Лучевая болезнь – недуг XXI века

Развитием новых технологий в XX веке привело к тому, что человечество столкнулось с новыми угрозами и опасностями. Открытия в области ядерной физики, связанные прикладным использованием химических и физических свойств радиоактивных элементов, позволили получить мощнейший источник энергии, благодаря которому человеческая цивилизация вышла на совершенно новый этап развития. Однако на деле оказалось, что за такие возможности человек вынужден расплачиваться ценой собственной жизни и здоровья. В результате невидимого радиоактивного воздействия ионизирующего излучения, выделяемого радиоактивными веществами, в клетках и в органах человека происходят патологические изменения, приводящие к развитию ранее неизвестной формы недуга – лучевой болезни.

Символ радиационной опасности. Устанавливается в помещениях, на объектах и территориях, где возможен контакт с радиоактивными компонентами и веществами.

Откуда возникает радиация?

Стремление человека обуздать силы природы, натолкнули науку на мысль об использовании скрытых физических свойств отдельной группы веществ. В ходе многолетних научных теоретических и практических изысканий обнаружились уникальные физические и химические свойства ископаемых веществ, которые позволяют получить доступ к совершенно новому источнику энергии. Выявилось, что некоторые элементы, которые нас окружают, радиоактивны по своей природе. Если говорить простым и понятным языком, то радиоактивность можно объяснить следующим образом. В процессе распада ядра определенных химических элементов делятся на изотопы, источники активного излучения.

Схема обогащения ядра урана и последующий распад ядра урана U₂₃₆ на радиоактивные изотопы с выделением ионизированного излучения

Радиоактивными можно назвать практически все химические элементы, с которыми мы имеем дело в повседневной жизни, однако у одних это качество слабо выражено, а другие, наоборот, обладают интенсивной радиоактивностью.

В свою очередь, элементы, обладающие повышенной радиоактивностью, делятся на естественные, которые можно встретить в природе, и искусственные, синтезируемые в процессе ядерных реакций. К первым относятся уран, полоний, радон, радий, торий, актиний и ряд других элементов, с которыми человек контактирует уже тысячи лет. К искусственным радиоактивным веществам можно отнести практически все элементы, которые под искусственно созданным воздействием меняют свои химические и физические свойства.

Из всех известных искусственных радиоактивных элементов наиболее часто используется плутоний, хотя по своей агрессивности это вещество значительно уступает таким элементам как унбибий, унунпентий и унуноктий, расположенные в самом низу таблицы Менделеева.

Месторасположение в таблице Менделеева радиоактивных элементов: желтым цветом обозначаются естественные радиоактивные элементы – полоний, радон, торий и уран. Красным цветом обозначены искусственно созданные наиболее радиоактивные элементы – полоний, унбибий, унунпентий и унуноктий.

Именно в радиоактивности, в периоде полураспада подобных элементов кроется главная опасность для живых организмов. Источником ионизирующего излучения может стать воздух и воды, продукты питания, предметы обихода, изделия и объекты техногенного характера. Бесконтрольное воздействие радиоактивного излучения и непосредственное попадание радиоактивных элементов внутрь живого организма может послужить толчком к развитию лучевой болезни.

Причины развития лучевой болезни

На сегодняшний день говорить о диапазоне воздействия ионизирующего излучения на человека можно в самом широком смысле слова. Поводом получить различную степень лучевой болезни могут стать разные виды излучения, источники которых находятся в воде и в воздухе, в продуктах питания. Все зависит от того, насколько перечисленные предметы, вещества и объекты радиоактивны. Началом заболевания может стать чрезмерная доза облучения, полученная в процессе медикаментозного лечения, во время ингаляций или при инъекциях.

Наличие в продуктах животного и растительного происхождения в большом количестве радиоактивных изотопов различных химических элементов может послужить одной из причин развития лучевой болезни

Повышенные дозы альфа, бета и гамма излучения способны вызвать повреждение живых тканей на клеточном уровне. Вид ионизирующего излучения, величина полученной дозы облучения определяет тяжесть заболевания. Наибольший вред организму несут гамма-лучи, которые обладают максимальной проницаемостью. Альфа-излучение имеет высокую плотность ионизации, однако проникающая способность его значительно меньше. Другими словами, под воздействием альфа-лучей происходит локальное повреждение живых тканей. Одежда, воздушные фильтры, укрытия способствуют уменьшению интенсивности альфа-лучей.

Бета-излучение среди всех трех видов излучения самое слабое. Угроза живому организму в данном случае достигается при непосредственном контакте лучей с живой тканью на ограниченном участке.

Масштабы воздействия ионизирующего излучения определяют степень поражения живых тканей. Доза полученного облучения в 1Гр = 100 рад достаточна для развития лучевой болезни. При меньшей дозе можно говорить о лучевой травме. Кратковременное воздействие радиации на живой организм, когда доза превышает 10 Гр, считается для человека смертельной. Основной очаг поражения наблюдается в центральной нервной системе и во внутренних органах желудочно-кишечного тракта. В данном случае можно говорить о том, что каждая ткань и физиологическая система человеческого организма имеет разную степень устойчивости к воздействию радиации. Некоторые клетки в результате гамма-, альфа- и бета- излучения начинают разрушаться, теряя свою устойчивость. Другие наоборот, подвергнувшись ионизированному облучению, сохраняют устойчивость, обретают дополнительные физиологические свойства.

Каждый из участков человеческого тела, ткани и органы обладают различной устойчивостью к воздействию радиации. При малых дозах облучения изменения могут не затронуть клеточную структуру. При интенсивном облучении в ряде органов на клеточном уровне происходят необратимые нарушения.

К примеру, стволовые клетки костного мозга, клетки кожных тканей и слизистого эпителия наиболее подвержены негативному воздействию радиации. Слабая устойчивость этих клеток объясняется непрекращающимся процессом воспроизводства этого типа клеточных тканей. Отсутствие деления клеток нервной системы делает эту структуру наиболее устойчивой к воздействию ионизирующего излучения. Степень устойчивости живых тканей к воздействию радиации и степень облучения определяют признаки и симптоматику лучевой болезни, формы и стадии заболевания.

Фазы лучевой болезни и симптоматика

Симптоматика, с которой приходится иметь дело врачам-радиологам, целиком и полностью зависит от дозы облучения, полученной пациентом, вида ионизирующего излучения и периода воздействия негативных факторов на человеческий организм.

Рвота, слабость и сонливость первые признаки лучевой болезни, которые характерны для первой степени заболевания в острой форме

Симптомы, характеризующие заболевание, определяют фазы лучевой болезни:

• первая фаза заболевания характеризуется появлением приступов тошноты, рвотных позывов. Во рту ощущается сухость и появляется чувство горечи. В качестве косвенных симптомов для первой фазы характерны быстрая утомляемость организма, сонливость и головные боли. Нередко наблюдается снижение артериального давления, сопровождающееся потерей сознания, приступы диареи и повышение фебрильной температуры тела;
• вторая фаза следует за первой в течение 3-4 дней после облучения и носит латентный (скрытый характер). Длиться подобное состояние в течение нескольких недель. За временным улучшением самочувствия кроется ряд опасных признаков развития заболевания. Развивается устойчивое повышенное артериальное давление, фебрильная температура тела повышена. У пациента можно наблюдать частые носовые кровотечения, нарушение координации движений, снижается рефлекторная деятельность, возникают нарушения невротического характера.

Выше перечисленная симптоматика проявляется при получении дозы облучения до 10 Гр. своевременно начатое лечение может приостановить последующий патогенез лучевой болезни.

При получении дозы облучения более 10 Гр. вслед за первой фазой сразу же наступает третья фаза лучевой болезни. Налицо ярко выраженные симптомы характеризуют тяжесть заболевания. На пострадавших участках тела отчетливо виды покраснения кожи, переходящие в синюшные пятна. Это свидетельствует о сильном поражении кровеносной системы человеческого организма. Снижение иммунитета открывает путь для развития инфекционных осложнений, развивается синдром геморрагического типа. Мышцы теряют тонус, развивается отечность тканей головного мозга.

Формы лучевой болезни и степени заболевания

Влияние ионизирующего излучение на человеческий организм в диапазоне 1-10 Гр и выше, определяет классификация лучевой болезни. В медицине принято разделять две формы заболевания:

• острая лучевая болезнь;
• хроническая лучевая болезнь.

Острая форма заболевания в свою очередь имеет четыре степени тяжести. Первая степень острой лучевой болезни может быть вызвана облучением в диапазоне 1-2 Гр. Симптоматика в данном случае возникает спустя 2-3 недели. Вторая степень лучевой болезни соответствует масштабу полученной дозы облучения в 2-5 Гр. При таком развитии событий симптоматика начинает проявляться значительно быстрее, в течение недели. Третья степень тяжести острой лучевой болезни может быть вызвана поражением организма дозой радиационного облучения в диапазоне 5-10 Гр. Симптомы у пациента возникают спустя 10-12 часов после облучения.

Острая лучевая болезнь наблюдалась у сотрудников АЭС Фукусима в течение первых трех дней после аварии. Своевременно принятые меры, включающие дезинтоксикацию и прием препаратов, способствующих выведению из организма радиоактивных изотопов, позволили в 90% случаев избежать летального исхода.

Последняя, четвертая и самая тяжелая форма острой лучевой болезни возникает у человека при полученной дозе облучения свыше 10 Гр. Проявления в данной ситуации видны уже спустя полчаса после облучения. Однократное облучение человека дозой свыше 10 Гр. завершается летальным исходом.

Хроническая форма лучевой болезни, как правило, вызвана длительным воздействием ионизирующего излучения малым дозами. Одноразовая суточная доза в данном случае не превышает 0,1-0,5 Гр., а суммарная доза облучения не превышает 1 Гр. При этом у пациента наблюдается доклиническая форма заболевания, в ходе которой проявления носят кратковременный и локальный характер. Длительное воздействие излучения более 1 Гр. приводит к развитию заболевания первой или второй степени тяжести. У пациента на этой стадии могут возникать нарушения иммунной и мочеполовой системы. Становятся регулярными соматические и стохастические эффекты. В отдаленной перспективе хроническая форма лучевой болезни нередко заканчивается изменения склеротического характера, генетическими патологиями и тератогенным эффектом.

Хроническая форма лучевой болезни проявляется целым рядом негативных признаков, сопровождающих больного на протяжении длительного периода жизни

Опасная для человека радиация

Современные технологии, в основе которых лежат продукты ядерного синтеза и используются радиоактивные изотопы, получили в наше время широкое распространение. Без радиоактивных веществ невозможно представить оборонный и топливно-энергетический комплекс, химическую и промышленную сферу. Современная медицина тесно связана с прикладным использованием радиоактивных изотопов. В связи с такой широкой сферой применения радиоактивных компонентов, высока вероятность получения больших доз облучения. Лучевая болезнь становится в XXI веке важным элементом, формирующим клиническую картину состояния здоровья целых регионов.

Многие из объектов и территорий на планете несут угрозу человечеству по причине сильной загрязненности радиоактивными продуктами военной и промышленной деятельности. На фото огражденный периметр атомного полигона в штате Невада.

В ряде случаев заболевание носит локальный характер и определяется образом жизни пациентов, имеет профессиональный характер. Однако главная опасность таится в используемых технологиях и техногенных авариях, с которым человечество сталкивается в процессе промышленного и военного использования радиоактивных веществ и компонентов.

Для наглядного примера о непосредственной связи распространения лучевой болезни с промышленным использованием радиоактивных компонентов, свидетельствует отчет Научного комитета по действию атомной радиации при Организации Объединенных Наций, увидевший свет в 2008 году.

В отчете указываются наиболее частые техногенные аварии, которые становятся виновниками радиоактивного облучения человека:

• в ядерном секторе топливно-энергетического комплекса;
• на объектах с промышленным использованием радиоактивных компонентов;
• на объектах хранения радиоактивных отходов;
• происшествия с бесхозными источниками радиоактивного облучения;
• чрезвычайные ситуации на объектах медицинского назначения;
• аварии в научно-исследовательской сфере;
• преступное и халатное обращение с радиоактивными веществами.

Из длинного списка первые три вида техногенных аварий являются наиболее масштабными и несущими максимальный вред. Достаточно вспомнить аварии на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 года и на японской атомной станции Фукусима 11 марта 2011 года. Масштабы аварии привели к массовому радиоактивному облучению большого количества людей. Для тех, кто получил в первые часы и дни после аварии большие дозы облучения, клиническая форма заболевания стала фатальной. Для огромного количества людей лучевая болезнь различной степени тяжести стала диагнозом. Лучевая болезнь у животных, оказавшихся в зоне поражения, также заканчивалась массовым падежом или принимала мутирующие формы.

Самой грандиозной техногенной аварией на ядерном объекте в истории планеты стала катастрофа на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года. В XXI веке масштабы ядерной катастрофы на японской атомной станции «Фукусима» в марте 2011 года были менее опустошительными.

Другие факторы, являющиеся источниками бесконтрольного радиационного облучения, носят временный и случайный характер. Как правило, облучение в малых дозах происходит на бытовом уровне и растянуто по времени.

Прикладное использование радиоактивных элементов и компонентов в контролируемом порядке, не несет существенного вреда человеческому организму. Во многих медицинских технологиях сегодня используются радиоактивные элементы с коротким периодом распада, не отличающиеся агрессивным излучением.

Использование радиоактивных изотопов некоторых химических элементов в конструкции рентгенографического аппарата, позволяют существенно повысить эффективность диагностических исследований внутренних органов человека

Диагностика и лечение лучевой болезни

В современных условиях диагностика лучевой болезни, как и сам процесс лечения, – компетенция врачей различных специальностей и направлений. Определение формы и степени тяжести – это совместная задача терапевта, онколога, гематолога и радиолога. «Золотой стандарт» диагностики лучевой болезни в данном случае, заключается в сборе признаков, характеризующих клиническую картину заболевания.

Размер полученной дозы определяется на основе дозиметрических данных и по результатам анализа на состав хромосом. Диагностика, проведенная в первые дни с момента облучения, позволяет подобрать наиболее эффективные протоколы лечения, разработать тактику профилактических мероприятий. От своевременности диагностики зависит прогноз острой формы лучевой болезни и последствия радиационного облучения.

Создание магнитно-резонансного томографа позволило использовать в процессе исследований пациентов возможности радиолокационного метода, основанного на отражательной способности человеческих тканей реагировать на малые дозы ионизирующего излучения

После проведения первичной диагностики, пациента ожидает комплекс клинических, лабораторных и инструментальных исследований:

• лабораторные исследования крови на гемоглобин, лейкоциты и сахар;
• клинические анализы кала и мочи;
• биопсия стволовых клеток спинного мозга;
• общая оценка состояния кровеносной системы;
• компьютерная томография, ультразвуковая диагностика, электроэнцефалография.

Полученные данные инструментальных и лабораторных исследования позволяют точно определить масштабы заболевания, оценить степень лучевой болезни и назначить курс лечения. Что касается самого лечения, то он может быть двух типов:

• первая медицинская помощь, включающая физиотерапевтические мероприятия и медикаментозное лечение;
• клиническая помощь пациенту, построенная на детально составленном протоколе лечения.

При первых симптомах лучевой болезни первой степени, когда имеется информация о незначительной дозе облучения, пациент проходит тщательную предварительную радиологическую обработку. Необходимо выкупать пациента, обработать все слизистые оболочки организма, включая носоглотку и желудочно-кишечный тракт. Только после этого наступает очередь противошоковой терапии. С целью локализовать симптоматику пациент получает сердечно-сосудистые и седативные препараты. В организм обязательно вводятся детоксикационные средства.

Одним из этапов медикаментозного лечения лучевой болезни является купирование инфекционных осложнений. Больному назначаются симптоматические и противовирусные лекарственные средства.

Первая, начальная фаза лучевой болезни предусматривает купирование негативных симптомов, тошноты и рвоты. Основная задача предотвратить на начальном этапе стремительное обезвоживание организма. При тяжелых формах лучевой болезни в первые три дня больной нуждается в интенсивной дезинтаксикационной терапии. В таких случаях важно не допустить коллапса, в котором могут оказаться важнейшие системы организма.

Вторая и третья степень острой лучевой болезни, а также самая тяжелая форма заболевания предусматривают изолирование пациента с целью предотвращения развития на фоне радиационного заражения инфекционных патологий. Тяжелая форма заболевания, когда у пациента наблюдается депрессия процесса кроветворения, одним из эффективных и единственных средств лечения становится пересадка клеток костного мозга.

Радикальным методом лечения тяжелой формы острой лучевой болезни является пересадка пациенту стволовых клеток костного мозга, взятых у специально подобранного донора

Профилактика лучевой болезни

Одной из главных причин развития лучевой болезни является пренебрежение фактором радиационной опасности, которая носит скрытый характер. Отсутствие у человека болевых и неприятных ощущений в момент контакта с радиоактивными веществами, зараженными предметами и вещами становится основной проблемой. Незнание масштабов реального вреда, наносимого человеческому организму в результате радиоактивного облучения, пренебрежение средствами индивидуальной защиты приводит к развитию хронической формы лучевой болезни.

Что касается острой формы заболевания, то в таких ситуациях главное – не упустить время, необходимое для оказания первой медицинской помощи пациенту.

Эффективным средством профилактики предотвращения лучевой болезни является использование в соответствующих ситуациях средств индивидуальной защиты. Респиратор, марлевая повязка, противогаз, защитный прорезиненный костюм и специальная обувь заметно снижают дозу облучения.

Действенный эффект в борьбе с этим недугом дает своевременная профилактика лучевой болезни. Соблюдение особого режима работы с радиоактивными веществами и компонентами, наличие средств индивидуальной защиты, прием специальных препаратов, снижающих чувствительность человеческих тканей к воздействию радиации, позволят избежать негативных последствий. Просветительская работа об опасности радиационного заражения, проводимая среди гражданского населения, способствует снижению частоты случаев заболевания лучевой болезнью.