Кишечная форма острой лучевой болезни

При развитии желудочно-кишечного синдрома у млекопитающих наиболее важные изменения после облучения происходят в тонком кишечнике. Именно лучевое поражение тонкого кишечника определяет картину кишечной формы остро лучевой болезни. Под кишечной формой ОЛБ понимают такое острое лучевое поражение организма, при котором главные симптомы, тяжесть и исход поражения обусловлены лучевым поражением эпителия тонкого кишечника. В результате облучения происходит клеточное опустошение ворсинок и крипт кишечника, кинетика которого аналогична таковой для красного костного мозга, но имеет другие количественные характеристики.

На клеточном уровне с увеличением дозы облучения первыми поражаются отдельные клетки в нижней части крипты, погибающие через несколько часов даже после облучения в дозе порядка 0.1 Гр. Сразу же после облучения как неспецифическая реакция на раздражающий фактор возрастает ферментативная активность энтероцитов ворсинки и части клеток созревающего пула, хотя деление их блокируется. Блокированные клетки продолжают расти, увеличиваясь в размерах по сравнению с нормальными клетками. Длительность блокирования митозов зависит от дозы облучения.

По окончании блокирования клетки снова вступают в цикл. Клетки, увеличившиеся в период блокирования митоза, либо погибают вследствие хромосомных аберраций, либо образуют двухъядерные клетки. Наиболее чувствительны к воздействию излучения делящиеся клетки крипт.

На тканевом уровне за время блокировки митозов с неизменной скоростью продолжаются движение энтероцитов в вершине ворсинки и их слущивание в просвет кишки. Убыль числа клеток не компенсируется пополнением из размножающегося пула, и число клеток на ворсинках уменьшается. За счет естественной убыли уменьшается и часть функциональных клеток на дне крипты, а часть клеток Панета гибнет под воздействием облучения.

Уход клеток с ворсинок частично компенсируется увеличением размера облученных клеток, крипта изменяет форму и съеживается. Клеточность эпителия достигает минимума, после чего возрастает, приближаясь к нормальному клеточному уровню системы крипта-ворсинка. Если в результате облучения гибнут все стволовые клетки крипты, то подъема клеточности не происходит и крипта гибнет.

Изменение формы ворсинок, крипт и клеточных элементов эпителиального пласта слизистой оболочки тонкого кишечника мышей в процессе развития кишечной формы острой лучевой болезни (По Гозенбук, Кеирим-Маркус, 1988).

Ворсинки мало изменяются после облучения, если не считать первоначального повышения ферментативной активности энтероцитов. Однако вскоре после облучения ухудшается питание энтероцитов вследствие нарушений сосудистой сети: отечности, повышения проницаемости стенок, замедления тока крови. Когда на поверхность ворсинки начинают проступать дегенеративные клетки, то размеры ворсинки, клеточность ее эпителия уменьшаются – ворсинки уплощаются. Процесс уменьшения клеточности ворсинки идет с постоянной скоростью независимо от уровня облучения.

У измененных клеток ослаблена связь с базальной мембраной, наблюдаются зазоры между клетками, нарушается нормальное функционирование эпителия ворсинок. Энтероциты из всасывающих клеток превращаются в выделяющие. Продолжается только всасывание жиров, но они плохо продвигаются по цитоплазме клеток. Если деятельность крипт восстанавливается, то постепенно восстанавливается и эпителий ворсинок.

На уровне органа (тонкого кишечника) послелучевое изменение эпителия ворсинок, вызванное обращением функции энтероцитов из всасывающей в выделяющую, обусловливает нарушение барьерных функций эпителия тонкого кишечника. Из организма уходят вода, гидраты, электролиты и белки. Из-за ухудшения всасываемости в нижний отдел тонкого кишечника и в верхний отдел толстого кишечника поступают большие количества желчи измененного состава, что вызывает понос.

Понос, который можно считать индикатором начала нарушения барьерной функции эпителия тонкого кишечника, начинается (у мышей) при снижении клеточности эпителия ворсинок примерно до 20% исходного уровня.

На уровне организма лучевое поражение эпителия тонкого кишечника проявляет себя во многом подобно холере. Наблюдается длительный водянистый понос, вздутие кишечника. При общем остром облучении человека понос начинается на 5-6-е сутки, а смерть наступает на 7-14-е сутки, т.е. через 2-9 суток после начала поноса. Наряду с поражением эпителия тонкого кишечника наблюдается задержка пищи в желудке и резкое уменьшение числа лейкоцитов в крови.

Причиной гибели несомненно является нарушение барьерной функции эпителия тонкого кишечника, с которым организм не в состоянии справиться. В просвет кишки уходят вода, электролиты, белки. Теряется более половины объема плазмы крови и вследствие сгущения крови наблюдается коллапс, являющийся непосредственной причиной гибели организма.

Специфической особенностью кишечной формы острой лучевой болезни является то, что сроки гибели от нее при общем облучении организма слабо зависят от дозы в характерном для нее диапазоне. На дозовой зависимости средней продолжительности жизни многих млекопитающих наблюдается так называемое плато. Это объясняется тем, что начало нарушения барьерной функции эпителия тонкого кишечника слабо зависит от дозы и скорее носит пороговый характер, а с нарушением барьерной функции, продолжающемся более 2 суток, организм (при общем облучении) уже не в состоянии справиться.

Считается что в случае острого лучевого поражения тонкого кишечника (без оказания квалифицированной медицинской помощи) гибель человека может наступить на 12-14 сутки после облучения. СД_50/14 для человека, по данным разных авторов, составляет 8-13 Гр.

Таким образом, острая лучевая болезнь в кишечной форме возникает в результате вызванного облучением нарушения барьерной функции эпителия тонкого кишечника и проявляется как последствие этого нарушения. Поражение эпителия тонкого кишечника определяется поражением стволовых клеток его крипт, которое, в свою очередь, определяется полученной ими дозой излучения. Нарушение барьерной функции эпителия тонкого кишечника возникает при замещении определенной части его поверхности дегенеративными энтероцитами при ее частичном оголении, т.е. при снижении клеточности эпителия ниже определенного предела. Тяжесть поражения организма определяется общими потерями через эпителий тонкого кишечника жидкостей организма, т.е. тем, на какой части поверхности эпителия нарушена его барьерная функция и как долго.

В кишечной форме острой лучевой болезни выделяют следующие дозовые диапазоны:

§ при равномерном облучении в дозах от 2-5 до 6-8 Гр радиационное поражение эпителия тонкого кишечника невелико и всегда может смениться его восстановлением;

§ в диапазоне доз от 6-8 до 25-30 Гр при хорошем состоянии крови и иммунитета (только локальное облучение кишечника) поражение может быть преодолено;

§ в диапазоне доз более 25-30 Гр восстановление эпителия тонкого кишечника невозможно из-за гибели крипт;

§ облучение даже небольшой части тонкого кишечника в дозе более 50-60 Гр определяет принципиально иную (токсемическую) форму лучевого поражения, поскольку приводит к поражению стенки кишечника, ее прободению и несовместимо с жизнью.