Действие малых доз радиации доклад

Обновлено: 05.05.2024

Радиационное воздействие при определённых условиях поражает клетки живых организмов. Известно, что облучение мы получаем ежедневно - в соответствии с природным фоном, который является для нас естественным. Однако если речь идёт о более высоких дозах облучения, это может быть чревато как лучевой болезнью, так и другими тяжёлыми и опасными патологиями, в том числе и злокачественными заболеваниями. Есть радиационные дозы, которые не встречаются в повседневной жизни и являются смертельными (речь идёт о тех, которые превышают естественный фон в десятки тысяч раз).

Действие радиации

В состав ядра атома входят протоны и нейтроны. Есть понятие нестабильного атомного ядра, которое при определённом стечении обстоятельств обладает лишней энергией, стремящейся вырваться наружу. Если такое происходит, можно наблюдать следующие процессы:

выброс из атомного ядра мелких частиц с двумя нейтронами и двумя протонами в составе. Такое явление получило название альфа-распада;
превращение в ядре протона в нейтрон и, наоборот, нейтрона в протон — с выбросом бета-частиц. Это электроны либо двойники электронов, которые называют антиэлектронами;
лишняя энергия выбрасывается из атомного ядра. Она представляет собой электромагнитную волну. Такое явление называется гамма-распадом.

Независимо от типа радиации речь идёт о высокоэнергетическом потоке частиц. Скорость их движения огромна: от десятков и сотен тысяч километров ежесекундно.

В естественных условиях внутри нас постоянно рождаются и гибнут клетки. Если речь идёт о радиоактивном излучении, не превышающем естественных пределов, частицы радиации могут повреждать до 8000 ДНК-связей ежечасно, после чего происходит их самостоятельное восстановление. Неслучайно среди медиков есть мнение о том, что радиация, получаемая человеком в малых дозах, способствует активизации иммунной системы. Однако большие дозы радиоактивных веществ действуют с точностью до наоборот, полностью разрушая как иммунную систему, так и весь организм в целом.

Высокие дозы радиоактивного облучения оказывают губительное воздействие, прежде всего, на систему кроветворения. Радиация почти полностью уничтожает лимфоциты, отвечающие за иммунную защиту, а в клетках возрастает количество необратимых генетических дефектов на уровне хромосом.

Средняя максимально допустимая доза облучения для человека составляет около 1 мл зивертов ежегодно. Если речь идёт об облучении в 17 мл зивертов существует почти стопроцентная вероятность возникновения злокачественного процесса. В результате разрушительного воздействия радиации происходит деформация структур ДНК, а сам процесс деструкции может быть запущен всего лишь одной радиационной частицей, которая обладает для этого соответствующим потенциалом.

На уровне атомов картина выглядит примерно следующим образом. Частицы, обладающие высокой радиоактивностью, движутся с огромными скоростями. При этом, они буквально выбивают из атомов электроны. Как результат, у атомов появляется положительный заряд. Электрон, теперь являющийся свободным, вступает в сложнейшую реакцию с ионизированным атомом. В процессе этой реакции происходит образование свободных радикалов. В качестве примера можно привести реакцию, возникающую между радиоактивными частицами и водой.

Как известно, вода составляет более 80% от общей массы нашего тела. Когда на воду действует радиация, вода начинает распадаться на два радикала — ОН и Н. Их называют патологически активными частицами. В свою очередь, они контактируют со всеми молекулами, имеющимися в организме, вторгаясь в их структуру и вызывая необратимые изменения. Количество клеток и молекул, которые повреждены, возрастает, что пагубным образом действует на все обменные процессы. Спустя некоторое время происходит гибель поражённых клеток или серьёзное нарушение их функций.

С облучённым организмом происходит следующее: поскольку структура ДНК повреждена, это препятствует нормальному клеточному делению, что является самым фатальным последствием облучения. При больших дозах радиации клетки бывают повреждены в таких объёмах, что у человека отказывают буквально все органы и системы. При этом самые тяжёлые удары приходятся на органы с максимально интенсивным клеточным делением. Речь идёт:

о лёгких;
о костном мозге;
о слизистой оболочке желудка и кишечника;
о половых органах.

Радиация опасна тем, что, воздействуя на живой организм, она поначалу не имеет никаких внешних проявлений. Она незаметно поражает большую часть органов, а люди при этом ничего не чувствуют.

Бесплатная консультация по вопросам обучения

Наши консультанты всегда готовы рассказать о всех деталях!

Степень и характер облучения могут быть различными и могут привести:

к острой лучевой болезни;
к поражениям центральной нервной системы;
к местным лучевым ожогам;
к раку;
к злокачественным болезням крови;
к иммунным патологиям;
к бесплодию;
к мутациям.

Человек не имеет того органа чувств, который мог бы предупреждать его о радиационной опасности. Единственная возможная защита в таких случаях — это бытовой дозиметр.

Действие ионизирующей радиации

Под ионизирующим излучением понимают разновидность энергии, которую высвобождают атомы. Эта энергия представляет собой электромагнитные волны двух видов:

гамма-излучение;
рентгеновское излучение;
частицы (в виде альфа-, бета-частиц и нейтронов).

Собственно, радиоактивность — не что иное как результат спонтанного распада атомов. При распаде атомов всегда возникает избыток энергии или форма ионизирующего излучения. Уже упоминалось о нестабильности атомного ядра. Те его элементы, которые являются нестабильными, возникают при ядерном распаде и обладают ионизирующим излучением, получили название радионуклидов. В свою очередь, радионуклиды принято идентифицировать на основании типа излучения, испускаемого ими, его энергии и периода полураспада.

Ежедневно мы подвергаемся как естественному, так и искусственному радиационному излучению. Под естественными источниками следует понимать больше 60 веществ, средой обитания для которых служат почва, воздух и вода. Например, образование газа радона в естественных условиях происходит в горных породах. Каждый день мы получаем определённое количество радионуклидов, которые находятся в пище, воде и воздухе.

Если человек находится на слишком большой высоте, на него начинают воздействовать космические лучи. В целом, около 80% дозы радиации, получаемой нами каждый год — это фоновое излучение в виде наземных и космических источников. Уровни радиации в них различны. Иногда они могут составлять в 100 или 200 раз больше средней величины.

Кроме естественных источников ионизирующего излучения, на нас могут воздействовать и источники искусственного происхождения. Прежде всего, это производство ядерной энергии на атомных электростанциях. Медицинская аппаратура, применяемая в диагностических и лечебных целях, тоже является искусственным радиационным источником.

Степень повреждения живого организма радиационным воздействием определяется полученной дозой облучения либо поглощённой дозой. Её выражают в единицах, называемых греями (Гр). Что касается эффективной дозы, применяемой с целью измерения показателей излучения и уровня его вреда, её измеряют в зивертах (Зв). При этом учитывают тип радиационного воздействия и степень чувствительности того или иного органа либо ткани. Измерение уровня радиации в зивертах помогает определить, насколько серьёзным будет нанесённый ею урон.

Зиверт — большая единица, поэтому в целях измерения часто применяют милли- и микрозиверты. Кроме основного показателя радиации (её дозы), с помощью зивертов обозначают и скорость, с которой эта доза выделяется в окружающую среду (к примеру, микрозиверты в час или год).

внутреннее воздействие излучения;
внешнее воздействие излучения.

Внутреннее воздействие происходит при вдыхании радионуклидов либо их поглощении любым путём. Например, они могут попасть в организм через рану или инъекцию. Прекращение внутреннего воздействия радионуклидов происходит при их самопроизвольном выведении из организма или в процессе лечения.

Внешнее радиационное воздействие происходит при попадании радиации из воздуха на кожные покровы или предметы одежды. Радионуклиды могут попасть через пылевые частицы, аэрозоль или любую жидкость.

Кроме того, воздействие может быть:

запланированным, например, в результате применения медицинского оборудования в лечебных или диагностических целях. Также к запланированному воздействию относят применение излучения в сферах промышленности и науки;
в результате действия уже существующих источников. Это радон, обнаруживаемый в жилых домах, либо фоновое излучение. В таких случаях необходимо принимать соответствующие контрольные меры.

И, наконец, последний тип воздействия — при чрезвычайной ситуации, возникшей в результате непредвиденного события. Такие ситуации требуют безотлагательных и экстренных мероприятий, так как речь может идти о ядерном ЧП либо намеренном действии злоумышленников.

Действие солнечной радиации

Солнце является звездой, а его недра — местами постоянного возникновения сильнейших термоядерных реакций. Их сопровождают мощные выбросы энергии. Солнечную радиацию принято разделять:

на инфракрасное излучение;
на ультрафиолетовое излучение.

Под солнечной радиацией подразумевают электромагнитное излучение с потоком частиц. При этом задействован как видимый, так и невидимый спектр излучения. Распространение солнечной радиации происходит электромагнитными волнами со скоростью, равной скорости света. Таким образом, она приходит в атмосферу Земли:

Бесплатная консультация по вопросам обучения

Наши консультанты всегда готовы рассказать о всех деталях!

В свою очередь, мощность энергетического потока зависит от того, на какой высоте стоит Солнце и каковы географическая широта той или иной местности, время года и дня.

Солнечную радиацию, доходящую до нашей планеты, принято делить на три вида излучения: свет, инфракрасный и УФ-спектр. Каждое из них обладает своим действием и по-разному влияет на наш организм.

В целом, лучи солнца одаривают нас теплом и светом, способствуют улучшению здоровья и образованию в кожных покровах активных и полезных веществ, стимулирующих нервную систему. Они стимулируют процессы восстановления в органах и тканях, работу иммунной системы, рост ногтей и волос.

Не стоит забывать и о витамине D, образующемся в нашем организме благодаря воздействию ультрафиолета. Без него костная ткань не может полноценно расти и развиваться. Недостаток витамина D приводит к рахиту у маленьких детей, а у взрослых — к остеопорозу. Наконец, УФ-излучение убивает злокачественные клетки и прекрасно лечит кожные заболевания, в том числе псориазы и нейродермиты. Оно обладает выраженным бактерицидным и противовирусным действием, поэтому в медицинских учреждениях часто используют разные УФ-аппараты с целью обеззараживания атмосферы.

Инфракрасное излучение не менее полезно для человека. Именно оно прогревает Землю и воздух до нужных температур и является естественным видом теплопередачи. Длинные волны ИК-излучения широко применяют в хирургической, косметологической и стоматологической практике. Популярно и отопление с их применением, которое благоприятно воздействует на иммунную систему и уничтожает болезнетворные бактерии. Использование длинноволнового инфракрасного излучения является полезным и абсолютно безопасным для здорового человека.

Тем не менее, если воздействие солнечного излучения продолжается долгое время, это чревато:

солнечными ожогами;
злокачественными опухолями (начиная от меланомы и заканчивая плоскоклеточным кожным раком);
обострением туберкулёза и болезней женской половой системы;
потерей кожи эластичности в результате того, что разрушаются коллагеновые связи её дермального слоя. Не исключены появление преждевременных глубоких морщин и преждевременные процессы старения;
солнечным или тепловым ударом. Он особенно опасен для людей с заболеваниями сосудов и сердца.

Известно, что длительная инсоляция способствует возникновению кожных инфекций, в том числе герпеса и грибков, а также гнойничковых образований.

Безусловно, важно знать о том, каким образом можно использовать солнечную радиацию себе во благо и как защитить себя от опасностей, связанных с нею. Если человек находится в зоне умеренной широты, для полноценной солнечной ванны ему будет достаточно не больше 10-15 минут, а в тени — около получаса. При этом утреннее время суток для солнечной ванны является оптимальным, так как инфракрасное излучение утром слабее, а тепло и свет — сильнее. Атмосфера утром тоже намного чище, особенно рядом с водой, поэтому можно без опаски находиться не солнце и не получить перегрева. Тем не менее, без головного убора и тёмных очков появляться на солнце не рекомендуется, равно как и без хорошего солнцезащитного крема.

Действие проникающей радиации

Под проникающей радиацией понимают нейтронные потоки и излучения, которые исходят из места ядерного взрыва. Действие такой волны продолжается от 10 до 15 минут. В случаях, когда взрыв происходит под водой, радиацию полностью поглощают её толща и пары. В приземных воздушных слоях поникающее излучение распространяется от эпицентра взрыва на расстояние до 3 км.

Существуют разные виды ядерных взрывов с одним либо двумя факторами поражения, связанными с излучениями, имеющими различное происхождение. Факт проникающей радиации является общей чертой для всех ядерных взрывов. Что касается дополнительного фактора, в данном случае происходит поражение радиацией окружающей местности.

Проникающая радиация может иметь источники в виде:

ядерной реакции. Её продолжительность составляет примерно 0,07 мк/секунду с выпуском почти 100% квантовых и нейтронных частиц;
осколков деления. Они выпускают нейтроны через 2-3 секунды после взрыва. Выпуск квантов происходит дольше;
наведённой активностью. Она появляется, когда атомы воздуха захватывают нейтроны.

Исходя из этого становится ясно, что основной энергетический поток при проникающем радиоактивном воздействии исходит в первые секунды после того как произошёл взрыв. Продолжительность остаточных излучений может наблюдаться ещё в течение длительного времени.

Воздействие излучения и нейтронного потока на объекты происходит в одно и то же время. Именно по этой причине уже давно обозначено понятие суммарной дозы. Когда в воздухе происходит распространение лучей и нейтронов, оно сопровождается их многократным рассеиванием. Таким образом, проникающая радиация действует не только с того направления, в котором произошёл взрыв, но и с любого другого, хотя и меньше.

Уровень поражающего действия проникающей радиации также определяет величина дозы, зависящая от ядерных боеприпасов. Мощность взрыва и его разновидность тоже имеют огромное значение, равно как и расстояние от его центра. Интересным фактом является то, что если речь идёт о взрывах, имеющих малую и среднюю мощность, проникающая радиация будет воздействовать на объекты гораздо меньше, чем ударная волна и световое излучение. В качестве основного фактора поражения проникающую радиацию рассматривают, когда взрываются боеприпасы, имеющие малую и сверхмалую мощность либо боеприпасы на нейтронной основе. У них излучение возникает в результате процессов, происходящих с быстрыми нейтронами.

Немного о лучевой болезни

Лучевая болезнь возникает при разных условиях радиационного поражения и характеризуется четырьмя степенями тяжести и течения:

1 степень. Её считают лёгкой. Суммарная доза облучения составляет от 1 до 2 грей, продолжительность скрытого периода от трёх до пяти дней. После этого больной испытывает чувство общей слабости, недомогания. Типично появление головокружения и тошноты, температуры повышена. Когда пациент выздоравливает, его способность к труду сохранена;
2 степень. Средняя. Суммарная доза поглощённой человеком радиации составляет от 2 до 4 грей. В отличие от лёгкой степени, в данном случае у больного наблюдают бурную первичную реакцию в виде массированной рвоты. После этого болезнь переходит в скрытую форму течения длительностью от 15 до 20 дней. Если вовремя приступить к лечению, пациент выздоравливает спустя два или три месяца;
3 степень. Тяжёлая. Общая доза облучения составляет уже от 4 до 6 грей. Выраженная первичная реакция с последующим скрытым периодом до 10 дней, после чего наблюдается тяжёлое течение. Исход может быть разным, в том числе и благоприятным, но с серьёзными последствиями для здоровья в целом (спустя три месяца или даже полгода);
4 степень. Крайне тяжёлая. Суммарная доза излучения составляет выше 6 грей. Самая опасная стадия обычно заканчивается смертью пациента.

Если поглощённое излучение составляет выше 50 грей, лучевая болезнь протекает в молниеносной форме с первичной реакцией в течение первых минут после массированного радиационного воздействия. Скрытого периода нет, а больные умирают в первые дни.

Даже когда человек получает сравнительно небольшие дозы облучения, это негативным образом влияет на его организм, снижая иммунную защиту, приводя к кислородному голоданию и проблемам в системе кроветворения.

В данной работе приведен обзор литературы по проблеме воздействия малых доз радиации в понимании современных ученых, приведены результаты проведенных ими длительных экспериментов и сделанные выводы. Рассмотрение данного вопроса входит в компетенцию Научного Комитета по Действию Атомной Радиации ООН (НКДАР ООН). Проведенные исследования легли в основу доклада комиссии по оценке генетических рисков облучения человека, который был рассмотрен в 2001 г.

По проблеме воздействия малых доз радиации на человеческий организм в первые годы после чернобыльской аварии возникали разные, порой противоположные мнения. Например, среди них были даже такие (по-видимому, представлявшие интересы атомного ведомства), которые убеждали, что выпавшие после чернобыльской аварии радиационные вещества можно сравнивать с целительным действием радоновых ванн.

В настоящее время проблема влияния низкоинтенсивного облучения на живые объекты чрезвычайно интересна не только в теоретическом, но и в практическом плане. Она становится жизненно важной не только для работающих на атомных заводах и станциях или проживающих вблизи них, но и для миллионов людей, находящихся за тысячи километров от мест аварий на предприятиях атомной промышленности.

1. Малые дозы радиации. Экспериментальные исследования

Радиобиологи обладают весьма солидным багажом знаний о действии на биомакромолекулы, клетки, организмы высоких доз ионизирующего излучения, но не имеют ни достаточных данных, ни теоретических представлений о влиянии на окружающий нас мир живой природы техногенного повышения радиационного фона, например, в 2-4 раза. Результаты исследований ясно показали, что известные закономерности в радиобиологии, накопленные нами ранее знания недостаточны для объяснения этих эффектов и должны быть предложены принципиально новые механизмы. (2)

В 1987-1998 гг. в ИБХФ РАН проводился цикл работ по изучению влияния облучения низкой интенсивности в малых дозах на биофизические и биохимические параметры генетического и мембранного аппаратов клеток органов облученных животных. Основными выводами, полученными в результате проведенных исследований были следующие:

1. Зависимость эффекта от дозы облучения носит немонотонный, полимодальный характер.

2. Дозы, при которых наблюдаются экстремумы, зависят от мощности (интенсивности) облучения.

3. Облучение в малых дозах приводит к изменению (в большинстве случаев увеличению) чувствительности к действию повреждающих факторов.

4. Результаты воздействия зависят от начальных характеристик биообъектов.

5. В определенных интервалах доз низкоинтенсивное облучение более эффективно, чем острое.

Нелинейный и немонотонный вид зависимостей доза-эффект, полученный в наших экспериментах, объясняется нами на основе представлений об изменении соотношения между повреждениями, с одной стороны, и репарацией повреждений – с другой при действии низкоинтенсивного облучения в малых дозах. Системы репарации при этом облучении, как мы полагаем, либо вообще не индуцируются, либо работают с существенно меньшей интенсивностью и включаются в более позднее время, когда в облучаемом объекте уже появились радиационные повреждения.

Представляется важным проследить зависимость репарационных процессов от мощности и дозы облучения. Можно рассмотреть две крайние точки зрения: 1) системы восстановления включаются с одинаковой эффективностью при любой мощности и дозе облучения; 2) существуют такие мощности и/или дозы облучения, которые организм не чувствует и поэтому не включает системы восстановления, или они начинают работать с большой задержкой во времени, или с меньшей эффективностью. В первом случае самое незначительное воздействие является триггером, запускающим системы восстановления. Тогда чем ниже мощность или доза облучения, тем меньше образуется повреждений и выше вероятность появления порога и даже возникновения эффекта противоположного знака. Во втором случае должен существовать интервал доз облучения, где реализуются все полученные повреждения. По мере увеличения дозы (или времени после начала облучения) эффект растет, достигает максимума, а затем начинает снижаться вследствие включения систем репарации. В экспериментальной работе обнаружили зависимости доза-эффект, хорошо согласующиеся со второй точкой зрения.(1)

2. Дозовые зависимости показателей состояния здоровья облученных когорт при низкоинтенсивном облучении

Как правило, ученые, отрицающие практическую значимость возникновения злокачественных новообразований при низких дозах облучения, исходят из двух положений:

1. Практически невозможно, по их мнению, экспериментально или эпидемиологически обнаружить увеличение вследствие облучения числа опухоленосителей, ибо это превышение лежит в пределах различий процентного числа раковых больных в разных регионах и требует громадного объема экспериментальных данных для получения статистически достоверных различий.

2. Если исходить из числа заболеваний раками и лейкозами, возникших вследствие облучения малыми дозами, и существенно превышающих контрольные значения (как это следует из ряда исследований) и экстраполировать эти данные в соответствии с линейной зависимостью к высоким дозам, то число ожидаемых опухолей на порядки превысит значения, наблюдаемые на практике.

Поводом к скептическому отношению к сведениям об увеличении числа смертей от опухолей и лейкозов при малых дозах облучения явились и результаты обследований, когда для одной и той же когорты работающих на атомных предприятиях получали увеличение числа смертей, по сравнению с контролем, например, для дозы облучения 2 или 5 сЗв, но уменьшение - для 10 сЗв.

Анализируя литературные данные о смертельных исходах от лейкозов для различных групп облученных людей - в основном работающих на объектах атомной промышленности, мы обнаружили ту же тенденцию в зависимости от дозы, что и в своих экспериментальных исследованиях.

Так, недавно вышла из печати обстоятельная работа, посвященная анализу материалов о смертности от раков и лейкозов среди рабочих атомной промышленности, выполненная группой сотрудников международного агентства по изучению рака. Был проанализирован материал, относящийся к 96 тысячам работников ядерной промышленности Канады, Великобритании и США. В последнее время появились результаты обследования за 35 лет населения Японии, облученного вследствие атомной бомбардировки в Хиросиме и Нагасаки. Авторы этого исследования особое внимание уделяют факту уменьшения числа смертей при облучении в дозе 80 мЗв за 35 лет, объясняя этот результат с позиции гормезиса.

Полученная обобщенная зависимость дает возможность сделать следующие заключения:

1. Смертельные случаи от лейкозов при облучении в малых дозах могут быть по величинам сопоставимы со смертностью от лейкозов для доз облучения в десятки раз более высоких.

2. Для низких доз облучения (до 10 сЗв) имеется область доз, где наблюдается уменьшение эффекта с увеличением дозы, доходящее до смены знака эффекта - до уменьшения смертей от лейкозов ниже уровня контроля.

3. Различная зависимость эффекта от дозы в области малых и высоких доз облучения позволяет думать о разных механизмах, лежащих в основе увеличения смертности от лейкозов при малых и высоких дозах облучения. Одним из объяснений может быть указанное выше соображение о разных функциях облучения в канцерогенезе, а именно - для низких доз облучения главное - промотирующая функция облучения, для высоких - индуцирующая или же разное соотношение между системами восстановления и повреждения при низких и высоких дозах.

Рассмотрим с этих позиций положение со злокачественными новообразованиями в Чернобыле. Данные об онкологических заболеваниях и смертях от них для участников ликвидации последствий Чернобыльской аварии приведены в обширных и серьезных исследованиях, выполненных под руководством академика А.Ф.Цыба и опубликованных в Бюллетене Национального радиационно-эпидемиологического регистра. Ясно видно, что зависимость от дозы не является монотонной и для всех приведенных примеров минимальные значения и показателей заболеваемости и показателей смертности приходятся на дозу около 25 сГр, в то время как максимальные значения - на дозу 10-15 сГр.

Авторы многих работ полагают, что отнесение обнаруженных злокачественных новообразований к радиогенным ракам обосновано лишь в случае, если число раков увеличивается с дозой облучения. Однако, как указывалось выше, исходя из всех проведенных экспериментов и исследованиях на облученных популяциях, а также из имеющихся в литературе данных, наличие линейной или квадратично-линейной зависимости для случаев заболеваний и смерти от злокачественных новообразований для малых доз и низкоинтенсивного облучения не является обязательным. Отсутствие монотонной зависимости от дозы облучения, появление максимумов при более низкой дозе скорее подтверждают радиационную природу возникновения раков при низких дозах облучения, чем ее опровергают.

Таким образом, подводя итоги всему изложенному, можно отметить, что закономерности низкоинтенсивного облучения, эффект малых доз - это принципиально новые пути воздействия облучения на живые объекты, новые механизмы изменения клеточного метаболизма. Большинство эффектов не прямо индуцировано облучением, а опосредовано через систему регуляции, через изменение иммунного и антиоксидантного статусов организма, чувствительности к действию факторов окружающей среды. Весьма примечательно, что закономерности изменения исследованных параметров оказались такими же и в крови ликвидаторов, и в экспериментах на животных. В результате исследований обнаружили не только близкий характер зависимости от дозы, но и аналогичный системный многофакторный ответ на действие низкоинтенсивного облучения. (2)

3. Последствия влияния радиации на взрослый организм

Огромное количество новых фактов, касающихся воздействия радиации, дали трагические последствия двух грандиозных радиационных катастроф: южно-уральской 1957 г. и чернобыльской 1986 г., затронувших жизни в первом случае нескольких сот тысяч человек, а во втором - многих миллионов.

Кратко перечислю основные установленные факты воздействия радиации на взрослый организм млекопитающих, включая человека. До 50-х годов основным фактором непосредственного воздействия радиации считалось прямое радиационное поражение некоторых особо радиочувствительных органов и тканей - кожи, костного мозга и центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта (так называемая лучевая болезнь). Вскоре выяснилось, что огромную роль в лучевом поражении играет не только общее внешнее облучение организма, но и внутреннее облучение, связанное с концентрированном в отдельных органах и тканях так называемых инкорпорированных радионуклидов, поступивших в организм с пищей, водой, атмосферным воздухом и через кожу и задержавшихся в каких-то органах или тканях.

Радиация и жизнь

. Воздействие радиации на организм может быть различным, но почти всегда оно негативно. В малых дозах . загрязнения. Однако даже малые дозы радиации не безвредны и их . радиация даже в малых количествах, при дозах в десятки бэр, сильнейшим образом воздействует .

Радиация, ее влияние на организм человека

Воздействие канцерогенных веществ на организм человека

. позволило установить связь заболеваний с полученными малыми дозами радиации. Некоторые исследователи обрабатывали имеющуюся информацию . атома. Поэтому единственный способ уменьшить воздействие радиации на горняков состоит в частой замене .

Радиация и здоровье

. тезис об опасности длительного воздействия на организм малых доз радиации. В районах, . , ожогов и летальной дозы радиации, 25% будут поражены ионизирующей радиацией и т.д., т.е. будет . каждый человек получает некоторые дозы радиации при полетах на высоте .

Радиационное воздействие на здоровье человека

. малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией; - излучение воздействует . представлений о действии малых доз радиации, Международная комиссия радиационной . здоровья, обусловленный, воздействием радиации. 3. Зона отселения .

Всегда считалось, что большие дозы облучения наносят серьезный вред организму, а маленькие — практически никакого. Но если первое бесспорно, то с малыми дозами не все так однозначно.

Заместитель директора института биохимической физики имени Н. Эмануэля Елена БУРЛАКОВА рассказывает о малоизвестных закономерностях взаимодействия живых организмов с малыми и сверхмалыми дозами облучения.

— Елена Борисовна, давайте сразу уточним, какие дозы радиации считать малыми?

— Научный комитет по атомной энергии при ООН относит к малым дозам излучение менее 20 рентген. Но такого рода определения не подходят , например, для радиоустойчивых организмов. На мой взгляд, более удачное определение дал А.М.Кузин, назвав малыми те дозы, при которых эффект меняет знак — скажем, когда подавление клеточного роста сменяется стимуляцией.

— Итак, в чем же заключается феномен низкоинтенсивного излучения?

— Исследованиями доказано, что облучение в малых дозах вызывает многочисленные структурные перестройки в клетках, приводя к изменению их функциональной активности. Более того, когда мы воздействуем на клеточную мембрану, облучая весь организм, практически одинаковые изменения происходят и при очень больших, и при очень малых дозах. То есть малыми дозами радиации можно, например, убить клетку также, как и большими. Разумеется, речь идет не о разовом, а длительном воздействии.

— Чем это объясняется?

— А почему мы не воспринимаем слабое облучение как вред?

— От чего зависит радиочувствительность?

— От очень многих факторов, например от объема ДНК, от работы ферментов, отвечающих за репарацию. Я бы связала все эти факторы в систему адаптации. Ее состоянием и определяется радиочувствительность конкретного человека: в работе системы появляется сбой — радиочувствительность повышается. Кстати, постоянное низкоинтенсивное облучение может сделать нас более чувствительными к действию самых разных повреждающих факторов помимо радиации. Известно ведь, что на облученных территориях больше не только лейкозов, но и инфарктов, инсультов…

— Каков механизм действия малых доз радиации?

— Слабое облучение действует опосредованно, запуская механизмы геномной регуляции. Например, можно спровоцировать апоптоз - запрограммированную гибель клетки. Просто высокие дозы радиации приводят к гибели, непосредственно повреждая молекулу ДНК, а малые – через экспрессию гена и появление белков, которые и запустят механизм запрограммированной гибели.

— Большие дозы - плохо, и малые - плохо…

— Нет. Так считали очень долгое время, но на самом деле свободнорадикальные реакции необходимы нам, как воздух. На них строятся регуляторные системы организма, а также фагоцитоз, например. В ДНК без участия свободных радикалов не восстанавливаются повреждения. Известно, что животные, которых экранировали от радиационного фона в специальных клетках, не могли нормально развиваться.

— И все-таки, раз уж малые и даже сверхмалые дозы могут привести к повреждениям, стоит, наверное, пересмотреть беспороговый подход к оценке радиационного риска? — Риск нельзя вычислять для всего интервала доз, которые получила та или иная популяция. Риск будет разным в разных дозовых интервалах и рассчитывать его надо для определенной дозы и мощности излучения.

Для наглядности приведу такой пример. Можно получить 100 рентген за один раз, а можно растянуть эту дозу на длительное время. И в этом случае 100 рентген единовременно - это хуже. Доза в 15 рентген - и сразу, и частями - даст примерно одинаковые последствия. А вот 1 рентген, полученный за раз, может нанести меньший вред, чем та же доза, растяну тая на несколько приемов, скажем, в течение месяца.
— Почему наши нормы радиационной безопасности до сих пор этого не учитывают?

— Долгое время вся радиобиология занималась именно большими дозами, потому что в первую очередь продумывалась защита от атомного оружия. Малые дозы интересовали в основном специалистов, изучающих стимулирующий эффект радиации. Многие и это считали глупостью –явления гормезиса не воспринимали всерьез.

Уже несколько десятилетий учёные спорят о влиянии малых доз радиации на здоровье человека. Подходы прямо противоположны – от утверждения безусловного вреда любой дозы ионизированного излучения, до попыток доказать полезное влияние радиации в дозах ниже определённого порогового уровня. Естественно, обе стороны приводят в подтверждение сказанного исследования. И львиная доля этих исследований опирается на эмпирическую базу последствий катастроф на ЧАЭС, атомной станции в Фукусиме и бомбардировок Хиросимы и Нагасаки. Кто-то видит в этой полемике поиск научной истины, а кто-то заинтересованность сторон. Но в чём же вообще заключаются вышеназванные теории?

Две теории

Линейная беспороговая концепция (ЛБК) гласит, что независимо от мощности дозы ионизирующее излучение является вредным фактором, оказывающим канцерогенное воздействие на клетки живых существ. При этом проявиться результаты такого воздействия могут и через длительное время после облучения. Согласно этому подходу тяжесть возникающих (стохастических) эффектов не зависит от дозы, но с увеличением дозы растёт и вероятность их проявления. Эту концепцию разделяют крупные международные организации – Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) и Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН).

Противники данного подхода указывают на то, что эмпирические данные подтверждают существование порога, начиная с которого ионизированное излучение оказывает негативное воздействие на здоровье человека. Опираются многие из них как раз на доклады уже упомянутой НКДАР ООН с оценкой последствий бомбардировки японских городов в 1945-м году. Согласно этим докладам, начиная с дозы в 5-20 мГр, у детей до 15 лет была отмечена тенденция роста заболеваний раком. При дозе в 100 мГр происходил однозначный рост количества заболеваний раком щитовидной железы у детей. Это же подтверждалось и исследованиями аварии на Чернобыльской АЭС. Но более низкие дозы никаких статистических значимых последствий не вызвали.

Проблема статистики

Кроме того большинство учёных сходится во мнении о влиянии ионизированного излучения на мутации в хромосомах и генах зародышей. Но снова-таки исследователи расходятся в оценке доз облучения. Проблема поиска допустимого порога заключается в необходимости экспериментов с очень большим количеством животных и людей. Только это может дать статистически значимые и однозначно доказуемые результаты. По понятным причинам такие массовые эксперименты невозможны. Воздействие малых доз радиации ставит ещё один вопрос перед исследователями – учитывая менее выраженные и растянутые во времени формы проявления такого воздействия, как отделить его от других возможных причин заболевания – стрессов, химических и биологических факторов риска развития раковых заболеваний? Такой аргумент также выдвигают скептически настроенные по отношению к ЛБК учёные.

Радиация может быть полезной?

Роль одной клетки

Как видите теоретические основания у линейной беспороговой концепции, безусловно, есть. И любая теория, так или иначе, всегда находит как подтверждающие её на практике случаи, так и опровергающие. Другой вопрос в статистическом соотношении первых и вторых. И тут сторонники пороговой теории приводят немало эмпирических фактов в поддержку своих взглядов, но и они отмечают, что абсолютной статистической значимости достичь не удаётся в силу ограниченности масштабов экспериментов. Результаты исследований, кстати, переносятся на общий массив при помощи математических моделей. Но разные модели вносят свои корректировки и в результаты такой экстраполяции.

Пороговые и накопленные дозы

Но что можно сказать об аккумулировании радиации в организме? Ведь есть данные о врождённых лейкозах, возникших после аварии на ЧАЭС у детей, получивших накопленные суммарные дозы в 0,02; 0,06; 0,2 и 2 мЗв. При этом случаи заболевания отмечались в Англии, Германии, Греции и Беларуси. В данном случае речь идёт об очень малых дозах. Но их оказалось достаточно. При том, что у уже родившихся детей в возрасте до 4 лет роста заболеваемости при таких дозах отмечено не было. Что касается данных аварии в Фукусиме, в 2012-м году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рассчитала уровень радиации после аварии в различных регионах Японии. Максимальные показатели составили от 10 до 50 мЗв, минимальные – 0,1-1 мЗв. На основании этих данных некоторые учёные делали вывод, что серьёзных последствий для здоровья японцев быть не должно. В реальности же показатели оказались выше, и на территории префектуры Фукусима был отмечен рост заболеваемости раком щитовидной железы в 357 раз! В меньшей степени, но также возросло количество заболеваний и в соседних районах страны. Последствия катастрофы оказались значительно более масштабными, чем рассчитывали специалисты ВОЗ, и удар был нанесён по всей биосфере планеты, особенно по территории Тихого океана.

Единая теория?

Читайте также: