Роль нервной системы в реакции организма на воздействие ионизирующих излучений
С. Н. Ардашников, М. С. Беленький, Л. С. Вишневский и др. «Общая курортотерапия»
Изд-во «Медгиз», М., 1959 г. Приведено с сокращениями
В последние годы в отечественной радиобиологической литературе, посвященной реакции организма на облучение, уделялось большое внимание рефлекторному механизму. Оно сыграло существенную роль в развитии наших общих представлений о механизме биологического действия ионизирующих излучений и значительно подкрепило ту прогрессивную линию в отечественной радиобиологии, начало которой было положено еще И. Р. Тархановым на заре развития рентгено-радиологии. На ряде экспериментальных объектов ученику И. М. Сеченова, акад. И. Р. Тарханову удалось показать чувствительность центральной нервной системы к облучению и выявить основное направление, в котором происходят изменения функций центральной нервной системы под действием облучения. Предельно ясно это отражено самим И. Р. Тархановым в заключительной фразе одной из его радиобиологических работ: «Настоящее сообщение является, насколько мне известно, первой попыткой, стремящейся доказать, что Х-лучами можно не только фотографировать и диагносцировать (как это было известно до сих пор), но и влиять на ход жизненных функций, умеряя их главный регулятор, т. е. центры цереброспинальной оси».
Это заключение И. Р. Тарханова о снижении рефлекторной активности «главного регулятора» под действием излучений не потеряло своего значения до настоящего времени. За истекшие после работы И. Р. Тарханова 60 лет накоплен большой фактический материал о действии ионизирующих излучений на центральную нервную систему. При всем разнообразии объектов, методов исследования, толкований и т. д. «умерение» главного регулятора остается в конечном счете основным показателем, характеризующим реакцию нервной системы на облучение. Целая плеяда исследователей после И. Р. Тарханова (М. Н. Жуковский, Е. С. Лондон, С. В. Гольдберг и др.) на других объектах при воздействии разными видами ионизирующих излучений убедительно доказали большую чувствительность нервной системы к облучению. Ими было показано, что в первый период после облучения рефлекторная возбудимость повышается, а затем через те или иные сроки снижается. Эти данные опровергали господствовавшую за рубежом концепцию о нечувствительности нервной системы к облучению.
Правда, уже и в то время отдельные исследователи (Данич, Оберштейнер (J. Danysz, D. Obersteiner) и др.), не подчеркивая ведущей роли нервной системы в реакции организма на облучение, собственными опытами подкрепляли тезис о ее чувствительности. Несмотря на данные И. Р. Тарханова и его последователей, до конца 20-х годов текущего столетия большинство радиобиологов, в том числе и отечественных, продолжало считать нервную систему нечувствительной или малочувствительной к облучению. Существенным вкладом в развитие представлений о роли центральной нервной системы в реакции организма на облучение явились работы М. И. Неменова, воспользовавшегося для этой цели классической павловской методикой с условными рефлексами слюнных желез у собак. М. И. Неменов, работавший под руководством И. П. Павлова, установил, что при рентгеновском облучении головы собак дозами порядка сотен рентгенов у них изменялось состояние основных функций мозговой коры. Непосредственно за облучением наступала фаза возбуждения, длившаяся несколько дней и выражавшаяся повышением условных рефлексов. Затем начиналось их снижение с постепенной в течение 5—6 недель нормализацией. При повторном облучении наступало стойкое понижение возбудимости.
С тех пор метод условных рефлексов применяли многие советские исследователи (В. В. Яковлева, П. С. Купалов, Е. И. Бакин, Н. Н. Лившиц, П. Ф. Минаев, П. И. Ломонос, С. А. Лифшиц и др.). Помимо подтверждения основных закономерностей действия излучений на корковую деятельность, установленных еще М. И. Неменовым, ими был вскрыт ряд новых фактов, позволяющих подойти к выяснению конкретных механизмов возникновения изменений в условнорефлекторной деятельности, к установлению зависимости этих изменений от места облучения, дозы и особенностей нервной системы облучаемых объектов. В ряде отечественных и отдельных зарубежных исследований (Е. И. Бакин и И. П. Долгачев, Я. И. Гейнисман, Е. А. Жирмунская, П. О. Макаров, Л. Л. Васильев и др.) было показано, что спинной мозг, симпатические узлы и периферическая нервная система также чувствительны к действию ионизирующих излучений. Эффективность воздействия излучений оценивалась на основании изучения изменений как в самой нервной системе, так и в иннервируемых ею органах и тканях.
Принципиальным дополнением к приведенным выше данным, указывающим на чувствительность нервной системы к воздействию ионизирующих излучений при ее непосредственном облучении, являются работы Н. Н. Лившиц, П. И. Ломонос и др., целью которых было выявление реакции коры головного мозга при облучении отдельных областей тела или всего тела с защитой головы от облучения. П. И. Ломонос подвергала у собак рентгеновскому облучению область живота или всего тела с защитой головы; после такого облучения отмечались резкое снижение пищевых условных рефлексов и тенденция к повышению оборонительных рефлексов. То же наблюдалось и при облучении всего тела без защиты головы от облучения. Специальными исследованиями П. И. Ломонос установила, что происходит не ослабление возбудительных и тормозных процессов, а нарушение их уравновешивания. Она считает, что облучение повышает возбудимость подкоркового оборонительного центра, а это в свою очередь в силу отрицательной индукции вызывает снижение пищевых условных рефлексов.
Сдвиги в основных процессах корковой деятельности происходят и при общем облучении, что сближает эти исследования с интересующим нас вопросом о действии радоновых ванн, где речь идет скорее всего об общем облучении радоном и продуктами его распада, диффузно распределяющимися по всему организму. О. П. Брюханов и П. И. Ломонос вводили животным внутривенно радиоактивный фосфор. Это, строго говоря, не совсем общее облучение, так как только в первые дни фосфор распределен в организме диффузно, а затем почти целиком оседает в костях. В течение первой недели после введения фосфора отмечается снижение условных рефлексов без фазных явлений. Затем наблюдается некоторое их повышение с повторным снижением и фазовыми явлениями.
Примерно в том же направлении изменяется условнорефлекторная деятельность у собак при введении им радиоактивного кобальта (П. И. Ломонос), который, как известно, оседает главным образом в печени (около 70%).
Количество вводимого кобальта 3—60 mС. При умеренной общей реакции на введение кобальта снижения условных рефлексов не наблюдалось. При резко выраженной общей лучевой реакции процессы внутреннего торможения усиливаются. Первое снижение условных рефлексов авторы объясняют усилением процессов внутреннего торможения, второе — возникновением запредельного торможения. Н. Н. Лившиц при общем повторном облучении собак через длительные интервалы (1—3 месяца) сравнительно большими разовыми дозами (200—400 рентгенов) наблюдала изменения условных рефлексов разной степени выраженности: от кратковременного снижения и незначительного ухудшения дифференцировок до резкого снижения условных рефлексов с наличием уравнительной и парадоксальной фаз и отказом от пищи во время опыта. Эти нарушения соответствовали степени выраженности общей лучевой реакции организма.
При ежедневном облучении собак значительно меньшими разовыми дозами (25 рентгенов) до общей дозы в 600 рентгенов у них наблюдались тяжелые нарушения пищевых условных рефлексов, которые изменялись раньше безусловных. Л. И. Котляревский, Л. С. Горшелева и Л. Е. Хозак облучали крыс разовой дозой в 50 рентгенов и вызывали у большинства из них повышение коркового возбуждения, что влекло за собой нарушение активного торможения и развитие фазовых состояний. При трехкратном облучении той же дозой (50 рентгенов) через некоторое время после облучения наблюдалось снижение условных рефлексов, иногда вплоть до их полного исчезновения. После этого отмечалось их значительное повышение с развитием фазовых явлений и нарушением активного торможения. Эти изменения удерживались довольно длительно и протекали волнообразно.
Существенно важным и новым для выяснения роли нервной системы в реакциях организма на облучение является установленная Л. И. Котляревским с сотрудниками зависимость их от типа нервной системы животного. У животных сильного уравновешенного типа каждое облучение ведет к повышению раздражительного процесса и к ослаблению активного торможения. При длительном наблюдении после трехкратного или семикратного облучения можно было отметить, что эти нарушения высшей нервной деятельности носили волнообразный характер с последующей полной нормализацией при трехкратном облучении. У животных возбудимого типа нервной системы каждое облучение также вызывает значительное повышение раздражительного процесса с нарушением силовых взаимоотношений условных раздражителей, фазовые явления и резкое ослабление активного торможения с преобладанием ультрапарадоксальной фазы. Нормализации не наблюдается даже через 3 месяца после облучения.
Животные слабого типа нервной системы реагировали постепенным снижением корковой возбудимости. В результате общего ослабления нервных процессов у них нередко отмечались явления резкой корковой истощаемости. Общее поведение характеризовалось угнетенностью, малоподвижностью. Изменение условнорефлекторной деятельности тотально облученных крыс было отмечено и в работе И. А. Пионтковского с сотрудниками. П. Д. Горизонтов на основании материалов, полученных в руководимой им лаборатории, также приходит к выводу, что в начальный период лучевой реакции, когда отмечается повышение условнорефлекторной деятельности, и в период относительной нормализации отмечается ослабление разных видов внутреннего торможения и подвижности тормозного процесса.
О возникновении существенных изменений в корковой динамике под влиянием облучения свидетельствует развитие так называемых фазовых состояний, заключающихся в нарушении соответствия между силой условных раздражителей и величиной условных реакций. Графов, изучая, например, двигательные условные рефлексы у крыс, подвергшихся рентгеновскому облучению дозой в 600 рентгенов, отметил у них в первый период ослабление внутреннего торможения. В дальнейшем отмечается фазовое состояние, с его развитием наступает угнетение корковой деятельности с постепенным ее восстановлением, затягивающимся иногда на довольно длительный (до 2 месяцев) срок, в течение которого наблюдается неустойчивость условнорефлекторных реакций и уменьшение подвижности нервных процессов.
Указанные выше работы М. И. Неменова и др., а также работы П. И. Ломонос, Н. Н. Лившиц проведены на единичных животных, и естественно, что установленные ими закономерности воздействия излучения на нервную систему, в частности те, при которых имеет значение тип нервной системы, нуждаются в подтверждении на гораздо большем материале. Этим выгодно отличается работа И. Т. Курцина, посвященная нарушениям кортико-висцеральных взаимоотношений при действии лучистой энергии, в которой автор использовал более 70 собак. После тотального облучения 250—350 рентгенами резко нарушаются функции коры больших полушарий, подкорковых центров и внутренних органов. Наблюдается функциональное ослабление корковых клеток и преобладание в коре мозга тормозного процесса. Наиболее тяжелые кортико-висцеральные нарушения наблюдаются у животных слабого и сильного неуравновешенного типа высшей нервной деятельности. Большое значение имеют установленные И. Т. Курциным факты нарушения афферентной импульсации с внутренних органов. На 200 собаках и кошках отмечены большие нарушения рефлексов на кровяное давление и дыхание с интеро-рецепторов селезенки, костного мозга, тонкого кишечника, печени и конечностей.
Некоторые существенные закономерности реакции организма на воздействие ионизирующих излучений отмечены при изучении изменений биоэлектрической активности мозга в ответ на облучение. В крайне малочисленной по этому вопросу зарубежной литературе наметились некоторые противоречия по вопросу о чувствительности электрической активности мозга к облучению. Эльдред и Троубридж (Е. Eldred a. V. Trowbridge) отрицают наличие каких-либо существенных отклонений в электрической активности коры головного мозга от нормы у облученных ими обезьян, давших выраженную классическую картину лучевой болезни с летальным исходом. Такие результаты рассматриваются авторами как вполне согласующиеся с существующим за рубежом представлениями о высокой резистентности нервной системы к облучению. В противовес этому Росс, Левит и Холст, Ли и Снайдер, Андрюс и Брейс, Брукс (J. А. Т. Ross, S. R. Leawitt, E. A. Hoist, J. С. Lee, R. S. Snider, Н. Andrews, К. С. Brace, Ph. Brooks) указывают на наличие изменений в биоэлектрической активности мозга, но отрицают роль центральной нервной системы в реакции организма на облучение.
Отечественные исследователи все признают отчетливые изменения в биоэлектрической активности мозга под влиянием облучения. Тонкий анализ динамики изменений электрической активности в различных отделах центральной нервной системы под влиянием ионизирующих излучений имеется в исследованиях М. Н. Ливанова и его сотрудников (Н. С. Делицина, З. Я. Янсон и др.). Эти исследования показали, что под воздействием излучения сравнительно больших количеств радона происходит ослабление биоэлектрической активности мозга. При общем рентгеновском облучении кроликов дозами в 500—1000 рентгенов обнаруживается характерная фазность изменения биотоков. Через несколько минут после облучения в коре отмечается некоторое увеличение интенсивности колебаний, снижение порогов возбудимости на световые вспышки и отчетливо выраженное учащение колебаний в ответ на возрастание интенсивности световых стимулов. Все это говорит о повышении возбудимости коры.
В ближайшие часы после облучения намечается ослабление биоэлектрической активности, которое у большинства кроликов максимально снижается к концу первых суток. В этот период снижается возбудимость, удлиняются скрытые периоды реакции на ритмический световой раздражитель; ослабленная реакция получается только на сильный раздражитель. К концу 2-х суток отмечается фаза восстановления возбудимости или активности, после чего следует период относительной нормализации с довольно волнообразным неустойчивым состоянием коры. Отмечаются значительные колебания возбудимости и интенсивности биоэлектрической активности мозга в обе стороны от исходного состояния. Примерно та же картина изменений наблюдалась и при парциальном облучении головы. После некоторого начального возбуждения отмечается к концу суток длительное угнетение биотоков с выпадением безусловных и условных рефлексов. На 2—3-й сутки биоэлектрическая активность коры восстанавливается. Восстановление условнорефлекторной деятельности носит несколько более затяжной характер. При облучении туловища с экранированием головы биотоки коры в течение первых суток не изменяются.
Новой и интересной линией исследования М. Н. Ливанова является попытка сопоставить изменения, возникающие в различных звеньях рефлекторной дуги. Это позволяет подойти к конкретному генезу изменений биотоков мозга и к решению крайне важного вопроса о закономерностях центрально-периферических отношений в реакциях коры на разные виды облучений. В этих исследованиях выявлена динамика изменений в гипоталамусе и продолговатом мозгу, в экстеро- и интерорецепторах под влиянием облучения. И. А. Пигалев в своем обзоре сообщает об изменениях в коре головного мозга кроликов при введении им внутрь значительных количеств радона, радиотория или полония. Отмечается длительная экзальтация биотоков, повышенная способность корковых нейронов к усвоению ритма заданных раздражений. В последующие дни эти изменения исчезают, а затем возобновляются с еще большей силой, т. е. динамика изменений реактивности коры головного мозга по энцефалографическим характеристикам соответствует хорошо изученным этапам развития общей лучевой реакции.
Изменения биоэлектрической активности под действием ионизирующих излучений отмечены не только в эксперименте, но и на людях, подвергавшихся облучению терапевтическими дозами при лечении гипертонии (Я. И. Гейнисман и Е. А. Жирмунская), опухолей различной локализации (Ю. Г. Григорьев), эритремии (А. М. Плешков), полицитемии (Ф. И. Серков, Е. Д. Дубовый и М. А. Ясиновский), полирадикулоневрита (С. М. Петелин). Ю. Г. Григорьеву впервые благодаря использованию телекобальтового аппарата удалось снимать электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в процессе самого облучения. Из приводимых им электроэнцефалограмм больных видно, что изменение электрической активности мозга в виде экзальтации биотоков, указывающее на повышенную возбудимость, начинается уже через 30 секунд после начала облучения, т. е. при дозах порядка единиц рентгена, и достигает максимума к 10-й минуте, после чего начинается снижение, доходящее к 30 минутам до полной депрессии мозговых колебаний с постепенным полным восстановлением к концу первых суток.
Данные Ю. Г. Григорьева свидетельствуют об очень ранней реакции коры головного мозга на облучение, что окончательно решает вопрос о так называемом латентном периоде при действии ионизирующих излучений. Более того, наблюдавшиеся Ю. Г. Григорьевым изменения спонтанного ритма и реактивности мозга при небольших дозах представляют интерес с точки зрения радиоактивной курортной терапии, где чаще всего приходится иметь дело с небольшими дозами, правда, в основном с альфа-излучением радона и продуктов его распада, а не с гамма-лучами кобальта 60, как это имело место в наблюдениях Ю. Г. Григорьева.
Нельзя не упомянуть в связи с этим последних данных М. Н. Ливанова, доложенных на международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии. Пользуясь принципом коммутации, дающим возможность почти одновременно регистрировать большое число точек коры (до 50), М. Н. Ливанов наблюдал сложную пространственную динамику корковой мозаики после массивного воздействия рентгеновыми лучами. Им было показано, что сдвиги в биоэлектрической активности, вызванные облучением, равномерно охватывают всю кору головного мозга. При этом методе исследования электрической активности мозга также выявляется, что в первые часы наблюдается усиление, а затем ослабление корковой деятельности с последующим длительным неустойчивым состоянием и тенденцией к нормализации.
Приведенных данных, далеко не исчерпывающих всего богатства имеющегося в настоящее время фактического материала о воздействии излучений на нервную систему, вполне достаточно, чтобы признать, что центральная и периферическая нервные системы обладают большой чувствительностью к воздействию ионизирующих излучений. Этот вывод подкрепляется в настоящее время не только изложенными выше данными о функциональных сдвигах деятельности нервной системы, но и результатами морфологических изысканий, свидетельствующими о появлении морфологических изменений в различных элементах нервной системы буквально уже в первые часы после облучения дозой в 500 рентгенов. Хотя рано еще говорить о детальном конкретном механизме возникновения описанных выше изменений функционального состояния нервной системы под влиянием воздействия ионизирующих излучений, но некоторые суждения все же могут быть высказаны.
Во-первых, нельзя ни в коем случае отрицать непосредственное воздействие излучения на нервную систему, в которой так же, как и в любой другой ткани организма, возникают ионизационные эффекты со всеми вытекающими отсюда физико-химическими, биохимическими и физиологическими последствиями. Во-вторых, немалую роль в изменениях функционального состояния мозга должны сыграть циркуляторные сдвиги и изменения проницаемости сосудов мозга под влиянием облучения. Наконец, наибольшее значение имеет, по-видимому, поступление необычных импульсов с облученной периферии или, наоборот, прекращение поступления нормальных импульсов в кору больших полушарий. Все, что известно сегодня о реакциях высших животных и человека на облучение, говорит о том, что первично реакция возникает в подкорковых образованиях с последующим все большим и большим втягиванием коры. Это вполне естественно, если учесть, что в основе первичных реакций лежат раздражения, адресующиеся к центрам безусловных рефлексов.
Возникшие под влиянием облучения изменения функционального состояния центральной нервной системы являются в свою очередь пусковым и корригирующим звеном в общей цепи ответных реакций организма на облучение. Не только течение общей реакции, сама природа которой свидетельствует о ее прямой причинной связи с состоянием нервных центров, но и так называемые «местные» реакции протекают в значительной мере под влиянием импульсов, исходящих из центральной нервной системы (М. Н. Ливанов, Р. М. Любимова). Заслуживают еще упоминания данные Г. М. Франка с сотрудниками о ранних реакциях организма на облучение. Авторы указывают на гемодинамические изменения как на отчетливую характерную раннюю реакцию на облучение. Иногда уже во время самого облучения начинается падение кровяного давления, уменьшается масса циркулирующей крови, увеличивается вязкость. Вслед за гемодинамическими изменениями развиваются сдвиги в белковом составе плазмы крови и в насыщении крови кислородом.
Сразу же после облучения отмечается небольшое увеличение размеров эритроцитов, сменяющееся фазой уменьшения с последующей нормализацией. Отмечено, что параллельно с изменением гемодинамики и физико-химических показателей крови наблюдается изменение способности ткани мозга к утилизации кислорода. Кроме вышеуказанных показателей, изучалось с помощью вживленных в мозг электродов изменение омического и емкостного сопротивления тканей мозга, причем уже во время облучения было отмечено закономерное их изменение в зависимости от дозы излучения. Стимулирующее действие ионизирующих излучений привлекает к себе в последнее время, в связи с широким использованием атомной энергии в мирных целях, внимание исследователей различных отраслей биологической науки (Н. А. Порядкова, Е. Н. Сокурова, Н. В. Тимофеев-Ресовский, Н. В. Лучник и др.). Надо полагать, что вопросы стимулирующего действия излучений будут надлежащим образом изучены и в курортной радиоактивной терапии.
Многопрофильная клиника «Герцлия Медикал Центр», расположенная неподалеку от Тель-Авива на побережье Средиземного моря, по праву является одной из лучших больниц Израиля, принимающей на лечение пациентов со всего мира. Читать полностью >>
Онкологическая клиника «Бад Триссль» была одним из первых медучреждений Германии, занимающихся лечением онкобольных. Здесь пациентам оказывается максимально эффективная помощь. Читать полностью >>
Клиника «Пираварт» - одна из крупнейших клиник Австрии, чьей специализией является восстановление здоровья после заболеваний нервной системы и опорно-двигательного аппарата. В клинике используют уникальные методы. Читать полностью >>
Баден-Баден является одним из самых знаменитых бальнеологических курортов Германии. Уникальность этого курорта заключается в том целебном и омолаживающем
эффекте, которым характеризуются воды его источников. Читать полностью >>
Лечение на Мертвом море является уникальным видом терапии, который невозможно получить больше ни в одном уголке мира. Здесь излечивают нервные болезни,
импотенцию, бесплодие, заболевания суставов и др. Читать полностью >>
Курорт Карловы Вары один из наиболее известных курортов Чехии. Здесь уже многие годы отдыхают и проходят лечение люди, имеющие проблемы с желудочно-кишечным трактом, опорно-двигательным аппаратом и пр. Читать полностью >>
Санаторий «Мисхор» один из самых известных и крупнейших в Крыму. В нем могут отдыхать и принимать лечение до 2000 человек одновременно. Санаторий находится в 15 км от центра города Ялта, рядом с берегом моря. Читать полностью >>
Санаторий «Императорский» находится в центре чешского города-курорта Теплице. Здание здравницы - одно из самых красивых в городе. Пройти курс
лечения термальными водами сюда ежегодно приезжают тысячи гостей. Читать полностью >>
Оздоровительный комплекс «Рогнер Бад Блюмау» находится на юго-востоке Австрии. Комплекс предлагает комфортабельные условия проживания и располагает
серьезной лечебной базой. Это идеальное место для релаксации. Читать полностью >>
ЛЕЧЕНИЕ ЗА РУБЕЖОМ
Выбор клиники
Организация лечения
Авиаперелет
Страхование
Стоимость лечения
Справки и документы
Ответственность
Австрия
Беларусь
Болгария
Бразилия
Великобритания
Венгрия
Германия
Греция
Израиль
Индия
Испания
Италия
Казахстан
Канада
Кипр
Китай
Куба
Латвия
Литва
Польша
Сербия
Сингапур
США
Таиланд
Турция
Украина
Финляндия
Франция
Черногория
Чехия
Швейцария
Эстония
Южная Корея
Япония
Египет
Иордания
Крым
Румыния
Словакия
Словения
Хорватия
