Ćwiczenie 8

Układ termoregulacji

Składowe układu, funkcje

Zaburzenia termoregulacji:

Hipertermia - udar cieplny, oparzenia

Hipotermia - hibernacja, odmrożenia

Gorączka- patofizjologia, okresy, rola w infekcjach

Promieniowanie jonizujące

Źródła promieniowania

Choroba popromienna.

Promieniowanie cieplne

Termoregulacja

Polega na dostosowaniu ilości ciepła wytwarzanego w organizmie

( termoregulacja chemiczna) i ciepła wymienianego między organizmem, a otoczeniem (termoregulacja fizyczna) do potrzeb bilansu cieplnego w sposób zapewniający utrzymanie homeostazy termicznej w zmiennych warunkach środowiska.

Termoregulacja chemiczna

Temperatura wewnętrzna ciała jest więc wypadkową produkcji i eliminacji ciepła.

Termoregulacja fizyczna

Drogi wymiany ciepła pomiędzy organizmem a otoczeniem;

• przenoszenie ciepła (konwekcja)

• przewodzenie

• promieniowanie

- parowanie

Układ termoregulacji składa się z:

1. Termoreceptorów

2. Termodetektorów

3. Ośrodków termoregulacji

4. Termoefektorów

Termoreceptory

zimna i ciepła ­dostarczają informacji za pośrednictwem dośrodkowych włókien nerwowych o bezwzględnej temperaturze jak i jej zmianach.

lokalizacja

Skórze, mięśniach, górnych drogach oddechowych, ścianach naczyń żylnych, niektórych odcinkach przewodu pokarmowego.

Termodetektory

­zlokalizowane w podwzgórzu, po obu stronach komory trzeciej oraz w części szyjnej rdzenia kręgowego - reagują na zmiany temperatury docierającej do nich krwi.

Ośrodki termoregulacji

lokalizacja podwzgórzu

części przedniej odpowiedzialnej za eliminację ciepła

części tylnej odpowiedzialnej za zatrzymanie ciepła w ustroju i stymulację jego produkcji.

Efektorów układu termoregulacji

- efektory termoregulacji fizycznej - układ krążenia, gruczoły potowe, mięśnie szkieletowe, wątroba, brunatna tkanka tłuszczowa

- efektory termoregulacji chemicznej.

- odruchowy wzrost napięcia mięśni szkieletowych i uruchomienie termogenezy drżeniowej

- zwiększenie przemiany materii (hormony)

- zwiększenie ciśnienia krwi, przyspieszenie pracy serca, oddechu

• wyczerpanie zasobów energetycznych, niemożność utrzymania stałej temperatury ciała, stopniowe oziębienie (hipotermia),

• śmierć (poniżej 22.4°C).

Najbardziej narażeni na oziębienie są starcy, niemowlęta, (alkohol!).

Gorączka

to podwyższenie temperatury ciała poza zakres fizjologiczny przy sprawnie działającym układzie termoregulacji.

Mechanizm gorączki

pirogeny egzogenne

• endotoksyny bakteryjne,

• produkty wirusów,

• etiocholanolon,

• kompleksy immunologiczne,

• polmukleotyty,

• antygeny,

• produkty po ura­zach ( m.innymi - urazy mózgu )

pirogeny endogenne (oddziaływanie na przednią część podwzgórza pobudzają mechanizmy zatrzymywania ciepła w ustroju i jego dodatkowej produkcji)

- IL­1- nie przechodzi przez barierę krew-mózg, nasilenie kaskady kwasu arachidonowego i produkcji prostaglandy (ich stężenie jest zwiększone przez cały czas trwania gorączki w płynie mózgowo-rdzeniowym). Prostaglandyny mają zwiększać stężenie sodu w stosunku do wapnia - dochodzi do przestawienia "termostatu " na wyższą temperaturę.

• TNF-α,

• interferony

Pewne związki wpływają na wysokość gorączki np. wazopresyna i α-melanotropina powodują jej supresję i mogą być istotne w ochronie przed przekroczeniem w gorączce niebezpiecznego dla życia progu.

W przebiegu gorączki wyróżniamy:

• okres wzrostu ( stadium incrementi )

przestrojenie mechanizmów termolegulacji na wyższy poziom ( okres oszczędzania i wytwarzania ciepła )

skurcz naczyń, termogeneza drżeniowa i bezdrżeniowa ( aktywacja przemiany materii na drodze hormonalnej )

• ustalony stan gorączki (stadium febrile )

skóra zaczerwieniona, sucha, gorąca,

• okres obniżenia gorączki (stadium decrementi )

ustrój pozbywa się nadmiaru ciepła - ujemny bilans cieplny

w zależności od wielkości temperatury wyróżniamy:

stany podgorączkowe - temperatura do 38⁰ C

gorączka niska - temperatura 38 -38,5 ⁰ C

gorączka umiarkowana - temperatura 38,5⁰ - 39 ⁰ C

gorączka wysoka - temperatura 39 - 40⁰ C

hiperpireksja - temperatura powyżej 41⁰ C

Rola gorączki

Do dzisiaj nie ma jednoznacznej opinii o roli gorączki w przebiegu infekcji.

• streptococcus pneumoniae może być bezpośrednio blokowany przez gorączkę inne bakterie stają się bardziej podatne na bakterio­bójcze działanie osocza i antybiotyków;

• nasilenie funkcji immunologicznych np. zwiększenie produkcji immunoglobulin i wzmocnienie funkcji komórek T i leukocytów;

• temperatura > 38°C była związana ze zwiększonym przeżyciem w spontanicznym bakteryjnym zapaleniu otrzewnej;

• informowano o związku braku gorączki ze zwiększoną śmiertelnością w polibakteryjnej lub gram ujemnej sepsie oraz pneumokokowym zapaleniu opon mózgowych;

• nasilają się efekty działania endotoksyny w wysokiej temperaturze;

• aktywność komórek NK i limfocytów T cytotoksycznych jest zaburzona w gorączce.

Gorączka jest najczęstszym widocznym objawem choroby

Obecne rozumienie mechanizmów i patogenezy gorączki sugeruje, że proces gorączkowy odgrywa pozytywna rolę w obronie organizmu i rutynowa antypireza jest ogólnie niepotrzebna i potencjalnie niebezpieczna.

WSKAZANIA DLA OBNIŻANIA GORĄCZKI

Układ nerwowy

• ochrona przed napadami gorączkowymi u dzieci lub objawami ze strony centralnego układu nerwowego.

• Wiele zaburzeń może powodować majaki np. kortyzolowa odpowiedź na obciążenie (stress), która nie poddaje się supresji przez leki przeciw-gorączkowe w czasie prowokacji endotoksyną. Jest sprawą niezmiernie ważną aby wiedzieć kiedy antypireza może hamować i odwrócić delirium.

• Jednak nie ma badań, które odpowiadałyby na to pytanie. Problem supresji gorączki musi być odróżniony od uniknięcia nasilenia choroby. Np. odwodnienie lub nadmierna izolacja cieplna chorego maże zaostrzyć fizjologiczne konsekwencje gorączki tak, że stają się one podobne do udaru cieplnego. Podobnie zbytnie ubranie niemowlaka może być przyczyną przegrzania i uszkodzeń neurologicznych.

Serce

• obniżenie gorączki jest wskazane w przypadkach uszkodzeń tkanki w wyniku niedotlenienia, szczególnie układu sercowo-naczyniowego.

Decydowanie czy obniżać gorączkę

Decyzja o podjęciu terapii przeciwgorączkowej powinna być podjęta dla każdego przypadku oddzielnie,

1. Czy to jest gorączka?

2. Czy jest jakieś specjalne ryzyko?

3. Ciąża

ad.1 W przypadku udaru cieplnego z ekstremalnie wysoką, niekontrolowaną temperaturą należy fizycznie obniżać temperaturę. Możliwa jest sytuacja nakładania się gorączki z hipertermią np. u dziecka z łagodną gorączką, które jest zbyt mocno zawinięte w pieluszki, co może spowodować obraz podobny do udaru cieplnego na skutek niezdolności do dysypacji ciepła produkowanego przez gorączkę.

Ad.2 Nie ma dowodów na to, że gorączka w normalnym przebiegu choroby jest szkodliwa lub że antypyreza oferuje jakieś znaczące korzyści. W rzeczywistości dostępne informacje mogą sugerować, że gorączka czyni więcej dobrego niż złego. Możliwe wyjątki mogą dotyczyć ekstremalnie niestabilnego przepływu wieńcowego, pacjentów z przypadkiem pato­logii wewnątrzczaszkowej, którzy nie mogą tolerować nawet niewiel­kiego wzrostu ciśnienia wewnątrzczaszkowego, kobiet w ciąży i dzieci z historią napadów gorączkowych. Jakkolwiek korzyść z obniżania gorączki nie jest udowodniona nawet dla tych przypadków, a obniżanie temperatury za wszelką cenę może znacznie komplikować późniejszą sytuację. ( np. nikt kto widział pacjenta wycieńczonego z powodu dreszczy pod kocem chłodzącym nie uwierzy, że obciążenie układu sercowo-naczyniowego jest wtedy zredukowane. )

Ad.3 Gorączka była uznawana jako przyczyna uszkodzeń płodu lub spon­tanicznych poronień. Nie ma jednak badań, które by to bezspornie potwierdzały. Jest kilka doniesień o szkodliwym wpływie sauny na płód, ale badania zrobiono bez grupy kontrolnej. Z obserwacji wynika, że kobiety w ciąży dobrowolnie opuszczają saunę lub gorącą kąpiel zanim ich wewnętrzna temperatura osiągnie poziom rozważany jako potencjalnie teratogenny. Nieliczne badania wykazały, że nie ma związku pomiędzy wysoką gorączką w pierwszym trymestrze ciąży a wadami płodu.

Metody obniżania gorączki

• farmakologiczne

stosuje się najczęściej niesteroidalne leki przeciwzapalne (indometacyna, ibuprofen, aspiryna, acetaminofen itp ).

Do niedawna uważano leki te za nieszkodliwe dla organizmu. Jednak znaleziono dowody na toksyczne działanie niektórych z nich na układ pokarmowy, nerki i inne narządy. Leki dobrze tolerowane przez zdrowych ludzi mogą mieć zupełnie inny efekt na osoby poważnie chore. Np. docenia się obecnie związek pomiędzy aspiryną a zespołem Reyesa, co spowodowało odejście od stosowania aspiryny u dzieci na korzyść acetaminofenonu. Kortykosteroidy silny efekt przeciwgorączkowy, ale ich niekorzystny wpływ na układ obronny organizmu zmniejszył zainteresowanie nimi jako lekami przeciwgorączkowymi

• fizyczne

oziębianie pomieszczeń, mokre prześcieradła itp.

Jednak próby fizycznego obniżenia temperatury w gorączce prowadzą do wystąpienia odruchów obronnych i produkcji ciepła. Można to robić w uzasadnionych przypadkach, ale po podaniu leków przeciwgorączkowych. Chociaż wpływ hypotermii na przebieg choroby jest niejasny.

Hipoteza prostaglandynowa gorączki

• Podanie PGE₁, PGE₂, PGF_2α do komory bocznej mózgu lub PO/AH różnym ssakom wywołuje wzrost temperatury. PGE₂ działa najsilniej.

• Żadna inna substancja podana domózgowo (nie licząc jonów) nie działa tak silnie jak PGE₂.

• Pirogeny zwiększają miejscowo poziom PG w podwzgórzu.

• PG wywołują wzrost temperatury u tych ssaków u których pirogeny wywołują gorączkę.

• Gorączka wywołana przez PGE₂ nie jest hamowana przez kwas acetylosalicylowy, który hamuje syntezę PGE₂.

• Zmiany w stężeniu PG w płynie mózgowo-rdzeniowym zmieniają się równolegle ze wzrostem lub obniżaniem gorączki.

• Stężenie PGE₂ może być regulowane poprzez:

• regulację uwalniania AA (hamują to glikokortykosteroidy)

• regulację aktywności cyklooksygenazy (hamują NSID)

• regulację aktywności enzymu rozkładającego PGE₂ (15-PDGH)

• Wydaje się, że w gorączce mamy do czynienia z tym ostatnim procesem.

• Stwierdzono, że inhibitor 15-PGDH (15-hydroksydehydrogenaza) nasila gorączkę wywołaną przez endotoksyny lub PGE₂.

• Podwzgórze szczurów gorączkujących wolniej rozkłada PGE₂.

ALE

• Dobrano taką dawkę salicylanu sodu, która hamowała wzrost poziomu PGE₂ w płynie mózgowo-rdzeniowym, ale nie zmniejszała gorączki w odpowiedzi na podanie pirogenu.

• Podanie dwu różnych antagonistów receptora PGE₂ hamowało odpowiedź na PGE₂, ale pozostawało bez wpływu na goraczkotwórcze działanie pirogenu.

• Cykloheksimid (inhibitor syntezy białka) zmniejsza gorączkę wywołaną przez pirogen i nie zmienia odpowiedzi na PGE₂.

Hipertermia

Umiarkowanie nasilone lub silne reakcje na działanie wysokich temperatur, spowodowane niewłaściwą lub niewspółmierną odpowiedzią mechanizmów regulacji cieplnej ustroju.

1. Udar cieplny

2. Wyczerpanie na skutek gorąca

3. Kurcze cieplne

Przyczyny

wysoka temperatura otoczenia

długotrwała ekspozycja

nadmierne pocenie

wymioty, biegunki

wysoka wilgotność powietrza

długotrwały intensywny wysiłek

wiek

otyłość

choroby współistniejące

sprawność ustroju

używki

leki

Udar cieplny

hiperpireksja; siriasis

niemożność oddania przez organizm ciepła

( oslabiony efekt chlodzenia ciała wywołany poceniem)

Objawy

bóle głowy

osłabienie

nagła utrata przytomności

gorąca, sucha i zaczerwieniona skóra

wysoka temperatura ciała

twarde i szybie tętno

Wyczerpanie na skutek gorąca

(Prostracja cieplna, zapaść cieplna)

nadmierna utrata płynów

Objawy

narastajace zmęczenie

oslabienie

lęki

zlewne poty

blada lepka skóra

nitkowate tętno

niskie lub nieoznaczalne tętno

zaburzenia psychiczne

obniżona temperatura ciała

wstrząs

Omdlenie cieplne - łagodna postać wyczerpania cieplnego

(powstała na skutek gromadzenia się krwi w rozszerzonych naczyniach kk. dolnych)

Kurcze cieplne

( bolesne kurcze mm. prążkowanych w następstwie nadmiernego pocenia się spowodowanego wysilkiem i/lub wysokimi temperaturami otoczenia)

nadmierna utrata Na , K , Mg

Objawy

nagły silny ból i skurcz rąk i stóp

skurcz mm. brzucha

Oparzenia

( uszkodzenie tkanek spowodowane działaniem czynników termicznych, chemicznych lub prądu elektrycznego prowadząc do denaturacji białka, obrzęku rany oparzeniowej oraz utraty płynu wewnątrznaczyniowego wskutek zwiększonej przepuszczalności naczyń)

Stopień ciężkości oparzeń

% powierzchni ciała (% p.c.)

• małe (< 15% p. c)

• średnie (15-49% p.c)

• duże (50-69% p.c)

• rozległe (> 70% p.c)

Stopnie oparzeń

• I stopień

• II stopień

• III stopień

Obliczanie rozległości oparzenia - „ reguła dziewiątek”

Podawanie płynów w dawce 2-4ml/kg na każdy % powierzchni oparzenia

Monitoring właściwego leczenia polega na ocenie RR, diurezy (50-100 ml/h)

hipoalbuminemia- rozcieńczone osocze - przetaczanie krystaloidów

hipocalcemia - niedobór białka

kwasica metaboliczna - upośledzenie perfuzji tkankowej

mioglobinuria - niedokrwienie mm. szkieletowych

hemogloginuria - uszkodzenie erytrocytów

Hipotermia

( odziębina; odmrożenie; przypadkowa hipotermia; stopa okopowa lub immersyjna

- obniżenie temperatury ciała

- bradykardia

- obniżenie pojemności minutowej serca

- obniżenie objętości wyrzutowej

- wzrost oporów naczyniowych

- migotanie przedsionków, komór serca

- upośledzenie czynności układu oddechowego, obniżenie przemiany materii, niedotlenienie (mózg),

- utrata świadomości, śmierć

Hipotermia przypadkowa - najczęściej u zdrowych, starszych ludzi dochodzi do obniżenia temperatury ciała do 35°C.

• upośledzenie reakcji naczynioruchowej w skórze (zwiększenie utraty ciepła) - opóźnienie wystąpienia termogenezy drżeniowej i jej zmniejszenie

- zmniejszenie odczuwania zimna

Reakcje termoregulacyjne na podwyższoną temperaturę

• zwiększenie przepływu krwi przez skórę,

• zmniejszenie oporów naczyniowych,

• spadek ciśnienia krwi,

• wzrost częstości skurczów serca

- uruchomienie gruczołów potowych (utrata wody i elektrolitów).

WPŁYW PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO NA ORGANIZMY ŻYWE.

RODZAJ PROMIENIOWANIA.

Promieniowanie jonizujące może być albo promieniowaniem elektromagne­tycznym ( γ, X ) albo promieniowaniem korpuskularnym ( α, β, protony, neu­trony).

A. Promieniowanie α - jądra atomów helu składające się z dwóch protonów i dwóch neutronów. Ze względu na masę i ładunek elektryczny zasięg tego promieniowania w tkance wynosi, w zależności od energii, od 5 μm dla l MeV do 100 μm dla 10 MeV. Nie przenika ono przez skórę i ubranie. Kartka papieru jest dla niego przeszkodą nie do przebycia. Z tego względu cała energia promieniowania jest pochłonięta praktycznie w miejscu zaistnienia tej cząsteczki.. Jest to promieniowanie bardzo szkodliwe.

B. Promieniowanie β - wiązka elektronów lub pozytonów. Ich zasięg w tkance przy energii 1 MeV wynosi ok. 5 mm.

C. Promieniowanie γ i X - zasięg promieniowania zalety od energii.. Prak­tycznie w tkance możemy mówić o osłabieniu tego promieniowania a nie jego całkowitym pochłonięciu.

ABSORBCJA ENERGII PROMIENIOWANIA W MATERIALE BIOLOGICZNYM.

Promieniowanie jonizujące, przechodząc przez materię, przekazuje energię jej cząsteczkom w procesach jonizacji lub wzbudzenia,

hν + A → A⁺ + e^-

B + e^- → B^-

Sekwencję zjawisk w napromieniowanej materii można z grubsza podzielić na etapy:

l.. Stadium fizyczne - 10^-16-10^-15 sek. Absorbcja energii na poziomie atomu-jonizacja lub wzbudzenie cząsteczki.

2. Stadium fizyko-chemiczne - 10^-12 sek W tym okresie powstają wolne rod­niki i jony, następuje wymiana elektronów pomiędzy cząsteczkami.

3. Stadium chemiczne- 10^-12-10^-8sek. Jest to okres wtórnych reakcji rodników i jonów ze sobą lub ze środowiskiem.

4. Stadium biologiczne - występuje w układach biologicznych. Jest to odpo­wiedź materii żywej na skutki promieniowania.

Ogólnie można przedstawić sekwencję zmian występujących po napromie­niowaniu materii żywej następująco:

Efekty pierwotne - przenoszenie energii -» pierwotne uszkodzenia cząstek -» wzmocnienie - objawy radiobiologiczne

Ponieważ absorbcja energii przez poszczególne cząstki składowe komórki jest przypadkowa, o trafieniu decyduje całkowita liczba danych cząstek. Skład cząsteczkowy komórki

Substancja Liczba cząsteczek na l cząsteczkę DNA

DNA l

RNA 44

Inne cząsteczki materiału organicznego 4000

lipidy 7000

Materiał nieorganiczny 6.8* 10⁴

woda 1.2* 10⁷

Z powyższych danych wynika, że większość energii jest absorbowana przez cząsteczki wody.

SKUTKI POPROMIENNE NA POZIOMIE MOLEKULARNYM I SUBKOMÓRKOWYM

Stwierdzono, że w makrocząsteczkach białkowych promieniowanie a nieza­leżnie od miejsca trafienia w cząsteczkę zrywa zawsze te same wiązania. Świadczy to o wewnątrzcząsteczkowej migracji energii. Takie skoncentro­wanie energii może doprowadzać np. do zmian konformacyjnych centrów aktywnych enzymów.

W przypadku DNA zmiany popromienne polegać mogą na utracie lub uszkodzeniu zasad wchodzących w skład tego związku. Zasady pirymidynowe są bardziej czułe na uszkodzenia niż zasady purynowe. Może nastąpić zerwanie łańcucha , depołimeryzacja cząsteczki, mogą wytwarzać się niety­powe wiązania pomiędzy resztami zasad. Prowadzi to w konsekwencji do zaburzenia syntezy białek

W lipidach błonowych mogą powstawać nadtlenki lipidowe, może zmieniać się płynność błon, powstawać zaburzenie w prawidłowej przepuszczalności błon powodując uwalnianie enzymów hydrolitycznych. W komórkach powstawać mogą tzw. radiotoksyny jako wynik procesów radiacyjno chemicznych przy aktywacji enzymatycznych reakcji utleniania.

WPŁYW PROMIENIOWANIA NA KOMÓRKĘ

Stosując odpowiednią dawkę promieniowania można zniszczyć każdą komórkę żywego ustroju. Nie ma bowiem komórek niewrażliwych na pro­mieniowanie. Różne komórki tego samego organizmu cechuje jednak różna podatność na promieniowanie zwana promienioczułością. Promienioczułość spełnia w przybliżeniu regułę Bergonie i Tribondeau, która głosi: „wrażliwość komórek na promieniowanie jest wprost proporcjonalna do ich aktywności proliferacyjnej i odwrotnie proporcjonalna do stopnia ich zróżnicowania".

Podział części ciała na grupy ze względu na promienioczułość:

- grupa I - gonady, szpik czerwony,

- grupa II- mięśnie, tkanka tłuszczowa, przewód pokarmowy, płuca, wątroba, nerki, oczy,

- grupa III - kości, tarczyca, skóra,

- grupa IV - ręce, przedramiona, stopy.

CYKL KOMÓRKOWY

Największą promienioczułość komórki wykazują w fazach Gi, S i Gi. Widocznym efektem jest opóźnienie mitozy. Jak się przypuszcza, jest to czas potrzebny komórce do naprawienia uszkodzeń popromiennych. Opóźnienie przejścia komórek z jednej fazy do następnej, jak również opóźnienie mitozy można zaliczyć do przejściowych efektów, które nie zależą prawdopodobnie od uszkodzeń materiału genetycznego. Uważa się, że opóźnienie mitozy komórek jest najwcześniejszą i najwraźłiwszą reakcją komórki na napromieniowanie.

MATERIAŁ GENETYCZNY

Promieniowanie wywołuje mutacje. Mogą one być punktowe jak i dotyczyć całego chromosomu. Pod wpływem promieniowania jedna lub więcej zasad, na skutek interakcji z wolnymi rodnikami, może ulec tautomeryzacji na sku­tek czego zasada zmienia właściwości i strukturę. W wyniku tego następuje zmiana rozmieszczenia elektronów i protonów w cząsteczce. Tak np. ęnolowa forma tyminy może utworzyć potrójne wiązanie z guaniną T s G. (Normalnie ketonowa forma tyminy tworzy z adeniną wiązanie podwójne T=A). Podob­nie tautomeryczna odmiana cytozyny tworzy podwójne wiązanie wodorowe z adeniną C=A. (Normalnie C s G). Tworzą się więc pary zasad niekomplementarnych. Przy dużych zmianach w zasadzie może ona w ogóle wypaść z łańcucha DNA.

Popromienny wzrost mutacji jest liniowo zależny od dawki promieniowania. Oznacza to, że nie ma dawki progowej dla tego efektu. Każda dawka jest szkodliwa.

SKUTKI NAPROMIENIENIA CAŁEGO CIAŁA ORGANIZMU WIELOKOMÓRKOWEGO

OSTRA CHOROBA POPROMIENNA

Napromieniowanie organizmu ludzkiego dawką równą lub zbliżoną do LD₅₀ wywołuje w nim zespół zmian, które określa się jako ostra choroba popromienna. Wyróżniamy w niej następujące fazy:

a) faza wstępna -faza zwiastunów,

b) okres utajenia,

c) główna faza choroby,

d) śmierć lub okres zdrowienia.

Faza zwiastunów - występuje w kilka lub kilkanaście godzin po napromienieniu dawką LD₅₀.

Objawy: brak łaknienia, nudności, wymioty oraz uczucie zmęczenia.

Okres utajenia - potęgują się skrycie chemiczne i komórkowe uszkodzenia oraz dochodzi do uszkodzeń narządów. Mechanizmy naprawcze organizmu nie są w stanie usunąć powstałych szkód.

Faza główna - występuje po ok. 2-3 tygodniach od chwili ekspozycji.

Objawy: rozpoczyna się nudnościami, wymiotami, zapaleniem gardła, biegunkami - często krwawymi i gorączką.

Śmierć - przyczyną są najczęściej krwotoki oraz wyczerpanie układu krwio­twórczego- szpiku kostnego i układu chłonnego.

W zależności od wielkości dawki pochłoniętej rozróżniamy trzy typy choroby popromiennej:

a) postać hemopoetyczna - dawki powyżej 150 remów

b) zespół jelitowy - dawki powyżej 1300 remów

c) zespół mózgowy- dawki powyżej 4000 remów.

a)^wyczerpanie układu krwiotwórczego - skazy krwotoczne, załamanie odporności,

b) przeważają objawy ze strony układu pokarmowego- biegunki, odwodnie­nie, poważne zaburzenia rkz. Dochodzi do uszkodzenia nabłonka jelitowego, owrzodzeń i perforacji oraz zniszczenia komórek macierzystych nabłonka. Obnażenie śłuzówki powoduje krwawienia oraz zaburzenia wchłaniania.

c) objawy ze strony centralnego układu nerwowego - utrata przytomności, drgawki, śmierć,

Leczenie

Spośród wymienionych postaci choroby popromiennej postać hemopoetyczna, a w mniejszym stopniu postać jelitowa, posiadają praktyczne możliwości wyleczenia. Zarówno w postaci hemopoetycznej jak i jelitowej leczenie jest objawowe. Przy odwodnieniu i zaburzeniach równowagi elektrolitów podaje się płyny zastępcze, zawierające niezbędne jony, a w przypadku zakażeń bakteryjnych - antybiotyki. Objawy wynikające z braku elementów morfotycznych krwi obwodowej leczy się podawaniem zawiesin brakujących komórek* Czasami jedyną szansą przeżycia chorego jest przeszczep szpiku kostnego.

WPŁYW PROMIENIOWANIA NA NIEKTÓRE NARZĄDY

Narząd krwiotwórczy

Dojrzałe komórki krwi obwodowej są na ogół oporne na promieniowanie. Zniszczenie ich może nastąpić po dawkach rzędu dziesiątków tysięcy rentge­nów. Wyjątek stanowią limfocyty, które należą do najbardziej promienioczułych komórek organizmu. Dawka 5 remów powoduje już utratę ruchliwości limfocytów.

Układ krwiotwórczy w szpiku kostnym oraz utkanie węzłów limfatycznych grasicy i śledziony są bardzo wrażliwe na promieniowanie. Najbardziej wrażliwe jest utkanie limfatyczne, następnie kolejno:

- prekursory krwinek czerwonych (erytroblasty)

- prekursory granulocytów (mielocyty)

- prekursory płytek krwi (megakariocyty)

Zmiany ilościowe komórek krwi po napromienieniu:

- spadek liczby limfocytów -najniższe wartości pomiędzy 2 a 5 dniem

- spadek liczby granulocytów - po początkowym wzroście następuje spadek po dawce LD₅o po około 3 tygodniach,

- spadek liczby trombocytów - krzywa spadku podobna do granulocytów.

Przewód Pokarmowy

W badaniach na zwierzętach wykazano, że zmiany histologiczne w jelicie cienkim występują po napromienieniu dawką rzędu 100 R, Po dawkach rzędu 600-1200 R lub większych zmiany są już bardzo wyraźne. Pierwszego dnia po napromieniowaniu ustroju dawką 1000 R obserwuje się uszkodzenie jąder komórek nabłonka jelit* a także śmierć lityczną komórek, Drugiego i trzeciego dnia obserwuje się duże ubytki komórek nabłonkowych, a około 5-tego dnia kompletną utratę tych komórek. Spadek liczby komórek macierzy­stych maże doprowadzić do śmierci ustroju.

Skóra

Napromienienie miejscowe dawką 300 R powoduje rumień tj, zaczerwienienie i obrzęk podobnie jak po lekkim oparzeniu cieplnym. Przy większych dawkach lub powtarzającej się ekspozycji uszkodzona skóra może przypo­minać oparzenia termiczne wyższego stopnia. Gojenie się zmian wywołanych promieniowaniem jest utrudnione. W miejscach napromienienia obserwuje się przebarwienia skóry, zaniki, owrzodzenia. Możliwa jest indukcja nowo­tworów. Po dawkach powyżej 200 R następuje wypadanie włosów, a po 700 R może wystąpić trwałe wyłysienie.

Centralny Układ Nerwowy

Napromieniowanie całego ciała lub głowy dawką rzędu kilku kiloradów wywołuje powstawanie popromiennego zespołu centralnego układu nerwo­wego

z objawami neurologicznymi jak depresja, ataxia, pobudzenie ruchowe, utrata przytomności, stupor, niekiedy drgawki, a następnie śmierć w ciągu kilku godzin do kilku dni

Badaniem anatomo-patologicznym stwierdza się wynaczynienia oraz zmiany w tkance mózgowej głównie wokół naczyń krwionośnych. Zwiększa się przepuszczalność zarówno płynów jak i elemen­tów morfotycznych krwi Ponadto obserwowano:

- zmiany obrzękowe,

- przerost komórek głeju,

- nekroza tkanki mózgowej,

- zniszczenie neuronów (100-200 krad),

- uszkodzenie i niszczenie komórek oligodendrogleju,

- zmiany w zapisie EEG,

Efekty promieniowania na CUN zależą w dużej mierze od wielkości dawki i sposobu jej otrzymania. Ta sama dawka otrzymana jednorazowo powoduje większe szkody niż dawka frakcjonowana.

Gonady Jądra

U mężczyzn napromieniowanych w celach medycznych lub w czasie awarii radiacyjnych obserwowano przejściową niepłodność. Miarą uszkodzenia może być liczba plemników w jednostce objętości ejakulatu Po dawce LD_{50 -} powrót do normalnej liczby plemników obserwowano po 3 latach, a po eks­pozycji 100 remów - po

l roku, U mężczyzny dawka sterylkacyjna jest więk­sza od dawki śmiertelnej na całe ciało. Jednak uszkodzenia jąder obserwo­wano już przy dawkach 25 remów, Dużo niebezpieczniejsza jest długotrwała ekspozycja małymi dawkami niż jednorazowo dużą dawką. Jest to spowo­dowane wielokrotnym uszkodzeniem każdej subpopulacji komórek kanalika nasiennego w różnych fazach cyklu życiowego i w różnych fazach spermatogenezy. Wykazano, że najbardziej wrażliwymi komórkami kanalików jądra jest typ pośredni spermatogonii oraz typ B spermatogonii. Najbardziej opornymi komórkami na promieniowanie są komórki Sertoliego, spermatogonie A oraz plemniki.

Jajniki

Jajnik jest wyposażony w komplet oocytów już we wczesnym okresie życia organizmu żeńskiego. Oocyty są komórkami promienioczułymi Największą wrażliwość na promieniowanie wykazują owocyty w pierwotnych pęcherzy­kach Graafa. W miarę dojrzewania pęcherzyków Graafa promienioczułość owocytów maleje. Przypuszcza się, że jednorazowa dawka 300-400 remów wystarcza do wywołania trwałej niepłodności. Wiadomo także, że frakcjo­nowana dawka wyjaławiająca dla młodej kobiety wynosi 100-200 remów przez okres 10-14 dni. Na ogół uważa się, że dawka 170 remów jest dawką niebezpieczną, która może wywołać trwałą niepłodność.

PÓŹNE SKUTKI POPROMIENNE

Do późnych skutków popromiennych zaliczamy:

- zwyrodnieniowe zmiany w tkankach (np. stwardnienie naczyń prowadzące do miażdżycy),

- występowanie większej ilości tkanki włóknistej, która zastępuje pełnowar­tościową tkankę narządu (np. popromienne zwłóknienie płuc ),

- zmniejszenie się masy komórek miąższowych wątroby,

- występowanie zmian w soczewce oka (zaćma),

- nierównomierne odkładanie się barwnika w skórze,

- siwienie i wypadanie włosów,

- objawy przyśpieszonego starzenia,

- skrócenie czasu życia,

- zmiany nowotworowe,

- niepłodność,

- zmiany dziedziczne w następnych pokoleniach.

Nowotwory - m. innymi białaczka

WPŁYW PROMIENIOWANIA NA ZARODEK I PŁÓD

Z obserwacji skutków badań medycznych, wypadków radiacyjnych oraz doświadczeń na zwierzętach wynika że najbardziej niebezpieczny u ludzi jest okres 32 - 37 dnia ciąży tzw. dużej organogenezy

Dawka absorbowana przez zarodek lub płód po ekspozycji na 25 R w okresie dużej organogenezy powoduje występowanie wad rozwojowych. Inni badacze wyrażają pogląd, że dawka absorbowana przez zarodek po ekspo­zycji na 10 R w pierwszych 6 tyg. ciąży jest dawką bardzo niebezpieczną, przy której istnieje duże prawdopodobieństwo wad rozwojowych. Uważa się, że ekspozycja na l R nie jest niebezpieczna dla zarodka lub płodu, ICRP ustaliła 1.3 rema jako maksymalną dopuszczalną dawkę kwartalną dla kobiet narażonych zawodowo w okresie rozrodczym.

W radiologicznych badaniach diagnostycznych zalecana jest zasada aby kobiety poddawały się takim badaniom w okresie pierwszych dwóch tygodni cyklu menstruacyjnego tj. przed owulacją i możliwością zapłodnienia.

PROMIENIOWANIE CIEPLNE:

1. promieniowania podczerwonego o długości fali od 770 do 15 000 nm,

2. promieniowania widzialnego o długości fali od 400 do 760 nm

3. promieniowania nadfioletowego o długości fali od 380 do 200 nm.

Działanie biologiczne.

Zależy ono od głębokości przenikania fal świetlnych do skóry. Światło o falach krótszych niż 200 nm nie przenika do skóry i zostaje prawie całkowicie pochłonięte przez warstwę rogową naskórka. Wraz ze wzrostem długości fal zwiększa się zdolność światła do wnikania do skó­ry, osiągając swój szczyt przy długości fal 750 nm.

Najbardziej czynną część wid­ma słonecznego, stanowią promienie nadfioletowe.

Działanie światła na skó­rę znajduje swój biologiczny wyraz:

1) we wpływie cieplnym podczer­wieni, światła widzialnego i UV;

2) w działaniu fotochemicznym świa­tła widzialnego o krótkich falach i UV.

UVA jest promieniowaniem o długości 320-400 nm, jest mniej rumieniogenne, ale za to bardziej barwnikotwórcze od UVB. W dużych dawkach powoduje pigmentację skóry, czyli ciemnienie wskutek utleniania melaniny (barwnika już istniejącego w zdrowej skórze). Ilość UVA docierająca do powierzchni ziemi jest znacznie większa niż UVB. Wysokie dawki UVA mogą wzmacniać odczyny rumieniowe i zwiększać niekorzystne efekty..biologiczne..promieniowania..UVB.

UVB jest promieniowaniem o długości fali od 290 do 320 nm wywołuje:

• odczyny rumieniowe (melanogenezę)

• odpowiada za syntezę witaminy D,

• wtórne przebar­wienia,

• powoduje przerost warstwy rogowej naskórka

• działa rakotwórczo

W wyni­ku ekspozycji skóry na te fale dochodzi do uwalniania się w niej szeregu mediatorów, z których histamina odgrywa największą rolę. Źródłem dla niej są ziarnistości komórek tucznych, stanowiące magazyn biogennych amin. Proces ten pobudza enzymatyczną czynność melanocytów, co powoduje porumieniowe ściemnienie skóry (opaleniznę). Z drugiej strony wzmożona melanogeneza pobudza syntezę ziarnistości komórek tucznych.

Rumień skó­ry wywołuje zarówno UVB, jak UVA. Im krótsze są fale UV, tym mniejsza ich dawka wywołuje odczyny rumieniowe skóry. Przebarwienie skóry po UVB rozwija się po upływie 48-72 godzin od naświetlania. Jest ono wy­nikiem pobudzenia czynności melanosomów. Opaleniznę wyprzedza odczy­nowe zgrubienie warstwy rogowej na­skórka i jego akantoza, ograniczającye wnikanie do skóry następnych dawek promieni UV.

UVC światła słonecznego nie docie­ra do ziemi i nie odgrywa roli w posłonecznych odczynach skóry. Stano­wiąc natomiast część widma sztucznych źródeł światła, wywiera silne działa­nie rumieniotwórcze, przeciwbakteryj­ne i karcynogenne.

Wpływ promieni nadfioletowych na ustrój

1. Wpływ promieniowania na skórę:

• Działanie bodźcowe na zakończenia nerwowe w skórze

• Zwiększona odporność skóry na zakażenia

• Pobudzenie proliferacji naskórka i zwiększenie przekrwienia skóry (leczenie ran i owrzodzeń, zwłaszcza troficznych)

• Zmiany fotochemiczne w skórze

Wpływ promieniowania na podstawową przemianę materii (zwiększenie PPM jako skutek bodźcowego działania na gruczoły wydzielania wewnętrznego - przysadkę, nadnercza, jajniki jądra )

Wpływ promieniowania na gospodarkę mineralną ustroju.

Promienie UV wywierają wpływ na gospodarkę mineralną zwłaszcza wapnia i fosforu. Zmniejszony poziom wapnia i fosforu we krwi, zachwiany ich wzajemny stosunek oraz upośledzenie wchłaniania z pożywienia w przewodzie pokarmowym jest wyrazem niedoboru witaminy D. Promienie UV wytwarzają w skórze wit. D, która zwiększa przyswajanie wapnia i fosforu z przewodu pokarmowego oraz utrzymują ich poziom we krwi zabezpieczając kości od odwapnienia.

Korzystny wpływ naświetlań UV otrzymujemy stosując je w schorzeniach, w których poziom składników mineralnych (wapń, fosfor) jest obniżony (krzywica, tężyczka, źle gojące się złamania, złamania samoistne, gruźlica kości) oraz u kobiet w okresie ciąży

4. Wpływ promieniowania na krew i układ krwiotwórczy

• Zwiększenie liczby erytrocytów i hemoglobiny, leukocytów, okresowo pytek krwi

• Przemijający spadek poziomu cukru i kwasu mlekowego

• Wzrost glikogenu w mięśniach i wątrobie

• Zwiększenie ilość ciał histaminopodobnych (zwiększenie przepuszczalności naczyń)

5. Wpływ promieniowania na układ nerwowy

• Naświetlanie dawkami biologicznymi promieniami UV powoduje zmniejszenie pobudliwości nerwowej

• Przy przedawkowaniu występują objawy podniecenia, bezsenność, podrażnienie układu nerwowego

6. Wpływ promieniowania na ciśnienie krwi

• Naświetlania ogólne powodują obniżenie ciśnienia krwi

Wskazania do naświetlań promieniami nadfioletowymi:

• Choroby skóry: łuszczyca, przewlekłe zmiany wypryskowe, bielactwo, łysienie plackowate

• Zespoły bólowe w przebiegu zmian zwyrodnieniowych, dyskopatii, zespołów korzeniowych

• Zapalenia stawowe, mialgie

• Nefrogenny świąd, neurodermitis

• Profilaktyka, leczenie krzywicy

• Rekonwalescencja, zwiększona podatność na infekcje

• Zaburzenia regulacji wegetatywnej

Promieniowanie podczerwone

Działanie biologiczne promieniowania podczerwonego związane jest z podniesieniem przez nie temperatury tkanek w następstwie zwiększenia energii kinetycznej ich cząsteczek. W czasie działania promieni podczerwonych na skórę powstaje miejscowy rumień, zanikający wkrótce po zabiegu. Zaczerwienienie skóry jest raczej nierównomierne, spowodowane rozszerzeniem głębiej położonych naczyń krwionośnych skóry.

Promieniowanie podczerwone wykorzystuje się

• w leczeniu trudno gojących się ran,

• stanach zapalnych tkanek miękkich

• nadmiernych odczynach po promieniach nadfioletowych (filtr czerwony).

• zmianach pourazowych

1

---