Катастрофа! Грядет та самая экологическая катастрофа. И главная причина, по которой остановить её неизбежно – человечество и его повседневная деятельность.

К примеру, взрыв на Чернобыльской АЭС нанёс непоправимый урон всей экосистеме, расположенной на площади 200 000 квадратных километров. Процент здорового населения среди проживающих вблизи с каждым годом падает. Город Припять спустя много лет до сих пор считается зоной отчуждения.

Чернобыль стал печальным опытом человечества, но показательный урок «Влияние радиоактивных веществ на живые организмы» не был усвоен и техногенное облучение продолжает воздействовать на человека.

Что такое радиация

Радиация – явление, встречающееся в радиоактивных элементах, ядерных реакторах, взрывах. Она губительно сказывается на здоровье и жизнедеятельности всех живых организмов, в том числе и человека.

Отличие радиации от радиоактивности в том, что первая существует лишь до тех пор, пока не будет поглощена каким-либо веществом. В свою очередь вторая присутствует долгое время.

Вред, исходящий от этого явления:

1. В малых дозах приводит к онкологическим заболеваниям.
2. Нарушает здоровую генетику.
3. Разрушает клетки ткани.
4. Приводит к различным заболеваниям.
5. Заражение местности, земли, воздуха.

Радиационная биология следит и изучает пути и степень воздействия излучений на разные биологические объекты.

Главное помнить – всё зависит от полученной дозы заражения. Именно она и определяет вероятность летального исхода или иного возможного причинённого вреда человеку, животному или окружающей среде.

Типы радиации

Радиация была до появления человечества и увеличилась в своём количестве с его появлением. Потому и подразделяется на два основных типа – радиация естественная и техногенная. К естественной мы относим радионуклиды, попадающие из космоса, обитающие в земной коре, и в результате жизни самой природы. К техногенным принято относить те, которые вырабатываются в результате жизнедеятельности человечества.

Все виды излучения, в свою очередь, представлены в виде альфа-частиц, бета-частиц и гамма-радиации. Альфа и бета-частицы опасны при попадании внутрь. Цезий и кобальт, представляющие гамма-радиацию, вызывают передозировку при внешнем облучении.

Больше всего при облучении страдают лёгкие, кишечник. Наименее уязвимы кожа, костная ткань и костный мозг.

Естественная радиация

Как бы человек ни старался, большую часть облучения живой мир планеты получает от естественных источников. К таковым относятся:

• космос;
• внешнее облучение от радионуклидов земного происхождения;
• внутренне облучение от радионуклидов земного происхождения;

Космогенные попадают к нам в результате разных процессов, возникающих во Вселенной. При высокой активности солнца, вспышках звёзд – они попадают к нам. В глубинах недр земли также присутствует источник облучения. Никакого значительного вреда не несёт, хотя и попадает всюду – в воздух, воду, всё живое. Внешний вред наносят такие элементы, как уран и торий. Внутреннее действие – когда облучение попадает через вдыхание, пищу или питье. И если внешний вред возможно устранить путём удаления частиц с поверхности живого организма, то внутренний вред исправить гораздо сложнее, а иногда и вовсе невозможно.

В местах высокой концентрации родона строительство домов и нежилых зданий запрещено.

Техногенная радиация

Два подвида:

• Природная. Природная – при добыче полезных ископаемых.
• Искусственная. Искусственная получаются в результате ядерных реакций.

С каждым годом растёт количество и тех, и других техногенных способов повышения радиации. Потому как аварийных выбросов, ядерных взрывов, поисков новых нефтяных и газовых месторождений меньше не становится.

И если природную активность мы не в силах остановить, то вышеперечисленные методы сократить в наших силах.

Примеры источников искусственной радиации:

• атомные электростанции;
• военная техника;
• рабочие ядерные реакторы;
• места ядерных испытаний;
• зоны утечки ядерного топлива;
• медицинская техника.

При использовании природного газа повышается общий радиационный фон.

Дозировка. Влияние радиации на живые организмы

Как бы нас не информировали и не убеждали в том, что радиация безвредна и небольшие дозы не представляют опасности для всего живого – определённые риски всё же существуют. Разберёмся, насколько воздействие радиации на живые организмы опасно, какие есть дозировки, какой будет достаточно и последствия для организма.

Больше всего облучению подвержены дети, даже плод, находящийся в утробе.

25 рентген и меньше – опасности не представляют. Пример – рентгеновское облучение, как правило, дозировка которого настолько мала, что, выпив 1 стакан молока или виноградного сока, вы полностью избавите себя от облучения такой степени.

Доза облучения 50 рентген – если получена однократно, то временно снижается количество лимфоцитов; если такая цифра накоплена за всю человеческую жизнь, то это существенной угрозы не несёт.

• 50 – 100 – вызывают тошноту, рвотный рефлекс, на фоне общего снижения количества лимфоцитов;
• 100-150 – редко приводит к смертельному исходу, чаще возникает ощущение «алкогольного похмелья»; при кратковременном облучении приводит в 0,5% случаев к развитию онкологических заболеваний;
• 200-250 рентген, полученных за короткий промежуток времени, приводит к развитию и прогрессированию лучевой болезни, вероятность летального исхода высокая;
• 300-350 – в половине случаев отравления приводит к смертности в ближайшие 30 дней;
• 500-600 – приводит к смерти почти в каждом случае, возникает в первые 2 недели;
• 700- 1000 – летальный исход практически сразу же и в каждом из случаев заражения.

Если говорить об общей допустимой и «безболезненной» для всего организма дозировке, то она составляет не более 5 рад в год.

Охрана природы

Если с человечеством понятно, то хотелось бы донести, насколько сильно и какое влияние радиации на природу?

Многие учёные вплотную занимаются охраной природы и оберегают мир от экологической катастрофы. Одним из способов является ограждение природного мира от техногенной радиации, от ядерных взрывов, сжигания и хранения ядерных отходов и т. д.

1. Загрязнение почвы.
2. Такие территории требуют долгой и затратной реабилитации для последующего использования.
3. Растения.
4. Хоть лиственные виды более приспособлены и устойчивы к повышению радиационного фона, всё же при высоких цифрах и они погибают.
5. Животные и насекомые.

Особое влияние радиации на животных, ведь они самые невинные и незащищенные, в сравнении с более разумными обитателями планеты.

После аварии на Чернобыльской АЭС вблизи уменьшилось количество дождевых червей, хотя спустя годы снова восстановилось за счёт тех, кто оказался стойким к ионизирующей радиации.

Вещи, заражённые радиацией в быту

Помимо предметов, которые попадают к нам из заражённых мест, например, из Чернобыля или автомобили из Японии после аварии на Фукусиме, – есть мелкие предметы быта, которые несут в себе опасность.

К таковым относят:

1. Антиквариат, сохранившийся после Великой Отечественной войны или Первой мировой.
2. После трагедии в Японии – товары китайского производства могут иметь повышенный радиационный фон.
3. Автомобили, привезённые из Японии после аварии на Фукусиме, другие товары.
4. Хрусталь, гранит, гранитные камни и все изделия, выполненные из природного материала.
5. Некоторые виды бетона или кирпича, в зависимости от мест добывания глинозёма.
6. Старинные наручные часы со стрелками, покрытыми радием и люминофором.
7. Керамическая или глиняная посуда, покрытая жёлтой или оранжевой урановой глазурью (сейчас её не изготавливают).
8. Светящиеся в темноте игрушки и приборы.
9. Бразильский орех.
10. Дверные светящиеся таблички, показывающие вход и выход.
11. Бентонитовая глина, содержащаяся в кошачьем наполнителе для туалета.
12. Сигареты.
13. Глянцевые страницы.

Получается, что, кроме ежегодного рентгеновского облучения в поликлиниках и больницах, мы получаем дополнительную дозу облучения от предметов, которые окружают нас в быту. Следовательно, если есть малейшая возможность сократить дозировку, придерживаясь простых правил хранения продуктов, отказываясь от пищи, заражённой радиацией и не покупая автомобили с повышенной радиацией — обязательно это сделайте.

Сегодня можно самостоятельно замерить уровень радиации в вашем доме, в ванне, проверить степень вреда при покупке строительных материалов. Для этого используют дозиметр. Цена стартует от 2500 рублей за бытовые приборы, доходя до суммы в 10 раз выше за профессиональные.

Сравнение радиации в разных помещениях и на разном этаже

Допустимая норма радиационного фона составляет 50 мкР в час или 0,3 мЗ/час.

Если посмотреть на уровень радиации в школе в разных помещениях или дома, то он будет примерно таким:

• Кабинет информатики – 13-16 мкР/ч.
• Столовая – 10-14 мкР/ч.
• Спортивный зал – 13-15 мкР/ч.
• Школьный двор — мкР/ч.

Радиационный фон домов и зданий:

• Панельные дома – 0,017 мкР/ч.
• Кирпичные дома – 0,016 мкР/ч.
• Нежилые помещения, общественные – 0,017 мкР/ч.

Делаем вывод – степень излучения ничтожна и абсолютно безвредна. Хотя, например, на Фукусиме уровень радиации сегодня составляет 530 зивертов в час, что в сотни раз превышает норму. В Хабаровске в 2011 году, во время аварии на Фукусиме, фон был повышен и составлял до 27 мкР/ч, а во Владивостоке и того меньше. В Москве через онлайн-мониторинг можно обнаружить сегодня 0,12 мЗ/час, что немного превышает норму. Соответственно, учитывая все факторы, при которых человек получает облучение, можно сказать, что оно поступает отовсюду, и от самой природы, и от техногенных причин. Избежать этого невозможно!

В США разработали специальные гели, которые наносятся на любую поверхность и впитывают с неё радионуклиды.

Заключение

Получается, что радиация как явление присутствует множество лет, и она неизбежно. Потому мы не имеем права уничтожить один из источников облучения, саму природу. Вопрос, который должны задавать мы сами – как человечество радиационно воздействует на окружающий мир и каким образом способствует повышению радиационного фона:

1. Разработка и испытание ядерного оружия.
2. Строительство атомных станций.
3. Добыча газа, нефти, прочих полезных ископаемых.
4. Сжигание разного рода отходов.

Помимо загрязнения воздуха, происходит орошение рек, озёр, следовательно, гибель целой экосистемы.

Чтобы заставить задуматься над экологической проблемой, приближающей катастрофическую развязку, нужно:

• Ужесточать законодательство.
• Переходить на новые технологии.
• Проводить регулярные конференции и форумы в международном ключе, которые будут давать возможность находить новые способы устранения нависшей угрозы.

Чтобы избежать малого повышения радиационного фона, нужно проводить несложные мероприятия:

1. Проветривать комнаты.
2. Озеленять дворы, территории парков и скверов.
3. Не сжигать мусор и не загрязнять им город.
4. Иметь дозиметр для измерения фона радиации в жилом помещении.
5. Вести здоровый образ жизни.
6. Возле компьютеров и телевизоров выращивать фиалки, кактусы.

Что делать, чтобы помочь организму вывести накопленные или полученные радиоактивные вещества?

Один из действенных и дешёвых способов – заняться спортом. Причём активным и изнуряющим, чтобы «семь потов сошло». Именно через увеличенное потоотделение выходят все заряжённые частицы и элементы. Тот же процесс происходит при посещении бани или сауны.

Насыщение организма природными витаминами позволит уменьшить риск получения облучения. Сильный организм способен лучше себя защитить.

При явно выраженном радиационном заражении принимайте йод. Для накопления этого вещества в организме, поскольку в таком случае места для радиоактивного изотопа уже не останется, и он не будет впитываться вашим организмом.

Еда, которая выводит радионуклиды

Безусловно, нет такого коктейля, выпив который, уровень радиационной заражённости человека сразу упадёт, но какие-то отдельные продукты всё же снижают дозировку:

• Соли калия и кальция, витамины группы B выводят радионуклиды. Продукты – мак, сыр, кунжут, молоко, зелень, кукуруза, курага, свёкла, морская капуста, чернослив, изюм, шпинат, треска, чечевица, авокадо.
• Зелёный чай способствует выведению компьютерной радиации, квас и натуральные соки также благотворно сказываются на организме, который был подвержен облучению.
• Репчатый и зелёный лук, чеснок – способны вывести небольшую дозу радионуклидов;
• В аптеке предлагаются разные биоактивные добавки – морские водоросли. Соблюдая инструкцию по применению можно помочь своему организму.
• Рассол из бабушкиных помидорчиков или огурчиков, припасённых к зиме. Пейте на здоровье!

Мы сами строим своё будущее, и только мы решаем, какое оно будет у наших детей. А какой фон радиации станет нормой в их повседневности — напрямую зависит от того, какие способы её уменьшения мы найдём сегодня, но влияние радиоактивного излучени я на живые организмы, безусловно, есть!

Биологическое действие радиации.

Действие ионизирующих излучений на живые орга­низмы изучают с тех пор, как французскому ученому Андре Беккерелю в1896 г. удалось открыть явление радиоактивности. К ионизирующим относятся рентгеновские и гамма-излучения проявляющиеся в виде порций энергии, или так называемых квантов.

Пролетая над оболочкой атома, кванты и частицы способны вырывать из нее электрон. Лишившись отрица­тельно заряженного электрона, атомы и молекулы стано­вятся положительно заряженными ионами. Так в общих чертах происходит процесс ионизации атомов и молекул. Наряду с этим при взаимодействии ионизирующих излу­чений с растворителями биологических молекул (водой или жирами) возникают и другие продукты ионизации - свободные радикалы (активные фрагменты молекул), обладающие одним или двумя не спаренными электро­нами.

Ионы и радикалы в силу своей высокой реактивности способны вступать в сложные химические реакции с дру­гими молекулами, а сверх того выбитые радиацией элек­троны могут вызывать все новые и новые акты ионизации. Такая цепь событий приводит обычно к различным дест­руктивным изменениям макромолекул, из которых по­строены живые системы.

Удивительно различной оказалась чувствительность к радиации биологических макромолекул, находящихся в пробирке (вне организма) и в составе живых клеток. Повреждение 0,001-0,1% ДНК, практически не улавли­ваемое вне организма, приводит к катастрофе, если эти макромолекулы находятся в составе живой клетки. Та­кое различие возможно объяснить прежде всего двумя причинами. Во-первых, макромолекулы ДНК, из кото­рых состоят гены, уникальны. Они содержатся в ядре клетки в количестве одной, двух или нескольких копий. Значит, повторяемость их ограничена. Во-вторых, в жи­вой клетке и в целом организме существуют разного ро­да механизмы, многократно усиливающие первоначаль­ный эффект. Это усиление проявляется, например, в том, что изменение (мутация) всего лишь одного гена в поло­вой клетке в последующем - при оплодотворении ее и созревании плода - воспроизводит эту мутацию во всех клетках организма в форме отклонений в структуре и функциях.

Лимфоциты и другие клет­ки иммунной системы являются соматичес­кими клетками. Наиболее полно изучен процесс гибели соматических клеток в результате облучения. Различают две основные разновидности гибели клеток при их контакте с радиа­цией: репродуктивную (в момент деления клеток) и интерфазную (в период покоя - между предшествую­щим и последующим делением).

В обоих случаях глав­ная причина гибели клеток кроется в нарушении хромо­сом, а точнее, разрыва молекул ДНК. Каждая хромосома состоит из двух нитей ДНК. В зависимости от мощно­сти радиации разрыв может произойти в одной или в обеих нитях ДНК.

Единичные разрывы одной нити легко залечиваются (восстанавливаются). Для этого в клетке "существует специальная репарационная система с набо­ром восстановительных ферментов. А если происходит одновременный разрыв обеих нитей. В этом случае нити разъединяются, репарация становится клетка, как правило, погибает. При интенсивном облучении погибают любые делящиеся клетки (репродуктивная гибель), и прежде всего те, которые имеют двухнитевой разрыв ДНК. Интерфазная гибель связана с процессом созревания «покоящихся» клеток и является уделом лишь немногих типов кле­ток, в число которых входят лимфоциты. Интерфазные клетки погибают быстро - в течение первых суток после облучения. Механизмы ее реализации не до конца изуче­ны. Существует представление, что интерфазная ги­бель – это ускорение естественной, генетически запрограммированной гибели клеток. Первоначально под влиянием фермента эндонуклеазы разрушается ДНК, а вслед за этим происходит невосстанавливаемое нарушение це­лостности клеточных мембран. Такая форма гибели на­блюдаете не только при радиационном облучении, но и при действии на клетку УФ-лучей, кортикостероидных гормонов и некоторых лекарств. Следовательно, фактор радиации не имеет каких-либо особых отличий от физио­логических факторов, запускающих биологические про­цессы. Вероятно, клетки способны переводить любые молекулярные события, возникшие под действием раз­личных внешних факторов, на стандартный язык внутри­клеточных сигналов.

Репродуктивная и интерфазная формы гибели облучаемых клеток являются причиной радиационного поражения высших организмов. При этом в связи с гибелью лимфо­цитов опустошаются органы иммунной системы поочеред­но в две волны. Раннее опустошение возникает в резуль­тате интерфазной гибели. Более позднее наступает попричине репродуктивной гибели клеток. Репродуктивной гибели, как было сказано, подвержены все интенсивно., обновляющиеся ткани. В их число входят кроветворная, иммунная, генеративная ткани, слизистые ткани кишечника и т.д. Именно их поражение составляет наиболь­шую часть патологического процесса, который называют лучевой болезнью .

Более целостную картину общего лучевого пораже­ния организма в зависимости от дозы мы рассмотрим с помощью табл.1.

Табл.1 Шкала биологических эффектов при общем облучении

Доза(грей)	Эффект
~2000	Смерть под лучом
10--100	Церебральная форма лучевой болезни (коматозное состояние, летальный исход через 1-2 часа)
6--10	Кишечная форма лучевой болезни (тяжелое поражение слизистой кишечника, летальный исход 3-12дней)
4--6	Костномозговая форма лучевой болезни(тяжелое поражение костного мозга, нарушение слизистой кишечника)
2--4	Средняя тяжесть лучевой болезни (сокращение средней продолжительности жизни на 3-9лет)
1--2	Иммунодифицитное состояние(пострадиационный канцерогенез)
0,5--1	Нарушение кроветворения, первичные нарушения иммунитета, удвоение мутаций, учащение злокачественных новообразований
0,1--0,5	Временная мужская стерильность
0,05--0,1	Регистрация мутаций
0,002--0,05	Стимуляция жизнедеятельности
0,001--0,002	Оптимум жизнедеятельности
Менее 0,001	Угнетение жизнедеятельности

Одна­ко и на данной схеме шкала биологических эффектов пострадиационного действия минимальна. Помимо этих эффектов, имеются и другие - различные нарушения функций иммуноцнтов, количественного соотношения различных форм иммуноцнтов при их кооперативных взаимодействиях, радиационное старение облученных органов, иммунной системы и т. д.

При этом следует сказать, что для всех ионизирующих излучений принято различать три дозы Поглощенную дозу определяют по количеству, энергии, поглощенной облучаемым объектом, и выражают в греях. Экспозиционную определяют по ио­низационному эффекту в воздухе при нормальных условиях и обозначают «кулон на кг» Эквивалентную определяю по биологическим эффектам и выражают в зивертах.

В таблице № 2 приведены единицы измерения ука­занных доз в международной системе единиц--СИ и соотношение их с внесистемными (производными) еди­ницами.

Особо следует оговорить соотношение единиц поглощенной, экспозиционной и эквивалентной доз для гамма- и рентгеновского излучений, где 1 Гр=1 ЗБ, а 1 рад= 1 бэр. В связи с тем что степень поражаемости (радиочувствительность) биологических объектов определяется поглощенной дозой излучения и восприим­чивостью данного объекта к действию радиации, дозы на рис. 1 в основном тексте выражены нами в греях.

Радиационное поражение иммунной системы

Для того чтобы разобраться в особенностях действия радиации на различные звенья иммунной системы, нам необходимо ответить на вопрос - каким образом определяют радиочувствительность биологических объектов. Считают, что радиочувствительность зависит от поглощенной дозы и восприимчивости биологического объекта к радиации. Ее оценивают на разных биологических уровнях по-разному.

Радиочувствительность на уровне организма, к при­меру, оценивают с помощью,ЛД 50/30 - летальной дозы, вызывающей гибель 50% облученных организмов в тече­ние 30 дней после облучения; на уровне клеток с помо­щью дозы, обозначаемой Д 37 . Дело в том, что радийочувствительность клеток удобнее : всего измерять в дозах, при которых на одну клетку в среднем приходится одно смертельное попадание частиц или квантов энергии. Но из-за того что попадания распределяются случайно, не­которые клетки поражаются дважды или трижды, а дру­гие вообще остаются непораженными. По законам статистики таких непораженных клеток оказывается -37%. Поэтому Д 37 взята за критерий оценки радночувствительности клеток. Для гибели клеток любых типов в мо­мент деления Д 37 примерно одинакова и составляет 1 Гр. Аналогичная доза и для лимфоцитов, вступающих в деление. Чувствительность интерфазных (покоящихся) клеток разнообразнее, поэтому Д 37 для них варьирует от 0,5 до 3 Гр.

Если говорить о дозе, то радиационная гибель клеток заметно проявляется в пределах 1 Гр. По мере уве­личения дозы число погибающих клеток нарастает вплоть до 6-7 Гр. После этого в организме остаются только радиоустойчнвые клетки лимфоидных тканей - макрофаги, элементы стромы (эпителъные и соединительнотканные клетки), составляющие каркас органов, а также некоторая часть функционально зрёлых лимфоци­тов, неуязвимых для радиации.

Если говорить о времени, то лимфоциты погибают в несколько этапов. Впервые сутки (спустя 6 - 12 часов) после облучения начинается интерфазная гибель клеток, которая приводит к весьма ощутимым последствиям. По мере гибели клеток уменьшаются размеры всех лимфоидных органов. Они как бы опустошаются, хотя их ткане­вый каркас сохраняется полностью. Вслед за этим начи­нается второй этап опустошения лимфоидных органов. Он идет в течение, последующих 3-4 суток, но значи­тельно медленнее. На этом этане причиной опустошения становится репродуктивная гибель делящихся клеток. Деление клеток в этом случае провоцируется притоком различных (микробных) антигенов, нашествие которых усиливается в связи с нарушением естественных барье­ров (кожи, слизистых тканей и т. д.).

Радиационное нарушений барьерных функций кожи и слизистых, строго говоря, не имеет прямого отно­шения к иммунной системе. Но это обстоятельство свидетельствует о том, насколько важны цело­стность и сохранение взаимосвязей различных систем для общей безопасности организма.

Радиационное нарушение естественных барьеров наводнение организма бактериальной флорой и пе­реход большинства лимфоцитов к делению создают са­мый драматический период в отношениях между лимфо­цитами м радиацией. Только через 3 - 4 дня меняется си­туация. При относительно переносимой дозе она меняет­ся к лучшему. Клетки, не задетые или слабо задетые ра­диацией; перейдя в фазу покоя, могут развиваться даль­ше, переходить в фазу зрелости, а в дальнейшем и вы­полнять свои иммунологические функции. Потомки В-лимфоцитов (антителопродуценты) начинают выде­лять антитела, Т-киллеры-активно разрушать клетки - мишени,а Т-хелперы - синтезировать и выделять необ­ходимые для межклеточного взаимодействия регуляторные белки (интерлейкины и т. д.).

На стадии функциональной зрелости лим­фоциты, как правило, устойчивы к радиации даже в дозе нескольких десятков греев. В этом состоянии им не гро­зит интерфазная гибель, а опасность репродуктивной гибели они миновали.

Однако ситуация меняется при полу­чении труднопереносимых доз облучения. Иммунной си­стеме очень трудно возместить колоссальные потери. Поэтому всякий раз, когда облученные лимфоциты ата­куются массой антигенов, на карту ставится не только жизнеспособность лимфоидных клеток, но и жизнь само­го организма.

Говоря об интерфазной и репродуктивной гибели лимфоцитов мы, по существу, обсуждаем радио­чувствительность двух фаз жизненного цикла этих кле­ток- фазы покоя и фазы деления, хотя фаза по­коя-понятие весьма относительное. В этот период жизненного цикла клетки либо дифференцируются, т. е созревают переходя от одной стадии развития к другой, либо, достигнув стадии зрелости; выполняют свои пря­мые функциональные обязанности. Как видим, радиочувствительность разных стадий развития может отличаться весьма значительно. Проил­люстрируем это на примере: Т-клеток. Самые юные фор­мы Т-клеток, ранние тимоциты и самые радиоустойчивые. Благодаря им организм, попадая в тяжелые ситуа­ции, оказывается небезоружным при восстановлении облученной популяции Т-клеток. Клетки следующей стадии- кортикальные тимоциты, напротив, самые радиочувствительные клетки иммуннои системы, а может.быть, и всего организма. Они необыкновенно хрупкие и поэто­му при любых стрессовых ситуациях поражаются первы­ми. Даже в норме большая их часть погибает, не выходя из тимуса. На следующей стадии развития, перед встре­чей с антигеном, клетки хотя и радиочувствительны еще, но намного меньше, чем корковые тимоциты.

При сравнительном изучении радиочувствительности иммуноцитов выявилось, что В-лимфоциты, ответствен­ные за образование антител более радиочувствительны, чем Т-лимфоциты, а среди них Т-хелперы. : (особенно те, которые участвуют в реакциях клеточного, а не гуморального иммунного ответа). Именно Т-лнмфоциты обна­руживаются среди немногочисленных выживших лимфо­цитов в лимфоидных органах после действия высоких доз радиации (десятки греев). Отметим, что популяций В-клеток более однородны по радиочувствительности, не­жели Т-клетки.

Отсюда и разная степень поражения клеточных и гуморальных форм иммунного ответы, ведь он определяется радиочувствительностью клеток, ответ­ственных за эти формы ответа-(рис. 1).

Рис1.Радиочувствительность различных типов иммунного ответа

Иммунологические реакции, в основе которых лежит ответ В-лимфоцитов (образование антител), сильнее страдают от радиации, чем Т – клеточные реакции. Более уязвимой оказывается антибактериальная защита, свя­занная с продукцией антител, и менее - противовирус­ная защита, зависимая от Т-лимфоцитов. Однако нет правил без исключения, о чем свидетельствуют и супрессорные клетки. Их нестимулироваиные антигенами пред­шественники ничем не отличаются по радиочувствитель­ности, от большей части других Т-клеток. После же контакта с антигенами и созревания в функционально ак­тивные формы Т-супрессоры оказываются в особом по­ложений. Вместо того чтобы после стимуляции стать радиоустойчивыми, они сохраняют довольно высокую радиочувствительность. Поэтому большая их часть поги­бает при дозах 4 - 6 Гр.

Довольно устойчивы к радиации естественные киллеры (ЕК-клеткик) ответственные за противоопухолевый иммунитет. Д 37 для них находится в пределах 7-8 Гр. Им не нужен предварительный контакт с антигенами, чтобы выполнить функцию клеток-убийц или приобрести радиоустойчивость.

Клетки памяти более радиоустойчивы, чем «девственные>, не контактировавшие с антигеном, лимфоциты. Этим объясняется большая радиоустойчивость вторичного иммунного ответа по сравнению с первичным иммун­ным ответом.

Однако разница между радиочувствитель­ностью девственных лимфоцитов и. клетками памяти не столь велика, чтобы, ею можно было объяснить различия между радиочувствительностью первичного и вторичного ответов. Этот процесс, оказалось, зависит не только от особенностей клеток, но и от высокой оснащенности вто­ричного ответа. Дело в том, что в наличии всегда оказы­вается гораздо больше клеток, чем требуется для эффек­тивного иммунного ответа. Поэтому гибель какого-то про­цента клеток до определенного момента почти не сказы­вается на уровне иммунного ответа.

При облучении очень уязвимыми оказываются все процессы, связанные с межклеточными контактами. Без кооперативного взаимодействия между Т-В-А- клетками практически, не обходится ни одна реакция иммунного ответа. Существует два вида межклеточного взаимодей­ствия - гуморальный (дистанционный) и клеточный (контактный). При облучении сильнее, поражается вто­рой, что связано со специфическим нарушением рецеп­торных систем клеточных мембран. Мы уже упоминали, что В-клетки не всегда способны в одиночку справиться с тем или иным очагом заболевания. И тогда к ним на помощь спешат Т-клетки, чтобы контактным способом завершить иммунный процесс. Однако очень часто про­цесс прерывается, так как чем сильнее задействованы межклеточные контакты в иммунных реакциях, тем силь­нее на них действует облучение. Иммунный ответ в значительной степени зависит от того, когда произошла встреча иммуноцитов с антигенами – до и после облучения. В эксперименте эти процессы изучают на животных, проводя их иммунизацию, т.е вводят им антигены.

При облучении, нарушается процесс, избирательного проникновения лимфоцитов из кровяного русла в лимфоидные органы. В этом случае нарушается, как говорят иммунологи «домашний нстинкт» лимфоцитов, т. е. их способность находить свой дом (лимфоидные органы). Причина – в нарушении мембранных систем распозна­вания этих клеток. Нарушается путь миграции лимфоцитов в лимфоузлы кишечника, дыхательных путей и т. д., хотя в селезенку путь, остается свободным, что объясня­ется своеобразным строением ее капилляров. Поэтому и возникает такая ситуация, когда лимфоциты беспрепятственно проникают в селезенку, но не могут мигрировать в лимфоузлы. А это для них очень важно, ибо именно в лимфоузлах они рекрутируются, призываются на службу для защиты организма от внешней и внутренней агрес­сии. Поэтому подавление иммунного ответа в лимфоуз­лах выражено сильнее, чем в селезенке.

После облучения иммунитет подавляется в результа­те поражения иммуноцитов и проявляется в снижении максимальных показателей иммунных реакций (титра антител, активности киллеров) и замедлении темпов по установлению «нового максимального уровня» этих пока­зателей. Все это оказывает вредное влияние на защит­имые функции, особенно от внешней биологической аг­рессии. Облученная иммунная система не в состоянии дать надлежащий отпор микробам, наполняющим орга­низм после облучения. Продукты жизнедеятельности микробов, оказывают на организм дополнительное иммунодепрессивное действие. Ситуация осложняется и тем, что наряду с патогенной флорой начинает активизиро­вать и проявлять патогенные свойства облигатная (безвредная или частично полезная) микрофлора, до того мирно обитавшая в дыхательном и пищеварительном трактах и на коже. Таким образом формируются вторичные иммунодефицитные состояния, причина которых так называемые оппортунистические инфекции.

Проблема перехода облигатных микробов в условно-патогенное состояние становится все более острой в свя­зи с ухудшением экологической обстановки в окружаю­щей нас среде. И роль радиации здесь, как мы знаем, значительна.

В радиационной иммунологии при обсуждении радио­чувствительности чаще всего речь идет о радиационной гибели клеток. В действительности же дело не исчерпывается только тем, выживет клетка или погибнет. Ведь выжившие после облучения клетки не всегда сохраняют свою функцию. Как правило, нарушается биоэнергетиче­ский потенциал клеток, работа ядерного аппарата, мем­бранных систем и т. д. Полное выздоровление у облученных клеточных популяций наступает редко, а восстановление их функциональных качеств обычно сопряжено с их количественным обновлением. Функциональные нару­шения без гибели более характерны для макрофагов и других вспомогательных клеток иммунной системы.

Не вызывает никаких сомнений снижение устойчиво­сти к возбудителям инфекций (инфекционного иммуните­та). А вот действие радиации на противоопухолевый им­мунитет сложнее. Хотя облучение и повышает частоту появления опухолей, однако развиваются они в более поздние сроки.

Кратко рассмотрим результаты радиационного воз­действия на аутоиммунные процессы. С первого взгляда кажется неожиданным: почему на фоне общего уровня аутоиммунных процессов активизируются реакции, на­правленные против антигенов собственных клеток и тка­ней. В норме терпимость (толерантность) к собственным антигенам надежно обеспечивается механизмами цен­тральных и периферических органов иммунной системы.

В момент созревания лимфоцитов на уровне централь­ных органов формируется первый щит - выбраковка клеточных клонов, направленных против собственных антигенов. Второй щит - запрет на реакции против своих антигенов осуществляется супрессорами, которые накла­дывают свое «вето» на конфликт между иммунной системой и клетками собственного тела. Но радиация, пора­жает оба щита, нарушает законы толерантности. В ре­зультате наблюдается деструкция тканей и органов тела, аутоантигены высвобождаются из-под влияния естест­венных взаимосвязей, ослабляется реакция на «чужое» и усиливается реакция на «свое». А это означает, что ра­диация не просто подавляет иммунитет она извращает согласованную работу иммунной системы, нарушает ос­новы ее деятельности..

Все рассказанное позволяет нам сделать следующие обобщения. Поражение клеток, приводящее к их гибели или снижению функциональной активности, - вот при­чина ослабления иммунитета. Самые радиочувствитель­ные - лимфоциты. Среди и субпопуляций и лимфоцитов существуют свои внутренние различия. В-лимфоциты более чувствительны к облучению, чем Т-лимфоциты. В пределах популяции Т-клеток обнаруживаются различия. Самые радиоустойчивые из них Т-хелпер, а самые радиочувствительные Т-суппрессоры. К радйоустойчивым принадлежат также естест­венные киллеры и магкрофаги. Большая часть лимфоци­тов при облучении гибнет в интервале от 0,5 до 6 Гр. В первые сутки гибнут в основном интерфазные клетки, а в следующие 3-4 суток (как правило, в присутствии антигена) гибнут делящиеся клетки.

Всё лимфоциты (кроме супрессоров) после контакта с антигеном и достижения зрелой (эффекторной) стадии приобретают повышенную радиоустойчивость. В резуль­тате облучения наиболее поражаемым оказывается противоннфекционный иммунитет. Противоопухолевый им­мунитет также поражается, но последствия обнаружива­ются лишь спустя продолжительное время. Аутоиммунитет в отличие от двух первых, напротив, усиливается. Несмотря на относительно высокую радиочувствительность лимфоцитов, иммунная система самая уязвимая среди других систем организма в пре­делах доз не выше среднелетальных именно от иммунной системы, ответственной за индивидуальную целостность конкретного организма.

Факторы влияющие на радиационное поражение. На конечный биологический эффект влияют различные факторы, которые в основном делятся на физические, химические и биологические. Среди физических факторов на первом месте стоит вид излучения,характеризуемый относительной биологической эффективностью. Различия биологического действия обусловлены линейным переносом энергии данного вида ионизирующего излучения, связанным с плотностью ионизации и определяющим способность излучения проникать в слои поглощающего его вещества. ОБЭ представляет величину отношения дозы стандартного излучения (изотоп 60Со или рентгеновское излучение 220 кВ) к дозе исследуемого излучения, дающей равный биологический эффект. Так как для сравнения можно выбрать множество биологических эффектов, для испытуемого излучения существует несколько величин ОБЭ. Если показателем пострадиационного действия берется катарактогенный эффект, величина ОБЭ для нейтронов деления лежит вдиапазоне 5-10 в зависимости от вида облученных животных, тогда как по важному критерию - развитию острой лучевой болезни - ОБЭ нейтронов деления равняется примерно 1. Следующим существенным физическим фактором является доза ионизирующего излучения, которая в Международной системе единиц (СИ) выражается в грэях(Гр). 1 Гр=100 рад, 1 рад=0,975 Р. От величины поглощенной дозы зависят развитие синдромов радиационного поражения и продолжительность жизни после облучения. При анализе отношения между дозой, получаемой организмом млекопитающего, и определенным биологическим эффектом учитывается вероятность его возникновения. Если эффект появляется в ответ на облучение независимо от величины поглощенной дозы, он относится к разряду стохастических. За стохастические принимаются, например, наследственные эффекты излучения. В отличие от них нестохастические эффекты наблюдаются по достиженииопределенной пороговой дозы излучения. В качестве примера можно указать помутнение хрусталика, бесплодие и др. В Рекомендациях Международной комиссии по радиологической защите (№ 26,1977 г.) стохастические и нестохастические эффекты определены следующим образом: «Стохастическими называют те беспороговые эффекты, для которых вероятность их возникновения (а не столько их тяжесть) рассматривают как функцию дозы. Нестохастическими называют эффекты, при которых тяжесть поражения изменяется в зависимости от дозы и, следовательно, для появления которых может существовать порог». Химические радиозащитные вещества в зависимости от их эффективности снижают биологическое воздействие излучений в лучшем случае в 3 раза. Предотвратить возникновение стохастических эффектов они не могут. К существенным химическим факторам, модифицирующим действие ионизирующего излучения, относится концентрация кислорода в тканях организма у млекопитающих. Его наличие в тканях, особенно во время гамма- или рентгеновского облучения, усиливает биологическое воздействие радиации. Механизм кислородного эффекта объясняется усилением главным образом непрямого действия излучения. Присутствие же кислорода в облученной ткани по окончании экспозиции дает противоположный эффект. Для характеристики облучения, наряду с величиной общей дозы, важноезначение имеет продолжительность экспозиции. Доза ионизирующей радиации независимо от времени ее действия вызывает в облученном организме одно и то же число ионизаций. Различие, однако, состоит в объеме репарации радиационного поражения. Следовательно, при облучении меньшей мощности наблюдается меньшее биологическое поражение. Мощность поглощенной дозы выражается в грэях за единицу времени, например Гр/мин, мГр/ч и т. д. Изменение радиочувствительности тканей организма имеет большоепрактическое значение. Данная книга посвящена радиопротекторам, а также веществам, снижающим радиочувствительность организма, однако это не означает, что мы недооцениваем исследования радиосенсибилизаторов; их изучение ведется прежде всего в интересах радиотерапии. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА РАДИОЗАЩИТНЫХ ВЕЩЕСТВ Радиозащитный эффект обнаружен у целого ряда веществ различной химической структуры. Поскольку эти разнородные соединения обладают самыми различными, подчас противоположными свойствами, их трудно разделить по фармакологическому действию. Для проявления радиозащитного эффекта в организме млекопитающего в большинстве случаев достаточно однократного введения радиопротекторов. Однако имеются и такие вещества, которые повышают радиорезистентность лишь после повторного введения. Различаются радиопротекторы и по эффективности создаваемой ими защиты. Существует, таким образом, множество критериев, по которым их можно классифицировать. С практической точки зрения радиопротекторы целесообразно разделить по длительности их действия, выделив вещества кратковременного и длительного действия. 1. Радиопротекторы или комбинация радиопротекторов, обладающих кратковременным действием (в пределах нескольких минут или часов), предназначены для однократной защиты от острого внешнего облучения. Такие вещества или их комбинации можно вводить тем же особям и повторно. В качестве средств индивидуальной защиты эти вещества могут найти применение перед предполагаемым взрывом ядерного оружия, вхождением в зону радиоактивного загрязнения или перед каждым радиотерапевтическим местным облучением. В космическом пространстве они могут быть использованы для защиты космонавтов от облучения, вызванного солнечными вспышками. 2. Радиозащитные вещества длительного воздействия предназначены для более продолжительного повышения радиорезистентности организма. Для получения защитного эффекта, как правило, необходимо увеличение интервала после введения таких веществ примерно до 24 ч. Иногда требуется повторное введение. Практическое применение этих протекторов возможно у профессионалов, работающих с ионизирующим излучением, у космонавтов при долговременных космических полетах, а также при длительной радиотерапии.Поскольку протекторы кратковременного защитного действия чаще всегоотносятся к веществам химической природы, говорят о химической радиозащите. С другой стороны, длительное защитное действие возникает после введения веществ в основном биологического происхождения; это обозначают как биологическую радиозащиту. Требования к радиопротекторам зависят от места применения препаратов; вусловиях больницы способ введения не имеет особого значения. В большинстве случаев требования должны отвечать задачам использования радиопротекторов в качестве индивидуальных средств защиты. Согласно Саксонову и соавт. (1976)эти требования должны быть как минимум следующими: - препарат должен быть достаточно эффективным и не вызывать выраженных побочных реакций; - действовать быстро (в пределах первых 30 мин) и сравнительно продолжительно (не менее 2 ч); - должен быть нетоксичным с терапевтическим коэффициентом не менее 3; - не должен оказывать даже кратковременного отрицательного влияния на трудоспособность человека или ослаблять приобретенные им навыки; - иметь удобную лекарственную форму: для перорального введения или инъекции шприц-тюбиком объемом не более 2 мл; - не должен оказывать вредного воздействия на организм при повторных приемах или обладать кумулятивными свойствами; - не должен снижать резистентность организма к другим неблагоприятным факторам внешней среды; - препарат должен быть устойчивым при хранении, сохранять свои защитные и фармакологические свойства не менее 3 лет. Менее строгие требования предъявляются к радиопротекторам,предназначенным для использования в радиотерапии. Они усложняются, однако, важным условием - необходимостью дифференцированного защитного действия. Следует обеспечить высокий уровень защиты здоровых тканей и минимальный -тканей опухоли. Такое разграничение позволяет усилить действие местно примененной терапевтической дозы облучения на опухолевый очаг без серьезного повреждения окружающих его здоровых тканей.

	|	следующая лекция ==>

РАДИОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ. ЗАКОН БЕРГОНЬЕ–ТРИБОНДО.

Радиочувствительность - чувствительность биологических объектов к повреждающему воздействию ионизирующего излучения. Количественная оценка радиочувствительности производится путем измерения поглощенных доз ионизирующего излучения, вызывающих определенный эффект. Во многих исследованиях она основывается на измерении дозы ионизирующего излучения, вызывающей гибель 50% облученных объектов (так называемая 50% летальная доза, или ЛД 50).

Многие реакции на облучение специфичны для определенных тканей и систем. Например, такая универсальная реакция клеток на облучение, как задержка деления, легко выявляется в активно пролиферирующих тканях и не может быть обнаружена в тканях, где клеточное деление выражено слабо или отсутствует. Поэтому для оценки радиочувствительности обычно используют такие четко регистрируемые реакции, как выживаемость (или гибель) клеток либо организмов.

Изучение механизмов поврежденного действия ионизирующего излучения и механизмов восстановления организмов от лучевых повреждений имеет большое значение для разработки методов противолучевой защиты и повышения эффективности лучевой терапии опухолей.

Диапазон видовых различий радиочувствительности организмов весьма широк и измеряется несколькими порядками. Не меньше различий радиочувствительности отмечается у разных клеток и тканей. Наряду с радиочувствительными (система крови, кишечник и половые железы) существуют так называемые радиоустойчивые или радиорезистентные системы и ткани (костная, мышечная и нервная).

Радиочувствительность варьирует в пределах одного вида в зависимости от возраста - возрастная радиочувствительность (так, наиболее радиочувствительными являются молодые и старые животные, наиболее радиорезистентными - половозрелые и новорожденные), от пола - половая радиочувствительность (как правило, самцы более радиочувствительны) и индивидуальная радиочувствительность у разных особей одной или той же популяции.

На популяционном уровне радиочувствительность зависит от следующих факторов:

особенности генотипа (в человеческой популяции 10 - 12% людей отличаются повышенной радиочувствительностью). Связано это с наследственно сниженной способностью к ликвидации разрывов ДНК, а также со сниженной точностью процесса репарации. Повышенная радиочувствительность сопровождает такие наследственные заболевания как атаксия-телеангиэктазия, пигментная ксеродерма.);

физиологическое (например, сон, бодрость, усталость, беременность) или патофизиологическое состояние организма (хронические заболевания, ожоги);

пол (мужчины обладают большей радиочувствительностью);

возраст (наименее чувствительны люди зрелого возраста).

Степень радиочувствительности варьирует не только в пределах вида. В пределах одного ор­ганизма клетки и ткани также различаются своей радиочувст­вительностью. Поэтому для правильной оценки последствий облучения орга­низма человека необходимо оценить радиочувствительность на различных уровнях.

На клеточном уровне радиочувствительность зависит от ряда факторов: организации генома, состояния системы репарации ДНК, содержания в клетке антиоксидантов, интенсивности окислительно-восстановительных процессов, активность ферментов, утилизирующих продукты радиолиза воды (например, каталаза, разрушающая перекись водорода, или супероксиддисмутаза, инактивирующая супероксидный радикал).

На тканевом уровне выполняется правило Бергонье –Трибондо: радио­чувствительность ткани прямо пропорциональна пролиферативной активно­сти и обратно пропорциональна степени дифференцировки составляющих ее клеток. Следовательно, наиболее радиочувствительными в организме будут интенсивно делящиеся, быстро растущие и мало специализированные ткани, например, кроветворные клетки костного мозга, эпителий тонкого кишечника и кожи. Наименее радиочувствительными будут специализированные слабо обновляющиеся ткани, например, мышечная, костная, нервная. Исключением являются лимфо­циты, отличающиеся высокой радиочув­ствительностью. В то же время ткани, резистентные к непосредственному действию ионизирующих излучений, оказываются весьма уязвимыми в отношении отдаленных последствий.

На уровне органов радиочувствительность зависит не только от радио­чувствительности тканей, составляющих данный орган, но и от его функций. Большинство тканей взрослого человека относительно мало чувствительны к действию радиации.

Биологическое действие ионизирующих излучений. Факторы, определяющие поражение организма.

Различают два вида эффекта воздействия на организм ионизирующих излучений: соматический и генетический. При соматическом эффекте последствия проявляются непосредственно у облучаемого, при генетическом - у его потомства. Соматические эффекты могут быть ранними или отдалёнными. Ранние возникают в период от нескольких минут до 30-60 суток после облучения. К ним относят покраснение и шелушение кожи, помутнение хрусталика глаза, поражение кроветворной системы, лучевая болезнь, летальный исход. Отдалённые соматические эффекты проявляются через несколько месяцев или лет после облучения в виде стойких изменений кожи, злокачественных новообразований, снижения иммунитета, сокращения продолжительности жизни.

Для биологического действия ионизирующих излучений характерен ряд общих закономерностей:

1) Глубокие нарушения жизнедеятельности вызываются ничтожно малыми количествами поглощаемой энергии.

2) Биологическое действие ионизирующих излучений не ограничивается подвергнутым облучению организмом, но может распространяться и на последующие поколения, что объясняется действием на наследственный аппарат организма.

3) Для биологического действия ионизирующих излучений характерен скрытый (латентный) период, т. е. развитие лучевого поражения наблюдается не сразу. Продолжительность латентного периода может варьировать от нескольких минут до десятков лет в зависимости от дозы облучения, радиочувствительности организма. Так, при облучении в очень больших дозах (десятки тыс. рад ) можно вызвать «смерть под лучом», длительное же облучение в малых дозах ведёт к изменению состояния нервной и других систем, к возникновению опухолей спустя годы после облучения.

Большое значение имеют также возраст, физиологическое состояние, интенсивность обменных процессов организма, а также условия облучения. При этом, помимо дозы облучения организма, играют роль: мощность, ритм и характер облучения (однократное, многократное, прерывистое, хроническое, внешнее, общее или частичное, внутреннее), его физические особенности, определяющие глубину проникновения энергии в организм (рентгеновское, гамма-излучение, альфа- и бета-частицы), плотность ионизации (под влиянием альфа-частиц она больше, чем при действии других видов излучения). Все эти особенности воздействующего лучевого агента определяют относительную биологическую эффективность излучения. Если источником излучения служат попавшие в организм радиоактивные изотопы, то огромное значение для биологического действия ионизирующих излучений испускаемого этими изотопами, имеет их химическая характеристика, определяющая участие изотопа в обмене веществ, концентрацию в том или ином органе, а следовательно, и характер облучения организма.

Факторы, определяющие поражение организма :

1. Тип радиации. Все виды ионизирующей радиации могут оказать влияние на здоровье. Главное различие заключается в количестве энергии, определяющей проникающую способность альфа и бета частиц, гамма и рентгеновского излучения.

2. Размер полученной дозы. Чем выше доза полученной радиации, тем выше вероятность возникновения медико-биологических последствий.

3. Продолжительность воздействия радиации. Если доза получена в течение дней или недели, эффекты часто не такие серьезные, если подобная доза была получена в течение минут.

4 . Часть тела, подвергнутая действию. Конечности, такие как руки или ноги получают большее количество радиации с менее выраженными повреждением, чем кровь, формирующая органы, размещенные в пояснице.

5. Возраст человека. С возрастом человека замедляется деление клеток, и тело менее чувствительно к эффектам ионизирующей радиации. Как только деление клетки замедлилось, эффекты радиации несколько менее разрушительны чем тогда, когда клетки быстро делились.

6.  Биологические различия. Одни люди более чувствительны к эффектам радиации чем другие.

Особенности поражения организма в целом определяются двумя факторами: 1) радиочувствительностью тканей, органов и систем, непосредственно подвергающихся облучению; 2) поглощённой дозой излучения и её распределением во времени. Каждый в отдельности и в сочетании друг с другом эти факторы определяют преимущественный тип лучевых реакций (местные или общие), специфику и время проявления (непосредственно после облучения, вскоре после облучения или в отдаленные сроки) и их значимость для организма .

Механизм биологического действия радиоактивных излучений сложен и до конца не изучен.

В начале 1940-х гг. исследования А. А. Дробкова, изучавшего рост клубеньковых бактерий вокруг источника радиоактивного излучения, показали как губительное, так и стимулирующее воздействие радиоактивного излучения одновременно. Все зависит от дозовой нагрузки излучения на бактерии.

Многочисленные исследования биологов, медиков, физиков позволили представить механизмы воздействия ионизирующего излучения и установить различие воздействия разных типов ионизирующих частиц на биологические объекты.

Повреждения могут происходить на разных уровнях биологической организации.

Радиочувствительность живых организмов значительно различается. Смертельная доза для бактерий составляет 10 4 Гр, для насекомых - 10 3 Гр, для млекопитающих - 10 Гр. Для сельскохозяйственных животных разовые дозы облучения 1,5-2 Гр могут приводить к возникновению лучевой болезни, дозы 0,1 Гр/год - к проявлению генетических эффектов. Для растений радиобиологические повреждения проявляются в следующем: на клеточном уровне в виде цитогенетических повреждений, оцениваемых по снижению митотической активности, увеличению числа хромосомных аберраций и изменению длительности митотического цикла клеток апикальной меристемы. В фитоценозе - это выпадение наиболее радиочувствительных видов растений, изменение числа растений и запасов фитомассы на единице площади, нарушение течения нормальных сукцессионных процессов и т. д. Необходимо отметить, что при воздействии на растения радиационных излучений в интервале невысоких доз (1-5 Гр для растений и 5-10 Гр для семян) происходит явление радиостимуляции, т. е. ускорение темпов роста и развития растений (Агроэкология, 2000).

Специфика радиационного поражения экосистем в зоне аварии на Чернобыльской АЭС проявлялась в следующем: хвойные леса пострадали при дозе облучения в 10 Гр/год (внешние проявления - «рыжий лес»), лиственные - при 30 Гр/год и агроэкосистемы - при 70 Гр/год (Алексахин, 1993).

Доза облучения человека определяется радиоэкологической характеристикой среды его обитания, потребляемых продуктов питания и воды. Максимальная доза излучения, не причиняющая вреда организму человека при многократном действии, равна 0,003 Гр в неделю, а при единовременном действии - 0,025 Гр.

Последствия радиационного воздействия на здоровье населения впервые детально были изучены в Японии после атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки. В результате проведенных исследований были сделаны следующие выводы (Ревич и др., 2004):

1. самое серьезное последствие (исходя из величины дозы на 1 млн жителей) - рак молочной железы у женщин;
2. наиболее частый вид нефатального рака - рак щитовидной железы;
3. общее число случаев возникновения рака, обусловленного облучением, у женщин на 50 % выше, чем у мужчин.

Исследованиями, проведенными в различных странах после аварии на Чернобыльской АЭС, было показано, что эффект облучения щитовидной железы радиоактивными изотопами йода в несколько раз превосходит эффекты облучения от внешнего источника излучения. На территории России в 1986 г. подверглось облучению радиоизотопами йода более 5 млн человек. Все эти люди имеют повышенную вероятность заболевания радиационно-индуцированным раком щитовидной железы. По расчетам В. К. Иванова, А. Ф. Цыба и др. (2004), только в Брянской области порядка 4000 человек имеют значение индивидуального атрибутивного (т. е. дополнительного) пожизненного риска более 99 %. Для других групп населения эта вероятность ниже.

Последствия радиационного загрязнения могут проявляться не только в возникновении дополнительных случаев заболевания раком щитовидной железы, но и в изменениях ее функции. В отдаленные сроки после воздействия ионизирующего излучения возможно развитие гипотиреоза и другой патологии. Наиболее выражены такие последствия радиационного воздействия (внутреннего облучения щитовидной железы радионуклидами йода) в Уральском регионе, где авария произошла более 50 лет тому назад.

Современные научные данные подтверждают существование механизмов, обеспечивающих приспособление организма к природным уровням лучевого воздействия. Однако при превышении определенного уровня ЕРФ адаптация будет неполноценной с той или иной вероятностью развития патологического состояния. Длительное влияние повышенного ЕРФ приводит к снижению радиоустойчивости, к нарушениям в иммунологической реактивности, а с последней связана заболеваемость.

После аварии на Чернобыльской АЭС удельный вес здоровых лиц среди эвакуированного населения снизился с 57 до 23%. Последствия этой аварии самым негативным образом сказываются на здоровье детского населения. Заболеваемость детей, пострадавших от воздействия радиации, в 2-3 раза выше, высок удельный вес часто болеющих детей со сниженным иммунным статусом (82,6%), у большинства из них выявлены аллергозы, наблюдается и рост числа соматических заболеваний. В селах Тоцкого района Оренбургской области, на территории, близкой к полигону, среди взрослого населения выше распространенность вегетососудистой дистонии, патологии щитовидной железы, беременности. Доля практически здоровых детей в этих селах составляет 6-7%, при 15% – в контрольном районе; 50% детей имеют отклонения сердечно-сосудистой системы, заболевания нервной системы, а также иммунодефициты (20-30% детей при 7-8% в контрольном районе), в волосах содержание марганца – в 7, меди – в 8, мышьяка – в 20 раз выше нормы.

Основной биологический эффект радиации – повреждение генома клеток, что проявляется ростом числа новообразований и наследственных заболеваний.

Малые дозы радиации повышают вероятность возникновения у людей онкозаболеваний. Предполагается, что около 10% онкозаболеваний в год обусловлено ЕРФ. Те формы рака, которые вызываются облучением, могут быть индуцированы и другими агентами. Как последствие катастрофы на Чернобыльской АЭС оценивается радиационное воздействие на щитовидную железу у жителей России. Ретроспективный и текущий анализ заболеваемости раком щитовидной железы у детей и подростков Брянской области показал, что первые клинические проявления отмечены через 4-5 лет после аварии, что соответствует минимальному сроку развития онкопатологии после облучения. Естественное распределение рака щитовидной железы – не более 1 случая на 1 миллион детей и подростков. Показательна динамика количества случаев рака щитовидной железы у детей Брянской области: 1987г. – 1; 1988г. – 0; 1989г. – 0; 1990г. – 4; 1991г. – 4; 1992г. – 8; 1993г. – 12; 1994г. – 19 случаев. Около 50% детей и подростков, у которых установлен рак щитовидной железы, проживали на территории с высокими уровнями радиоактивного загрязнения почвы. По прогностическим оценкам через 20 и 40 лет после аварии каждый четвертый случай рака щитовидной железы будет обусловлен радиацией.

Радон потенциально опасен для человека. Значительная часть продуктов его распада задерживается в легких. Поверхность легких составляет несколько квадратных метров. Это хороший фильтр, осаждающий радиоактивные аэрозоли, которые таким образом устилают легочную поверхность. Радиоактивные изотопы полония (дочерний продукт распада радона) «обстреливают» альфа-частицами поверхность легких и обусловливают свыше 97% дозы, связанной с радоном. Основной медико-биологический эффект радона высоких концентраций – рак легких. В рудниках повышенное содержание радона достоверно увеличивает частоту смерти горнорабочих от рака легких, причем зависимость линейная и беспороговая. Расчеты показывают, что при средней концентрации радона в жилых домах 20-25 Бк/м 3 один из трехсот ныне живущих погибнет от рака легких, вызванного радоном.

Признавая адаптацию к ЕРФ как к одному из облигатных условий жизни на Земле, невозможно отрицать влияние повышенных уровней на наследственность. Повышенные уровни ЕРФ приводят к увеличению уродств у новорожденных в горных районах, в районах с изверженными породами. Результаты экспериментов на животных и культурах клеток убеждают, что мутации под воздействием радиации (мутационные последствия, которые выражаются в сохранении генетических повреждений и возникновении нестабильности хромосомного аппарата) могут быть переданы будущим поколениям. Вероятность наследственных дефектов ниже, чем вероятность раковых заболеваний, и растет с увеличением дозы облучения числа лиц всей популяции, подвергнувшихся облучению, и количества браков между облученными лицами. По оценкам экспертов, ЕРФ в 2 мЗв вызывает, вероятно, 0,1-2% всех генетических мутаций. С ростом его уровня этот процент увеличивается.

Таким образом, признание ЕРФ в качестве облигатного фактора среды существования, в условиях действия которого возникла, развивалась и существует биологическая жизнь, позволяет говорить о существовании оптимального для жизнедеятельности уровня ЕРФ. Широкий диапазон радиочувствительности, характерный для разных групп населения, адаптация их к разным уровням ЕРФ, – все это предполагает существование широкого переходного диапазона от среднего к повышенному уровню ЕРФ.

Профилактические мероприятия

Выявление и изучение механизмов взаимодействия радиационных факторов с организмом человека, в том числе изучение закономерностей реагирования организма на лучевое влияние фоновых и повышенных уровней в конкретных экологических условиях, возможно лишь при накоплении фактических данных. В нашей стране функционирует Единая государственная система учета и контроля индивидуальных доз облучения граждан (ЕСКИД). Она основана на постоянно действующем мониторинге уровней естественного радиационного фона, контроле доз медицинского облучения и учете индивидуальных доз облучения персонала, работающего с источниками ионизирующего излучения.

Созданы нормативы по использованию природных строительных материалов и отходов производства в строительстве. В качестве таких нормативов для материалов, используемых в строительстве жилых домов и общественных зданий, были предложены значения эффективной концентрации радионуклидов 370 Бк/кг. Ни одно строительство не может быть начато без обследования грунта и стройматериалов; все, что строится, должно пройти обязательный контроль на радиоактивность, в том числе и на радон с выдачей соответствующего заключения. Установлены нормативы, регламентирующие содержание радона в жилых помещениях: среднегодовая равновесная активность радона во вновь строящихся зданиях не должна превышать 100 Бк/м 3 , а в старых зданиях – 200 Бк/м 3 . Если концентрация радона более 200 Бк/м 3 , то в этих зданиях требуется принятие мер по уменьшению его концентрации (вентиляция подвалов, декоративный ремонт с оклейкой стен и потолков обоями, застилка полов паркетом, ковровым покрытием и т.д.). Концентрация радона в помещениях 400 Бк/м 3 и выше требует переселения жильцов и перепрофилирования здания. В производственных зданиях допустимая активность радона – 310 Бк/м 3 .

С целью снижения уровней радиационного фона биосферы необходимо целеустремленно и последовательно проводить весь комплекс оздоровительных природоохранных мероприятий (технологических, санитарно-технических, организационных, архитектурно-планировочных).

Разработана и концепция поэтапной специализированной диспансеризации населения, проживающего на загрязненной радионуклидами территории предусматривает оценку состояния здоровья по клиническим и лабораторным данным; уточнение диагнозов заболеваний, которые могут быть связаны с воздействием радиации; верификацию информации о дозах облучения; индивидуальное медико-дозиметрическое расследование связи заболеваний с радиационным воздействием; лечение и реабилитацию.

Созданная Российская научная комиссия по радиационной защите (РНКЗ) предполагает комплексный подход по радиационной защите и реабилитации населения, т.е. создание и развитие социальной защиты населения и профилактики возможных неблагоприятных последствий для здоровья населения, подвергшегося повышенным уровням действия радиации.

Важным является ликвидация экологической неграмотности общества, в том числе формирование экологического мышления по вопросам радиационной безопасности. Необходима квалифицированная информационная помощь, в том числе и от медицинских работников, по профилактике радиофобии у населения.