Дозиметры, радиометры, радиация

Стойкие радиационные изменения, уменьшающие резервные возможности организма, могут привести в конечном итоге к сокращению продолжительности жизни облученного организма. Изменение продолжительности жизни неодинаково при разных способах облучения. Хроническое облучение сопровождается снижением продолжительности, но при низкой мощности дозы этого эффекта не отмечается.

(more…)

Под отдаленными последствиями облучения понимают различные патологические изменения организма, возникающие через определенное время после облучения (у человека – через 10–20 лет и более). Отдаленные последствия облучения выражаются в возникновении в различных тканях организма фиброзов (опухолей) вследствие повреждения кровеносных сосудов и дегенерации клеток и тканей. К отдаленным последствиям облучения относят, как уже упоминалось, развитие катаракты (помутнение) хрусталика глаза, поражение почек, нарушение равновесия функции эндокринных желез, ослабление иммунитета. Например, изучение структуры и частоты онкологических заболеваний щитовидной железы в зоне радиационного загрязнения Челябинской области дало основание предположить, что риск развития рака щитовидной железы, индуцированного радиоактивным йодом, наиболее высокий у лиц, подвергшихся облучению в раннем детском возрасте (Яйцев, Привалов, 1998). Отдаленные последствия облучения часто отождествляют с изменениями, которые происходят при естественном старении организма, так как они проявляются сходным образом. Это возникновение злокачественных опухолей, катаракт, склероза сосудов, ослабление эластичных свойств кожи. Так как в результате облучения продолжительность жизни сокращается, а указанные изменения наступают в более раннем возрасте, говорят об ускоренном радиационном старении организма. Но по экспериментальным данным, сокращение продолжительности жизни в результате облучения и естественное старение не идентичны. В основе отдаленных последствий облучения на клеточном уровне лежат три типа нарушений, возникающих в результате непосредственного действия ионизирующего излучения (первичное нарушение). Первый – гибель клеток, которая влечет невосполнимую утрату некоторой части или всех элементов какой–либо клеточной разновидности. Второй тип – длительное сохранение ненаследственных изменений в поврежденных клетках. Ненаследственные изменения в тканях, где слабо выражена смена клеточного состава (нервная, мышечная и др.), могут приобретать значение длительно действующего фактора. Третий тип первичных изменений – мутации. Эти нарушения более значимы для тканей с быстро обновляющимся клеточным составом, так как, возникнув на уровне материнских (стволовых) клеток, они могут воспроизводиться неопределенно долго. В зависимости от характера клеточной популяции отдаленные последствия могут быть различными. В тканях с медленно обновляющимся клеточным составом необратимые последствия, проявляющиеся и в отдаленные сроки после облучения, выражены значительно полнее, чем в тканях с высоким темпом клеточного обновления. Часто первичные нарушения становятся причиной развития вторичных изменений, непосредственно не связанных с воздействием облучения. Чаще всего вторичные изменения носят компенсаторный характер (возмещение функций происходит за счет жизнеспособных элементов поврежденных тканей и органов). К ним относятся, прежде всего, гиперплазия – увеличение числа клеток вследствие их избыточного новообразования (Ходосовская, 1996).

(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…)

Гонады (половые железы) обладают высокой чувствительностью к воздействию ионизирующего излучения, и их повреждение является существенной компонентой возникающего у человека радиационного синдрома. Поэтому половые железы наряду с костным мозгом отнесены к первой – наиболее чувствительной группе критических органов. Облучение мужской половой системы. За репродуктивную функцию у особей мужского пола отвечают семенники, обладающие высокой чувствительностью к облучению. Наиболее радиочувствительными клетками являются сперматогонии, а наиболее устойчивыми – сперматозоиды. После облучения в умеренных дозах способность мужчин к воспроизведению потомства снижается не сразу, так как сперматозоиды остаются сравнительно подвижными. Если повреждены все сперматогонии, то вскоре наступает полная стерильность. Облучение в дозе 0,1 Гр приводит к снижению количества сперматозоидов в течение года. Облучение в дозе 2,5 Гр вызывает стерильность на 2–3 года, а после облучения в дозе 4–6 Гр наступает полная стерильность. Реакция семенников на фракционное (дробное) облучение в дозах низкой мощности отличается от реагирования на подобное воздействие большинства других тканей, в которых оно вызывает так называемый щадящий эффект. В случае фракционного облучения семенников щадящий эффект не наблюдается, напротив оно может оказывать более сильное воздействие, чем однократное облучение. Для них суммарная доза, полученная в несколько приемов, более опасна, чем та же доза, полученная за один прием. Таким образом, облучение семенников приводит к временной стерильности, которая при больших дозах может стать необратимой, причем дробное, а также хроническое облучение, делает ткани семенников более чувствительными к радиации. Облучение женской половой системы. Яичники взрослых женщин содержат группу незаменяемых первичных и вторичных ооцитов (яйцеклеток), находящихся на разных стадиях развития. Критической компонентой в репродуктивной системе особей женского пола является половая клетка. Излучение, убивая ооциты, может вызвать стойкое бесплодие. Однократные дозы в 1–2 Гр на оба яичника вызывают временное бесплодие и прекращение менструации на 1–3 года. Дозы около 4 Гр вызывают стойкое бесплодие. Лучевое повреждение яичников необратимо снижает не только число ооцитов, но и женских половых гормонов – эстрогенов и прогестеронов, поскольку для их циклической секреции необходим нормальный овогенез.

(more…)

В зависимости от характера генетических изменений различают точечные мутации, геномные мутации и хромосомные аберрации (перестройки). Точечные мутации относятся к определенному генному участку и представляют собой результат изменения последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Хромосомные аберрации или перестройки являются более крупными изменениями структуры хромосом (разрывы или утрата хромосомы какого– либо участка и др.). Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом в клетке. Хромосомные аберрации и геномные мутации вызывают, как, правило, значительное отклонение от нормы у их носителей. Например, врожденное заболевание – синдром Дауна развивается в случае трех двадцать первых хромосомы вместо двух в норме. Процессы, приводящие к образованию мутаций в результате облучения, сложны и окончательно не выяснены (Елисеева, 1996). Известны два типа генетической наследственности. При одном типе генетической мутации измененные черты видимы сразу. Это доминантная мутация. В другом типе (рецессивном) мутация может оставаться незамеченной долгое время и проявиться через несколько поколений при соединении с партнером с отдаленными мутациями. Когда наступает критический уровень распределения с возможно высокой комбинацией поврежденных партнеров, вред, нанесенный популяции, проявляется как генетическая катастрофа. Рецессивные мутации могут влиять на будущие поколения через сотни и тысячи лет. Однако многие считают, что роль рецессивных мутаций в изменении генетической базы людей остается проблематичной и не поддается количественной оценке. Кроме радиации мутации могут вызываться также некоторыми химическими веществами и медикаментами. Были известны всегда природные мутации. Их называют спонтанными (случайными) мутациями. К числу их относят и мутации под воздействием радиационного фона. На сегодня не имеется определенной оценки зависимости между фоновой радиацией и спонтанными мутациями. Позиции ученых очень различаются по этому вопросу. Есть такие данные: a) к действию естественного фона может быть отнесено от 1 до 6% спонтанных мутаций; b) от 40 до 50% онкологических заболеваний являются результатом действия естественного радиационного фона; c) нарушения развития человеческой популяции встречаются чаще в тех районах, где уровень радиационного фона выше среднего (Р. Грейб, 1994). Генные мутации вызывают чрезвычайно разнообразные изменения признаков. Например, известны мутации в отдельных генах человека, приводящие к наследственным заболеваниям; мутации, затрагивающие различные органы и биохимические процессы в организме. Мутации в соматических клетках (не половых) могут приводить к гибели клеток, а также считаются одной из причин возникновения онкологических заболеваний у облученных людей. Мутации в клетках развивающегося эмбриона приводят к различным ненаследуемым порокам развития. Реже возникают мутации, улучшающие те или иные свойства (Елисеева, 1996). Способность ионизирующего излучения вызывать мутации используется при определении полученной дозы биологическими методами (в биодозометрии). В основе наиболее распространенного метода лежит анализ хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови человека. По количеству аберраций величину полученной дозы можно установить спустя много лет после облучения. В 1994 году Галимовой Г.Я. – врачом больницы села Муслюмово и Соловьевой Н.А. – заведующей сектором медицинской генетики Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН была произведена оценка генетического и клинического статуса населения села Муслюмово, расположенного на “радиоактивной” реке Теча. Одним из использованных молекулярно–биологических методов являлся хромосомный анализ. Он позволил выявить маркеры радиационного повреждения – кольцевые и полицентрические хромосомы. Оказалось, что указанные хромосомные нарушения характерны для 28% обследованного населения (в норме у населения они не обнаруживаются). У детей мутации, унаследованные от родителей, выявляются в 3,5 раза чаще, чем в контрольной группе (Галимова, Соловьева, 1994). А вот что показали данные биологической дозиметрии 1986–88 гг., основанные на анализе нестабильных аберраций в лимфоцитах периферической крови отселенных (62 чел.) и неотселенных (200 чел.) детей Брагинского и Хойникского районов Гомельской области. Около половины обследованных имели поглощенные дозы в интервале 30–50 сГр (0,3–0,5 Гр). Зарегистрированные генетические эффекты в лимфоцитах периферической крови у обследованных детей свидетельствовали о протекании интенсивных микроэволюционных процессов в популяциях клеток лимфоидного ряда (Михалевич и др.,1997).

(more…)

Говоря об опасности радиационных воздействий, различают действие больших и средних доз радиации от действия малых доз. Последствия сильных однократных облучений изучены достаточно хорошо, начиная с печального опыта первых атомных бомбардировок американцами японских городов Хиросимы и Нагасаки. Тогда в дополнение к ожогам и ранениям пострадавшие люди имели различные симптомы острого лучевого поражения. Эти симптомы проявились через несколько часов или дней после поражения и могли быть отнесены к другим заболеваниям. Это были головные боли, головокружения, рвота, лихорадка, поносы, апатия. Часто жертвы умирали через несколько дней. Через несколько недель люди, не получившие ранений, также становились больными с теми же симптомами заболеваний. И те, кто пережил бомбардировку, оставались больными на всю оставшуюся жизнь. Позднее к этому опыту добавился опыт аварий на ядерных установках. Из них наиболее известная авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году. Неосведомленность об истинной радиационной обстановке в первые часы привела к переоблучению персонала станции и особенно участников ликвидации пожара, работавших до появления признаков лучевого заболевания: тошноты, рвоты, лучевых ожогов кожи и др. В результате были установлены последствия однократного общего облучения (Абрамова, Абрамов, 1994; Р. Грейб, 1994). При дозе 0–25 бэр действие не может быть выявлено. При 25–60 (или 50–100) бэр – незначительное недомогание. При 100–200 бэр – легкая степень лучевой болезни. При 200–400 бэр – средняя степень лучевой болезни. При 400–600 бэр – тяжелая степень лучевой болезни. Бэр – единица эквивалентной дозы, равная 0,01 грея (смотри “Радиация и окружающая среда”, часть 2 – Дозы и единицы их измерения).

(more…)