Болезни вследствие воздействия электромагнитных волн радиочастот

За последние десятилетия во многих отраслях промышленности широко применяются различные диапазоны электромагнитных волн, радиочастот (ЭМВ). Они занимают участок электромагнитного спектра с длиной волны от нескольких миллиметров до десятков тысяч метров. Чем выше частота коле- баний, тем короче длина волны. Следовательно, термины «ультракороткие волны» (УКВ) и «волны ультравысоких частот» (УВЧ) равнозначны. Наиболее коротковолновую часть электромагнитного спектра составляют сверхвысоко- частотные волны (СВЧ), которые называются также микроволнами (МКВ) и охватывают диапазон от 1 мм до 1 м. К нему непосредственно примыкают УКВ — УВЧ, которые имеют длину волны от 1 до 10 м, а затем следуют KB — ВЧ, которые имеют длину волны от 10 до 1000 м и более.

МКВ, УКВ и KB нашли широкое применение в области радиолокации, радионавигации, ра- диоастрономии, радиометеорологии, радиолинейных связей радиовещания, телевидения и фи- зиотерапии. Широкое использование во многих отраслях промышленности различных диапазо- нов волн радиочастот требует изучения их биологического действия на организм. Острых смертельных случаев среди людей, подвергавшихся воздействию электромагнитных волн радио- частот, не встречается, поэтому в литературе описаны лишь изменения в органах у животных при действии ЭМВ большой интенсивности.

Патологическая анатомия. При смертельном исходе в результате воздей- ствия ЭМВ характерны явления перегрева. При вскрытии находят резкое трупное окоченение, полнокровие мозга и всех внутренних органов, многочис- ленные кровоизлияния в мозге, серозных оболочках и внутренних органах. Миокард имеет вареный вид. При микроскопическом исследовании в миокар- де обнаружен коагуляционный некроз мышечных волокон; в печени — мелко-

604

капельная жировая дистрофия гепатоцитов; в почках — белковая дистрофия эпителия извитых канальцев. Иногда встречаются очаги некроза в печени и почках. В семенниках наблюдается некроз герминативного эпителия, в яич- никах — гибель примордиальных фолликулов; в нервной системе — резкая ва- куолизация цитоплазмы и лизис нейронов преимущественно вегетативных от- делов (таламо-гипоталамическая область и вегетативные центры продолгова- того мозга).

Особенный интерес представляет хроническое действие малых интенсивно- стей ЭМВ радиочастот различных диапазонов, которое часто встречается в промышленности. Клинические и физиологические исследования показали, что длительное воздействие ЭМВ малой интенсивности вызывает нарушения функций нервной, сердечно-сосудистой систем и половых желез.

Экспериментальные исследования показали, что наиболее резкие морфоло- гические изменения обнаруживаются в нервной системе, особенно в ее тонких образованиях — синапсах и чувствительных нервных волоконцах рецепторных зон кожи и внутренних органов. Значительные изменения выявляются в гипо- таламической области, где нарушается нейросекреторная функция нейронов, что сопровождается стойким падением артериального давления. В миокарде находят мелкокапельную жировую дистрофию отдельных мышечных воло- кон. В семенниках возникают дистрофия и некроз герминативного эпителия. Изменения в отдельных внутренних органах минимальные. Одинаковая на- правленность основных морфологических изменений сохраняется для всего диапазона радиоволн. Однако выраженность патологического процесса умень- шается по мере удлинения волны ЭМВ радиочастот.

БОЛЕЗНИ ВСЛЕДСТВИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Несмотря на значительную давность открытия ионизирующих излучений, в последнее время интерес к их биологическому действию усилился. В настоя- щее время использование ионизирующих излучений приняло широкий размах. В связи с этим значительно расширился контингент лиц, имеющих контакт с различными источниками излучения. Источниками ионизирующего излуче- ния могут быть атомные реакторы, атомные двигатели на морских судах и подводных лодках, рентгеновские и у-установки в медицинских учрежде- ниях, радиоактивные изотопы, применяемые в научно-исследовательских ра- ботах, в промышленности, сельском хозяйстве и медицине. Кроме того, имеет место космическая радиация, с которой приходится сталкиваться человеку в космосе. Конечно, организация труда, существующая в настоящее время, обеспечивает практическую безопасность работающих с источниками ионизи- рующих излучений. Лишь в некоторых случаях, при неосторожности персона- ла и несоблюдении предписанного регламента работы и техники безопасно- сти, может появиться возможность превышения безопасного уровня воздей- ствия ионизирующих излучений. В СССР не описаны случаи выраженного биологического действия ионизирующего излучения на организм человека. Однако при повторном воздействии на организм ионизирующих излучений в сравнительно малых дозах, но все же превышающих предельно допустимые уровни, возможно развитие клинического синдрома, определяемого термином «лучевая болезнь». Это может наблюдаться у контингента лиц, рабо- тающих в условиях ионизирующего излучения в соответствующих учрежде- ниях. Сказанное обязывает врачей всех специальностей быть знакомыми с те- ми повреждениями, которые могут возникнуть при соприкосновении человека с источниками ионизирующего излучения.

605

Различают несколько видов ионизирующих излучений: а-частицы и в-частицы-электроны, излучаемые многими радиоактивными изотопами, у-лучи, рентгеновские лучи и нейтроны отно- сятся к электромагнитным излучениям. Степень выраженности биологического действия ионизи- рующих излучений во многом зависит от: а) глубины проникновения излучения; б) плотности ионизации, под которой понимают число ионов, образующихся на единицу пробега частиц. Глубина проникновения и плотность ионизации у различных видов излучений различна, у-лучи, рентгеновские лучи и нейтроны обладают наибольшей проникающей способностью, а- и в-лучи при большой плотности обладают малой проникающей способностью. Очень большой способ- ностью к проникновению обладают космические лучи (тяжелые частицы). Биологическое дей- ствие ионизирующей радиации может возникать под влиянием внешних источников излучения (у-лучи, рентгеновские лучи, нейтроны, космические лучи), а также в результате внутреннего облучения при попадании радиоактивных веществ в организм. Выраженность биологического действия ионизирующих излучений при внутреннем облучении зависит от: 1) характера распре- деления радиоактивного вещества в организме; 2) путей и скорости его выведения; 3) срока ра- диоактивного распада.

Биологическое действие ионизирующих излучений определяется некоторыми особенностями первичного взаимодействия энергии излучения и реакции тканей организма. Исходным моментом является эффект иониза- ции и возбуждения атомов в структурах органов и тканей организма. Вслед за первичным физическим действием облучения в среде происходят интенсивные радиохимические преобразования, характеризующие вторую фазу процессов, развивающихся при облучении: эти явления представляют собой общебиоло- гическую форму реакций, присущих различным органам и системам. При облучении большое значение придается ионизации воды, которой богаты все живые ткани; это приводит к образованию в тканях организма необычных для них продуктов в виде активных радикалов и сильнейших окислителей. Длительность существования свободных радикалов в тканях очень мала (ис- числяется тысячными долями секунды), однако цепная реакция в тканях уже начинается. Установлено, что при облучении нарушаются элементарные био- химические процессы. Возникают изменения дисперсности и вязкости кол- лоидных растворов (система гиалуронидаза — гиалуроновая кислота). При бо- лее высоких дозах наблюдается денатурация белков, при меньших дозах выявлены сдвиги в ряде ферментных систем. Нарушаются активность фермен- тов, регулирующих обмен нуклеиновых кислот, белков и углеводов, синтез насыщенных и ненасыщенных жирных кислот в костном мозге. Имеются данные о том, что продукты радиолиза воды переводят активные сульф- гидрильные (SH) группы ферментов в неактивные дисульфидные (—S—S—) группы. Наблюдаются изменения и других ферментных систем в клетках, играющих важную роль в их жизнедеятельности. Инактивация фермент- ных систем приводит также к прекращению митотического деления кле- ток. Следовательно, нарушаются процессы регенерации.

Угнетение митотической активности может рассматриваться как одно из специфических проявлений биологического действия ионизирую- щих излучений, поэтому более ранимыми оказываются органы, обновление структур которых в условиях физиологической и репаративной регенерации происходит за счет клеточной регенерации. Сюда относятся органы кроветво- рения, половые железы, кожа и эпителий пищеварительного тракта. Выражен- ность биологического действия ионизирующих излучений зависит от их дозы. Легкие формы лучевой болезни наблюдаются при общем рентгеновском облучении в дозе 258 • 10^-4 - 516•10^-4 Кл/кг¹ (100 - 200 Р), средние - в дозе 516 • 10^-4 - 774 • 10^-4 Кл/кг (200-300 Р), тяжелые - в дозе 774 • 10^-4 - 1290 • • 10^-4 Кл/кг (300-500 Р), смертельные - в дозе 1290 • 10^-4 Кл/кг (500 Р) и выше.

¹ По системе СИ единицей экспозиционной дозы излучения (рентгеновского и у-излучения) вместо рентгена является кулон на килограмм (Кл/кг). 1 Р —2,58•10^-4 Кл/кг.

606

Классификация. Различают острую и хроническую лучевую болезнь. Кар- тина лучевой болезни проявляется наиболее типично в случаях ее острого те- чения. Хронические формы протекают весьма разнообразно.

Острая лучевая болезнь. Эта болезнь стала известна сравнитель- но недавно. В зарубежной литературе описаны случаи лучевой болезни при тотальном массивном облучении рентгеновскими лучами с лечебной целью. Массовые случаи острой лучевой болезни были зарегистрированы при взры- вах атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки в 1945 г.

Патологическая анатомия. При острой лучевой болезни основные измене- ния наблюдаются в системе кроветворения. В костном мозге отмечается бы- стро прогрессирующее опустошение и на высоте заболевания нормальной кроветворной ткани почти нет, т. е. имеет место панмиелофтиз. Сохра- няется лишь небольшое число ретикулярных клеток, отличающихся большой резистентностью. Возникает анемия, лейкопения, тромбоцитопения. В лимфа- тических узлах, селезенке и лимфатическом аппарате желудочно-кишечного тракта отмечают распад лимфоцитов и подавление их новообразования. При преобладании изменений кроветворения говорят о костномозговой форме острой лучевой болезни.

Наряду с изменениями системы кроветворения для острой лучевой болез- ни характерны расстройства кровообращения и геморрагиче- ский синдром. Появление кровоизлияний связано с глубокими струк- турными изменениями стенок сосудов микроциркуляторного русла, резким повышением их проницаемости, а также тромбоцитопенией.

Расстройства кровообращения, геморрагии, отек могут быть найдены в различных органах и тканях. Они могут превалировать в головном мозге, что характерно для нервной (мозговой) формы острой лучевой болезни.

Геморрагии могут быть резко выражены в желудочно-кишечном тракте. В связи с этим в нем возникают некрозы и изъязвления слизистой оболочки. Язвенно-некротические процессы в пищеварительном тракте, особенно в тон- кой кишке, обусловлены также гибелью покровного эпителия его слизистой оболочки, который, как уже отмечалось, обладает высокой чувствитель- ностью к действию ионизирующих излучений. Когда эти изменения домини- руют, говорят о кишечной форме острой лучевой болезни.

В связи с множественностью кровоизлияний, а главное со снижением есте- ственного иммунитета в отношении собственной микрофлоры, населяющей ротовую полость и кишечник, возникают аутоинфекционные про- цессы: гнилостные или гангренозные стоматиты, глосситы, ангины и энте- роколиты. Нередко развивается токсемия, которая лежит в основе токсе- мической (токсической) формы острой лучевой болезни.

Следует отметить, что при острой лучевой болезни воспалительный про- цесс имеет некоторые особенности. Несмотря на наличие некроза с многочис- ленными колониями микробов, в подлежащих живых тканях полностью от- сутствует лейкоцитарная реакция и не образуется грануляционной ткани. В коже при облучении наблюдаются эритемы и пузыри, переходящие в дли- тельно не заживающие язвы, также без участия нейтрофилов. Очень характер- но выпадение волос (эпиляция), вплоть до полного облысения. При облучении с далеких расстояний на коже может развиться гиперпигментация, а при облу- чении с близкого расстояния — депигментация. В легких обнаруживаются кро- воизлияния, некротические и аутоинфекционные процессы. Возникают так на- зываемые алейкоцитарныепневмонии. В альвеолах легких появляет- ся серозно-фибринозно-геморрагический экссудат, развиваются массивные не- крозы и значительный микробизм, но лейкоцитарная реакция отсут- ствует.

607

Из эндокринных желез особенно тяжело повреждаются половые железы и гипофиз. В яичках поражается герминативный эпителий, в яичниках — яйце- клетки. У мужчин подавляется сперматогенез, на фоне чего в яичках по- являются гигантские клетки как проявление нарушенной регенерации. Насту- пает стерилизация, сохраняющаяся ряд лет. В передней доле гипофиза появляются так называемые клетки кастратов. Это вакуолизированные базо- фильные клетки, относящиеся, по-видимому, к гонадотропным клеткам гипо- физа. Появление «клеток-кастратов», по-видимому, связано с поражением по- ловых желез при лучевой болезни.

Причины смерти больных при острой лучевой болезни: шок (при больших дозах), анемия (вследствие подавления гемопоэза), кровоизлияния в жизненно важные органы, внутренние кровотечения, инфекционные ослож- нения.

Хроническая лучевая болезнь. В зависимости от глубины пора- жения системы кроветворения выделяют различные степени хронической луче- вой болезни.

Хроническая лучевая болезнь может развиться в результате острого пора- жения, которое оставило стойкие изменения в организме, исключающие воз- можность полной регенерации органов кроветворения, или же при повторных воздействиях излучения в малых дозах.

Патологическая анатомия. Проявления хронической лучевой болезни могут быть самыми разнообразными. В одних случаях наблюдаются апластическая анемия и лейкопения, обусловленные угасанием процессов регенерации в кост- ном мозге с ослаблением иммунитета, присоединением инфекционных ослож- нений и геморрагии. Возникновение лейкозов связывают с извращением процесса регенерации в кроветворной ткани. При этом отмечается пролифера- ция недифференцированных клеток кроветворных тканей с отсутствием их дифференцировки и созревания. Хроническая лучевая болезнь может привести к развитию опухолей. Так, после длительного облучения рентгеновскими лучами нередко наблюдается рак кожи. В эксперименте показано, что радио- изотоп стронция, который избирательно откладывается в костях и длительно там сохраняется, может привести к развитию остеосарком. Однократное облучение животных у-лучами через 10—12 мес может привести к образова- нию у них опухолей в различных органах.