Гостра променева хвороба людини: етіопатогенез, клініка, діагностика та лікування (лекція)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Гостра променева хвороба людини: етіопатогенез, клініка, діагностика та лікування (лекція)

Білий Давид Олександрович - доктор медичних наук, старшій науковий співробітник, завідувач відділенням кардіології відділу терапії радіаційних наслідків; Сушко Віктор Олександрович - доктор медичних наук, професор, чл.-кор. НАМН України, перший заступник генерального директора ННЦРМ з наукової роботи, керівник відділу медичної експертизи та лікування наслідків впливу радіаційного опромінення, Інститут клінічної радіології, Базика Димитрій Анатолійович - доктор медичних наук, професор, академік Національної академії медичних наук України, генеральний директор ННЦРМ, м. Київ, Україна,

В умовах військового стану в України зберігається висока імовірність застосування Росією ядерної зброї або скоєння терористичних актів проти атомних електростанцій, що призведе до опромінення населення в дозах, які викликають гостру променеву хворобу (ГПХ). В зв'язку з цим наша медична служба повинна бути готова до лікування ГПХ різного ступеня тяжкості при масовому надходженні постраждалих. В мирний час ГПХ є достатньо нечастою патологією, тому у більшості лікарів відсутній досвід її лікування. В цій статті, яка викладена у вигляді лекції, представлений матеріал з патогенезу, класифікації, клініки, діагностики та лікування ГПХ з урахуванням сучасних досягнень радіаційної медицини. Лікування ГПХ базується на застосуванні фармацевтичних препаратів, які ліцензовані в Україні. Стаття буде корисна для лікарів та медичних працівників всіх ланок та рівнів охорони здоров'я, яким доведеться мати справу з опроміненими особами, щоб своєчасно виявляти хворих на ГПХ і надавати їм ефективне лікування.

Ключові слова: гостра променева хвороба, кістково-мозковий синдром, орофарингеальний синдром, гемопоетичний фактор росту, антибактеріальна терапія.

Acute radiation sickness in human: etiopathogenesis, clinic, diagnosis and treatment (lecture)

David O. Belyi - MD, Doctor of Medical Sciences, PhD, the Head of Cardiology Department attached to Department for Treatment of Radiation Consequences, Viktor O. Sushko - Doctor of Medical Sciences, Professor, Corresponding Member of the NAMS of Ukraine, First deputy General Director of NRCRM for Research Work, Chief of Division for Medical Expertise and Treatment of Ionizing Irradiation Consequences, Clinical Radiology Institute, Dimitry A. Dazyka - Doctor of Medical Sciences, Professor, Academician of the National Academy of Medical Sciences, Director General of the State Institution «National Research Center for Radiation Medicine of the National Academy of Medical Sciences of Ukraine» (NRCRM)

Under the conditions of war in Ukraine, there remains a high probability that Russia will use nuclear weapons or commit terrorist acts against nuclear power plants, which will lead to exposure of the population in doses that cause acute radiation sickness (ARS). In this regard, our medical service must be ready for the treatment of ARS of various degrees of severity under a mass influx of victims. In peacetime, ARS is a rather infrequent pathology, so most doctors lack experience in its treatment. This article, having the form of a lecture, presents material on the pathogenesis, classification, clinic, diagnosis and treatment of ARS, taking into account the modern achievements of radiation medicine. Treatment of ARS is based on the use of pharmaceutical drugs that are licensed in Ukraine. The article will be useful for doctors and medical workers of all branches and levels of health care, who will have to deal with irradiated persons in order to timely identify patients with ARS and provide them with effective treatment.

Key words: acute radiation sickness, bone marrow syndrome, oropharyngeal syndrome, hematopoietic growth factor, antibacterial therapy.

Вступ

Гостра променева хвороба (ГПХ) -- досить рідкісна патологія. На земній кулі практично не існує таких географічних зон, де люди могли б зазнати опромінення від природних джерел у дозах, що викликають це захворювання. Усі ситуації, що призводили до розвитку ГПХ, були результатом діяльності людини. Їх можна поділити на такі групи:

^ аварії на атомних реакторах військових та промислових об'єктів, включаючи атомні електростанції (АЕС);

^ порушення техніки безпеки під час роботи на експериментальних атомних установках, прискорювачах, промислових гамма-установках або з радіоактивними матеріалами;

^ застосування атомної зброї масового знищення або її випробування;

^ опромінення від закритих штучних джерел радіації, знайдених чи викрадених;

^ переопромінення під час виконання медичних процедур.

Офіційної статистики про кількість людей, які захворіли на ГПХ за більш ніж 125-річний період після відкриття радіоактивності та Х-променів, не існує. Пов'язано це з низкою причин: по-перше, не всі випадки ГПХ розпізнавалися та реєструвалися; по-друге, у країнах, які працювали над «атомними проєктами», випадки опромінення людей не афішувалися у зв'язку з режимом таємності, проте є окремі публікації про радіаційні аварії та кількість постраждалих, котрі засновані на інформації з відкритих джерел. Так, згідно з даними R.F. Mould (2000), з 1945 по 1998 рр. у світі було зафіксовано 68 радіаційних інцидентів, в яких радіаційного впливу зазнали понад 600 осіб, а для 121 з них опромінення стало смертельним. За даними матеріалів російського регістру, за період з 1949 по 2014 рр. на території колишнього СРСР, а після 1991 р. і Російської Федерації, сталося 349 радіаційних інцидентів, що супроводжувалися опроміненням людей, внаслідок яких ГПХ діагностовано у 352 осіб.

Вперше термін «променева хвороба» запропонував Такаші Нагаї -- японський лікар, дослідник, гуманіст, який в перші дні та тижні після атомного бомбардування лікував постраждалих міста Нагасакі, незважаючи на те, що сам отримав високу дозу опромінення. Залишаючись вірним своєму покликанню вченого, він склав звіт президенту Нагасакського медичного університету, у якому вперше описав і класифікував симптоми «променевої хвороби».

За десятиліття після трагедії Хіросіми та Нагасакі, людство значно просунулося у розумінні механізмів радіаційного ураження та набуло досвіду лікування ГПХ. Атомна енергетика стала безпечнішою, завдяки використанню систем захисту, які не допускають виходу ланцюгової реакції поділу ядра урану з-під контролю. Водночас у світі поступово збільшується кількість країн, які мають атомну зброю та проводять агресивну зовнішню політику. Війна України проти Росії, її прямі загрози застосувати ядерну зброю, провокаційні дії на Запорізькій АЕС, які можуть призвести до викиду радіоактивних елементів ядерного палива в навколишнє середовище, все це робить ризик опромінення громадян України та розвиток у них ГПХ цілком реальним. Згідно з розрахунками, зробленими програмою оцінки можливостей прогнозування небезпек (Prediction Assessment Capability Program -- HPAC), версія 3.21 (Агентство зі зменшення загроз оборони, Форт Белвуар, Вірджинія), ядерний вибух потужністю 1 кілотонна в місті з населенням 2 мільйони людей призведе до опромінення 18 000 осіб у дозі > 10 Гр, 19 500 -- у дозі 5-10 Гр, 33 000 -- у дозі 3-5 Гр та 66 000 осіб -- у дозі 1-3 Гр.

Цей прогноз диктує необхідність ще раз викласти для лікарів первинного, вторинного та третинного рівня медичної допомоги сучасні погляди на клініку і діагностику ГПХ з метою більш ефективного та своєчасного лікування постраждалих.

Етнопатогенез

Для розвитку у людини ГПХ необхідне поєднання двох факторів: (1) вплив іонізуючого випромінювання, яке має високу проникаючу здатність у м'яких тканинах організму, та (2) накопичення організмом протягом короткого часу дози опромінення, що перевищує певний пороговий рівень.

З усіх відомих видів випромінювань, що використовуються в медицині та промисловості, тільки рентгенівське (довжина хвилі від 100 до 0,01 нм) та у-випромінювання (довжина хвилі < 0,02 нм), а також нейтрони (n) здатні проходити через тіло людини, віддаючи йому частину своєї енергії. Для а- і в-частинок шкірний покрив є бар'єром, що перешкоджає їх проникненню всередину організму, тому вони не можуть викликати ГПХ при зовнішній дії.

Вплив на людину у-нейтронним випромінюванням викликає складний комплекс змін на клітинно-молекулярному рівні, які можуть призвести до загибелі клітин організму через їхній некроз або апоптоз.

Найбільшу чутливість до дії іонізуючого випромінювання мають поліпотентні стовбурові кровотворні клітини (СКК) -- родоначальниці всіх паростків кровотворення, що знаходяться в червоному кістковому мозку та циркулюють, у невеликих кількостях, у периферичній крові. В процесі поділу-дозрівання та тільки дозрівання радіочутливість клітин кровотворної тканини зменшується. Т. Фліднер та співавт. (1994), наводять дані про дозу Do [детальніша інформація про Do є в публікації С.П. Ярмоненко, А.А. Вайнсон (2004)] для популяції CFU GEMM (промієлобласт, що походить від загального предка кровотворних клітин поліпотентної СКК), яка становить 0,54 Гр (F. M. Uckun і C. W Song, 1989) або 0,91 Гр (за H.A. Neumann та співавт., 1981).

До клітин, що також мають високу чутливість до опромінення, відносяться лімфоцити, незрілі клітини кісткового мозку і кишкового епітелію; менш чутливими є клітини кришталика ока, слизової оболонки шлунка, стравоходу, порожнини рота та клітини шкіри. До клітин середньої чутливості до опромінення належать клітини печінки, нирок, легень, щитоподібної залози та сполучної тканини. Зрілі еритроцити, міоцити, а також кісткові та хрящові тканини і клітини нервової системи мають низьку чутливість до опромінення. Можна припускати, що опромінення людини на рівні поглиненої дози близько 1 Гр на все тіло призведе до загибелі клітин з високою радіочутливістю. При збільшенні дози будуть уражатися інші клітини та органи, що змінить симптоматику в опроміненої людини (The international Chernobyl project. Technical report, 1991).

Загибель клітин червоного кісткового мозку під дією радіації отримала назву гострого радіаційного кістковомозкового синдрому (КМС), основні клінічні прояви якого пов'язані з пригніченням імунітету (лімфоцитопенія), інфекційними ускладненнями (нейтропенія) та внутрішніми кровотечами (тромбоцитопенія). Реакція кісткового мозку на променевий вплив має чітко виражену дозову залежність. Якщо дози від 1 до 6 Гр викликають загибель переважно СКК, то загальне опромінення в дозовому діапазоні від 6 до 10 Гр здатне не тільки повністю спустошити пул СКК, але й викликати загибель молодих комітованих клітин наступного пулу, що ділиться-дозріває. Через добу в кістковому мозку залишаються лише макрофаги, зрілі гранулоцити, клітини строми та кровоносних судин. Загиблі клітини за 1-2 доби видаляються макрофагами, а спустошений кістковий мозок заповнюється кров'ю. Вплив у дозі 20 Гр і вище призводить до пошкодження строми та незворотної аплазії кісткового мозку із заміщенням його жировою та фіброзною тканиною.

Тривалість життя епітелію порожнини рота та глотки становить 3-5 днів, що говорить про необхідність підтримання високого темпу клітинної проліферації для забезпечення цілісності епітелію. Опромінення, викликаючи загибель стовбурових клітин слизової оболонки, призводить до змін слизової оболонки ротоглотки, яке отримало назву променевого стоматиту, або орофарингеального синдрому (ОФС). Залежно від дози опромінення на все тіло або ділянку голови клінічна картина ОФС змінюватиметься від простого катарального мукозиту при дозах порогового рівня (1-2 Гр) до появи некротичних вогнищ при дозах понад 20 Гр.

Експериментальним шляхом на тваринах було встановлено, що радіочутливість стовбурових клітин крипт тонкої кишки (ТК) можна порівнювати із СКК. У людини прижиттєве вивчення кінетики клітин слизової оболонки ТК практично неможливе, проте застосування біоматематичних методів моделювання дозволяє уявити її хоча б схематично. Як відомо, двома головними структурними одиницями слизової оболонки ТК є ворсинки та крипти Ліберкюна. На кожну ворсинку у людини припадає від 4 до 7 крипт. Крипти вистелені одношаровим циліндричним епітелієм. Дно крипт досягає м'язового шару слизової оболонки, а гирло відкривається у просвіт між ворсинками. На дні крипт розташовуються недиференційовані ентероцити, які фактично виконують роль стовбурових клітин, інтенсивно діляться і є джерелом поповнення клітин самої крипти і ворсинок. У крипті також виділяють пул клітин, що розмножуються і дозрівають. Кожний поділ недиференційованого ентероцита дає в середньому одну дочірню клітину і одну клітину, котра переходить в пул, що розмножується.

При радіаційному впливі в першу чергу гинуть стовбурові клітини крипт ТК, хоча цілком можливо, що летальні пошкодження можуть спостерігатися і в клітинах пулу, які розмножуються. Це призводить до зниження загальної клітинності ТК, сплощення ворсинок, порушення всмоктуючої функції уцілілих ентероцитів. На рівні ТК як органу відбувається порушення бар'єрної функції епітелію, внаслідок чого організм втрачає воду, електроліти та білки, погіршується зворотне всмоктування жовчі, яка надходить у нижній відділ ТК та верхній відділ товстої кишки, викликаючи пронос. В даний час вважається, що хоча імовірність надходження з просвіту ТК в організм мікрофлори і токсинів існує, але це не може суттєво вплинути на клінічну картину тяжкої ГПХ.

Клінічні спостереження показали, що при дозі загального опромінення тіла 6-8 Гр можуть виникати клінічні явища ураження ТК, які мають зворотний характер через великі компенсаторні можливості пулу стовбурових клітин ТК. Цей симптомокомплекс отримав назву «кишкового синдрому» (КС) ГПХ. При дозах від 8 Гр до 10 Гр КС значно ускладнює гематологічні прояви ГПХ, а в діапазоні доз від 10 Гр до 20 Гр відіграє головну роль як причина смерті пацієнта.

Шкіра як орган має багатошарову будову і належить до ієрархічного типу тканин, тобто містить стовбурові клітини. Вони розміщуються на базальній мембрані в одному ряду з клітинами базального шару. Рідко вступаючи в ділення, стовбурові клітини породжують нові базальні клітини, ті у свою чергу теж діляться, причому усереднена тривалість їхнього мітотичного циклу досить тривала -- 10-16 діб. Частина базальних клітин втрачає здатність до поділу і перетворюється на шар шипоподібних клітин, що складається з 3-6 рядів. Старіючи, шипоподібні клітини переходять у шар зернистих, а ті, у свою чергу, у шар рогових клітин, які поступово злущуються, виконуючи очисну та бактерицидну функції.

Серед клітин шкіри найбільшою радіочутливістю відрізняються базальні клітини епідермісу, ендотелій судин дерми та епітелій волосяних фолікулів. Епітелій проток вільних сальних залоз і сальних залоз волосся є відносно радіочутливим, а потових залоз відносно радіорезистентним.

Реакції шкірного покриву на опромінення починаються з дози 8-12 Гр, коли на ураженій ділянці спостерігається не тільки первинна еритема внаслідок подразнення нервових рецепторів дерми, а й вторинна (справжня), що є запаленням шкіри, так званим сухим епідермітом. Зміни у волосяних фолікулах під дією радіації призводять до появи епіляції, яка при дозах 3-5 Гр має транзиторний характер, а починаючи з 7 Гр -- незворотний. Швидкоросле волосся на бороді та голові відрізняється більшою радіочутливістю порівняно з волоссям іншої локалізації. Радіаційне ураження шкіри, що отримало назву «шкірного синдрому», може зустрічатися тільки при вкрай тяжкій ГПХ, ускладнюючи загальний стан пацієнта на тлі КМС, ОФС та КС.

Класифікація ГПХ

Прийнято розрізняти ГПХ залежно від розподілу дози опромінення на тіло людини. Якщо перепад доз на різні ділянки тіла не перевищує 2,5-3 рази, то опромінення вважається відносно рівномірним (А.К. Гуськова і співавт., 1987). Якщо якась частина тіла отримала істотно більшу дозу іонізуючого випромінювання і з'явилися чіткі ознаки ГПХ, то мова піде про ГПХ від нерівномірного опромінення. Часто при нерівномірному опроміненні ГПХ поєднується з променевими ураженнями шкіри.

Залежно від того, ураження якого органу чи системи організму відіграє провідну роль у смерті людини, ГПХ поділяють на чотири клінічні форми, кожна з яких розвивається у певному діапазоні доз: типова або кістковомозкова (1-10 Гр), кишкова (10-20 Гр), токсемічна або судинна (20-80 Гр), церебральна (80-120 Гр). Зазначені пограничні цифри поглинених доз кожної форми ГПХ мають орієнтовний, а не директивний характер. Останні три форми є некурабельними: у пацієнтів розвивається тяжка поліорганна недостатність, несумісна з життям.

Таким чином, ГПХ можна визначити як самостійну нозологічну одиницю, яка розвивається при зовнішньому у- або у-нейтронному короткочасному (від секунд до 3 днів) опроміненні всього тіла або більшої його частини з накопиченням дози більше 1 Гр і викликає в першу чергу ураження переважно радіочутливих клітин організму (тобто тих, що діляться), а при летальних дозах -- також і відносно радіорезистентних клітин.

Кістковомозкова форма ГПХ характеризується поєднанням синдромів, що розвиваються після короткочасного відносно рівномірного загального опромінення організму в діапазоні доз від 1 до 10 Гр, з обов'язковою наявністю пригнічення кровотворення та періодом прояву основних патологічних змін, обмеженим 2-3 місяцями.

За тяжкістю клінічних проявів ГПХ поділяють на 4 ступені, для кожного з яких характерні певні діапазони доз опромінення:

V ГПХ I ст. (легка) -- 1-2 Гр

V ГПХ II ст. (середньої тяжкості) -- 2-4 Гр

V ГПХ III ст. (тяжка) -- 4-6 Гр

V ГПХ IV ст. (вкрай тяжка) -- 6-10 Гр.

В клінічній картині ГПХ будь-якого ступеня тяжкості виділяють 4 послідовних періоди: первинна реакція, латентний (прихований або уявного благополуччя), розпалу та відновлення. Тривалість кожного періоду залежить від тяжкості проявів ГПХ (рис. 1).

Рисунок 1. Тривалість періодів ГПХ залежно від її ступеня тяжкості

При дуже тяжкому ураженні максимальна вираженість нудоти та блювання відзначається протягом перших 5--6 годин після опромінення. Кишкова колька та пронос, як правило, бувають тільки у пацієнтів ГПХ IV ст. тяжкості. У них також може спостерігатися адинамія, різке зниження артеріального тиску, аж до колапсу та непритомності.

Найбільш об'єктивним та важливим діагностичним критерієм є блювання. Час його появи після опромінення та виразність залежать від ступеня тяжкості ГПХ. При ГПХ І ст. воно виникає у 30--50 % опромінених, при II ст. -- у 80--100 % та при III та IV ст. -- у 100 % хворих.

У пацієнтів з ГПХ IV ст., з дозами опромінення, близькими до 10 Гр, може порушуватися слино - виділення, вони скаржаться на сухість у роті, слина стає в'язкою, пальпуються збільшені та болючі привушні слинні залози (променевий сіалоаденіт).

Протягом перших 2-3 діб після тотального нетривалого опромінення в периферичній крові відзначається збільшення числа лейкоцитів (лейкоцитоз першої доби) та зниження лімфоцитів (рання лімфоцитопенія), а при ГПХ III-IV ст. тяжкості можуть спостерігатися гіпербілірубінемія, підвищення рівня глюкози, гіпоальбумінемія.

Виразність симптомів первинної реакції використовують для діагностики ступеня тяжкості ГПХ (табл. 1). Однак слід зазначити, що у 5-7 % людей навіть при дозах порядку 3-4 Гр може не виявлятися жодного симптому первинної реакції. В той же час, більш емоційні люди реагують на опромінення важче та триваліше. Спостереження за постраждалими внаслідок аварії на ЧАЕС показало, що частина пацієнтів без клінічних і гематологічних ознак ГПХ демонструвала прояви первинної реакції у вигляді нудоти, блювання, головного болю, загальної слабкості та навіть проносу.

Латентний період

Через 1-3 дні після опромінення симптоми первинної реакції зникають і самопочуття хворих покращується. Настає латентний період. Його тривалість залежить від ступеня тяжкості ГПХ і коливається в межах 8-30 днів.

У хворих зменшується загальна слабкість, зникає сонливість, проходить головний біль, підвищується апетит. Тільки у частини постраждалих зберігається підвищена пітливість, поганий апетит, незначна астенія, деяка лабільність пульсу, артеріального тиску, іноді з тенденцією до підвищення останнього.

У випадках, коли доза опромінення дорівнює або перевищує епіляційну (близько 3 Гр), з 15-го дня у хворих виявляється і прогресує облисіння.

Таблиця 1. Діагностика ступеня тяжкості ГПХ у період первинної реакції (А. К. Гуськова, 1987)