Дозиметры, радиометры, радиация

(more…)

В качестве заключения предлагаем статью участника третьего съезда по радиационных исследованиям Н. Мироновой “Смена парадигмы в радиобиологии. Малые дозы” (в сокращении). В Москве с 14 по 17 ноября состоялся третий съезд по радиационным исследованиям. Обсуждались данные по воздействию радиации на здоровье и окружающую среду, накопленные в последние годы такими науками как радиобиология, радиоэкология и генетика. Оргкомитет съезда возглавляли академик, вице–президент РАН Р.В. Петров, доктор биологических наук, председатель Научного совета РАН по проблемам радиобиологии Е.Б. Бурлакова, доктор биологических наук, президент Радиобиологического общества А.И. Газиев. Пятьсот ученых из России, Украины, Белоруссии и Грузии представляли и обсуждали данные своих исследований на 11 рабочих секциях и трех круглых столах. На съезде было признано, что низко интенсивное облучение, или привычнее – облучение малыми дозами, требует иных способов защиты, чем облучение средними дозами. Об этом говорила доктор биологических наук Е.Б. Бурлакова. Радиобиологи обсуждали эффекты малых доз ионизирующей радиации, их воздействие на иммунитет, на кроветворение, на клеточный метаболизм – процессы, протекающие в клетке живого организма. Большой интерес был проявлен к установлению закономерностей адаптивного ответа, особенно в связи с тем, что у значительной части облученного населения адаптивный ответ отсутствует. Выявлено отсутствие адаптивного ответа клетки на малые дозы. То есть в случае малых доз и альфа–излучения клетка не распознает угрозу и не включает механизмы защиты. Отметим, что эти выводы чрезвычайно важны для принятия решений на альфа–загрязненных территориях Челябинской области, где в результате аэрозольных выбросов радиохимических и радиоизотопных производств уровни инкорпорированного – включенного в живые ткани – плутония как минимум в три раза выше глобального. При низко интенсивном альфа– облучении нарушается проницаемость мембраны живой клетки, это в свою очередь ведет к разрушению структуры ядра и вызывает лавинообразный безвоспалительный процесс гибели клеток, который называется апоптоз. Биофизики обсуждали общие проблемы радиационной медицины, радиационной эпидемиологии, чернобыльский феномен радиационного повреждения щитовидной железы. Занижение риска, сделанное экспертизой МАГАТЭ после Чернобыльской аварии, тогда закрыло программу помощи ООН стоимостью в 500 миллионов долларов. В своем докладе академик А.Ф. Цыб отметил более чем 10–кратное превышение количества раков, чем давали прогнозы МАГАТЭ для подростков, и более чем двукратное – у взрослых. “Нужно честно сказать, мы не предсказывали такое количество раков щитовидной железы у детей и подростков”, – заключил А.Ф. Цыб. Обсуждались проблемы радиационной безопасности и радиационных рисков. Говорилось о невозможности сопоставления результатов эпидемиологических исследований из–за использования несопоставимых методик. Л.А. Булдаковым и другими были представлены данные о раннем старении ликвидаторов Чернобыльской аварии. Обследованы почти две тысячи ликвидаторов 28–40 лет, которые в настоящее время по частоте и тяжести заболеваний, инвалидизации и смертности соответствуют возрастной группе 50–55 лет. Московским Институтом биофизики (А.В. Титов и др.) были представлены материалы о санитарно–гигиеническом зонировании района аварии с ядерными боеприпасами. При этом в числе основных методов дозиметрической сортировки пострадавшего населения является измерение содержания плутония в легких на установке СИЧ (счетчик индивидуальных импульсов человека). А основным медицинским мероприятием – промывание легких пострадавшего населения. Генетики обсуждали механизмы повреждения наследственности, методы дозиметрии по мутациям клетки, генетические последствия облучения, не находя объяснений получаемым результатам в рамках старых представлений о радиационных эффектах. Отмечалось также, что традиционно используемые методы регистрации генетических мутаций в 100–1000 раз менее чувствительны современных (А. Газиев). Было отмечено, что бесплодие вызывается дозовой нагрузкой в 100 сЗв или перенесенной лучевой болезнью. Было удивительно услышать от П. Ижевского (Институт Биофизики), что генетические изменения в уральской популяции из–за сильной миграции населения в Свердловскую область в последние 20 лет трудно отследить. Академик Н.П. Бочков также отметил, что до сих пор в Челябинской области не налажен мониторинг врожденных патологий. Таким образом, в Челябинске не отслеживаются последствия радиационного облучения популяции, заключил Бочков. Радиоэкологи обсуждали радиоэкологию водных систем, леса, популяций диких животных, представляли результаты оценки здоровья видов и экосистем при радиационном воздействии. Обсуждалось несоответствие официальных данных по дозовым нагрузкам и регистрируемых последствий. Вновь избранный на съезде президент Радиобиологического общества, зав. лаборатории Института Общей генетики проф. В.А. Шевченко, обсуждая интегральные критерии оценки рисков, предлагаемые Научным Комитетом ООН по действию атомной радиации (НКДАР), отметил, что эти оценки включают социальный и генетических груз, который может нести нация в случае радиационного поражения. Это включает и общее время нетрудоспособности, а также уровень интеллектуальных способностей. НКДАР также называет 25 частично генетически обусловленных заболеваний, в том числе глаукому, астму, диабет, раки и т.д., которые должны быть включены в оценку генетического риска облучения людей. Кроме того, НКДАР называет еще как экологически и социально опасные для человека радионуклиды: тритий (H–3), радиоактивный углерод (C–14), криптон–85 (Kr–85) и радиоактивный йод (I–129). Опасность связана с накоплением генетического груза в популяции людей, обусловленного не только облучением бесчисленного числа поколений, но и в результате возможных трансмутационных явлений. Коллективные дозы, учитывая десятки тысяч и миллионы лет жизни этих радионуклидов, внесут основной вклад в суммарные дозы облучения экосистем и населения Земли (И. Василенко). В выступлении академика Л. Ильина, напротив, утверждалось, что влияние радиации на целый ряд раков или заболеваний практически отсутствует. Не исключено, что подобная научная позиция ограничивает возможности определения реального ущерба от радиоактивного загрязнения окружающей среды, ограничивает социальную опеку и сокращает объемы государственной медицинской помощи населению. Съезд закончился круглым столом “Низкие уровни облучения и здоровье человека”, ярко продемонстрировавшим противоположные взгляды на эффекты воздействия малых доз радиации. Однако, было абсолютно очевидно, что уже никто не отрицает, что эффект воздействия малых доз имеет иную природу, чем эффект воздействия больших доз. Практический вывод, который должен быть немедленно учтен, тот, что для предотвращения эффектов воздействия малых доз нужны иные, чем в случае больших доз, лечебные и профилактические методы. Известный своим негативным отношением к ужесточению норм радиационной безопасности и отрицанием влияния малых доз радиации академик Л.А. Ильин отметил в заключительном выступлении на круглом столе бесперспективность использования радиопротекторов, несостоятельность методов лечения и феномен малых доз. Скромные возможности протекторов отметил также и доктор медицинских наук Ярмоненко С.П., который призвал в своем выступлении игнорировать новые более строгие нормы Международного Комитета Радиационной Защиты. В противном случае, заметил Ярмоненко, следование Рекомендациям МКРЗ подорвет экономику. Горьким было краткое из-за недостатка времени выступление доктора Л.С. Михалевич из Белоруссии. Показав последнюю карту радиоактивного загрязнения, она заметила, что нет и не может быть в Белоруссии сейчас “чистых” контрольных групп, с которыми можно делать статистические сравнения. Она сказала, что было изначальное занижение полученных доз. Что сейчас наблюдается в Белоруссии рост врожденных уродств, двукратное увеличение генетических мутаций, рост таких заболеваний как диабет, катаракта и других. Отметила беспрецедентно высокий уровень детских раков щитовидной железы. Врачи–клиницисты были дезинформированы и потому не готовы к эффективной помощи больным. Она сделала вывод, что радиобиология сможет стать объективной наукой только тогда, когда будет отлучена от обслуживания атомной индустрии и министерства обороны. Выступивший на круглом столе академик А.В. Яблоков подчеркнул, что наконец, несмотря на сопротивление представителей классической радиобиологии, под давлением парадоксальных эффектов малых доз началась смена основных представлений, то есть смена парадигмы в радиобиологии. Логика съезда, его выводы, присутствие и участие в нем представителя законодательной власти – депутата Государственной Думы Т.В. Злотниковой позволяет нам надеяться, что новая парадигма радиобиологии, опирающаяся на концепцию влияния малых доз радиации на здоровье человека, найдут свое отражение в поправках к российским законам и нормам радиационной безопасности, а также в региональных программах реабилитации здоровья населения и создаваемых сейчас программах устойчивого развития.

Зависимость возникновения точечных мутаций, разрывов хромосом и других повреждений от дозы облучения является прямо пропорциональной для относительно невысоких доз (чем выше доза, тем чаще возникают мутации). Эта концепция принята Научным комитетом ООН по действию атомной радиации (НКДАР). Но появились работы, согласно которым облучение в малых дозах может произвести более разрушительное воздействие на клетки, чем облучение в больших дозах. Закономерности возникновения мутаций лежат в основе определения генетического риска. При хроническом облучении ионизирующее излучение становится новым высокомутагенным фактором среды. В этом случае мутации возникают с повышенной частотой постоянно, часть из них уничтожается в результате отбора, остальные накапливаются в виде “генетического груза”. Со временем в популяции устанавливается равновесие между скоростью возникновения и скоростью устранения мутаций. В популяциях отмечается новый, более высокий по сравнению с естественным, уровень мутаций. В дальнейшем, в результате гибели более чувствительных организмов, радиоустойчивость популяции может несколько повышаться, то есть может происходить частичная адаптация (приспособление) к облучению. Возникновение сверхустойчивых к облучению популяций характерно для простейших, вирусов, бактерий (Елисеева, 1996). Вопрос о дозовой зависимости возникновения злокачественных новообразований чрезвычайно сложен и дискуссионен. Частота возникновения опухолей под влиянием общего облучения обусловлена, помимо дозы ионизирующего излучения, некоторыми другими факторами, например, генетическими конституционными особенностями, привычками человека, воздействием различных токсичных веществ и т.п. Тем не менее, радиационное воздействие остается наиболее существенным фактором. На основании детальных исследований, результаты которых были опубликованы Дж. Гофманом в 1990 году в США, были сделаны выводы, отрицающие существование какой бы то ни было безопасной дозы или мощности ионизирующего излучения. Вопрос – какие дозы отрицательно действуют на здоровье населения, проживающего в регионах с повышенным радиоактивным фоном, остается предметом дискуссий до настоящего времени. В противовес выводам Дж. Гофмана в сообщении на третьем съезде по радиационным исследованиям “Влияние техногенной радиации на здоровье людей” отмечается, что проживание населения в регионах с повышенным фоном приводит к отрицательному влиянию на здоровье в исключительных случаях, когда суммарная доза за один год проживания превышает дозу от природного фона более чем в 100 раз и составляет более 250 мЗв (Булдаков и др., 1997). Относительно хронического низкоинтенсивного ионизирующего излучения, которое формирует так называемые “малые дозы” считают, что они индуцируют стохастические (случайные) эффекты, и степень проявления этих эффектов не зависит от поглощенных доз. Что касается продолжительности жизни – экспериментально доказано, что радиационное сокращение продолжительности жизни имеет пороговый характер. Пороговая доза составляет 0,4 Гр при остром облучении и 5–10 сГр (0,05–0,1 Гр) в год при хроническом облучении в дозах небольшой мощности. Прямых данных о влиянии малых доз на продолжительности жизни человека нет. Есть авторы, которые, основываясь на некоторых стимулирующих эффектах ионизирующего облучения, делают предположения, что при облучении в малых дозах продолжительность жизни может даже увеличиваться (Ходосовская, 1996). I. Некоторые результаты эпидемиологических исследований в регионах с радиоактивных загрязнением В настоящее время имеются многочисленные публикации об ущербе здоровью населения от радиоактивных загрязнений за рубежом и в бывшем СССР. Познакомимся с некоторыми результатами эпидемиологических и других медицинских исследований. Эпидемиологическими называются исследования, которые изучают возникновение и распространение заболеваний среди населения. В книге “Радиация и окружающая среда”, мы говорили о загрязнении северной части нашей области в связи с деятельностью ПО “Маяк”. Загрязнение Сибири также началось с 1949 года после первых ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне. Обследование населения из района Сибирского горно–химического комбината (Томск), попавшего в различные годы под радиационное загрязнение, их детей и внуков показало, что их клетки наиболее чувствительны к мутагенному действию радиации, химических мутагенов и вирусов. Особенно большое число генетически измененных клеток наблюдалось у людей, родившихся с 1964 по 1968 год (Ильинских Н.Н. и др., 1996). Схожие результаты, как уже упоминалось, были получены ранее при обследовании жителей села Муслюмово, находящегося на загрязненной территории (Галимова, Соловьева, 1994). Анализ особенностей распространения злокачественных новообразований у населения Сибири и Дальнего Востока спустя 14 лет после испытания ядерного оружия в СССР показал, что в 18–ти регионах Сибири и Дальнего Востока прирост показателей заболеваний злокачественными новообразованиями в 1976–83 гг. составил в среднем 28– 30%. Установлен прирост раковых заболеваний на 56% в Новосибирской области в 1965–94 гг., что возможно обусловлено воздействием продуктов ядерных взрывов на Семипалатинском, Новоземельском полигонах или в Китае. Исследованиями показано, что в условиях чрезвычайного разнообразия географических, климатических, социально–гигиенических, национальных, медицинских особенностей регионов Сибири и Дальнего Востока отмечаются общие закономерности распространения злокачественных новообразований различных локализаций среди населения в 1976–83 гг. (Суслин, 1996). Сейчас известно, что в ходе общевойсковых учений в сентябре 1954 г. на Тоцком полигоне Оренбургской области был произведен воздушный ядерный взрыв на высоте 350 м мощностью 40 килотонн. В результате взрыва сформировались 2 основные зоны загрязнения: эпицентр с радиусом 20 км и ближайший след в северо–восточном направлении, протяженностью 210 км. В эти зоны попали 57 сельских населенных пунктов с 39 тысячами жителей. До 1991 г. радиоэкологическая обстановка здесь не изучалась, и оценка состояния здоровья людей не проводилась. По архивным данным, мощность дозы гамма–излучения в районе эпицентра взрыва через 30 минут составляла 140 Р/ч. Изучение почв в 1994 г. в зонах влияния взрыва показало, что содержание изотопов плутония в них превышает в 5–20 раз фоновое, содержание цезия и стронция – в 1,5 раза. Анализ заболеваемости и основных демографических данных показал, что по сравнению с 1950 г. резко возросла заболеваемость (в отдельных районах в 1,8 раз), снизилась рождаемость в 2,6 раза, общая смертность возросла в 1,8 раз. В настоящее время уровень смертности населения в зоне загрязнения Тоцким ядерным взрывом от новообразований выше, чем у сельского населения Оренбургской области. Высока заболеваемость детей. Отмечается рост заболеваний – индикаторов радиационного поражения (заболеваний крови, кроветворных органов, эндокринной системы, щитовидной железы). У жителей из эпицентральной зоны Тоцкого взрыва достоверно установлено увеличение общего количества клеток с хромосомными аберрациями (перестройками). Наличие хромосомных аберраций у детей свидетельствует о том, что происходит постоянное радиационное воздействие на их организмы. Был сделан вывод, что при прочих равных социально–экономических и экологических – нерадиационной природы – условиях в исследованном регионе Оренбургской области имеет место воздействие радиационного фактора (Боев и др., 1996). Ядерные испытания проводились также на Новоземельском полигоне. Каковы же последствия этих испытаний для Республики Коми? Сбор и анализ медико-статистической информации о рождаемости, заболеваемости, смертности различных групп населения проводились в двух северных районах Республики Коми, прилегающих к Новоземельскому полигону – Ижемский район (с преобладанием оленеводства) и г. Воркута. Установлено: постоянный рост заболеваемости органов дыхания; - резкий подъем заболеваемости нервной системы и психических заболеваний; - возрастание онкологических заболеваний; - увеличение показателя общей смертности; - рост онкологической смертности; - увеличение риска случаев рака в группе 15–19 лет, которые до 1970 г. не регистрировались; - увеличение смертности от лейкоза. (Таскаев, Зайнуллин. 1996) Продолжают накапливаться данные по заболеваемости жителей районов, загрязненных от Чернобыльской АЭС. Так, при обследовании 2000 человек (взрослые жители г. Новозыбково Брянской области, отнесенного после аварии на ЧАЭС к группе жесткого контроля) и группы сравнения из Московской области установлено, что болезни щитовидной железы следует рассматривать как основной выраженный к настоящему времени медицинский феномен Чернобыльской аварии не только у детей, но и у взрослых жителей загрязненных территорий (Мещерякова и др., 1997). Ниже приводятся данные о состоянии здоровья населения северных районов Челябинской области, пострадавшего от радиационного воздействия. К 1989 году резко возросла смертность населения от злокачественных новообразований в Аргаяшском, Кунашакском и Красноармейском районах по сравнению со среднеобластным показателем. Заболеваемость злокачественными новообразованиями этих территорий имеет те же тенденции к росту, что и в целом по области, но если в 1981–1991 гг. прирост заболеваемости по области составил 20%, то в Кунашакском районе она выросла более чем в 2 раза, в Аргаяшском – в 1,7 раза, в Красноармейском – в 1,3 раза. Особенно велики превышения среднеобластного уровня по отдельным видам заболеваний: раку желудка, раку пищевода. Удельный вес детей среди заболевших злокачественными новообразованиями в области составляет 0,8%, а в Кунашакском районе – 3,6%, в 2–3 раза он выше в Аргаяшском и Красноармейском районах. На пострадавших территориях отмечается более высокий уровень заболеваемости взрослого и детского населения по сравнению с районами области, не имеющими такого загрязнения. Некоторые показатели здоровья различных групп населения для обследованных районов и населенных пунктов приведены в таблицах 1 и 2. Таблица 1. Показатели заболеваемости (средние за 1988– 1994 гг.) населения гг. Касли и Кыштым в сравнении с г. Чебаркуль (на 1000 человек)

(more…)

Иммунитетом называют способность организма распознавать вторгшийся или образовавшийся в его тканях чужеродный материал (бактерии, вирусы, грибки, простейшие – антигены; собственные клетки и ткани – аутоантигены или иммуногены) и мобилизовать клетки и образуемые ими вещества на быстрое и эффективное удаление этого материала. Иммунитет подразделяют на неспецифический, передающийся по наследству и направленный против различных антигенов, и специфический, приобретенный в течение жизни в результате встречи с конкретным антигеном и направленный только против этого антигена. Иммунодефициты – это количественные или функциональные дефекты иммунной системы. Иммунодефициты бывают первичные и вторичные. Первичные чаще всего обусловлены генетическими нарушениями. Вторичные иммунодефициты возникают при воздействии неблагоприятных факторов внешней среды, нарушении питания, старении. Выделяют целый ряд групп вторичных иммунодефицитов. Радиационный иммунодефицит обусловлен воздействием ионизирующего излучения и относится к группе вторичных. Формирование вторичных иммунодефицитов связано с высокой радиочувствительностью иммуноцитов. Под названием иммуноциты объединяются лимфоциты и моноциты – макрофаги, принадлежащие к основным клетках иммунной системы. В связи с катастрофой на Чернобыльской АЭС большое внимание уделяется изучению влияния хронического облучения в малых дозах (0,001– 0,2 Зиверт) на иммунную систему людей – участников ликвидации аварии и жителей загрязненных радионуклидами в результате аварий регионов. У этих групп людей выявлены многочисленные лабораторные проявления иммунодефицитов (снижение числа зрелых Т–лимфоцитов периферической крови, снижение нормального уровня синтеза иммуноглобулинов и именно той части, которая защищает слизистые оболочки дыхательного и желудочно–кишечного трактов от болезнетворных микробов, повысилось содержание в крови других иммуноглобулинов, одни из которых являются фактором развития аллергических реакций и т.д.). Кроме лабораторных проявлений иммунодефицитов у жителей загрязненных районов наблюдается повышение иммунозависимых заболеваний. Возросло число и стало более тяжелым течение вирусных инфекций дыхательных путей, туберкулеза бронхов и легких, нагноительных заболеваний кожи и слизистых оболочек. Увеличилась активность лимфотропных вирусов, и выросло количество вызываемых ими заболеваний. Многократно увеличилось число аллергических заболеваний. У людей, хронически страдающих аутоиммунными болезнями, участились случаи обострений. Постоянно растет число взрослых и детей с астеническим синдромом – жалобами на быструю утомляемость, нарушение работоспособности и т.д. Все это свидетельствует о развитии иммунодефицитных и других видов иммунопатологий. Причинами этого называют: Нарушение при воздействии малых доз излучения функционирования одного из центральных органов иммуногенеза – тимуса (вилочковая железа). • При длительном воздействии радиационного излучения в малых дозах наблюдается самопроизвольная реактивность клеток иммунной системы. Они находятся в состоянии длительного перераздражения, что вызывает срыв направленного иммунного ответа на антиген и проявляется в виде дефектов иммунитета. • “Эффект Чернобыля” совпадает с развитием хронического нервно–психического стресса и снижением жизненного уровня людей, что также способствует формированию дефектов иммунной системы (Борткевич, 1996). Результаты целого ряда исследований радиационно–индуцированных изменений иммунной системы были представлены на третьем съезде по радиационным исследованиям в Москве 14–17 октября 1997 г. Ниже приведены некоторые из них. Клинико–иммунологическому и аллергологическому обследованию были подвергнуты работники комбината, одним из видов деятельности которого является уничтожение ядерных боеголовок, и жители того же города, не работающие на комбинате. При анализе проявления иммунной недостаточности выявлена высокая частота аллергических заболеваний и проявлений инфекционно–аллергического синдрома при относительно невысокой частоте инфекционного синдрома в обеих группах по сравнению с другими обследованными регионами (Орадовская и др., 1997). Исследованиями населения Челябинской области, подвергнутого хроническому комбинированному (внешнему и внутреннему) воздействию, показано, что иммунно–патологические состояния, обусловленные недостаточностью иммунной системы, среди облученных, у которых развился рак, встречались достоверно чаще, чем среди лиц без опухолей. Так было получено подтверждение значительной роли пострадиационного снижения противоопухолевого иммунитета в развитии канцерогенных эффектов облучения (Аклеев и др., 1997). По оценке показателей иммунитета трех групп детей, проживающих в контролируемых территориях (первая группа – с загрязнением по цезию– 137 от 1 до 15 Ku/км2; вторая группа – от 15 до 40 Ku/км2 и третья группа – свыше 40 Ku/км2) было сделано заключение, что нарушения в системе иммунитета под воздействием радиации затрагивали у детей все его звенья (Балаева и др., 1997).

(more…)

Происходящие в половых клетках мутации могут оказывать губительное действие непосредственно на потомство. Так, мутации, происходящие на любой стадии развития яйцеклетки, сперматозоидов или в оплодотворенной яйцеклетке, с большой вероятностью ведут к гибели потомства или появлению потомства с серьезными аномалиями. Мерой генетического действия ионизирующего излучения является доза, удваивающая частоту мутаций по сравнению с их количеством при воздействии естественного радиоактивного фона. Ее значение определяют лишь очень приблизительно: 0,1–1 Грей. Хроническое облучение в дозе 1 Грей за поколение (для человека – 30 лет) ведет к появлению около 2000 серьезных случаев генетических заболеваний на каждый миллион живых новорожденных из детей лиц, подвергшихся облучению. Облучение на стадии эмбриогенеза вызывает изменения, способные привести к развитию патологии в отдаленные сроки. Согласно статистическим данным, частота возникновения лейкоза (белокровия) у детей, родившихся от облученных в период беременности матерей, примерно вдвое превышает норму. Аномалии развития наблюдаются у новорожденных, родители которых проживают в регионах, загрязненных радионуклидами после аварии на Чернобыльской АЭС. В этих регионах возросло количество детей с уменьшенной массой тела, признаками нервно–психической неустойчивости. Получены данные об отставании созревания и функциональной незрелости плода у беременных женщин, проживающих на загрязненной территории (Сечко, 1996; Буланова, 1996). Установлен феномен отягощения радиационных нарушений у потомства обоих облученных родителей по сравнению с облучением только одного из них (Нефедов, Нефедова, 1997; Арабская и др., 1997). Появились данные о наличии изменений в функционировании иммунной системы у антенально облученных потомков первого поколения профессиональных работников предприятия атомной промышленности ПО “Маяк” (Вологодская и др., 1997).

(more…)