Efectul radiațiilor ionizante asupra sistemului imunitar. Efectul radiațiilor ionizante asupra imunității. Reactivitate imună și substanțe chimice

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.

Bloc de inchiriere

Dozele mici de radiații nu par să aibă un efect vizibil asupra imunității. Când animalele sunt iradiate cu doze subletale și letale, are loc o scădere bruscă a rezistenței organismului la infecție, care se datorează unui număr de factori, printre care rolul cel mai important îl joacă: o creștere bruscă a permeabilității barierelor biologice. (piele, tractul respirator, tractul gastrointestinal etc.), inhibarea proprietăților bactericide ale pielii, serului sanguin și țesuturilor, scăderea concentrației de lizozim în salivă și sânge, scăderea bruscă a numărului de leucocite în sânge , inhibarea sistemului fagocitar, modificări nefavorabile ale proprietăților biologice ale microbilor care locuiesc constant în organism - o creștere a activității lor biochimice, creșterea proprietăților patogene, creșterea rezistenței și etc.

Iradierea animalelor în doze subletale și letale duce la faptul că un număr mare de bacterii pătrund în sânge și țesuturi din rezervoare microbiene mari (intestine, tract respirator, piele)! În acest caz, se distinge în mod convențional o perioadă de sterilitate (durata ei este de o zi), timp în care practic nu sunt detectați microbi în țesuturi; perioada de contaminare a ganglionilor limfatici regionali (de obicei coincide cu perioada latentă); o perioadă bacteriemică (durata sa este de 4-7 zile), care se caracterizează prin apariția microbilor în sânge și țesuturi și, în cele din urmă, o perioadă de decompensare a mecanismelor de protecție, în care are loc o creștere bruscă a numărului de microbi în organe, țesuturi și sânge (această perioadă are loc în câteva zile până când animalele mor).

Sub influența dozelor mari de radiații, provocând moartea parțială sau completă a tuturor animalelor iradiate, organismul devine lipsit de apărare atât împotriva microflorei endogene (saprofite), cât și a infecțiilor exogene. Se crede că în perioada de vârf a bolii acute de radiații, atât imunitatea naturală, cât și cea artificială sunt foarte slăbite. Cu toate acestea, există date care indică un rezultat mai favorabil al bolii acute de radiații la animalele care au fost imunizate înainte de expunerea la radiații ionizante. În același timp, s-a stabilit experimental că vaccinarea animalelor iradiate agravează evoluția bolii acute de radiații și, din acest motiv, este contraindicată până la rezolvarea bolii. Dimpotrivă, la câteva săptămâni după iradiere în doze subletale, producția de anticorpi este restabilită treptat și, prin urmare, deja la 1-2 luni după expunerea la radiații, vaccinarea este destul de acceptabilă.

Avem cea mai mare bază de date de informații din RuNet, așa că puteți găsi întotdeauna interogări similare

Acest subiect aparține secțiunii:

Securitatea radioactivă

Prelevarea de probe de produse vegetale. Efectul radiațiilor ionizante asupra imunității. Gradul de modificare a organelor hematopoietice și a vaselor de sânge depinde direct de doza de radiație. Organizarea controlului radiologic în medicina veterinară

Cum să obțineți o deducere fiscală

Cine poate returna banii? Din ce scadem? Cât poți obține? De câte ori poți obține o deducere? Când vor fi returnați banii? Exemplu de calcul. Decor. Ce documente ar trebui să adun?

Raport despre practica educațională într-o farmacie

În timpul stagiului meu, am făcut cunoștință cu farmacia Zdorovye LLC. Am studiat formarea companiei SRL „Zdorovye”. Instruire de siguranță finalizată

Tipologia media

Tipologia este clasificarea obiectelor sau fenomenelor în funcție de comunitatea oricăror caracteristici. Când studiezi jurnalismul, este important să fii competent din punct de vedere profesional și să poți oferi o descriere tipologică a fiecărei publicații sau program de difuzare specific.

Dezvoltarea copilului la o vârstă fragedă. Cifre orientative

Indicatori ai dezvoltării copilului la o vârstă fragedă. Indicatori ai dezvoltării copilului în copilărie. Indicatori estimați ai dezvoltării neuropsihice a copiilor.

Efectele radiațiilor asupra sistemului imunitar și consecințele acestora

Radiațiile ionizante în orice doză provoacă modificări funcționale și morfologice în structurile celulare și modifică activitatea în aproape toate sistemele corpului. Ca urmare, reactivitatea imunologică a animalelor este crescută sau deprimată. Sistemul imunitar este foarte specializat, este format din organe limfoide, celulele acestora, macrofage, celule sanguine (neutrofile, eozinofile și bazofile, granulocite), sistemul complement, interferon, lizozim, properdin și alți factori. Principalele celule imunocompetente sunt limfocitele T și B, responsabile de imunitatea celulară și umorală.

Direcția și gradul schimbărilor în reactivitatea imunologică a animalelor sub influența radiațiilor este determinată în principal de doza absorbită și de puterea de iradiere. Dozele mici de radiații cresc reactivitatea specifică și nespecifică, celulară și umorală, generală și imunobiologică a organismului, contribuie la desfășurarea favorabilă a procesului patologic și crește productivitatea animalelor și păsărilor de curte.

Radiațiile ionizante în doze subletale și letale duc la slăbirea animalelor sau la suprimarea reactivității imunologice a animalelor. Încălcarea indicatorilor de reactivitate imunologică este observată mult mai devreme decât apar semnele clinice ale bolii radiațiilor. Odată cu dezvoltarea bolii acute de radiații, proprietățile imunologice ale organismului sunt din ce în ce mai slăbite.

Rezistența organismului infectat la agenții infecțioși scade din următoarele motive: afectarea permeabilității membranelor barierei tisulare, scăderea proprietăților bactericide ale sângelui, limfei și țesuturilor, suprimarea hematopoiezei, leucopenie, anemie și trombocitopenie, slăbirea mecanismului fagocitar de apărare celulară. , inflamație, inhibarea producției de anticorpi și alte modificări patologice în țesuturi și organe.

Când este expus la radiații ionizante în doze mici, permeabilitatea țesuturilor se modifică, iar cu o doză subletală, permeabilitatea peretelui vascular, în special a capilarelor, crește mai brusc. După iradierea cu doze letale moderate, animalele dezvoltă o permeabilitate crescută a barierei intestinale, care este unul dintre motivele dispersării microflorei intestinale în organe. Atât cu iradierea externă, cât și internă, se observă o creștere a autoflorei pielii, care se manifestă precoce, deja în perioada de latentă a leziunii prin radiații. Acest fenomen poate fi observat la mamifere, păsări și oameni. Creșterea reproducerii și așezării microorganismelor pe piele, mucoase și organe este cauzată de o scădere a proprietăților bactericide ale lichidelor și țesuturilor.

Determinarea numărului de Escherichia coli și în special a formelor hemolitice de microbi de pe suprafața pielii și a mucoaselor este unul dintre testele care permite determinarea precoce a gradului de perturbare a reactivității imunobiologice. De obicei, o creștere a autoflorei are loc sincron cu dezvoltarea leucopeniei.

Modelul modificărilor în autoflora pielii și a membranelor mucoase în timpul iradierii externe și încorporarea diferiților izotopi radioactivi rămâne același. La iradierea generală prin surse externe de radiații, se observă o tulburare zonală a pielii bactericide. Acesta din urmă este aparent asociat cu caracteristicile anatomice și fiziologice ale diferitelor zone ale pielii. În general, funcția bactericidă a pielii este direct dependentă de doza de radiație absorbită; la dozele letale scade brusc. La bovine și ovine expuse la raze gamma (cesiu-137) în doză de DL 80-90/30, modificările autoflorei pielii și mucoaselor încep din prima zi, iar la animalele supraviețuitoare revin la starea inițială. în ziua a 45-60.

Iradierea internă, ca și iradierea externă, determină o scădere semnificativă a capacității bactericide a pielii și a mucoaselor cu o singură administrare de iod-131 la pui în doze de 3 și 25 mCi la 1 kg din greutatea lor, numărul de bacterii pe pielea începe să crească din prima zi, atingând un maxim în a cincea zi. Administrarea fracționată a cantității specificate de izotop timp de 10 zile duce la o contaminare bacteriană semnificativ mare a pielii și a mucoasei bucale, cu un maxim în a 10-a zi, iar numărul de microbi cu activitate biochimică crescută crește în principal. Data viitoare există o legătură directă între creșterea numerică a bacteriilor și manifestarea clinică a leziunii prin radiații.

Unul dintre factorii care asigură rezistența antimicrobiană naturală a țesuturilor este lizozimul. Odată cu leziuni cauzate de radiații, conținutul de lizozim în țesuturi și sânge scade, ceea ce indică o scădere a producției sale. Acest test poate fi utilizat pentru a detecta modificări timpurii ale rezistenței la animalele infectate.

Fagocitoza joacă un rol major în imunitatea animalelor la infecții. Cu iradierea internă și externă, în principiu, modificările reacției fagocitare au o imagine similară. Gradul de afectare a reacției depinde de doza de expunere; la doze mici (până la 10–25 rad), există o activare pe termen scurt a capacității fagocitare a fagocitelor, la dozele semiletale, faza de activare a fagocitelor este redusă ulterior la 1-2 zile; fagocitoza scade si in cazurile letale ajunge la zero. La animalele în recuperare, reacția de fagocitoză este activată lent.

Abilitățile fagocitare ale celulelor sistemului reticuloendotelial și ale macrofagelor suferă modificări semnificative în organismul iradiat. Aceste celule sunt destul de radiorezistente. Cu toate acestea, capacitatea fagocitară a macrofagelor în timpul iradierii este perturbată devreme. Inhibarea reacției fagocitare se manifestă prin incompletitudinea fagocitozei. Aparent, iradierea perturbă legătura dintre procesele de absorbție a particulelor de către macrofage și procesele enzimatice. Suprimarea funcției de fagocitoză în aceste cazuri poate fi asociată cu inhibarea producției de opsonine corespunzătoare de către sistemul limfoid, deoarece se știe că, odată cu boala de radiații, există o scădere a sângelui de complement, properdin, opsonine și alte substanțe biologice. .

Autoanticorpii joacă un rol important în mecanismele de autoapărare imunologică ale organismului. Cu leziunile cauzate de radiații, există o creștere a formării și acumulării de autoanticorpi. După iradiere, celulele imunocompetente cu translocații cromozomiale pot fi detectate în organism. Din punct de vedere genetic, ele diferă de celulele normale din organism, adică. sunt mutanti. Organismele în care există celule și țesuturi diferite din punct de vedere genetic sunt denumite himere. Celulele anormale formate sub influența radiațiilor, responsabile de reacțiile imunologice, dobândesc capacitatea de a produce anticorpi împotriva antigenilor normali ai organismului. Reacția imunologică a celulelor anormale împotriva propriului corp poate provoca splenomegalie cu atrofie a aparatului limfoid, anemie, întârziere în creșterea și greutatea animalului și o serie de alte tulburări. Dacă numărul de astfel de celule este suficient de mare, poate avea loc moartea animalului.

Conform conceptului imunogenetic propus de imunologul R.V. Petrov, se observă următoarea secvență de procese de leziune prin radiații: efect mutagen al radiațiilor→creșterea relativă a celulelor anormale cu capacitatea de agresiune împotriva antigenilor normali→acumularea unor astfel de celule în organism→agresiunea autogenă a celulelor anormale împotriva țesuturilor normale. Potrivit unor cercetători, autoanticorpii care apar timpuriu în organismul iradiat sunt implicați în creșterea rezistenței sale la radio în timpul expunerilor unice la doze subletale și în timpul iradierii cronice cu doze mici.

Rezistența afectată la animale în timpul iradierii este evidențiată de leucopenie și anemie, suprimarea activității măduvei osoase și elemente ale țesutului limfoid. Deteriorarea celulelor sanguine și a altor țesuturi și modificările activității lor afectează starea sistemului imunitar umoral - plasmă, compoziția fracționată a proteinelor serice, limfa și alte fluide. La rândul lor, aceste substanțe, atunci când sunt expuse la radiații, afectează celulele și țesuturile și ele însele determină și completează alți factori care reduc rezistența naturală.

Inhibarea imunității nespecifice la animalele iradiate duce la creșterea dezvoltării infecției endogene - crește numărul de microbi din autoflora intestinelor, a pielii și a altor zone, se modifică compoziția speciei, adică. Se dezvoltă disbacterioza. Microbii, locuitori ai tractului intestinal, încep să fie detectați în sângele și organele interne ale animalelor.

Bacteremia este extrem de importantă în patogeneza bolii radiațiilor. Există o relație directă între debutul bacteriemiei și momentul morții animalelor.

Odată cu deteriorarea organismului prin radiații, rezistența sa naturală la infecțiile exogene se modifică: tuberculoză și microbi de dizenterie, pneumococi, streptococi, agenți patogeni ai infecțiilor paratifoide, leptospiroză, tularemie, tricofitoză, candidoză, virusuri gripale, gripă, rabie, poliomielita, boala Newcastle boală virală foarte contagioasă a păsărilor din ordinul puiului, caracterizată prin afectarea sistemului respirator, digestiv și nervos central), protozoare (coccidii), toxine bacteriene. Cu toate acestea, imunitatea specifică speciei animalelor la bolile infecțioase rămâne.

Expunerea la radiații în doze subletale și letale agravează cursul unei boli infecțioase, iar infecția, la rândul său, agravează cursul bolii de radiații. Cu astfel de variante, simptomele bolii depind de doza, virulența și combinația de timp a acțiunii factorilor. La dozele de radiații care provoacă boală de radiații severă și extrem de severă și când animalele sunt infectate, primele trei perioade ale dezvoltării acesteia (perioada reacțiilor primare, perioada latentă și înălțimea bolii) vor fi dominate în principal de semne acute. boala de radiatii. Infecția animalelor cu agentul cauzal al unei boli infecțioase acute în scurt timp sau pe fondul iradierii cu doze subletale duce la o agravare a cursului bolii cu dezvoltarea unor semne clinice relativ caracteristice. Astfel, la purceii iradiați cu doze letale (700 și 900 R) și infectați după 5 ore, 1, 2, 3, 4 și 5 zile. După iradierea cu virusul ciumei, autopsia relevă în principal modificări care se observă la animalele iradiate. Infiltrarea leucocitelor, reacția de proliferare celulară și infarctele splenice observate în forma pură a ciumei sunt absente în aceste cazuri. Sensibilitatea crescută a stropitoarelor la agentul cauzal al erizipelului la supraviețuitorii bolii moderate de radiații persistă după 2 luni. după iradierea cu raze X la o doză de 500 R. Când este infectată experimental cu agentul cauzal al erizipelului, boala la porci se manifestă mai violent, generalizarea procesului infecțios are loc în a treia zi, în timp ce la animalele de control este de obicei înregistrat doar în a patra zi. Modificările patomorfologice la animalele iradiate se caracterizează prin diateză hemoragică pronunțată.

Studiile experimentale pe cobai și oi au dezvăluit un curs unic de antrax la animalele care suferă de boală moderată de radiații. Atât efectele externe, cât și efectele combinate ale radiațiilor reduc rezistența acestora la infecția cu agentul cauzal al acestei boli. Semnele clinice nu sunt strict specifice nici pentru boala de radiații, nici pentru antrax. Pacienții suferă de leucopenie severă, crește temperatura corpului, pulsul și respirația se accelerează, funcția tractului gastrointestinal este perturbată, titruri scăzute de anticorpi antrax apar în serul sanguin, detectate printr-o reacție indirectă de hemaglutinare. Boala este acută și se termină cu moartea. La autopsia patologică, în toate cazurile, se înregistrează o scădere a splinei și contaminarea organelor interne și a ganglionilor limfatici cu microbi antrax.

Încălcările reactivității imunobiologice apar deja în perioada reacțiilor primare la radiații și, crescând treptat, ajung la o dezvoltare maximă la apogeul bolii de radiații. La animalele supraviețuitoare, factorii naturali de imunitate sunt restabiliți, a căror completitudine este determinată de gradul de deteriorare a radiațiilor.

Trebuie remarcat că în ceea ce privește efectul radiațiilor ionizante asupra factorilor imunității naturale, există încă multe neclare, în special, problemele secvenței inhibării lor, semnificația fiecăruia în diferite infecții; la diferite animale, posibilitatea compensării și activării lor au fost slab studiate.

Sursele de radiații ionizante (radionuclizi) pot fi localizate în afara corpului și (sau) în interiorul acestuia. Dacă animalele sunt expuse la radiații din exterior, atunci vorbesc despre iradiere externă, iar impactul radiațiilor ionizante asupra organelor și țesuturilor de la radionuclizi încorporați se numește iradiere internă.În condiții reale, sunt posibile cel mai adesea diverse opțiuni atât pentru expunerea externă, cât și pentru cea internă. Aceste tipuri de influențe sunt numite leziuni combinate de radiații.

Doza de radiație externă se formează în principal din cauza efectelor radiațiilor g; Radiațiile b și b nu au o contribuție semnificativă la iradierea externă totală a animalelor, deoarece acestea sunt absorbite în principal de aer sau de epiderma pielii. Deteriorarea pielii prin radiații de către particulele β este posibilă în principal atunci când se ține animalele în zone deschise în momentul căderii produselor radioactive ale unei explozii nucleare sau a altor precipitații radioactive.

Natura iradierii externe a animalelor poate varia în timp. Sunt posibile diverse opțiuni o dată iradiere, în care animalele sunt expuse la radiații pentru o perioadă scurtă de timp. În radiobiologie, expunerea la radiații timp de cel mult 4 zile este considerată a fi o singură expunere. În toate cazurile în care animalele sunt expuse intermitent la iradierea externă (pot varia ca durată), există fracționat (intermitent) iradiere. Cu expunerea continuă pe termen lung la radiațiile ionizante pe corpul animalului, ei vorbesc despre prelungit iradiere.

Evidențiați generalul (total) iradiere în care întregul corp este expus la radiații. Acest tip de expunere apare, de exemplu, atunci când animalele trăiesc în zone contaminate cu substanțe radioactive. În plus, în condițiile unor studii radiobiologice speciale, poate fi efectuată local iradiere, atunci când una sau alta parte a corpului este expusă la radiații! Cu aceeași doză de radiații, cele mai grave consecințe se observă cu radiația generală. De exemplu, atunci când întregul corp al animalelor este iradiat la o doză de 1500 R, se observă aproape 100% din moartea acestora, în timp ce iradierea unei zone limitate a corpului (cap, membre, glanda tiroidă etc.) nu nu provoacă consecințe grave. În cele ce urmează, sunt luate în considerare numai consecințele iradierii externe generale a animalelor.

Efectul radiațiilor ionizante asupra imunității

Dozele mici de radiații nu par să aibă un efect vizibil asupra imunității. Când animalele sunt iradiate cu doze subletale și letale, are loc o scădere bruscă a rezistenței organismului la infecție, care se datorează unui număr de factori, printre care rolul cel mai important îl joacă: o creștere bruscă a permeabilității barierelor biologice. (piele, tractul respirator, tractul gastrointestinal etc.), inhibarea proprietăților bactericide ale pielii, serului sanguin și țesuturilor, scăderea concentrației de lizozim în salivă și sânge, scăderea bruscă a numărului de leucocite în sânge , inhibarea sistemului fagocitar, modificări nefavorabile ale proprietăților biologice ale microbilor care locuiesc constant în organism - o creștere a activității lor biochimice, creșterea proprietăților patogene, creșterea rezistenței și etc.

Iradierea animalelor în doze subletale și letale duce la faptul că un număr mare de bacterii pătrund în sânge și țesuturi din rezervoare microbiene mari (intestine, tract respirator, piele)! În acest caz, se distinge în mod convențional o perioadă de sterilitate (durata ei este de o zi), timp în care practic nu sunt detectați microbi în țesuturi; perioada de contaminare a ganglionilor limfatici regionali (de obicei coincide cu perioada latentă); perioada bacteriemică (durata sa este de 4-7 zile), care se caracterizează prin apariția microbilor în sânge și țesuturi și, în cele din urmă, perioada de decompensare a mecanismelor de protecție, în care are loc o creștere bruscă a numărului de microbi în organe, țesuturi și sânge (această perioadă are loc cu câteva zile înainte de moartea animalelor).

Sub influența dozelor mari de radiații, provocând moartea parțială sau completă a tuturor animalelor iradiate, organismul devine lipsit de apărare atât împotriva microflorei endogene (saprofite), cât și a infecțiilor exogene. Se crede că în perioada de vârf a bolii acute de radiații, atât imunitatea naturală, cât și cea artificială sunt foarte slăbite. Cu toate acestea, există date care indică un rezultat mai favorabil al bolii acute de radiații la animalele care au fost imunizate înainte de expunerea la radiații ionizante. În același timp, s-a stabilit experimental că vaccinarea animalelor iradiate agravează evoluția bolii acute de radiații și, din acest motiv, este contraindicată până la rezolvarea bolii. Dimpotrivă, la câteva săptămâni după iradiere în doze subletale, producția de anticorpi este restabilită treptat și, prin urmare, deja la 1-2 luni după expunerea la radiații, vaccinarea este destul de acceptabilă.