Кравців Р.Й., Салата В.З., Семанюк В. І., Фреюк Д.В., Ярошович І. Г. Ветеринарна радіологія

Подождите немного. Документ загружается.

Ветеринарна радіологія

230

агре сії імунна система забезпечує шляхом двох основних механіз-

мів – розпізнавання і руйнування чужорідних молекул та клітин.

Основним молекулярним інструментом для реалізації імунної

відповіді служать антитіла та поверхневі рецептори. Міжклітин-

ний зв’язок між імуноцитами виконують медіатори (інтерлейкі-

ни, інтерферони). Порушення цих механізмів приводить до різ-

них форм імунопатології, небезпечної для здоров’я та життя.

Першою, найбільш розповсюдженою формою такої патології,

є імунологічна, або, згідно з міжнародною термінологією, імуноде-

фіцитний стан, в основі якого лежить порушення генетичного коду

або інших структур, які на рівні організму означають нездатність

імунної системи здійснювати ту чи іншу ділянку імунної відповіді.

Другою формою патології імунітету є автоімунні (саморуй-

нуючі) захворювання. Прикладом може бути тиреодит (автоімун-

не захворювання щитоподібної залози).

Третьою формою імунної патології, що виникає в подібних

випад ках, є порушення протипухлинного імунітету.

Патогенез імунної патології за дії радіації

Яка існує залежність між величиною дози та ступенем змін більшості

властивостей імунітету?

Імунологічний стан організму змінюється під впливом як ве-

ликих, так і малих доз радіації, а також як зовнішнього, так і вну-

трішнього опромінення. Існує певна залежність між величиною

дози та ступенем змін більшості властивостей імунітету.

Щоб зрозуміти особливості дії радіації на різні ділянки імун-

ної системи, слід знати, яким чином визначають радіочутливість

біологічних об’єктів.

Вважають, що радіочутливість залежить від поглинутої дози,

яку на різних біологічних рівнях оцінюють по-різному, і часу дії

радіації на організм.

Радіоактивність на рівні організму оцінюють за допо могою

50/30 – летальної дози, що викликає загибель 50 відсотків опромі-

нених організмів протягом 30 днів після опромінення.

231

Радіоактивність на рівні клітин оцінюють з допомогою до-

зи, позначеної Д

. Справа в тому, що радіочутливість клітин най-

зручніше вимірювати в дозах, при яких на одну клітину в серед-

ньому припадає одне смертельне ураження частинки або кванту

енергії. Але, оскільки потрапляння розподіляється випадково,

окремі клітини уражуються двічі або тричі, а інші залишаються

неураженими і, за законами статистики, таких непошкоджених

клітин виявляється 37 відсотків. Тому Д

взято за критерій оцін-

ки радіочутливості клітин. Для загибелі клітин будь-якого типу в

момент поділу Д

приблизно однакова, вона складає 1 Гр. Анало-

гічна доза і для лімфоцитів, що вступають в поділ. Чутливість ін-

терфазних (ті, що в стані спокою) клітин різноманітніша, тому Д

для них лежить в межах від 0,05 до 3 Гр.

Якщо говорити про дозу, то радіаційна загибель клітин по-

мітно проявляється в межах 1 Гр. У міру збільшення дози, кіль-

кість загиблих клітин зростає аж до 6-7 Гр, після чого в організмі

залишаються лише радіостійкі клітини лімфоїдних тканин – ма-

крофаги, епітеліальні та сполучнотканинні клітини, що склада-

ють каркас органів, а також деяка частина функціонально зрілих

лімфоцитів, стійких до радіації.

Якщо говорити про час, то лімфоцити гинуть поступово. В

першу добу, через 8-12 годин після опро мінення починається ін-

терфазна загибель клітин, що призводить до досить відчутних на-

слідків. У міру загибелі клітин зменшуються розміри всіх лімфо-

їдних органів. Слідом за першим етапом починається другий етап

– спустошення лімфоїдних органів, який відбувається протягом

наступних 3-4 діб, але значно повільніше. На цьому етапі причи-

ною спустошен ня є репродуктивна загибель клітин, що діляться.

Ділення клітин в цьому випадку провокується притоком різних

антигенів, кількість яких зростає у зв’язку з порушенням природ-

них бар’єрів (шкіри, слизових тканин тощо).

Яка існує залежність між лімфоцитами та радіацією?

Радіаційне порушення природних бар’єрів, збагачення орга-

нізму бактеріальною флорою та перехід більшості лімфоцитів до

поділу визначають найдраматичніший період у відношенні між

Патології сільськогосподарських тварин

Ветеринарна радіологія

232

лімфоцитами і радіацією. Лише через 3-4 дні ситуація змінюється.

При відносно невеликій дозі вона змінюється до кращого. Кліти-

ни, яких не торкнулася або слабо торкнулася радіація, перейшов-

ши у фазу спокою, можуть розвиватися далі, переходячи у фазу

зрілості, в подальшому виконувати свої імунологічні функції. На-

щадки В-лімфоцитів (антитілопродуценти) почи нають виділяти

антитіла, Т-кілери – активно руйнують клітини-мішені, а Т-хел-

пери – синтезують і виділяють необхідні для міжклітинної взає-

модії регуляторні білки (інтерлейкіни). На стадії функціональної

зрі лості лімфоцити, як правило, стійкі до радіації, навіть в дозі

декіль ка грей. В цьому стані їм не загрожує інтерфазна загибель, а

небезпе ку репродуктивної загибелі вони вже минули. Однак, си-

туація змінюється при одержанні важкопереносимої дози опромі-

нення. Імунній системі досить важко поповнити колосальні втра-

ти. Тому кожного разу, коли опромінені лімфоцити атакуються

масою антигенів, на карту ставиться не лише життєздатність лім-

фоїдних клітин, але й життя самого організму.

Аналізуючи інтерфазну та репродуктивну загибель лімфоци-

тів, ми фактично обговорюємо радіочутливість двох фаз життє-

вого циклу цих клітин – фази спокою і фази ділення, хоча фаза

спокою – поняття досить відносне. В цей період життєвого циклу

клітини або диференціюються, тобто дозрівають, або, досягнув-

ши стадії зрілості, виконують свої функції.

Встановлено, що радіочутливість різних стадій розвитку мо-

же відрізнятися досить відчутно. Наприклад, юні форми Т-клітин,

ранні тимоцити, найбільш радіостійкі. Завдяки їм організм, по-

трапляючи у важку ситуацію, виявляється озброє ним при віднов-

ленні опроміненої популяції Т-клітин. Клітини наступної стадії

– кортикальні тимоцити, навпаки, найбільш радіочутливі кліти-

ни імунної системи, а може і всього організму. Вони надзвичайно

ніжні, і тому при будь-яких стресових ситуаціях уражаються пер-

шими. Навіть в нормі значна їх частина гине, не виходячи із тиму-

са. В наступній стадії розвитку, перш ніж зустрітись з антигеном,

клітини, хоча ще радіочутли ві, проте набагато менше порівняно з

кортикальними тимоцитами.

При порівняльному вивченні радіочутливості імуноцитів ви-

явилось, що В-лімфоцити, які відповідальні за утворення антитіл,

233

більш радіочутливі, ніж Т-лімфоцити. Саме останні виявляють-

ся серед невеликої кількості лімфоцитів, що вижили в лімфоїдних

органах після дії високих доз радіації (десятки грей). Слід відмі-

тити, що популяція В-клітин більш однорідна за радіочутливістю,

ніж Т-клітини. Звідси різний сту пінь ураження клітинних і гу-

моральних форм імунної відповіді, адже вона визначається радіо-

чутливістю клітин, що відповідають за ці форми відповіді.

Імунологічні реакції, в основі яких лежить відповідь В-лімфо-

цитів, тобто утворення антитіл, сильніше страждають від радіації,

ніж Т-клітинні реакції. Більш вразливим виявляється антибакте-

ріальний захист, що пов’язаний з продукцією антитіл і менше –

противірусний захист, який залежить від Т-лімфоцитів.

Досить стійкими до радіації є природні кілери, тобто кліти-

ни, що відповідають за протипухлинний імунітет. Д

для них зна-

ходиться в межах 7-8 Гр.

Як залежить імунна відповідь від часу зустрічі імуноцитів

з антигенами?

Імунна відповідь значною мірою залежить від того, коли від-

бувалась зустріч імуноцитів з антигенами: до, чи після опромінен-

ня. В даному випадку можливі кілька варіантів. Перший – імуніза-

цію проводять задов го до опромінення. В цьому випадку ефект дії

радіації на імунну відповідь буде слабий, оскільки радіація прояви-

ла свою дію в період, коли ефекторні клітини вже сформувались,

а це означає, що вони виділяють біологічні продукти або здійсню-

ють захисні реакції, які найбільш радіостійкі. Крім того, в певних

ситуаціях імунна відповідь посилюється. Другий варіант – імуніза-

цію проводять безпосередньо до або після опромінення. Результат

катастрофічний, оскільки опромінення здійснюється в пік клітин-

ного ділення, тобто в найуразливіший момент у життєвому циклі

клітини. Третій варіант – імунізацію проводять через значний час

після опромінення. За цей період клітини залікували свої пошкод-

жені структури і відновили попередній життєвий потенціал.

Після опромінення імунітет пригнічується внаслідок ура-

ження імуноцитів і проявляється в зниженні максимальних по-

казників імунних реак цій (титру антитіл, активності кілерів). Все

Патології сільськогосподарських тварин

Ветеринарна радіологія

234

це негативно впливає на захисні функції, особливо від зовнішньої

біологічної агресії. Опромінена імунна система не в стані проти-

стояти мікробам, які заселяють організм після опромінення. Про-

дукти життєдіяльності мікробів проявляють на організм додатко-

ву імунодепресивну дію. Ситуація ускладнюється ще й тим, що

разом з патогенною мікрофлорою починає активізуватись і прояв-

ляти патогенні властивості толерантна (індиферентна) мікрофло-

ра, яка до цього населяла дихальні шляхи і травний тракт та шкі-

ру. Проблема переходу облігатних мікробів в умовно патогенний

стан стає все більш гострою у зв’язку з погіршенням радіоеколо-

гічної обстановки в зовнішньому середовищі.

Чому наступає послаблення імунітету внаслідок дії радіації?

В радіаційній імунології при обговоренні радіочутливості

найчастіше йде мова про радіаційну загибель клітин. Але спра-

ва не вичерпується лише тим, чи клітина виживає, чи гине. Ад-

же клітини, що вижили після опромінення, не завжди зберігають

свою функцію. Як правило, пору шується біоенергетичний потен-

ціал клітин, робота ядерного апарату, мембранних систем тощо.

Повне видужання в опромінених клітинних популяціях наступає

рідко, а відновлення їх функціональних властивостей зазвичай

пов’язане з їх кількісним відновленням. Функціональні порушен-

ня без загибелі клітин більш характерні для макрофагів та інших

допо міжних клітин імунної системи. Не викликає сумніву зни-

ження стійкості до збудників інфекції (інфекційного імунітету),

а що стосується дії радіації на протипухлинний імунітет, то хоча

опромінення і підвищує частоту появи пухлин, проте вони розви-

ваються в більш відда лений час.

Таким чином, причиною послаблення імунітету є ураження

клітин, що призводить до їх загибелі або втрати (зниження) функ-

ціональної активності.

Яка існує залежність між лімфоцитами та їх радіорезистентністю?

Найбільш радіочутливими є лімфоцити. Серед популяцій та

субпопуляцій лімфоцитів, існують свої внутрішні відмінності. В-

лімфоцити більш чутливі до опромінення, ніж Т-лімфоцити. В

235

межах популяції Т-клітин знову – таки виявляються відмінності.

Найбільш радіостійкими з них є Т-хелпери, а найбільш радіочут-

ливі – Т-супресори. До радіорезистентних належать також при-

родні кілери та макрофаги. Більшість лімфоцитів гине при опро-

міненні в інтервалі від 0,5 до 6 Гр. Всі лімфоцити (крім супресорів)

після контакту з антигеном і досягнення зрілої стадії набувають

підвищеної радіостійкості. Внаслідок опромінення найбільш враз-

ливим виявляється протиінфекційний імунітет. Протипухлинний

іму нітет також уражується, але наслідки проявляються (спостері-

гаються) у віддалений період часу.

Як залежить імунна відповідь від потужності дози та її інтенсивності?

В патогенезі імунної патології важливе значення має потуж-

ність дози та її інтенсивність, тобто чи енергія випромінювання

прийнята організмом одноразово, чи та ж сумарна величина дози,

але організм опромінювався невеликими порціями (дозою), яка

розтягнута в часі.

Подрібнене опромінення за суттю є нерівномірне, оскільки

опромінюється не весь організм, а лише його окремі ділянки. Та-

ке опромінення назива ють локальним. Сумарна доза при цьому

складає десятки грей, що значно перевищує летальну дозу. Однак,

система імунітету страждає при цьому незначно, оскільки опро-

мінюються не центральні або периферичні лімфоїдні органи, а ли-

ше ділянки організму, в яких лімфоцити з кровотоком появляють-

ся лише в момент дії радіації. Т-лімфоцити, що цирку люють більш

активно, ніж В-лімфоцити, уражуються в цьому випадку сильні-

ше. Сумарна кількість уражених лімфоцитів може бути досить

вели кою, однак при збереженні лімфоїдних органів вони швидко

поновлюються.

Картина ураження значно ускладнюється, коли в зону опро-

мінення потра пляють лімфоїдні органи, особливо кістковий мо-

зок і тимус. Ураження периферичних лімфоїдних органів, зокрема

селезінки, лімфовузлів та інших лімфоїдних скупчень, хоча зумов-

лює певні порушення імунної сис теми внаслідок масової загибе-

лі пошкоджених клітин, але не впливає на її загальний відновний

потенціал.

Патології сільськогосподарських тварин

Ветеринарна радіологія

236

Як впливає опромінення кісткового мозку на імунну систему?

Опромінення кісткового мозку завдає найбільшої шкоди

імунній системі. Ситуація ускладнюється ще й тим, що ця шкода

виявляється не відразу, а у віддалений час. Запущені ще до опромі-

нення імунні механізми, продовжують протягом певного часу нор-

мально функціонувати, а тому виникає хибне уявлення про нор-

мальний біоло гічний процес. А тим часом можуть бути серйозно

пошкоджені всі ростки кровотворення і саме джерело оновлення

лімфоїдних клітин – імуногенез. Звідси зрозуміле намагання спе-

ціалістів захистити від опромінення хоча б окремі ділянки кістко-

вого мозку.

Часткове ураження кістково-мозкової тканини не має таких

фатальних наслідків, оскільки при цьому створюються умови для

обміну стовбуровими клітинами між різними відділа ми кровот-

ворної тканини і для запуску нового витка кровотворення.

Якщо ж відбулось загальне опромінення кістково-мозкової

тканини в умо вах високих доз радіації, то це приводить до незво-

ротних уражень стромального каркасу та його мікрооточення, а

це вже робить неможли вим відновлення функціонування кровот-

ворної та імунної систем.

Як впливає опромінення тимусу на імунну систему?

Наслідки радіаційного ураження тимусу вивчено недостат-

ньо. Це пов’язано з тим, що безпосередньо видимі наслідки ура-

ження тимусу не виявляються. Хоча зразу ж після опромінення

він помітно спустошується, але за рахунок радіостійких нових по-

передників Т-клітин швидко відновлюється. Це лише зовнішній

фрагмент реакції-відповіді органу на опромінення. В тіні залиши-

лась фундаментальна частина органу – епітеліальна строма, що

відповідає за вироблення тимусних гормонів. Спочатку її уражен-

ня ніяк не проявляється, але через певний період часу тимус почи-

нає передчасно старіти. В результаті швидко знижується кількість

клітин та рівень тимусних гормонів і, як правило, часто розвива-

ються злоякісні пухлини та автоімунні захворювання.

237

В чому полягає особли вість опромінення організму інкорпорованими

радіонуклідами?

Опромінення інкорпорованими радіонуклідами є нерівно-

мірним, одночасно хронічним і внутрішнім опроміненням. В чо-

му полягає особли вість цієї форми опромінення? По-перше, дже-

рело випромінювання зна ходиться в організмі, по-друге, воно

нерівномірно розподілене всере дині організму. Імунна система

при цьому страждає в будь-якому випадку, оскільки рециркулю-

ючі лімфоцити знаходяться всюди. Але при певних типах локалі-

зації радіонукліда, вона уражується вибірково. Так, напри клад, в

кістках нагромаджується стронцій-90, який безперервно опромі-

нює кровотворну тканину кісткового мозку, уражуючи її, а при

цьому й усі молоді елементи імунної системи. Найбільше страж-

дають В-лімфоцити, які проходять практично весь шлях розвит-

ку в кістковому мозку. Ізотопи йоду, нагромаджуючись в щитопо-

дібній залозі, впливають на найбли жче розташований тимус і нам

не до кінця відомі наслідки ураження його внаслідок небезпечно-

го сусідства. Інколи дія радіонуклідів виявляється досить несподі-

ваною. Так, наприклад, селен-75 ніби не наділений імунотропною

властивістю, але порушує міграцію, рециркуляцію лімфоцитів.

У хронічного і подрібненого опромінення є ще одна досить

непри ємна особливість. Ці види опромінення в значно більшій

мірі, ніж загальне одноразове опромінення, сприяють розвитку

пухлин. Причин для цього декілька, а саме дроблення (порція-

ми) та хронічне опромінення створює можливість для вибиван-

ня відносно радіостійких натуральних кілерів. При цих же умовах

більш ефективно активізуються лімфотропні віруси та інфікують-

ся вірусом радіаційного лейкозу.

Що визнано найбільш очевидним (наочним) проявом радіаційного

пошкодження імуніте ту?

Найбільш очевидним (наочним) проявом радіаційного по-

шкодження імуніте ту визнано імунодефіцит та підвищення чут-

ливості до збудників інфекцій них захворювань. Причиною іму-

нодепресії та імунодефіциту є загибель, пошкодження функції та

міграційних властивостей лімфоцитів, а також порушення кіль-

Патології сільськогосподарських тварин

Ветеринарна радіологія

238

кісного співвідношення лімфоцитів та їх функціональної взає-

модії. Імунодефіцитний стан проявляється у вигляді 3-х форм

патоло гії:

• різкого зниження стійкості до інфекцій;

• підвищеного рівня злоякісних пухлин;

• зростання автоімунних захворювань.

Перебіг інфекційних хвороб на тлі патології імунної системи

Як впливає опромінення на стійкість органі зму до інфекції?

Пострадіаційне зниження стійкості організму до інфекцій є

прямим результатом імунодефіцитного стану. Опромінення зни-

жує стійкість органі зму практично до всіх типів інфекцій. Це під-

тверджено численними дослідами відносно збудників мікробного,

вірусного та грибкового поход ження. Зниження резистентності ор-

ганізму до інфекції залежить від багатьох променевих порушень в

організмі, зокрема: денатурації та роз паду тканинних білків, по-

шкодження гісто-гематологічних бар’єрів, ураження кісткового

мозку, пригнічення синтезу антитіл, пошкодження стінки кишеч-

нику і тканини лімфатичних вузлів, порушення бар’єрної функції

селезінки, печінки, зміна бактерицидних властивостей сироватки

крові, лейкопенія, анемія та тромбоцитопенія, пригнічення фаго-

цитозу, бактері емія та розвиток аутоінфекційного процесу.

При патології імунної системи змінюється природна стій-

кість орга нізму до екзогенної інфекції, зокрема туберкульозних

та дизентерійних мікробів, пневмококів, стрептококів, збудників

паратифозних інфекцій, лептоспірозу, туляремії, грипу, сказу, по-

ліомієліту та бактеріальних токсинів. Однак, видова несприйнят-

ливість тварин до інфекційних хвороб зберігається.

Як впливає променеве ураження в сублетальних і летальних дозах

на перебіг інфекційної хвороби?

Променеве ураження в сублетальних та летальних дозах

ускладнює перебіг інфекційної хвороби. Зокрема, зараження тва-

рин збудниками гостро протікаючої інфекційної хвороби незадо-

239

вго або на тлі опромінення сублетальними дозами, приводить до

важкого перебігу даної хвороби з розвитком характерних для неї

клінічних ознак. Так, наприклад, у свиней, опромінених леталь-

ною дозою і заражених через 6 годин та 1, 2, 3, 4, 5 діб після опро-

мінення вірусом чуми, при патологоанатомічному розтині вияв-

ляють, в основному, зміни, характерні для опромінених тварин.

Лейкоцитарна інфі льтрація, клітинно-проліферативна реакція,

інфаркти селезінки, що спо стерігаються при чистій формі чуми, в

даному випадку відсутні.

Підвищена чутливість підсвинків до збудника бешихи збері-

гається через два місяці після опромінення. При експерименталь-

ному зараженні збудником бешихи хвороба у свиней проявляєть-

ся більш бурхливо, генералі зація інфекційного процесу наступає

на третю добу, тоді як в контроль них вона реєструється, як прави-

ло, лише на четвертий день.

Експериментальним дослідженням встановлено своєрідний

перебіг сибірки на тлі опромінення в овець. Зокрема, спостеріга-

ється зниження в них стійкості до зараження збудником даної ін-

фекційної хвороби. Клінічні ознаки не є строго специфічними ні

для променевої хвороби, ні для сибірки. У хворих спостерігається

виражена лейкопенія, підвищена температура тіла, частішає пульс,

дихання та порушується функція шлунково-кишкового тракту, а

в сироватці крові виявляють анти тіла збудника сибірки в низьких

титрах, які виявляються реакцією непрямої гемаглютинації.

Чим проявляється зниження стійкості організму до ендогенної

та екзогенної інфекцій в опромінених тварин?

Зниження стійкості організму до ендогенної та екзогенної ін-

фекцій проявляється в тому, що в опромінених тварин виникнен-

ня інфекційних хвороб здійснюється при меншій дозі збудника,

серед опромінених тварин зростає відсоток захворілих, хвороба

швидко і частіше закінчується смертю.

Під впливом опромінення імунітет різко пригнічується що-

до збудника бруцельозу, активний же антитоксичний імунітет

зберігаєть ся. Проте, імунізація після променевого ураження не

забезпечує вироб лення стійкості і до токсинів.

Патології сільськогосподарських тварин