторите на аварията в атомната електроцентрала в Чернобил след 11 години // Имунология. - 1999. - № 3. - С. 59-62.
16. Сепиашвили Р.И., Шубич М.Г., Колесникова Н.В. и други Апоптоза в имунологични процеси // Алергология и имунология. - 2000. - Т.1. - № 1. - С. 15-22.
17. Талко В.В. Показатели за клетъчен имунитет, неспецифична резистентност и метаболитни характеристики на имунокомпетентни клетки при автоимунен тиреоидит при облъчени във връзка с аварията в атомната електроцентрала в Чернобил // Проблеми на радиационната медицина. Представител междуведомствени сб. – К. – 1993. – Бр. 5. - С. 41-45.
18. Талко В.В., Минченко Ж.М., Михайловска Е.В., Лагутин А.Ю. Показатели за имунната система ще станат дете, което разпозна притока на йонизираща известност, след 5 години писане на децата на чиновника при аварията в Чернобил // Педиатрия, акушерство и гинекология. - 1993. - № 4. - С. 23-25.
19. Тимофеев-Ресовски Н.В., Яблоков А.В., Глотов Н.В. Есе върху учението за населението. – М.: Наука. - 1973. - 278 с.
20. Чебан А.К. Нестохастични ефекти върху щитовидната жлеза от Чернобилската катастрофа // Международен журнал за радиационна медицина. - 1999. - № 3-4. - С. 76-93.
21. Чумак А.А. Имунна система на засегнатите "жертви на Чернобил" в отдалечения следавариен период - диагностика на недостатъчност и подходи за корекция // Международно списание за радиационна медицина. - 2001. - № 3-4. – С. 400.
22. Чумак А.А., Базика Д.А., Абраменко И.В., Бойченко П.К. Цитомегаловирус, радиация, имунитет. – К. – 2005. – 134 с.
23. Чумак А.А., Базика Д.А., Талко В.В. че в. Клинични имунологични изследвания в радиационната медицина - п "петнадесети доклад // Украински вестник по хематология и трансфузиология. - 2002. - № 5. - С. 14-16.
24. Чумак А.А., Базика Д.А., Коваленко А.Н. и др. // Имунологични ефекти при реконвалесценти на остра лъчева болест - резултатите от тринадесетгодишно наблюдение / Международен медицински журнал. - 2002. - № 1 (5). - С. 40-41.
25. Чумак А., Базика Д., Беляева Н. и др. Имунни клетки при радиационни работници в Чернобил, изложени на ниска доза облъчване // Int J of Low Radiation. - 2003. - Т.1. - № 1. – С. 19-23.
26. Chumak A., Bazyka D., Minchenko J., Shevchenko S. Immune system // Здравни ефекти от аварията в Чернобил. Монография в 4 части / Ред. от А. Возианов, В. Бебешко, Д. Базика. - Киев: DLA, 2003. - Р. 275-282.
27. Furitsu K., Sadamori K., Inomata M., Murata S. / Паралелните радиационни увреждания на жертвите на атомната бомба в Хирошима и Нагасаки след 50 години и жертвите на Чернобил след 10 години // Чернобил: въздействие върху здравето на околната среда и човешките права . Постоянен народен трибунал, Виена. 12-15 април 1996 г.
28. Ковалев Е.Е., Смирнова О.А. Оценка на радиационния риск въз основа на концепцията за индивидуалната променливост на радиочувствителността. Bethesda: Radiobiol Res Institute на въоръжените сили. - 1996. - 201 с.

Ефекти на радиацията върху имунната система и техните последствия

Йонизиращото лъчение във всяка доза предизвиква функционални и морфологични промени в клетъчните структури и променя дейността на почти всички системи на тялото. В резултат на това имунологичната реактивност на животните се повишава или инхибира. Имунната система е високоспециализирана, състои се от лимфоидни органи, техните клетки, макрофаги, кръвни клетки (неутрофилни, еозинофилни и базофилни, гранулоцити), система на комплемента, интерферон, лизозим, пропердин и други фактори. Основните имунокомпетентни клетки са Т- и В-лимфоцитите, отговорни за клетъчния и хуморален имунитет.

Посоката и степента на промени в имунологичната реактивност на животните под въздействието на радиация се определят главно от погълнатата доза и мощността на облъчване. Малките дози радиация повишават специфичната и неспецифичната, клетъчната и хуморалната, общата и имунобиологичната реактивност на организма, допринасят за благоприятния ход на патологичния процес, повишават продуктивността на добитъка и птиците.

Йонизиращото лъчение в сублетални и летални дози води до отслабване на животните или потискане на имунологичната реактивност на животните. Нарушаването на параметрите на имунологичната реактивност се отбелязва много по-рано от появата на клиничните признаци на лъчева болест. С развитието на острата лъчева болест имунологичните свойства на организма все повече отслабват.

Устойчивостта на експонирания организъм към инфекциозни агенти намалява поради следните причини: нарушение на пропускливостта на мембраните на тъканните бариери, намаляване на бактерицидните свойства на кръвта, лимфата и тъканите, потискане на хемопоезата, левкопения, анемия и тромбоцитопения, отслабване на фагоцитния механизъм на клетъчна защита, възпаление, инхибиране на производството на антитела и други патологични промени в тъканите и органите.

Под въздействието на йонизиращо лъчение в малки дози се променя пропускливостта на тъканите, а при сублетална доза и повече пропускливостта на съдовата стена, особено на капилярите, рязко се увеличава. След облъчване със средни летални дози животните развиват повишена пропускливост на чревната бариера, което е една от причините за установяването на чревната микрофлора в органите. Както при външно, така и при вътрешно облъчване се отбелязва повишаване на автофлората на кожата, което се проявява рано, още в латентния период на радиационно увреждане. Това явление може да се проследи при бозайници, птици и хора. Повишеното размножаване и заселване на микроорганизми върху кожата, лигавиците и органите се причинява от намаляване на бактерицидните свойства на течностите и тъканите.

Определянето на броя на Escherichia coli и особено хемолитичните форми на микробите по повърхността на кожата и лигавиците е един от тестовете, който позволява ранно откриване на степента на нарушена имунобиологична реактивност. Обикновено увеличаването на автофлората настъпва едновременно с развитието на левкопения.

Моделът на промените в автофлората на кожата и лигавиците при външно облъчване и включването на различни радиоактивни изотопи се запазва. При общо излагане на външни източници на радиация се наблюдава зониране на нарушението на бактерицидната кожа. Последното, очевидно, е свързано с анатомичните и физиологичните характеристики на различни области на кожата. Като цяло бактерицидната функция на кожата е в пряка зависимост от погълнатата доза радиация; при смъртоносни дози рязко намалява. При говеда и овце, облъчени с гама-лъчи (цезий-137) в доза LD 80-90/30, промените в автофлората на кожата и лигавиците започват от първия ден, а първоначалното състояние при оцелелите животни настъпва на 45-60 ден.

Вътрешното облъчване, подобно на външното облъчване, причинява значително намаляване на бактерицидната активност на кожата и лигавиците с еднократно приложение на йод-131 на пилета в дози от 3 и 25 mCi на 1 kg от тяхното тегло, броят на бактериите върху кожата започва да се увеличава от първия ден, достигайки максимум на петия ден. Дробното управление на посоченото количество от изотопа за 10 дни води до значително голямо бактериално замърсяване на кожата и устната лигавица с максимум на 10-ия ден, като основно се увеличава броят на микробите с повишена биохимична активност. В следващия момент има пряка връзка между численото увеличение на бактериите и клиничната изява на радиационното увреждане.

Един от факторите, които осигуряват естествена антимикробна устойчивост на тъканите, е лизозимът. При радиационно увреждане съдържанието на лизозим в тъканите и кръвта намалява, което показва намаляване на производството му. Този тест може да се използва за откриване на ранни промени в резистентността при експонирани животни.

Фагоцитозата играе важна роля в имунитета на животните към инфекции. При вътрешно и външно облъчване по принцип промените във фагоцитната реакция имат подобна картина. Степента на нарушение на реакцията зависи от големината на дозата на експозиция; при ниски дози (до 10-25 rad) има краткотрайно активиране на фагоцитната способност на фагоцитите, с полулетални - фазата на активиране на фагоцитите се намалява до 1-2 дни, след което активността на фагоцитозата намалява и в летални случаи достига нула. При възстановяващите се животни се наблюдава бавно активиране на реакцията на фагоцитоза.

Значителни промени в облъчения организъм претърпяват фагоцитните способности на клетките на ретикулоендотелната система и макрофагите. Тези клетки са доста радиоустойчиви. Въпреки това, фагоцитната способност на макрофагите при облъчване се нарушава рано. Инхибирането на фагоцитната реакция се проявява чрез непълнотата на фагоцитозата. Очевидно облъчването нарушава връзката между процесите на улавяне на частици от макрофагите и ензимните процеси. Потискането на функцията на фагоцитозата в тези случаи може да бъде свързано с инхибиране на производството на съответните опсонини от лимфоидната система, тъй като е известно, че при лъчева болест има намаляване на кръвта на комплемент, пропердин, опсонини и други биологични вещества.

Автоантителата играят важна роля в имунологичните механизми на самозащита на организма. При радиационно увреждане се наблюдава увеличаване на образуването и натрупването на автоантитела. След облъчване в тялото могат да бъдат открити имунокомпетентни клетки с хромозомни транслокации. В генетично отношение те се различават от нормалните клетки на тялото, т.е. са мутанти. Организми, в които има генетично различни клетки и тъкани, се наричат ​​химери. Образувани под действието на радиация, анормалните клетки, отговорни за имунологичните реакции, придобиват способността да произвеждат антитела срещу нормалните антигени на тялото. Имунологичната реакция на анормалните клетки срещу собственото им тяло може да причини спленомегалия с атрофия на лимфоидния апарат, анемия, изоставане в растежа и теглото на животното и редица други нарушения. При достатъчно голям брой такива клетки може да настъпи смърт на животното.

Според имуногенетичната концепция, предложена от имунолога R.V. Петров се наблюдава следната последователност от процеси на радиационно увреждане: мутагенен ефект на радиацията → относително увеличаване на анормалните клетки, които имат способността да агресират срещу нормални антигени → натрупване на такива клетки в тялото → автогенна агресия на анормални клетки срещу нормални тъкани. Според някои изследователи автоантителата, които се появяват рано в облъчен организъм, участват в повишаването на неговата радиорезистентност по време на еднократно излагане на сублетални дози и по време на хронично излагане на ниски дози.

Левкопенията и анемията, потискането на активността на костния мозък и елементите на лимфоидната тъкан свидетелстват за нарушаване на устойчивостта при животни по време на облъчване. Увреждането на кръвните клетки и други тъкани и промяната в тяхната активност засягат състоянието на хуморалните имунни системи - плазма, фракционен състав на серумните протеини, лимфа и други течности. От своя страна, тези вещества, когато са изложени на радиация, влияят на клетките и тъканите и сами по себе си определят и допълват други фактори, които намаляват естествената резистентност.

Инхибирането на неспецифичния имунитет при облъчени животни води до увеличаване на развитието на ендогенна инфекция - увеличава се броят на микробите в автофлората на червата, кожата и други области, променя се видовият му състав, т.е. се развива дисбактериоза. В кръвта и вътрешните органи на животните започват да се откриват микроби - обитатели на чревния тракт.

Бактериемията е изключително важна в патогенезата на лъчевата болест. Между началото на бактериемията и периода на смъртта на животните има пряка връзка.

При радиационно увреждане на тялото се променя неговата естествена устойчивост към екзогенни инфекции: туберкулозни и дизентерийни микроби, пневмококи, стрептококи, патогени на паратифни инфекции, лептоспироза, туларемия, трихофитоза, кандидоза, грипни вируси, грип, бяс, полиомиелит, нюкасълска болест (силно заразно вирусно заболяване на птици от разред пилета, характеризиращо се с увреждане на дихателната, храносмилателната и централната нервна система), протозои (кокцидии), бактериални токсини. Въпреки това видовият имунитет на животните към инфекциозни заболявания се запазва.

Излагането на радиация в сублетални и летални дози влошава хода на инфекциозното заболяване, а инфекцията от своя страна влошава хода на лъчева болест. При такива опции симптомите на заболяването зависят от дозата, вирулентната и времевата комбинация от фактори. При радиационни дози, които причиняват тежка и изключително тежка лъчева болест и когато животните са заразени, първите три периода от нейното развитие (периодът на първичните реакции, латентният период и пикът на заболяването) ще бъдат доминирани главно от признаци на остра лъчева болест. Инфекцията на животните с причинителя на остро инфекциозно заболяване за кратко време или на фона на облъчване със сублетални дози води до влошаване на хода на това заболяване с развитието на относително характерни клинични признаци. И така, при прасенца, облъчени с летални дози (700 и 900 R) и заразени след 5 часа, 1, 2, 3, 4 и 5 дни. след облъчване с вируса на чумата при аутопсията се откриват предимно изменения, които се наблюдават при облъчени животни. В тези случаи липсват левкоцитна инфилтрация, клетъчна пролиферативна реакция, инфаркти на далака, наблюдавани при чистата форма на чума. Повишената чувствителност на свинете към причинителя на еризипела при пациенти с лъчева болест с умерена тежест продължава след 2 месеца. след облъчване с рентгенови лъчи в доза 500 R. По време на експериментална инфекция с патогена на еризипел, заболяването при прасетата се проявява по-бързо, генерализирането на инфекциозния процес настъпва на третия ден, докато при контролните животни обикновено се записва едва на четвъртия ден. Патологичните промени при облъчените животни се характеризират с изразена хеморагична диатеза.

Експериментални изследвания върху морски свинчета и овце разкриват особен ход на антракс при животни с умерена лъчева болест. Както външното, така и комбинираното излагане на радиация намалява устойчивостта им към инфекция от причинителя на това заболяване. Клиничните признаци не са строго специфични нито за лъчева болест, нито за антракс. Пациентите имат изразена левкопения, телесната температура се повишава, пулсът и дишането се учестяват, функцията на стомашно-чревния тракт е нарушена, в кръвния серум се появяват антраксни антитела в ниски титри, открити чрез реакцията на индиректна хемаглутинация. Заболяването протича остро и завършва фатално. При патологична аутопсия във всички случаи се регистрира намаляване на далака и засяване с антраксни микроби на вътрешните органи и лимфните възли.

Следователно въздействието на йонизиращото лъчение върху животните в сублетални дози в летални дози води до намаляване на всички естествени фактори на устойчивостта на организма към ендогенни и екзогенни инфекции. Това се проявява във факта, че при облъчени животни началото на инфекциозните заболявания настъпва при по-ниска доза от патогена, процентът на заболелите сред облъчените животни се увеличава, болестта завършва по-бързо и по-често със смърт.

Нарушаването на имунобиологичната реактивност се проявява още в периода на първични реакции към радиация и, постепенно нараствайки, достига максимум на развитие в средата на лъчева болест. При оцелелите животни се възстановяват естествените фактори на имунитета, чиято пълнота се определя от степента на радиационното увреждане.

Трябва да се отбележи, че по отношение на ефекта на йонизиращото лъчение върху факторите на естествения имунитет, все още има много неизяснени, по-специално въпросите за последователността на тяхното инхибиране, значението на всеки от тях при различни инфекции и в различни животни, възможността за тяхната компенсация и активиране са слабо проучени.