Reactivitatea imună atunci când este expus la radiații ionizante. Efectul radiațiilor ionizante externe asupra organismului Efectul radiațiilor ionizante asupra sistemului imunitar

Funcționarea corpului uman este într-o anumită măsură asigurată de relațiile cu factorii de mediu. Influența sa asupra activității imune este de o importanță deosebită. Acești factori pot fi împărțiți în 3 grupuri principale.

Abiotic - temperatura, umiditatea, orele de lumină, presiunea barometrică, perturbarea câmpului magnetic, compoziția chimică a aerului, solului, apei.

biotic - microflora, flora si fauna.

Antroponotic - fizice (unde electromagnetice, radiații ionizante, zgomot, vibrații, ultrasunete, radiații ultraviolete); chimice (emisii de la întreprinderile industriale și de transport, contactul cu substanțele chimice în producție, agricultură); biologic (deșeuri din fabricile producătoare de produse biologice, industria alimentară); socio-ecologice (schimbări demografice, urbanizare, migrație a populației, schimbări în alimentație, condiții de viață, stres psihofizic, măsuri medicale).

După cum am menționat deja, sistemul imunitar este foarte sensibil la schimbările de mediu. Prin urmare, este recomandabil să se efectueze studii de reactivitate imună în stadiul în care factorii inductori nu au condus încă la dezvoltarea bolilor, dar au provocat deja leziuni imune. Este clar că rezistența sistemului imunitar la influențele negative asupra organismului depinde de genotip, starea de sănătate și multe altele. Cu toate acestea, în aceste condiții există modele generale de răspuns.

Sensibilitatea părților individuale ale sistemului imunitar la orice factor variază, dar în orice caz este o țintă critică pentru un număr mare de eubiotice și alte influențe. Această împrejurare determină formarea unor modificări pre-nosologice ale reactivității imune în organism, care, pe de o parte, sunt markeri ai condițiilor de viață nefavorabile și, pe de altă parte, oferă baza dezvoltării ulterioare a patologiei, cronicității sau agravării. boli existente.

11.1. REACTIVITATEA IMUNĂ ȘI MEDIUL MICROBIAN

Conceptul de „mediu microbian” include nu numai automicroflora normală, ci și acele microorganisme pe care o persoană le întâlnește în viața de zi cu zi, la locul de muncă și într-o instituție medicală.

Anumite modificări în compoziția microflorei organismului apar sub influența diverșilor factori. Acest lucru se observă ca urmare a utilizării prelungite a dozelor mari de medicamente antibacteriene și într-un număr de alte cazuri. Microflora umană este compusă din mai multe compartimente. În primul rând - propriu, constant, capabil să se autosusţină, include un număr limitat de specii. Al doilea - Aceasta este o adevărată microfloră, limitată în capacitatea sa de a se autosusține și constă dintr-un număr semnificativ mai mare de specii. Este inconsecvent în compoziție. Al treilea - microfloră trecătoare, aleatorie. Reprezentanții săi în organism mor, iar dacă se reproduc, este foarte limitat și rapid eliminat.

Simplificarea microflorei creează condiții favorabile pentru colonizarea macroorganismului de către specii sau soiuri noi, iar aceste procese apar odată cu formarea deficienței imune secundare la pacienți.

În condițiile moderne, numărul așa-numitelor infecții nosocomiale, spitalicești - procese infecțioase cauzate de agenții patogeni care circulă în instituțiile medicale - este în creștere. Această patologie reprezintă 2-30%, cu o rată a mortalității variind de la 3,5 la 60% din toate bolile infecțioase. În clinicile chirurgicale, frecvența infecțiilor nosocomiale este de 46,7 cazuri la 1000, în clinicile terapeutice - 36,3, în ginecologie - 28,1, în maternități - 15,3, în secțiile de pediatrie - 13,9.

Infecțiile dobândite în spital apar dintr-o serie de cauze.

In primul rand, deoarece pacienții dezvoltă tulburări imunitare secundare, cel mai adesea deficiență imunitară ca urmare a bolii de bază.

În al doilea rând, multe medicamente (antibiotice, sulfonamide etc.) determină o simplificare a automicroflorei.

Al treilea, În spitalele mari, riscul de infectare a pacienților cu tulpini de microorganisme din spital crește. Într-adevăr, pe o suprafață de peste 15-16 km 2 sunt 3 milioane 300 mii paturi, care găzduiesc 64 milioane de pacienți și 6 milioane de lucrători medicali cu o densitate de 200 mii persoane/km 2 pe tot parcursul anului.

Cauza infecțiilor nosocomiale pot fi peste 2000 de tipuri de microorganisme patogene, oportuniste, uneori multirezistente la 4-5 medicamente antibacteriene în același timp, care circulă în spitale de zeci de ani. Acestea includ stafilococi, pseudomonade, enterovirusuri respiratorii și rotavirusuri, virusuri ale hepatitei A, bacterii anaerobe, mucegaiuri și drojdii și legionella.

În al patrulea rând, agresiune invazivă, caracteristică medicinei moderne, incluzând peste 3000 de tipuri de intervenții de manipulare - cateterism, bronhoscopie, plasmafereză, sondare etc., dispozitive medicale complexe (anestezie, circulație artificială, al căror circuit intern este greu de dezinfectat, echipamente optice) .

La aceasta trebuie adăugată o creștere de două ori a numărului populației în vârstă cu reactivitate imunitară slăbită din cauza vârstei, folosirii frecvente a medicamentelor, expunerii la raze X și a altor motive care au perturbat biocenoza naturală.

11.2. REACTIVITATE IMUNĂ ȘI PRODUSE CHIMICE

Substanțele chimice, al căror număr ajunge la 4 miliarde (63 de mii sunt folosite în viața de zi cu zi), pot pătrunde în organism și pot provoca diverse tulburări. Acestea includ efecte generale toxice și iritante locale, descuamarea epiteliului, bronhospasme și pătrunderea crescută a microorganismelor prin bariere mecanice. Odată cu expunerea cronică, se observă activarea limfocitelor CD8, ceea ce determină dezvoltarea toleranței imune, suprimarea formării anticorpilor și inhibarea factorilor de rezistență anti-infectios nespecifici.

Formarea Ags conjugați și inducerea reacțiilor care epuizează sistemul imunitar sunt posibile. Toate aceste acțiuni, pe lângă formarea deficienței imune, sunt și periculoase datorită efectului lor mutagen.

Compușii chimici imunotropi pot fi împărțiți în următoarele grupe.

1. Produse de ardere completă sau parțială a combustibilului organic - cenușă zburătoare, radicali toxici, peroxizi de azot, dioxid de sulf, hidrocarburi aromatice policiclice, benzopiren, colantren.

2. Produse din industria chimică: benzen, fenoli, xilen, amoniac, formaldehidă, materiale plastice, cauciuc, produse din industria vopselelor și lacurilor, produse petroliere.

3. Produse chimice de uz casnic și agricol, pesticide, insecticide, erbicide, îngrășăminte, detergenți, cosmetice, medicamente, arome, detergenți etc.

4. Metale: plumb, mercur, cobalt, molibden etc.

5. Praf anorganic, dioxid de cuarț, azbest, carbon, talc, aerosoli polimetalici, aerosoli de sudare etc.

Diferite substanțe chimice declanșează diferite mecanisme de deteriorare a sistemului imunitar. De exemplu, dilexinele ciclice clorurate, bifenilii bromurați și metilmercurul cauzează deteriorarea maturării celulelor CD3, atrofie timică și hipoplazie a ganglionilor limfatici; compuși alchilanți, benzen, ozon, metale grele - imunosupresie din cauza leziunilor ADN și amine aromatice, hidrazină - formarea de anticorpi citotoxici și clone celulare împotriva autolimfocitelor. Utilizarea aromaticelor halogenate și a ozonului este însoțită de o scădere a producției de interleukine și interferoni; dilexine ciclice clorurate - funcțiile celulelor CD19 și formarea AT; metale grele, coloranți acridinici, hexaclorbenzen, amine aromatice - completează defecte cu risc de apariție a LES. Radicalii toxici de azot, oxizii de sulf, dioxidul de sulf, cuarțul, cărbunele, azbestul provoacă insuficiență a imunității locale, fagocitoză, tractul gastrointestinal, plămâni, ochi; metilmercur, bifing bromurat - suprimarea funcției supresoare a celulelor T cu hiperreactivitate a limfocitelor CD3 și CD19; amine aromatice, otrăvuri tiol, mercur, metale grele, metan - modificări ale genotipului limfocitelor, solubilizarea antigenelor HLA de membrană, epitopi, CD și alți receptori.

11.3. REACTIVITATEA IMUNĂ ȘI ALȚI FACTORI

Undele electromagnetice și câmpurile de microunde cu expunere cronică provoacă fluctuații de fază în activitatea fagocitară a neutrofilelor, perturbarea sintezei AT, ceea ce duce la afecțiuni imunopatologice și imunosupresoare.

Zgomotul cu o intensitate de 60-90 dB timp de 2 luni sau mai mult contribuie la inhibarea activității bactericide și complementare

ser sanguin, titruri scăzute de anticorpi normali și specifici.

Diverse metale au efecte semnificative asupra sistemului imunitar. Beriliul, vanadiul și fierul induc, respectiv, sensibilizarea și modularea, stimularea limfoproliferării și modulării, inhibarea fagocitozei și formarea de anticorpi; aur, cadmiu, potasiu și cobalt - inhibarea chemotaxiei și eliberarea enzimelor din fagocite; suprimarea răspunsului imun umoral; limfopenia CD3, scăderea activității celulelor HRT și NK; inducerea HNT, HRT. Litiul, cuprul, nichelul, mercurul pot cauza suprimarea activității leucocitelor; scăderea funcției celulelor CD3 și CD19; involuția timusului și alergii; inducerea reacțiilor autoimune și, respectiv, atrofie timică. În cele din urmă, există rapoarte că seleniul și zincul pot provoca modularea și, în consecință, hipoplazia timusului și dezvoltarea imunodeficiențelor.

11.4. REACTIVITATEA IMUNĂ ŞI REGIONALĂ

PECULIARITĂȚI

Există o anumită legătură între factorii meteorologici și indicatorii rezistenței antiinfecțioase nespecifice. Creșterea activității complementare a serului sanguin s-a dovedit a fi strâns legată de creșterea presiunii atmosferice, iar producția de lizozimă pe tot parcursul anului a fost strâns legată de modificările temperaturii aerului și umidității relative. Nivelul β-lizinelor din sânge s-a dovedit a fi asociat cu toți factorii meteorologici, dar temperatura aerului a avut cel mai înalt grad de corelare cu acești indicatori.

Se știe că fiecare individ este adaptat la condițiile de viață familiare și, atunci când își schimbă locul de reședință, se adaptează pentru o lungă perioadă de timp la noul mediu. Astfel, imigranții din zone cu climă caldă sau temperată spre nord sau nordici către sud experimentează o reactivitate imună suprimată pe tot parcursul anului, ceea ce le determină o incidență crescută a bolilor căilor respiratorii superioare, afecțiuni intestinale acute cu evoluție lent și o creștere a forme prelungite şi cronice.

Pe de altă parte, în zonele cu climă rece se constată o scădere a severității bolilor alergice, care este asociată cu mai puțini alergeni în mediu. În același timp, la persoanele cu predispoziție la alergii, aerul rece și vremea vântului provoacă atacuri de bronșită astmatică, bronșită

al astmului, apariția dermatozelor, urticarie. Reacțiile patologice sunt parțial cauzate de eliberarea în sânge a aglutininelor reci, a autoanticorpilor completi și incompleti împotriva țesutului pielii și a organelor interne. Schimbările în reactivitatea imună a persoanelor care au ajuns să trăiască în regiunile arctice și antarctice sunt determinate nu numai de efectul temperaturii scăzute, ci și de lipsa radiațiilor ultraviolete, alimentația deficitară etc.

La examinarea stării imunitare a aproximativ 120 de mii de indivizi sănătoși din 56 de orașe și 19 regiuni teritoriale ale CSI, au fost stabilite mai multe tipuri de status imunitar. Asa de, starea imunitară cu suprimarea imunității celulelor T detectat la locuitorii din Norilsk, regiunile din nordul îndepărtat, teritoriul Krasnoyarsk, Kurchatov, regiunea Semipalatinsk, Novokuznetsk, Tbilisi, tip supresor de status imunitar -în orașul Serzhal, regiunea Semipalatinsk și Vitebsk, starea imunitară cu suprimarea imunității umorale - printre locuitorii unor orașe și orașe din regiunea Asiei Centrale, precum și Moscova, Sankt Petersburg și Chelyabinsk. În orașele Kirishi și Odessa a fost stabilit un tip de status imunitar activat uniform, cu o anumită stimulare a componentelor celulare și umorale. Un profil activat datorită mecanismelor umorale cu reacții celulare normale sau ușor reduse a fost înregistrat la locuitorii din Rostov-pe-Don, regiunea Tașkent, Nijni Novgorod, Karaganda și Erevan. Tip mixt de stare imunitară cu suprimarea celulară și activarea imunității umorale - în Kiev, Armavir, Karakalpakstan.

11.5. REACTIVITATEA IMUNĂ ȘI NUTRIȚIA

Malnutriția ușoară nu provoacă daune profunde răspunsului imun. Cu toate acestea, cu deficiența cronică de proteine ​​​​-calorii, există o scădere a activității fagocitozei, a sistemului properdino-complementar, formarea de interferon, lizozim, γ-globuline de diferite clase, o scădere a conținutului de limfocite CD3 și CD19, subpopulațiile lor și o creștere a numărului de celule zero imature.

Deficitul de retinol, riboflavină, acid folic, piridoxină, acid ascorbic, fier reduce rezistența barierelor tisulare, iar în combinație cu lipsa de proteine ​​inhibă activitatea imunității celulare și umorale. La persoanele cu hipo-

vitaminoza, bolile infecțioase apar mai des, sunt mai severe și sunt predispuse la cronicizare și complicații.

Excluderea proteinelor animale din dietă duce la inhibarea mecanismelor de apărare umorală. Pe de altă parte, lipsa acizilor nucleici, chiar și cu un aport caloric suficient, provoacă inhibarea imunității celulare. Trebuie subliniat că postul, inclusiv postul terapeutic, reproduce într-o anumită măsură efectele de mai sus.

11.6. REACTIVITATE IMUNĂ LA EXPUNEREA LA RADIAȚII IONIZANTE

Diseminarea pe scară largă a tehnologiei nucleare presupune o extindere a cercului persoanelor expuse efectelor adverse ale factorilor de radiație; la acestea trebuie adăugat contingentul care locuiește în zone contaminate cu radionuclizi după accidentul de la Cernobîl.

Iradierea organismului determină o creștere a permeabilității pielii, a grăsimii subcutanate, a barierelor pulmonare, hemato-encefalice și hemato-oftalmice, a vaselor intestinale în raport cu diferite microorganisme, a produselor de degradare a autoțesuturilor etc. Aceste procese contribuie la dezvoltarea complicațiilor. Încălcarea permeabilității începe în primele ore după leziunea prin radiații la o doză de 100 roentgens sau mai mult, atingând un maxim după 1-2 zile. Toate acestea contribuie la formarea autoinfecțiilor.

O trăsătură caracteristică comună a unui organism iradiat este prelungirea perioadei de purificare de agenți patogeni, tendința la infecții generalizate, iar rezistența la microorganisme oportuniste (Escherichia coli, Proteus, Sarcinum etc.) este foarte mult redusă. Rezistența la toxinele bacteriene este inhibată Cl. perfringens, Cl. tetani, Cl. botulinum, bacil difteric, stafilococ, shigella. Aceasta se bazează pe o scădere a capacității serului sanguin de a neutraliza toxinele, precum și pe deteriorarea funcției glandei pituitare, a glandelor suprarenale și a glandei tiroide.

Reprezentanții automicroflorei normale care trăiesc în cavitățile naturale (intestine, tractul respirator), precum și agenții patogeni localizați în diferite focare de infecție, dacă există, migrează în sânge și se răspândesc în organe. În același timp, compoziția microflorei normale se schimbă dramatic,

Imunitatea speciei este foarte stabilă la influența radiațiilor ionizante.

În ceea ce privește imunitatea specifică, iradierea cu doze letale și subletale înainte de imunizare determină o suprimare bruscă a formării Ab în primele două zile, care durează până la 7 zile sau mai mult. Suprimarea formării anticorpilor este combinată cu o prelungire semnificativă a fazei inductive a formării anticorpilor de la 2-3 zile în mod normal la 11-18 zile. Ca urmare, producția maximă de AT este înregistrată la numai 40-50 de zile după iradiere. Cu toate acestea, nu are loc inhibarea completă a sintezei imunoglobulinelor specifice.

Dacă iradierea este efectuată după imunizare, sinteza anticorpilor fie nu se modifică, fie încetinește ușor. Instalat două faze de anticorpogeneză sub influența radiațiilor ionizante. Primul - radiosensibil, cu durata de 1-3 zile, al doilea - radiorezistent, alcătuind perioada de timp rămasă.

Revaccinarea se dovedește a fi destul de eficientă cu imunizarea primară efectuată înainte de iradiere.

Iradierea unui organism imunizat, efectuată la apogeul formării anticorpilor, poate reduce pe termen scurt (de mai multe ori) numărul de anticorpi circulanți, dar după o zi (mai rar două) este restabilit la valorile inițiale.

Radiațiile cronice în aceeași doză ca și radiațiile acute aplicate înainte de vaccinare dăunează sistemului imunitar într-o măsură mult mai mică. În unele cazuri, pentru a obține același efect, doza sa totală poate depăși o singură doză „acută” de mai mult de 4 ori.

Radiațiile ionizante provoacă și suprimarea imunității la transplant. Cu cât radiația este aplicată mai aproape de momentul transplantului, cu atât este mai mare afectarea imunității la transplant. Pe măsură ce acest interval se prelungește, efectul inhibitor scade. Normalizarea răspunsului organismului la transplant are loc de obicei la 30 de zile după expunere.

Formarea unui răspuns secundar de transplant este mai puțin afectată. Ca urmare, transplanturile secundare în populațiile iradiate sunt respinse mult mai repede decât cele primare.

Radiații ionizante, suprimând sistemul imunitar al primitorului

prelungește semnificativ perioada de inerție sau toleranță imună. De exemplu, atunci când măduva osoasă este transplantată la indivizi iradiați, celulele transplantate proliferează intens în timpul perioadei de toleranță imună cauzată de iradiere și înlocuiesc țesutul hematopoietic distrus al primitorului. Organismul himer apare deoarece țesutul hematopoietic dintr-un astfel de organism este țesut donor. Toate acestea conduc la prelungirea grefei țesutului donator și la capacitatea de a transplanta alte țesuturi donatoare. Pe de altă parte, radiațiile pot rupe toleranța formată. Cel mai adesea, lipsa de răspuns incomplet are de suferit, în timp ce lipsa de răspuns completă este mai radiorezistentă.

Imunitatea pasivă este mai rezistentă la radiații. Momentul de îndepărtare a imunoglobulinelor administrate pasiv dintr-un corp iradiat, de regulă, nu se schimbă. Cu toate acestea, activitatea lor terapeutică scade brusc. Acest lucru obligă contingentele corespunzătoare să administreze doze de ser sau γ-globuline de 1,5-8 ori mai mari pentru a obține efectul preventiv sau terapeutic adecvat.

Iradierea modifică și compoziția antigenică a țesuturilor. Aceasta determină dispariția unor Ag normale, adică. simplificarea structurii antigenice și apariția de noi Ag. Specificitatea antigenului speciei nu suferă în timpul iradierii; specificitatea organelor și organoidelor se modifică. Apariția autoantigenelor este nespecifică în raport cu factorul de radiație. Distrugerea țesuturilor și apariția autoantigenelor sunt observate în câteva ore după iradiere. În unele cazuri, circulația lor persistă timp de 4-5 ani.

Majoritatea limfocitelor sunt foarte sensibile la radiații, iar acest lucru se manifestă deja atunci când sunt expuse la radiații externe într-o doză de 0,5 până la 10,0 Gy (în principiu, radiațiile interne au același efect). Timocitele corticale, celulele T splenice și limfocitele B sunt cele mai sensibile la efecte. Celulele CD4 și celulele T ucigașe sunt mai rezistente. Aceste date confirmă riscul ridicat de apariție a complicațiilor autoimune după iradierea externă și încorporată.

Una dintre manifestările inferiorității funcționale a limfocitelor iradiate este o încălcare a capacităților lor de cooperare. De exemplu, în primele zile (1-15 zile) după accidentul de la Cernobîl, s-a înregistrat o scădere a numărului de celule cu fenotipul CD2DR+. În același timp, a existat o scădere a titrului serului timic

factor și indicator al RTML cu Con-A. Toate acestea sunt dovezi ale inhibării activității funcționale a sistemului imunitar T. Modificările în legătura umorală s-au dovedit a fi mai puțin pronunțate.

Dozele mici de radiații, de regulă, nu provoacă modificări morfologice grosolane ale sistemului imunitar. Efectul lor se realizează în principal la nivelul tulburărilor funcționale, a căror recuperare are loc foarte lent și este ciclică. De exemplu, la populațiile iradiate se constată o scădere a cantității de CD2DR+, care se elimină abia după 1-12 luni, în funcție de doza primită. În unele cazuri, chiar și după 2 ani, s-a observat persistența stării de imunodeficiență secundară.

Pe lângă efectul negativ al factorului de radiație asupra limfocitelor, celulele auxiliare ale sistemului imunitar au loc leziuni. În special, stroma și celulele epiteliale ale timusului sunt afectate, ceea ce duce la o scădere a producției de timozină și alți factori timici. Ca urmare, uneori, chiar și după 5 ani, există o scădere a celularității cortexului timusului, o tulburare în sinteza celulelor T, funcția organelor periferice ale sistemului limfoid este slăbită și numărul de limfocite circulante. este redus. În același timp, se formează anticorpi împotriva țesutului timusului, ceea ce duce la „îmbătrânirea prin radiații” a sistemului imunitar. Există și o creștere a sintezei IgE, crescând riscul de a dezvolta procese alergice și autoimune în organismul iradiat.

Dovada efectului negativ al radiațiilor asupra sistemului imunitar sunt modificările morbidității locuitorilor din Kiev după accidentul de la Cernobîl. Astfel, din 1985 până în 1990, incidența la 10.000 de locuitori a crescut: astmul bronșic - cu 33,9%, bronșita - cu 44,2%, dermatita de contact - cu 18,3%.

Formarea următoarelor sindroame clinice a fost caracteristică.

1. Susceptibilitate crescută la infecții respiratorii, în special la pacienții cu astm bronșic și bronșită, cu componentă alergică. Prezența proceselor inflamatorii infiltrative în plămâni, febră de grad scăzut, reacții alergice ale pielii.

2. Vasculită sistemică hemoragică, limfadenopatie, polimialgie, poliartralgie, febră de origine necunoscută, slăbiciune generală severă, în principal la tineri.

3. „Sindromul membranei mucoase”. Aceasta este o senzație de arsură, mâncărime a membranelor mucoase din diferite locații (ochi, faringe, cavitate bucală, organe genitale) în combinație cu o afecțiune asteno-nevrotică. În acest caz, nu există modificări vizibile ale membranelor mucoase. Un examen microbiologic evidențiază microfloră oportunistă pe membranele mucoase, cel mai adesea stafilococică și fungică.

4. Sindromul de intoleranță multiplă la o gamă largă de substanțe de natură diferită (alimente, medicamente, substanțe chimice etc.). Acest lucru se observă cel mai adesea la femeile tinere în combinație cu semne pronunțate de dereglare autonomă și sindrom astenic.

Imunologia radiațiilor studiază efectele radiațiilor ionizante asupra sistemului imunitar. Mai detaliat, imunologia radiațiilor examinează tulburările și metodele de restabilire a imunității antimicrobiene, caracteristicile interacțiunii unui organism iradiat cu microbii, rolul complicațiilor infecțioase și mecanismele autoimune în patogeneza, tratamentul și rezultatul bolii radiațiilor, efectul radiațiilor asupra imunitatea la transplant, probleme asociate cu apariția așa-numitelor himere de radiații, cu posibilitatea depășirii incompatibilității biologice în organismul iradiat, folosind transplantul de celule de organe hematopoietice pentru tratamentul bolii radiațiilor (vezi).

Efectul radiațiilor ionizante asupra reactivității imunologice se manifestă printr-o inhibare accentuată a mecanismelor de bază ale imunității. Permeabilitatea barierelor biologice crește, capacitatea bactericidă a sângelui și a țesuturilor scade, activitatea fagocitară a celulelor scade și formarea de anticorpi este brusc inhibată. În boala acută de radiații, organismul este practic lipsit de apărare nu numai împotriva microorganismelor patogene, ci și a microorganismelor patogene condiționat. Un însoțitor constant al bolii de radiații este o infecție endogenă cu bacteriemie datorată microbilor - locuitori ai intestinelor, tractului respirator etc. Cauza directă a morții unui organism iradiat este adesea o autoinfecție. Bolile infecțioase exogene sunt foarte dificile și se caracterizează prin generalizarea procesului și acumularea agenților patogeni în țesuturi. Prevenirea și tratamentul complicațiilor infecțioase este o măsură obligatorie în terapia complexă a bolii radiațiilor.

Ca urmare a efectului radiațiilor asupra celulelor și țesuturilor, proprietățile lor antigenice se modifică. Această împrejurare și circulația antigenelor tisulare în sânge duc la apariția autoanticorpilor și la autosensibilizare. Cu toate acestea, semnificația mecanismului autoimun în imaginea generală a leziunilor cauzate de radiații nu a fost încă pe deplin elucidată.

Imunologia radiațiilor se ocupă și de problemele imunității la transplant. Iradierea, prin inhibarea imunității la transplant, asigură grefarea și reproducerea celulelor organelor hematopoietice transplantate de la donator. Cu toate acestea, datorită competenței imunologice a țesuturilor hematopoietice, poate apărea o reacție imunologică a celulelor transplantate împotriva celulelor gazdă („grefă versus gazdă”). Astfel se explică dezvoltarea unei „boli secundare” în cele 4-8 săptămâni după transplant, manifestată la animale prin dermatită, căderea părului, epuizare, ducând la moarte. La om, „boala secundară” are simptome similare. Mulți cercetători consideră, de asemenea, că este posibilă o reacție gazdă-versus-grefă. Imunologia radiațiilor caută mijloace de prevenire a dezvoltării „bolii secundare”, care este importantă nu numai pentru tratamentul bolii de radiații, ci și mai larg pentru rezolvarea problemei incompatibilității biologice a țesuturilor.

activitatea vitală (rata de diviziune) a acestor celule, rata de diviziune și maturare în secțiunile precursorilor recunoscuți morfologic. S-a demonstrat că, după iradiere, rata de proliferare a celulelor stem crește, drept urmare timpul de dublare a numărului acestora este redus de la 5-6 zile. pana la 1 zi.

Profunzimea și durata aplaziei țesutului hematopoietic este mai mare, cu cât doza de radiație este mai mare. Cu toate acestea, există excepții de la această regulă. După iradierea în doze mari (la om - 5,5 Gy), rata de recuperare a liniei mieloide a hematopoiezei este semnificativ mai mare, iar numărul de celule din măduva osoasă și din sânge este restabilit la nivelul de control mai devreme decât după expunerea la doze. de 2-3 Gy, în ciuda faptului că gradul de devastare în primul caz a fost mult mai mare. Motivul acestui fenomen nu este pe deplin clar.

În cazul iradierii neuniforme sau a unei ecranări complete a părților individuale ale corpului, deteriorarea organelor sistemului hematopoietic este modificată din cauza migrării celulelor din părțile mai puțin iradiate. Acest mecanism asigură repopularea mai rapidă a organelor iradiate decât cu iradierea uniformă generală.

Elementele stromale ale măduvei osoase sunt destul de radiorezistente. În primele săptămâni după iradiere la doze la care dezvoltarea procesului patologic este asociată în principal cu afectarea sistemului hematopoietic, fibroblastele stromale în repaus sunt puțin deteriorate. Activitatea lor funcțională ca producători de prostaglandine E și de factori de stimulare a coloniilor (CSF) rămâne și uneori crește. Prin urmare, cu iradierea generală în doze la care se menține numărul de HSC compatibile cu supraviețuirea, afectarea elementelor stromale este puțin pronunțată, iar semnificația lor în dezvoltarea aplaziei măduvei osoase este mică. Când sunt iradiate la doze mai mari (aproximativ 100 Gy), utilizate, în special, în terapia cu radiații a tumorilor, unele fibroblaste mature mor, în timp ce în același timp secreția lor de prostaglandine E și LCR crește.

În ceea ce privește celulele părinte ale fibroblastelor (CFU-F), acestea sunt destul de radiosensibile la om: D0 = 1,3 Gy. În plus, în perioada în care hematopoieza măduvei osoase este restabilită, CFU-F-urile proliferează foarte încet. Aceste caracteristici pot fi importante pentru dezvoltarea modificărilor pe termen lung ale sistemului hematopoietic, cum ar fi anemia aplastică etc.

Într-un studiu morfologic după iradiere în doze mari (aproximativ 10 Gy), în câteva ore în măduva osoasă roșie

se observă afectarea nucleelor ​​celulare: picnoză, cariorexie (apoptoză), carioliza. Uneori citoplasma este de asemenea distrusă (citoliza). Sinusurile măduvei osoase se dilată, celulele roșii din sânge ies în parenchimul măduvei osoase. După alte câteva ore, începe procesul de fagocitoză a mielocariocitelor deteriorate: fragmente de nuclee și uneori celule întregi se găsesc în macrofagele măduvei osoase. La șobolani, deja la 1-2 zile după iradierea superletală, măduva osoasă este curățată de produsele de degradare celulară, lăsând doar elemente stromale. Dezvoltarea modificărilor necrotice în celulele măduvei osoase este însoțită de reacții vasculare, iar tabloul histologic al măduvei osoase poate fi caracterizat ca inflamație cu fazele sale caracteristice de alterare, exudare și, ulterior, dezvoltarea proceselor de reparare. Se observă hemoragii în stroma edematoasă devastată a măduvei osoase. Măduva osoasă la 3 zile după iradiere la o doză superletală arată ca un „lac de sânge”. Cu puțin timp înainte de moarte, bacteriile sunt găsite în măduva osoasă.

La doze mai mici de radiații, modificările sunt mai puțin pronunțate. În cazurile care se termină cu recuperare, mai întâi apar focare individuale de hematopoieză și, în timp, se contopesc. La om, la 2 zile după iradiere în doze de 2-6 Gy, examenul histologic al secțiunilor de măduvă osoasă relevă o scădere a numărului de celule ale liniilor eritroide și granulocitare de 1,5-2 ori față de norma, zonele cu stromă expusă, umflarea substanței fundamentale, hemoragii minore.

Ulterior, în măduva osoasă se observă o creștere progresivă a conținutului de elemente stromale: fibroblaste, celule reticulare, macrofage. După iradierea în doze de 2-4 Gy la începutul celei de-a doua săptămâni, în perioada corespunzătoare creșterii abortive descrise anterior, se observă o creștere a activității mitotice a celulelor măduvei osoase, iar numărul de celule nediferențiate crește. Până la sfârșitul celei de-a treia săptămâni, este detectată o creștere a numărului de celule de linie granulocitară și eritroidă. La doze mai mari de radiații, manifestările de creștere avortivă sunt mult mai puțin pronunțate.

De la sfarsitul celei de-a treia saptamani dupa iradiere la doze mai mari de 2-3 Gy, aplazia progreseaza in maduva osoasa, manifestata prin atrofie grasa. Zona de țesut adipos din secțiunile măduvei osoase poate ajunge la 80%. În același timp, sunt detectate și semne de regenerare: microfocare de celule nediferențiate și celule din generațiile timpurii de linii eritroide și mieloide, precum și proliferarea crescută a celulelor stromale. Ulterior, focarele de țesut hematopoietic cresc

3.5. Efectul radiațiilor ionizante asupra sistemelor critice ale corpului

suficient de rapid, asigurând restabilirea funcției hematopoietice.

Chiar și la un an de la iradiere la doze de 2-4 Gy, structura măduvei osoase nu este complet restaurată. Raman focare mari de degenerare grasa, numarul celulelor stromale este crescut fata de norma, tesutul hematopoietic din parenchimul maduvei osoase nu este reprezentat difuz, ci in focare mari separate. După expunerea la radiații la doze de 5 Gy și mai mari în aceste perioade, se observă focare larg răspândite de hipoplazie în măduva osoasă.

Modificările morfologice ale celulelor măduvei osoase asociate cu afectarea lor directă (picnoza nucleului, cariorexie, distrugerea sau umflarea nucleului) pot fi de obicei înregistrate în primele ore după iradiere. Celulele distruse sunt îndepărtate destul de repede. Ulterior, încep să fie depistate celule cu anomalii asociate tulburărilor mitotice: celule gigantice, celule cu nucleu hipersegmentat, cu figuri mitotice anormale (punți în anal sau telofaza), fragmente cromozomiale în celulele de interfază. Randamentul maxim al acestor celule are loc la 12-24 de ore după iradiere. Până în a treia zi, majoritatea acestor celule dispar și ele.

3.5.3. Modificări postradiere în compoziția morfologică a sângelui periferic

Scăderea numărului de celule funcționale începe atunci când ultimele celule care au intrat în secțiunea de maturare în momentul iradierii intră în sângele periferic, adică după o perioadă corespunzătoare timpului în care celulele trec în mod normal prin această secțiune. Conținutul de granulocite neutrofile din sânge, a căror trecere prin departamentul de maturare durează 5-6 zile, începe să scadă din acest moment.

Rata de scădere a numărului de celule din sânge este mai mare, cu atât durata circulației acestora este mai scurtă după eliberarea din măduva osoasă. Perioada destul de lungă dintre iradiere și dezvoltarea neutropeniei maxime (aceasta are loc până la sfârșitul celei de-a treia săptămâni) se explică prin faptul că de la mijlocul celei de-a doua săptămâni după iradiere se dezvoltă o creștere abortivă a conținutului de granulocite în periferia. sânge.

Motivele eliberării unui număr semnificativ de celule neutrofile mature în sânge în acest moment sunt asociate cu influența factorilor extramedulari asupra măduvei osoase, în special cu o creștere a sângelui la începutul anului.

în aceste perioade după iradiere conţinutul de catecolamine şi alte substanţe biologic active.

În dinamica modificărilor numărului de neutrofile din sânge după iradiere, se pot distinge mai multe faze:

neutrofilie inițială sau primară;

− faza de lag (în acest moment, eliberarea naturală a neutrofilelor din sânge în țesut este compensată de intrarea acestor celule din bazinul de maturare);

devastare primară;

crestere avorta;

devastare secundară;

− recuperare.

Limfocitele mor devreme după iradiere; În consecință, nivelul lor în sângele periferic scade rapid.

Orez. 11. Dinamica modificărilor numărului de granulocite din sânge după iradierea generală (după S. Killman, 1974):

1 – neutrofilie primară; 2 – faza de lag; 3 – devastare primară; 4 – crestere avorta; 5 – devastare secundară; 6 – recuperare

Cu o scădere bruscă a numărului total de leucocite din sânge după iradiere, putem vorbi de o scădere la fel de profundă a numărului absolut de monocite.

Conținutul de macrofage tisulare nu se modifică semnificativ în prima săptămână după iradiere. Activitatea funcțională a acestor celule, de asemenea, nu se modifică sau chiar crește. În același timp, încărcarea acestor celule cu produse de descompunere tisulară reduce eficacitatea participării lor la sistemul de apărare antimicrobian. În perioada de manifestări clinice pronunțate ale leziunii prin radiații, numărul de celule din sistemul fagocitar mononuclear scade.

3.5. Efectul radiațiilor ionizante asupra sistemelor critice ale corpului

Dinamica conținutului de trombocite după iradiere este similară cu modificările numărului de neutrofile. Creșterea avortivă este exprimată numai după iradiere în doze relativ mici (până la aproximativ 3,5 Gy). În faza de devastare secundară se observă trombocitopenie profundă: până la sfârșitul săptămânii 3-4 după iradiere în doze letale moderate, numărul de trombocite atinge 5-8% din nivelul normal.

Conținutul de eritrocite după iradiere scade într-un ritm lent și moderat, deoarece eritrocitele mature sunt destul de radiorezistente, iar durata de viață a acestor celule este de aproximativ 100 de zile. Chiar și cu încetarea completă a formării lor, numărul de globule roșii din sânge din cauza morții naturale scade cu aproximativ 1% pe zi (dacă nu există sângerare complicând situația).

Adâncimea citopeniei depinde direct de doza de radiații. La doze de aproximativ 5-6 Gy, neutrofilele și trombocitele pot să nu fie deloc detectate în frotiurile de sânge periferic. Perioada de timp necesară pentru a restabili numărul acestor celule la nivelul inițial după iradierea la doze mari se poate dovedi, așa cum sa menționat deja la caracterizarea modificărilor organelor hematopoietice, a fi mai scurtă decât atunci când sunt expuse la doze mai mici.

Pe lângă modificările cantitative ale celulelor sanguine după iradiere, sunt detectate și modificări morfologice: omogenizarea nucleilor limfocitelor, apariția limfocitelor cu micronuclei, neutrofile hipersegmentate gigantice, trombocite gigantice.

3.5.4. Efectul radiațiilor asupra sistemului imunitar

Funcția principală a sistemului imunitar este de a proteja organismul de efectele antigenelor străine și de a controla menținerea constantei genetice a mediului intern al organismului. Sistemul imunitar îndeplinește această funcție folosind mecanisme naturale și adaptative (dobândite). Imunitatea naturală se bazează pe acțiunea unor mecanisme nespecifice asociate cu funcționarea factorilor celulari (neutrofile, macrofage, celule NK (celule natural killer) etc.) și umorali (complement, lizozimă, interferoni etc.). Factorii imunității naturale sunt relativ radiorezistenți și sunt afectați doar de doze foarte mari de radiații. Imunitate specifică bazată pe proprietăți

Limfocitele T și B răspund selectiv la substanțele străine; dimpotrivă, sunt foarte sensibile la efectele radiațiilor.

Limfocitele sunt printre cele mai radiosensibile celule din organism, iar moartea lor se observă după expunerea la radiații de zecimi de gri. În acest caz, nu mor doar celulele tinere în diviziune, ci și (o excepție de la regula lui Bergonier și Tribondeau) limfocitele mature, care în condiții normale (fără stimulare antigenică) nu se divid. Printre celulele radiosensibile susceptibile la moartea interfazelor la doze apropiate sau chiar mai mici decât cele care provoacă moartea reproductivă a celulelor stem hematopoietice se numără limfocitele T (ajutor T și supresoare T), limfocitele B și timocitele glandei timusului. Radiosensibilitatea limfocitelor B este mai mare decât cea a limfocitelor T, iar rezistența la radiații a celulelor T supresoare este puțin mai mare decât cea a celulelor T helper. Timocitele diferă și prin radiosensibilitate: radiosusceptibilitatea maximă se observă în celulele cambiale, iar cea mai mare radiorezistență este în celulele epiteliale. În plus, printre limfocitele T există o populație relativ mică de celule radiorezistente care își păstrează activitatea funcțională după iradiere la doze foarte mari (6-10 Gy, iar conform unor date - până la 20 Gy). Aceste celule sunt simultan rezistente la cortizon. Acestea reprezintă aproximativ 3-8% din toate limfocitele T și pot reprezenta celule T de memorie.

Radiosensibilitatea ridicată a populațiilor mature de limfocite sanguine și moartea lor prin interfaza în prima zi după expunerea la radiații ionizante este, de asemenea, asociată cu dezvoltarea rapidă a limfopeniei după iradiere. Moartea prin interfaza a limfocitelor nu este asociată cu momentul mitozei celulare; începe după 6 ore și se termină la 3 zile după expunerea la radiații. Distrugerea limfocitelor după iradiere are loc atât în ​​organele limfoide (timus, ganglioni limfatici, splină, formațiuni limfoide din intestine), cât și în sângele periferic și limfa. Ca urmare, o scădere a numărului de limfocite din sânge poate fi detectată în câteva zeci de minute după iradiere, iar până în a 3-a zi numărul de limfocite scade la valori minime. Profunzimea scăderii nivelului de limfocite, precum și a altor celule sanguine periferice, depinde direct de doza de radiație. Trebuie subliniat că scăderea post-radiere a numărului de limfocite, împreună cu granulocitopenia, este cauza principală a dezvoltării sindromului de complicații infecțioase în perioada de vârf a bolii acute de radiații.

3.5. Efectul radiațiilor ionizante asupra sistemelor critice ale corpului

Tabelul 37 - Radiosensibilitatea unor celule ale sistemului imunitar uman

(după A.A. Yarilin, 1989, 1997; T. Szepesi, T.M. Fliedner, 1989)

Tipul de celule

D0, Gr

Celule stem hematopoietice multipotente

Celulele precursoare de granulocite

Neutrofile din sânge

Celulele precursoare de monocite

Monocite din sânge

Celule NK (celule ucigase naturale)

Celulele precursoare de limfocite: stadii incipiente

stadii târzii

Limfocite sanguine: limfocite T

limfocitele B

Celule precursoare de timocite - celule cambiale ale timusului

Celulele epiteliale timice

Celulele dendritice ale timusului

Efectul radiațiilor asupra țesutului limfoid duce nu numai la moartea limfocitelor, ci provoacă și schimbări semnificative în activitatea lor funcțională. Acest lucru, la rândul său, poate duce la o distorsiune a răspunsului imun atât pe termen imediat cât și (ceea ce este deosebit de important) pe termen lung după expunerea la radiații.

Astfel, deja în următoarele câteva minute până la ore după iradiere, atât limfocitele B, cât și în special limfocitele T se caracterizează prin pierderea receptorilor celulari pentru diverși antigeni prezenți pe suprafața lor, ceea ce este asociat cu interferența radiațiilor ionizante în proces. de rearanjare a genei TCR (receptorul de recunoaștere a antigenului al limfocitelor T). Modificările post-iradiere în expresia moleculelor de adeziune duc la perturbarea distribuției limfocitelor în sânge și în organele limfoide și, de fapt, distorsionează organizarea spațială a sistemului imunitar.

Deja în stadiile incipiente după iradiere, capacitatea limfocitelor B de a produce imunoglobuline specifice ca răspuns la stimularea antigenică este semnificativ redusă. Această inhibiție se corelează direct cu dinamica depopulării organelor limfoide și este cel mai pronunțată în cazul administrării antigenului după 1-2 zile. după iradiere. Când antigenul este administrat cu puțin timp înainte de iradiere, producția de anticorpi poate chiar crește. În cazul preimunizării înainte de expunere

„răspunsul secundar” la introducerea repetată a antigenului după iradiere nu este afectat semnificativ de efectul radiației.

Un alt rezultat imediat al expunerii la radiații este o scădere a activității proliferative a limfocitelor T, proprietățile lor de migrare și capacitatea de a inactiva CFU non-singeneic. Moartea limfocitelor T ca urmare a iradierii este însoțită de o scădere a funcțiilor lor citotoxice în organism, care se manifestă prin suprimarea unor reacții de hipersensibilitate de tip întârziat, reacții grefă contra gazdă etc. inhibarea acestor reacții depinde în mare măsură de nivelul activității funcționale a limfocitelor T, care se dovedește a fi suprimat după iradiere la doze de 0,15-0,20 Gy.

Expunerea la radiații ionizante duce la un dezechilibru al celulelor T-helper din clasele Th1 și Th2, care determină raportul dintre componentele mediate celular și umoral ale răspunsului imun, precum și o serie de manifestări ale imunopatologiei. Să ne amintim că produsele Th2 - interleukina-2, γ-interferonul, factorul necrotic al tumorii β - asigură dezvoltarea imunității celulare, iar produsele Th2 - interleukina-4, -5, -10 - servesc ca mediatori ai răspunsului umoral. Aceste celule sunt într-o relație de antagonism, realizată cu participarea interferonului y și a interleukinei-10.

Diferențierea Thl este susținută de macrofage prin producerea de interleukină-12, iar dezvoltarea Th2 este reglată de interleukină-4. La rândul său, produsul Thl γ-interferon stimulează activitatea macrofagelor.

3.5. Efectul radiațiilor ionizante asupra sistemelor critice ale corpului

S-a stabilit că cu cât dependența răspunsului imun de timus este mai mare, cu atât efectul radiațiilor este mai puternic. Efectul radiațiilor ionizante asupra părții dependente de timus a sistemului imunitar constă într-un efect direct asupra celulelor T și un efect indirect prin stroma timică. Activitatea stromei timice în stadiile incipiente după iradiere poate crește, iar în perioadele ulterioare, de regulă, este suprimată, ceea ce este însoțit de un transfer accelerat al puterilor timusului către partea periferică a sistemului imunitar și dezvoltarea manifestărilor. a îmbătrânirii imunologice.

În perioada timpurie post-radiere, probabilitatea dezvoltării reacțiilor autoimune crește, a căror severitate crește odată cu creșterea dozei de radiații. Cu toate acestea, procesele autoimune apar și târziu după expunerea la radiații, precum și atunci când sunt expuse la doze mici de radiații. O serie de cercetători consideră că pentru doze mici și intensități de radiații ionizante, dezvoltarea proceselor autoimune este chiar mai tipică decât pentru consecințele expunerii la doze mari.

Când este expus la doze mari de radiații ionizante, care ucid majoritatea limfocitelor, formarea mecanismului de recunoaștere a antigenului este perturbată. Celulele care determină selecția timocitelor variază foarte mult în ceea ce privește radiosensibilitatea: celulele epiteliale sunt rezistente la radiații la doze de până la 8-10 Gy, iar celulele dendritice mor la doze de 2-4 Gy. În acest sens, procesul de selecție pozitivă este relativ radiorezistent, iar iradierea cu doze mici poate chiar crește eficacitatea acestuia. Dimpotrivă, procesul de selecție negativă este perturbat chiar și sub influența unor doze relativ mici de radiații, în urma cărora unele clone autoreactive pot fi conservate și ulterior devin o sursă de autoagresiune. În etapele ulterioare după iradiere, nu numai celulele dendritice, ci și epiteliale ale timusului pot avea de suferit. Acest lucru se datorează morții precursorilor lor relativ radiosensibili - divizarea celulelor cambiale (D0 pentru ei este de 2,5-3,7 Gy). Ca urmare, numărul de limfocite T diferențiate scade, numărul total de timocite scade (un proces similar se observă în timpul îmbătrânirii) și, ca urmare, crește probabilitatea dezvoltării proceselor autoimune și tumorale.

Un alt factor care duce la progresia proceselor autoimune într-un organism iradiat este moartea precoce post-radiere a unei populații speciale de celule supresoare care inhibă formarea de autoanticorpi naturali la celulele B1.

substanțe endogene. Eliminarea acestor celule prin iradiere, care mor deja la doze de 4-6 Gy, duce la creșterea producției de autoanticorpi naturali și, în consecință, la dezvoltarea proceselor autoimune specifice organelor.

Un aspect important al efectului radiațiilor ionizante asupra imunității este, de asemenea, efectul acestuia asupra sistemului de citokine - produse ale celulelor activate ale sistemului imunitar, care joacă un rol cheie în reglarea hematopoiezei și a interacțiunii intercelulare în timpul dezvoltării inflamației și a răspunsul imun. Efectul radiațiilor asupra acestui sistem depinde în mare măsură de natura celulelor producătoare de citokine. Astfel, formarea de limfokine in vivo este suprimată din cauza morții masive a limfocitelor care le produc, deși procesul de producere a citokinelor în sine poate fi stimulat prin radiație (cum este cazul interleukinei-2). În același timp, expunerea la radiații ionizante duce la creșterea producției de interleukină-1, -6 și a factorului de necroză tumorală de către macrofage, celulele stromale și epiteliale ale timusului. Stimularea producerii acestor citokine prin iradiere este deosebit de interesantă, deoarece interleukina-1 și factorul de necroză tumorală au ei înșiși un efect radioprotector, realizat cu participarea interleukinei-6, iar în combinație cu interleukina-1, activitatea radioprotectoare se manifestă și în factori granulocite și granulocite-macrofagi . Aceste fapte indică probabil că unele dintre efectele radiațiilor au ca scop slăbirea sau eliminarea consecințelor pe care le provoacă.

Astfel, radiațiile ionizante afectează în mod semnificativ sistemul imunitar, provocând o gamă largă de reacții ale acestuia - de la modificări în reglarea răspunsului imun până la moartea celulelor imunocompetente. Astfel, modificările în expresia moleculelor de adeziune, care conduc la tulburări în distribuția limfocitelor, denaturează organizarea spațială a sistemului imunitar. Organizarea sa temporală este perturbată din cauza interferenței radiațiilor în procesul de rearanjare a genei TCR, deteriorarea epiteliului timic și „traducerea ceasului imunologic” asociată către îmbătrânire.

3.5.5. Efectul radiațiilor ionizante asupra tract gastrointestinal

În tractul gastrointestinal, cel mai radiosensibil este intestinul subțire; D0 pentru celulele stem ale epiteliului intestinului subțire este de aproximativ 1 Gy, în timp ce în intestinul gros acest indicator este de până la

3.5.4. Efectul radiațiilor asupra sistemului imunitar

Funcția principală a sistemului imunitar este de a proteja organismul de efectele antigenelor străine și de a controla menținerea constantei genetice a mediului intern al organismului. Sistemul imunitar îndeplinește această funcție folosind mecanisme naturale și adaptative (dobândite). Imunitatea naturală se bazează pe acțiunea unor mecanisme nespecifice asociate cu funcționarea factorilor celulari (neutrofile, macrofage, celule NK (celule natural killer) etc.) și umorali (complement, lizozimă, interferoni etc.). Factorii imunității naturale sunt relativ radiorezistenți și sunt afectați doar de doze foarte mari de radiații. Imunitate specifică bazată pe proprietăți
Limfocitele T și B răspund selectiv la substanțele străine; dimpotrivă, sunt foarte sensibile la efectele radiațiilor.

Limfocitele sunt printre cele mai radiosensibile celule din organism, iar moartea lor se observă după expunerea la radiații de zecimi de gri. În acest caz, nu mor doar celulele tinere în diviziune, ci și (o excepție de la regula lui Bergonier și Tribondeau) limfocitele mature, care în condiții normale (fără stimulare antigenică) nu se divid. Printre celulele radiosensibile susceptibile la moartea interfazelor la doze apropiate sau chiar mai mici decât cele care provoacă moartea reproductivă a celulelor stem hematopoietice se numără limfocitele T (ajutor T și supresoare T), limfocitele B și timocitele glandei timusului. Radiosensibilitatea limfocitelor B este mai mare decât cea a limfocitelor T, iar rezistența la radiații a celulelor T supresoare este puțin mai mare decât cea a celulelor T helper. Timocitele diferă și prin radiosensibilitate: radiosusceptibilitatea maximă se observă în celulele cambiale, iar cea mai mare radiorezistență este în celulele epiteliale. În plus, printre limfocitele T există o populație relativ mică de celule radiorezistente care își păstrează activitatea funcțională după iradiere la doze foarte mari (6-10 Gy, iar conform unor date - până la 20 Gy). Aceste celule sunt simultan rezistente la cortizon. Acestea reprezintă aproximativ 3-8% din toate limfocitele T și pot reprezenta celule T de memorie.

Radiosensibilitatea ridicată a populațiilor mature de limfocite sanguine și moartea lor prin interfaza în prima zi după expunerea la radiații ionizante este, de asemenea, asociată cu dezvoltarea rapidă a limfopeniei după iradiere. Moartea prin interfaza a limfocitelor nu este asociată cu momentul mitozei celulare; începe după 6 ore și se termină la 3 zile după expunerea la radiații. Distrugerea limfocitelor după iradiere are loc atât în ​​organele limfoide (timus, ganglioni limfatici, splină, formațiuni limfoide din intestine), cât și în sângele periferic și limfa. Ca urmare, o scădere a numărului de limfocite din sânge poate fi detectată în câteva zeci de minute după iradiere, iar până în a 3-a zi numărul de limfocite scade la valori minime. Profunzimea scăderii nivelului de limfocite, precum și a altor celule sanguine periferice, depinde direct de doza de radiație. Trebuie subliniat că scăderea post-radiere a numărului de limfocite, împreună cu granulocitopenia, este cauza principală a dezvoltării sindromului de complicații infecțioase în perioada de vârf a bolii acute de radiații.

Tabelul 37– Radiosensibilitatea unor celule ale sistemului imunitar uman (după A.A. Yarilin, 1989, 1997; T. Szepesi, T.M. Fliedner, 1989)

Tipul de celule

Celule stem hematopoietice multipotente

Celulele precursoare de granulocite

Neutrofile din sânge

Celulele precursoare de monocite

Monocite din sânge

Celule NK (celule ucigase naturale)

Celulele precursoare de limfocite: stadii incipiente

stadii târzii

Limfocite sanguine: limfocite T

limfocitele B

Celule precursoare de timocite - celule cambiale ale timusului

Celulele epiteliale timice

Celulele dendritice ale timusului

Efectul radiațiilor asupra țesutului limfoid duce nu numai la moartea limfocitelor, ci provoacă și schimbări semnificative în activitatea lor funcțională. Acest lucru, la rândul său, poate duce la o distorsiune a răspunsului imun atât pe termen imediat cât și (ceea ce este deosebit de important) pe termen lung după expunerea la radiații.

Astfel, deja în următoarele câteva minute până la ore după iradiere, atât limfocitele B, cât și în special limfocitele T se caracterizează prin pierderea receptorilor celulari pentru diverși antigeni prezenți pe suprafața lor, ceea ce este asociat cu interferența radiațiilor ionizante în proces. de rearanjare a genei TCR (receptorul de recunoaștere a antigenului limfocitar T). Modificările post-iradiere în expresia moleculelor de adeziune duc la perturbarea distribuției limfocitelor în sânge și în organele limfoide și, de fapt, distorsionează organizarea spațială a sistemului imunitar.

Deja în stadiile incipiente după iradiere, capacitatea limfocitelor B de a produce imunoglobuline specifice ca răspuns la stimularea antigenică este semnificativ redusă. Această inhibiție se corelează direct cu dinamica depopulării organelor limfoide și este cel mai pronunțată în cazul administrării antigenului după 1-2 zile. după iradiere. Când antigenul este administrat cu puțin timp înainte de iradiere, producția de anticorpi poate chiar crește. În cazul preimunizării înainte de expunerea la radiații, „răspunsul secundar” la reintroducerea antigenului după iradiere nu este afectat semnificativ.

Un alt rezultat imediat al expunerii la radiații este o scădere a activității proliferative a limfocitelor T, proprietățile lor de migrare și capacitatea de a inactiva CFU non-singeneic. Moartea limfocitelor T ca urmare a iradierii este însoțită de o scădere a funcțiilor lor citotoxice în organism, care se manifestă prin suprimarea unor reacții de hipersensibilitate de tip întârziat, reacții grefă contra gazdă etc. inhibarea acestor reacții depinde în mare măsură de nivelul activității funcționale a limfocitelor T, care se dovedește a fi suprimat după iradiere la doze de 0,15-0,20 Gy.

Expunerea la radiații ionizante duce la un dezechilibru al celulelor T-helper din clasele Th1 și Th2, care determină raportul dintre componentele mediate celular și umoral ale răspunsului imun, precum și o serie de manifestări ale imunopatologiei. Să ne amintim că produsele Th2 - interleukina-2, γ-interferonul, factorul necrotic al tumorii β - asigură dezvoltarea imunității celulare, iar produsele Th2 - interleukina-4, -5, -10 - servesc ca mediatori ai răspunsului umoral. Aceste celule sunt într-o relație de antagonism, realizată cu participarea interferonului y și a interleukinei-10.

Diferențierea Thl este susținută de macrofage prin producerea de interleukină-12, iar dezvoltarea Th2 este reglată de interleukină-4. La rândul său, produsul Thl γ-interferon stimulează activitatea macrofagelor.

S-a stabilit că cu cât dependența răspunsului imun de timus este mai mare, cu atât efectul radiațiilor este mai puternic. Efectul radiațiilor ionizante asupra părții dependente de timus a sistemului imunitar constă într-un efect direct asupra celulelor T și un efect indirect prin stroma timică. Activitatea stromei timice în stadiile incipiente după iradiere poate crește, iar în perioadele ulterioare, de regulă, este suprimată, ceea ce este însoțit de un transfer accelerat al puterilor timusului către partea periferică a sistemului imunitar și dezvoltarea manifestărilor. a îmbătrânirii imunologice.

În perioada timpurie post-radiere, probabilitatea dezvoltării reacțiilor autoimune crește, a căror severitate crește odată cu creșterea dozei de radiații. Cu toate acestea, procesele autoimune apar și târziu după expunerea la radiații, precum și atunci când sunt expuse la doze mici de radiații. O serie de cercetători consideră că pentru doze mici și intensități de radiații ionizante, dezvoltarea proceselor autoimune este chiar mai tipică decât pentru consecințele expunerii la doze mari.

Când este expus la doze mari de radiații ionizante, care ucid majoritatea limfocitelor, formarea mecanismului de recunoaștere a antigenului este perturbată. Celulele care determină selecția timocitelor variază foarte mult în ceea ce privește radiosensibilitatea: celulele epiteliale sunt rezistente la radiații la doze de până la 8-10 Gy, iar celulele dendritice mor la doze de 2-4 Gy. În acest sens, procesul de selecție pozitivă este relativ radiorezistent, iar iradierea cu doze mici poate chiar crește eficacitatea acestuia. Dimpotrivă, procesul de selecție negativă este perturbat chiar și sub influența unor doze relativ mici de radiații, în urma cărora unele clone autoreactive pot fi conservate și ulterior devin o sursă de autoagresiune. În etapele ulterioare după iradiere, nu numai celulele dendritice, ci și epiteliale ale timusului pot avea de suferit. Acest lucru se datorează morții precursorilor lor relativ radiosensibili - divizarea celulelor cambiale (D 0 pentru ei este de 2,5-3,7 Gy). Ca urmare, numărul celor care au suferit diferențieri scade.
Limfocite T, numărul total de timocite scade (un proces similar se observă odată cu îmbătrânirea) și, ca urmare, crește probabilitatea dezvoltării proceselor autoimune și tumorale.

Un alt factor care duce la progresia proceselor autoimune într-un organism iradiat este moartea precoce post-radiere a unei populații speciale de celule supresoare care inhibă formarea de autoanticorpi naturali la substanțele endogene de către celulele B1. Eliminarea acestor celule prin iradiere, care mor deja la doze de 4-6 Gy, duce la creșterea producției de autoanticorpi naturali și, în consecință, la dezvoltarea proceselor autoimune specifice organelor.

Un aspect important al efectului radiațiilor ionizante asupra imunității este, de asemenea, efectul acestuia asupra sistemului de citokine - produse ale celulelor activate ale sistemului imunitar, care joacă un rol cheie în reglarea hematopoiezei și a interacțiunii intercelulare în timpul dezvoltării inflamației și a răspunsul imun. Efectul radiațiilor asupra acestui sistem depinde în mare măsură de natura celulelor producătoare de citokine. Astfel, formarea limfokinelor în vivo este suprimată din cauza morții masive a limfocitelor care le produc, deși procesul de producere a citokinelor în sine poate fi stimulat prin radiații (cum este cazul interleukinei-2). În același timp, expunerea la radiații ionizante duce la creșterea producției de interleukină-1, -6 și a factorului de necroză tumorală de către macrofage, celulele stromale și epiteliale ale timusului. Stimularea producerii acestor citokine prin iradiere este deosebit de interesantă, deoarece interleukina-1 și factorul de necroză tumorală au ei înșiși un efect radioprotector, realizat cu participarea interleukinei-6, iar în combinație cu interleukina-1, activitatea radioprotectoare se manifestă și în factori granulocite și granulocite-macrofagi . Aceste fapte indică probabil că unele dintre efectele radiațiilor au ca scop slăbirea sau eliminarea consecințelor pe care le provoacă.

Astfel, radiațiile ionizante afectează în mod semnificativ sistemul imunitar, provocând o gamă largă de reacții ale acestuia - de la modificări în reglarea răspunsului imun până la moartea celulelor imunocompetente. Astfel, modificările în expresia moleculelor de adeziune, care conduc la tulburări în distribuția limfocitelor, denaturează organizarea spațială a sistemului imunitar. Organizarea sa temporală este perturbată din cauza interferenței radiațiilor în procesul de rearanjare a genei TCR, deteriorarea epiteliului timic și „traducere” asociată.
ceas imunologic” spre îmbătrânire.

Anterior
Răspândirea pe scară largă a tehnologiei nucleare presupune o extindere a cercului de persoane expuse efectelor adverse ale factorilor radiațiilor; la acestea trebuie adăugat contingentul care locuiește în teritorii contaminate cu radionuclizi după accidentul de la Cernobîl. Iradierea organismului determină creșterea permeabilității pielii, a grăsimii subcutanate, a barierelor pulmonare, hematoencefalice și hemato-oftalmice, a vaselor intestinale în raport cu diferite microorganisme, a produselor de descompunere a țesuturilor autologe etc. Aceste procese contribuie la dezvoltarea complicațiilor. Încălcarea permeabilității începe în primele ore după leziunea prin radiații la o doză de 100 roentgens sau mai mult, atingând un maxim după 1-2 zile. Toate acestea contribuie la formarea autoinfecțiilor.

O trăsătură caracteristică comună a organismului iradiat este prelungirea perioadei de purificare de agenți patogeni, tendința la infecții generalizate, iar rezistența la microorganisme oportuniste (Escherichia coli, Proteus, Sarcinum) este deosebit de redusă.
Rezistenta la toxine bacteriene C/, perfringens, CI este inhibata. tetani, CI. botulinum, bacil difteric, stafilococ, shigella. Aceasta se bazează pe o scădere a capacității serului sanguin de a neutraliza toxinele, precum și pe deteriorarea funcției glandei pituitare, a glandelor suprarenale și a glandei tiroide.

Reprezentanții automicroflorei normale care trăiesc în cavitățile naturale (intestine, tractul respirator), precum și agenții patogeni localizați în diferite focare de infecție, dacă există, migrează în sânge și se răspândesc în organe. În același timp, compoziția microflorei normale se modifică brusc, conținutul de bacterii lactice scade, iar numărul de Escherichia coli și Pseudomonas aeruginosa crește. Imunitatea speciei este foarte stabilă la influența radiațiilor ionizante.

În ceea ce privește imunitatea specifică, iradierea cu doze letale și subletale înainte de imunizare determină o suprimare bruscă a formării AT în primele două zile, care durează până la 7 zile sau mai mult.
Inhibarea formării anticorpilor este combinată cu o prelungire semnificativă a fazei inductive a formării anticorpilor de la 2-3 zile în mod normal, la 11-18 zile. Ca urmare, producția maximă de AT este înregistrată la numai 40-50 de zile după iradiere. Cu toate acestea, nu are loc inhibarea completă a sintezei imunoglobulinelor specifice. Dacă iradierea este efectuată după imunizare, sinteza anticorpilor fie nu se modifică, fie încetinește ușor. Au fost stabilite două faze ale genezei anticorpilor sub influența radiațiilor ionizante. Primul este radiosensibil, durează 1 - 3 zile, al doilea este radiorezistent, alcătuind perioada de timp rămasă.

Revaccinarea se dovedește a fi destul de eficientă cu imunizarea primară efectuată înainte de iradiere. Iradierea unui organism imunizat, efectuată la apogeul formării anticorpilor, poate reduce pe termen scurt (de mai multe ori) numărul de anticorpi circulanți, dar după o zi (mai rar - două) este restabilit la valorile inițiale. Iradierea cronică în aceeași doză ca iradierea acută aplicată înainte de vaccinare dăunează sistemului imunitar într-o măsură mult mai mică.
În unele cazuri, pentru a obține același efect, doza sa totală poate depăși o singură doză „acută” de mai mult de 4 ori. Radiațiile ionizante provoacă și suprimarea imunității la transplant. Cu cât radiația este aplicată mai aproape de momentul transplantului, cu atât este mai mare afectarea imunității la transplant. Pe măsură ce acest interval se prelungește, efectul inhibitor scade. Normalizarea răspunsului organismului la transplant are loc de obicei la 30 de zile după expunere.

Formarea unui răspuns secundar de transplant este mai puțin afectată. Drept urmare, transplanturile secundare în populațiile iradiate sunt respinse mult mai repede decât cele primare.Radițiile ionizante, suprimând sistemul imunitar al primitorului, prelungesc semnificativ perioada de inerție sau toleranță imună. De exemplu, atunci când măduva osoasă este transplantată la indivizi iradiați, celulele transplantate proliferează intens în timpul perioadei de toleranță imună cauzată de iradiere și înlocuiesc țesutul hematopoietic distrus al primitorului.
Apare un organism himer, deoarece țesutul hematopoietic dintr-un astfel de organism este țesut donor. Toate acestea conduc la prelungirea grefei țesutului donator și la capacitatea de a transplanta alte țesuturi donatoare. Pe de altă parte, radiațiile pot perturba și toleranța formată: toleranța incompletă este cea mai perturbată, în timp ce toleranța completă este mai radiorezistentă.

Imunitatea pasivă este mai rezistentă la radiații. Momentul de îndepărtare a imunoglobulinelor administrate pasiv dintr-un corp iradiat, de regulă, nu se schimbă. Cu toate acestea, activitatea lor terapeutică scade brusc. Aceasta obligă contingentele corespunzătoare să administreze doze de ser sau β-globuline de 1,5-8 ori mai mari pentru a obține efectul preventiv sau terapeutic adecvat.Iradierea modifică și compoziția antigenică a țesuturilor.Aceasta determină dispariția unor Ag normale, adică o simplificare. a structurii antigenice și apariția noilor Ag.Specificitatea antigenului speciei nu suferă în timpul iradierii, modificări ale specificității organelor și organoidelor.Apariția autoantigenelor este nespecifică în raport cu factorul de radiație.Distrugerea țesuturilor și apariția autoantigenelor se notează în cadrul la cateva ore dupa iradiere.In unele cazuri circulatia lor persista 4-5 ani.

Majoritatea limfocitelor sunt foarte sensibile la radiații, iar acest lucru se manifestă atunci când sunt expuse la radiații externe într-o doză de 0,5 până la 10,0 Gy (în principiu, radiațiile interne au același efect). Timocitele corticale, celulele T splenice și limfocitele B sunt cele mai sensibile la efecte. Celulele T helper și celulele T ucigașe sunt mai rezistente. Aceste date confirmă riscul ridicat de apariție a complicațiilor autoimune după iradierea externă și încorporată. Una dintre manifestările inferiorității funcționale a limfocitelor iradiate este o încălcare a capacităților lor de cooperare. De exemplu, în primele zile (1-15 zile) după accidentul de la Cernobîl, s-a înregistrat o scădere a numărului de celule cu fenotipul CD2DR+. În același timp, a existat o scădere a titrului factorului seric timic și PTMJ1 cu Con-A. Toate acestea sunt dovezi ale inhibării activității funcționale a sistemului imunitar T. Modificările în legătura umorală s-au dovedit a fi mai puțin pronunțate.

Dozele mici de radiații, de regulă, nu provoacă modificări morfologice grosolane ale sistemului imunitar. Efectul lor se realizează în principal la nivelul tulburărilor funcționale, a căror recuperare are loc foarte lent și este ciclică. De exemplu, la populațiile iradiate se constată o scădere a numărului de CD2DR+, care se elimină abia după 1 - 12 luni, în funcție de doza primită. În unele cazuri, chiar și după 2 ani, s-a observat persistența stării de imunodeficiență secundară. Pe lângă efectul negativ al factorului de radiație asupra limfocitelor, celulele auxiliare ale sistemului imunitar au loc leziuni. În special, stroma și celulele epiteliale ale timusului sunt afectate, ceea ce duce la o scădere a producției de timozină și alți factori timici. Ca urmare, chiar și după 5 ani, uneori există o scădere a celularității cortexului timic, o tulburare în sinteza celulelor T, funcția organelor periferice ale sistemului limfoid este slăbită și numărul de limfocite circulante. este redus. În același timp, AT se formează împotriva țesutului timusului, ceea ce duce la „îmbătrânirea prin radiații” a sistemului imunitar. Există și o creștere a sintezei IgE, crescând riscul de a dezvolta procese alergice și autoimune în organismul iradiat.

Dovada efectului negativ al radiațiilor asupra sistemului imunitar sunt modificările morbidității locuitorilor din Kiev după accidentul de la Cernobîl. Astfel, din 1985 până în 1990, incidența la 10.000 de locuitori a astmului bronșic a crescut cu 33,9, bronșita cu 44,2, iar dermatita de contact cu 18,3%. Formarea următoarelor sindroame clinice a fost caracteristică:
1. Susceptibilitate crescută la infecții respiratorii, în special la pacienții cu astm bronșic și bronșită astmatică. Prezența proceselor inflamatorii infiltrative în plămâni, febră de grad scăzut, reacții alergice ale pielii.
2. Vasculită sistemică hemoragică, limfadenopatie, polimialgie, poliartralgie, febră de origine necunoscută, slăbiciune generală severă, în principal la tineri.
3. „Sindromul membranei mucoase”. Aceasta este o arsură, mâncărime a membranelor mucoase din diferite locații (ochi, faringe, cavitate bucală, organe genitale) în combinație cu o afecțiune astenonevrotică. În acest caz, nu există membrane mucoase vizibile sau vizibile. Un examen microbiologic evidențiază microfloră oportunistă pe membranele mucoase, cel mai adesea stafilococică și fungică.
4. Sindromul de intoleranță multiplă la o gamă largă de substanțe de natură diferită (alimente, medicamente, substanțe chimice). Acest lucru se observă cel mai adesea la femeile tinere în combinație cu semne pronunțate de dereglare autonomă și sindrom astenic.