В костном мозге обнаруживаются следующие изменения: аплазия, фиброз [47], жировое его перерождение с островками кроветворной ткани, состоящей из зрелых гранулоцитов [12], через 6 месяцев после облучения обнаруживаются скопления ретикулярных клеток [12,47]. Гипоплазия и аплазия костного мозга наблюдается в течение первых суток после облучения, что связано с массовой гибелью клеток. Нарушения выявляются сначала в гранулоцитопоэзе, затем в тромбоцитопоэзе, значительно позднее - в эритропоэзе [45].
Наблюдается обеднение костного мозга ранними предшественниками кроветворения, т.к. эти клетки - малодифференцированные, интенсивно делящиеся, а следовательно и радиочувствительные. Поздние предшественники клеток периферической крови менее радиочувствительны, кроме предшественников лейкоцитов и эритроцитов [62]. Из-за резкого сокращения пула предшественников продукция зрелых форм в костном мозге временно снижается. Падение числа форменных элементов крови сопровождается включением компенсаторных механизмов, выражающихся в ускорении созревания клеток в костном мозге [15,17], уменьшении их жизнеспособности. Наблюдается относительное увеличение эритробластического ростка [36].
В ближайший период после лучевого воздействия наблюдается падение числа всех форменных элементов крови.
Число циркулирующих эритроцитов по данным одних авторов, уменьшается [8,14, 27,37,43], другие исследователи приводят противоположные данные: в промежутке доз от 5 до 25 Р в крови крыс обнаруживается увеличение числа эритроцитов [33]. Это явление увеличения показателей при облучении в малых дозах оправдано недавними исследованиями и получило название гормезиса [20,61]. Предположительно, эффект усиления вызван стимуляцией центров нейро-эндокринной регуляции.
Ряд исследователей отмечают снижение количества ретикулоцитов [9,27,38,47], что связано с укорочением их циркуляции и преобразованием в зрелый эритроцит [27]. Увеличения количества эритроцитов не происходит, так как значительно снижается продолжительность их жизни (до 43 дней) [3,16,56].
При визуальном исследовании мазков крови отмечалось снижение числа дискоцитов (нормальных эритроцитов) и увеличение содержания стоматоцитов, сфероцитов и шизоцитов. В целом количество аномальных форм эритроцитов через 5 лет после лучевой нагрузки достигало у ликвидаторов 25-30% [35]. Эритроциты полихроматофильны [37], увеличивается их средний диаметр [14], средний объем и амплитуда анизоцитоза [16]. Снижается кислотная стойкость эритроцитов [16], чем объясняется снижение времени их циркуляции.
Снижается способность костного мозга к синтезу гемоглобина [36]. Со снижением числа эритроцитов закономерно падает и концентрация гемоглобина в периферической крови [30,37,43]. Относительное содержание гемоглобина в одном эритроците увеличивается [43], увеличивается цветовой показатель [30]. Изменяется количественный аминокислотный состав гемоглобина, ослабляется прочность связи между гемом и глобином, повышается процент метгемоглобина [55]. Снижением количества гемоглобина после радиационного воздействия объясняется снижение кислородной емкости крови [43], при этом в 2-3 раза возрастает способность гемоглобина к включению соединений [22].
Снижается содержание общего железа в плазме крови [40,43] вследствие снижения числа эритроцитов. Увеличивается скорость включения железа в эритроциты [3] и железо-
связывающая способность плазмы [40]. Снижается концентрация сывороточного ферритина, необходимого для синтеза гема [40].
Регуляция эритропоэза осуществляется гормоном гликопротеиновой природы эритропоэтином. Он действует на клетки-предшественники эритроцитов, а также увеличивает скорость образования гемоглобина. Высокие дозы облучения вызывали обогащение крови эритропоэтинтормозящими веществами, хроническое облучение в малых дозах не вызывало каких-либо изменений в содержании эритропоэтинов [29].
Увеличение количества СОЭ отмечено многими исследователями [8,16]. Это может быть следствием снижения числа эритроцитов, снижения отрицательного заряда мембраны в сторону более положительного. При снижении количества ретикулоцитов СОЭ снижается, т.к. ретикулоцит имеет более отрицательный поверхностный заряд, чем эритроцит [48]. По видимому, в радиационном увеличении СОЭ основную роль играет снижение числа эритроцитов и изменение заряда их мембран.
Количество лейкоцитов в периферической крови уменьшается, независимо от типа излучения и его длительности [9,19,27,47,54], но в диапазоне доз 2,5-5 Р исследователи заметили увеличение количества лейкоцитов [33], обусловленное явлением гормезиса [20,61]. Наряду с уменьшением числа лейкоцитов в циркулирующей крови исследователи отмечают усиление лейкопоэза [54], что выражается в ускорении выхода лейкоцитов из костного мозга в кровь [36], увеличивается количество молодых клеток, в лейкоцитарной формуле наблюдается сдвиг влево [38,54]. Уменьшается осмотическая резистентность лейкоцитов [31]. Снижение числа лейкоцитов в периферической крови на фоне увеличения их продукции в костном мозге, по-видимому, связано с перераспределительными реакциями лейкоцитов, уменьшением их продолжительности жизни [36] и резким снижением числа нейтрофилов [14,16].
Наблюдаются дегенеративные изменения гранулоцитов: клетки приобретают неправильную форму, увеличиваются в размерах, наблюдается токсическая зернистость цитоплазмы, ее вакуолизация, фрагментация ядер [16,30]. Образование гигантских нейтрофилов идет за счет эндомитоза [15,18]. При достаточно высоких дозах (200 рад) наблюдается агранулоцитоз [9]. Отмечается абсолютное [14,59] и относительное [16,32,54] снижение числа нейтрофилов, связанное с гибелью их предшественников в костном мозге и малой продолжительностью их жизни [16].
Лимфоциты – наиболее радиочувствительные клетки иммунной системы. Из них наиболее чувствительны В-лимфоциты, они погибают уже при дозах облучения 1,2 - 1,8 Гр, для Т-лимфоцитов эта величина несколько выше – 2 - 2,5 Гр [60]. При облучении лимфоцитов в дозе 2 Гр в стадии интерфазы задержки продвижения клеток по клеточному циклу практически не наблюдалось. Клетки, облученные незадолго до реплекативного синтеза, отвечали длительной задержкой деления [51]. При тотальном облучении организма лимфоциты оказались немного менее устойчивыми (если считать, что 1Гр=100 Р): уже при 100 Р наблюдалась гибель клеток лимфоидной ткани [6]. В дозах, меньших 100 Р наблюдалось увеличение количества лимфоцитов в костном мозге, при этом их количество снижалось в селезенке и зобной железе [6]. Снижение числа лимфоцитов отмечалось в костном мозге при лучевой болезни [32,47], после интенсивной лучевой терапии [30]. Все вышесказанное, касающееся лимфоцитов, говорит об усилении их деления в дозах до 100 Р и резком снижении митотической активности при более высоких дозах.
Некоторые исследователи указывают на наличие лейкопоэтинов в плазме крови и их непосредственного участия в патологических процессах. В дозах до 450 Р активность лейкопоэтинов увеличивается с увеличением дозы и степени лейкопении [1,44]. При дозах больших 450 Р исчезает лейкопоэтическая активность плазмы и появляются вещества, тормозящие лейкопоэз. Затем, когда доза превышает 600 Р, содержание лейкопоэтинов снова увеличивается [44].
Эозинофилы, как и нейтрофилы, под влиянием излучения обнаруживают способность к ускоренной дифференциации [15]. Убыль абсолютного их числа в крови, очевидно, можно объяснить снижением их продолжительности жизни в кровяном русле. Снижается количество моноцитов в периферической крови [14].
Изучено изменение содержания тромбоцитов. Большинство исследователей отмечают снижение их количества в ближайшие и отдаленные периоды воздействия, при хронических и однократных облучениях [9,19,27]. В ближайшие 2 месяца после облучения количество тромбоцитов сначала падает, затем повышается и достигает стабильной величины на 35-52 сутки, не достигая первоначального уровня [22].
В отдаленные сроки после лучевого воздействия в крови отмечаются следующие изменения: гипертрофия костного мозга, увеличение в нем доли молодых форм, ускорение дифференциации клеток, увеличение выработки маложизнеспособных клеток [50,58], усиление эритропоэза [3], снижение продолжительности жизни эритроцитов [3,41,50], снижение их количества в периферичесчкой крови [3,7,24,50]. У ликвидаторов на 3-м году после облучения наблюдается снижение содержания в крови эритроцитов и гемоглобина, увеличение объема эритроцитов [26], их полихроматофилию [7]. Некоторые исследователи не отмечают снижения концентрации гемоглобина [24]. Отмечается снижение числа ретикулоцитов [7]. У жителей загрязненных территорий наблюдается увеличение СОЭ [2]. Наблюдается снижение количества лейкоцитов [24,26,50,58]. Не наблюдается изменения числа лейкоцитов в отдаленном периоде после повторного облучения [7]. Через 5-8 лет после облучения наблюдается увеличение числа лейкоцитов и моноцитов [41]. На 3-м году после облучения у ликвидаторов увеличивается количество нейтрофилов [7,26]. Отмечается снижение числа лимфоцитов и тромбоцитов [7,24]. Снижение числа форменных элементов крови в отдаленный период воздействия можно объяснить снижением компенсаторных возможностей системы кроветворения, которой приходится вырабатывать больше клеток, компенсируя тем самым их низкую жизнеспособность.
1.3. Возрастные изменения в организме.
Как уже было отмечено, воздействие радиации приводит к ускорению старения организма. В основе старения лежат изменения ДНК клеток, накопленные с возрастом в результате мутагенного действия факторов среды и химических агентов, образующихся в результате жизнедеятельности клетки (О2, ОН*, Н2О2 и др.). Эти вещества вызывают повреждения других клеточных структур (например, переокисление липидов мембран), в том числе и систему репарации клетки. В результате снижается ее эффективность и она сама может вызывать повреждения ДНК. Т.о., в процессе старения образуются такие же химические агенты и происходят сходные процессы в клетке, как и в результате радиоактивного воздействия, поэтому его смело можно считать одним из факторов процесса старения.