|
|
 |
|
 |
|
Понятие малые и сверхмалые дозы радиации
Категория: Новости |
Новость от: admin |
27-10-2014
Профессор С.Баджинян
E-mail: sbajinyan@rambler.ru
Малые дозы радиации. Существует пороговая доза облучения, равная 100 бэр. При одномоментном облучении всего тела человека этой дозы достаточно для развития картины острой лучевой болезни (ОЛБ). Дозы общего облучения до 100 бэр называют малыми дозами. Диапазон малых доз очень широк — от десятых долей бэра до 100 бэр. Как правило, по отношению к детям этот термин применяют при дозовой нагрузке, не превышающей 50 бэр, и в основном имеют в виду величины, незначительно превосходящие предельно допустимые дозы (ПДД): 5 бэр в год при хроническом облучении и 25 бэр при одномоментном облучении. Воздействию облучения в указанных дозах в нормальных условиях подвергаются работники атомных станций, рентгенологи и радиологи, лица, связанные с ядерным производством, а после 1986 г. — более 5 млн человек (в том числе более 2 млн детей), проживающих на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Кроме этого, в число облученных в данном диапазоне доз входят люди, проживающие вблизи ядерных захоронений, полигонов, а также на территориях, радиоактивно пораженных в результате других аварий.
Цель этой публикации показать сам факт реакции человека на различные воздействия малых доз (мощностей): радиацию, электромагнитные поля СВЧ и КВЧ диапазонов, ультразвук и экраны дисплеев, имеющие широкий спектр излучений. Все эти факторы широко представлены в нашей повседневной жизни. Это телевизоры, компьютеры, печи СВЧ, сотовые телефоны, различные ультразвуковые устройства и т.д. , а также проживание вблизи линий высоковольтной передачи, теле - и ретрансляционных башен, объектов использующих радиационные материалы.
Об опасностях, которые таят в себе большие дозы радиации, мощные электромагнитные поля для человека, известно уже давно. Разработаны нормативы (предельно допустимые нормы концентрации (ПДК)) дающие интервал, безопасных для человека, значений различных физических факторов. Но развитие атомной энергетики, проблемы захоронения радиоактивных отходов и особенно Чернобыльская катастрофа, вызвала интерес к различным аспектам проблемы действия физических и химических факторов окружающей среды малой интенсивности.
В последние годы наша и зарубежная наука уделяет все большее внимание изучению действия малых доз различных физических факторов на человека. В отечественных и зарубежных журналах появились научные публикаци о влиянии малых и сверхмалых доз радиации на человека. В основном в этих работах приводится статистические данные о возрастании онкологических заболеваний среди групп людей, профессионально связанных с радиационным фактором .
Интенсивные испытания ядерного оружия в середине XX столетия, использования атомной энергии, ионизирующего излучения в народном хозяйстве привело к увеличению радиационного фона на планете. Эти процессы привели к изменению акцентов в радиобиологических исследованиях. Стали больше уделять внимания исследованиям действия радиации в относительно малых дозах, которые пролонгированы во времени.
Какие дозы облучения считают малыми? Среди ученых в этом вопросе нет единодушия, но большинство считает, что диапазон малых доз находится выше природного фона и превышает его в десять раз. Верхняя граница диапазона малых доз является менее определенной, поскольку существует большая разница между разными организмами в радиочувствительности. Мерилом верхнего предела малых доз считают ту дозу радиации, при которой гибнет 50% особей данного вида на протяжении 30-60 дней (ЛД50\30) или 100% за это же время (ЛД100/30). Диапазон малых доз ограничивается «сверху» величиной, которая на 2 порядка (в сто раз) меньше чем ЛД50\30 для определенного вида живых созданий (организмов). В случае когда малые дозы относят к человеку, то речь идет о дозах 4-5 рад (0,04 – 0,05 Гр) в условиях разового облучения.
Биологические эффекты облучения зависят от величины полученной дозы – с увеличением дозы облучения увеличивается выразительность эффекта. Например, с увеличением дозы облучения увеличивается длительность задержки деления клетки.
Более того, при малых дозах облучения, уровни которых граничат с природным фоном, учеными регистрируется стимулирующее действие радиации. Такое действие проявляется в увеличении частоты клеточных делений, ускоренное прорастание и улучшение схожести семян, и даже в увеличении урожайности сельскохозяйственных культур. выделяют диапазон доз, которые вызывают стимуляцию жизнедеятельности (1-10-25 рад). Этот эффект ученые называют гормезисом. Необходимо обратить внимание, что для вероятностных (стохастических) эффектов, то есть мутаций, явление гормезиса не доказано.
При таких условиях применение теории безпорогового действия радиации существенно ограничивается и является оправданным только для стохастических эффектов.
С другой стороны многими учеными было доказано, что в действии радиации существует порог даже для стохастических эффектов. К ним относится, например, увеличение случаев лейкоза и рака (который возникает вследствие повреждения хромосом). В диапазоне значительных доз облучения (от 20 до 30 рад) четко регистрируется линейная зависимость частоты отдаленных последствий от дозы облучения. С уменьшением доз все труднее установить такую зависимость, а если учесть, что существует природный уровень раков и лейкозов (их возникновение не связано с радиацией и облучением), то установить зависимость доза-эффект является крайне затруднительно. При таких условиях определить эффекты малых доз радиации, тоесть установить достоверность научного эксперимента, необходимо в тысячи раз увеличить количество экспериментальных животных. При этом необходимо, что бы животные (например, мыши) были однородной популяцией, чего достичь крайне трудно. Кроме этого, для такого количества животных очень трудно создать однородные (единообразные) условия окружающей среды. Учитывая сказанное можно сделать вывод, что экспериментальная проверка без пороговой, или пороговой концепции действия радиации на организм, является заданием крайне сложным, и на сегодня этот вопрос не решен.
Относительно пороговой концепции действия радиации необходимо добавить, что данная концепция имеет существенное теоретическое и экспериментальное подтверждение. Основное содержание заключается в том, что в клетке существуют целые системы, которые отвечают за восстановление повреждений генетического аппарата. Эти системы восстановления ДНК (хромосом) называются системами репарации (восстановления). Указанные системы являются чрезвычайно эффективными и имеют мощнейший запас функциональной устойчивости к нагрузкам, которые вызваны восстановлением поврежденной ДНК. Исходя из знаний о системах репарации в клетке и делают вывод, что при малых дозах радиации (когда наблюдаются относительно небольшие повреждения генетического аппарата) системы репарации (восстановления) успевают полностью ликвидировать повреждения генов. Только при увеличении дозы (мощности облучения) выше определенного уровня, системы восстановления генетического аппарата просто не успевают (не справляются) восстанавливать поврежденную ДНК. Последствия облучения (эффекты) регистрируются по увеличение генетических повреждений
Имеется наличие двух противоположных концепций действия малых доз радиации?
По мнению некоторых ученых существует объяснение, которое поясняет целесообразность и содержательность двух концепций. Необходимо обратить внимание на факт о том, что несмотря на наличие мощных систем восстановления ДНК, они не могут полностью ликвидировать повреждения генетического аппарата (как радиационной, так и нерадиационной природы). Системы восстановления генетического аппарата клетки сформировались вместе с возникновением жизни на Земле. Вместе с живыми организмами эволюционировали и системы восстановления (защиты) генетического аппарата клетки, организма от мутагенного влияния окружающей среды (в том числи и радиационного фона).
С другой стороны, полное восстановление измененной генетической информации – не в интересах биологического вида. Поскольку условия жизни на Земле постепенно и постоянно изменяются. В условиях изменений условий жизни (окружающей среды) для биологического вида является жизненно важной потребностью иметь возможность приспосабливаться к изменениям. В условиях когда вид на 100% защищает свою наследственность он теряет возможность приспосабливаться и как следствие, в изменившихся условиях жизни, его ждет гибель. В такой ситуации становится очевидным, что для биологического вида является крайне важным сохранение определенного количества мутантных особей, которые в изменившихся условиях жизни были бы более приспособленными для существования вследствие лучшего приспособления. Благодаря этим особям, в уже измененных условиях окружающей среды, вид может успешно размножаться и, в конечном итоге, сохранить вид (предотвратить вымирание).
Исходя из таких предположений можно заключить, что несмотря на наличие мощнейших систем восстановления (защиты) генетического аппарата клетки, в условиях природного радиационного (в широком значении – мутагенного) фона возникают мутантные особи среди популяций всех видов живых существ. Мутационный процесс происходит непрерывно. Таким образом мутантные организмы являются «сырьем», благодаря которому осуществляет природный отбор и сохраняются организмы (виды) наиболее приспособленные для условий окружающей среды.
Получается, что системы репарации ликвидируют не все, а только часть повреждений ДНК. Какое то количество повреждений не восстанавливается и является началом мутаций, которые возникают с частотой, которая наиболее выгодная для популяции отдельного вида. Таким образом даже природный радиационный фон, который сосуществует с жизнью на Земле миллиарды лет играет роль «поставщика» мутаций. Порог, таким образом, отсутствует или находится ниже фона. Эта мутагенная роль радиации и в над фоновой области малых доз облучения. Репаративные системы ликвидируют основную массу мутаций, за исключение биологически необходимых. По этому в пределах малых доз облучения отсутствует линейная (прямая) зависимость в соотношении «доза-эффект», а наблюдается волнообразная зависимость или кривая выходит на плато. Следуя такому объяснению можно заключить, что в пределах малых доз радиации возможны эффекты стимулирования физиологических функций клеток или целого организма (гормезис), а также мутагенные эффекты, которые являются сопоставимы с действием природного мутагенного фона Негативное влияние малых доз, если справедливы опасения многих исследователей, не согласных с успокоительными утверждениями ученых (как правило, связанных с атомной индустрией), грозят не миллионам, а десяткам (и сотням) миллионов людей, ставит под угрозу само существование человечества. Перевешивает ли эта угроза и уже проявляющееся воздействие малых доз радиации положительные эффекты, получаемые обществом от развития атомной индустрии? Ответ на этот вопрос дает нормирование радиационного воздействия. Нормы радиационной безопасности - это те границы, которые общество ставит перед атомной индустрией, исходя из имеющихся знаний..Для населения пределы приемлемо опасной дозы (напомню, что абсолютно безопасной дозы нет) были впервые установлены лишь в 1952 г. Они составляли тогда 15 мЗв/год. Уже в 1959 г. пришлось уменьшить эту дозу до 5 мЗв/год, а в 1990 г. - до 1 мЗв/год. Сейчас все больше специалистов настаивают на дальнейшем уменьшении этой дозы - до 0.25 мЗв/год. В некоторых штатах США уже установлена максимальная допустимая годовая доза искусственного облучения для населения 0.1 мЗв/год.
Мы еще далеки от познания многих существенных особенностей действия радиации, свидетельствует, например, тот факт, что лишь сравнительно недавно стало ясно, что доза радиации, поглощенная организмом в течение длительного периода времени, может привести к существенно более сильному поражению, чем такая же доза, полученная сразу или за более короткий период (так называемый эффект Петко). В то же время в отношении ряда раковых заболеваний установлено, что отмеченная выше закономерность не всегда действует: фракционное, растянутое во времени, облучение иногда дает меньший канцерогенный эффект, чем разовое. Это связано, по-видимому, с репарационными (восстановительными) свойствами живого организма, в котором при размножении клеток всегда существует некий механизм исправления (репарации) возможных генетических ошибок, могущих нарушить последующее развитие организма. Восстановительные процессы имеют предел, но какие то мелкие повреждения они могут «залечивать».В то же время известно, что при уменьшении дозы облучения риск заболеть раком не просто уменьшается в той же пропорции — просто латентный период перед проявлением заболевания становится большим.Несомненно, в области выяснения влияния малых доз нас ждут новые открытия. Одно из направлений таких открытий становится ясным сейчас: эффекты взаимодействия радиации с другими факторами риска, порознь не так опасными. Оказалось, например, что малые количества пестицидов могут усиливать действие радиации. То же самое происходит при действии радиации в присутствии небольших количеств ртути. Недостаток селена в организме усиливает тяжесть радиационного поражения. Известно, что у курильщиков, подвергающихся облучению в 15 мЗв/год, риск заболеть раком легких возрастает более чем в 16 раз по сравнению с некурящими. Известно также, что на фоне небольшого по величине хронического облучения разовое кратковременное дополнительное облучение дает эффект, много более значимый, чем при простом суммировании этих доз.Другое быстро развивающееся направление изучения влияния малых доз облучения — работы школы профессора Е.Б.Бурлаковой, убедительно доказавшие на многих объектах резкое нарушение монотонной зависимости «доза — эффект»: в зоне сверхмалых доз облучения происходит до конца непонятное по механизмам, но устойчиво повторяющееся резкое возрастание чувствительности организмов облучению. Оказывается, при облучении до 0.1 Зв (10 бэр) число смертельных лейкозов оказывается столь же значительным, как при облучении многократно большем.Оказалось также, что повреждения хромосом и злокачественная трансформация клеток при малых дозах примерно на порядок выше, чем можно было бы ожидать при экстраполяции влияния от высоких доз. Возможно, эффект такого взаимодействия радиации с другими факторами риска основан на сенсибилизации (повышении чувствительности) организма, испытавшего воздействие малых доз облучения к химическим мутагенам и канцерогенам.Среди других поставленных современной наукой вопросов о негативном воздействии малых доз радиации на живой организм, которые, по всей вероятности, расширят в ближайшем будущем наши представления об опасности облучения человеческого организма, надо, по крайней мере, перечислить следующие:• влияние так называемых малых мутаций, не учитываемых пока в должной мере при исследовании генетических эффектов радиации (таких мутаций может быть многократно больше, чем изучаемых в экспериментах на животных и учитываемых при ярко выраженных наследственных заболеваниях человека Для оценки полученного облучения используется поглощенная доза, измеряемая в Международной системе единиц (СИ) в грэях (Гр) и в несистемных единицах в радах (100 рад = 1 Гр), которая представляет собой количество энергии ионизирующего излучения, поглощенной единицей массы вещества (тела человека). Для оценки биологической эффективности различных видов облучения существует эквивалентная доза, равная поглощенной дозе, умноженной на коэффициент, учитывающий неодинаковую радиационную опасность для организма различных видов ионизирующего излучения. Эту дозу измеряют в Международной системе единиц (СИ) в зивертах (Зв) и в несистемных единицах в бэрах (бэр — биологический эквивалент рентгена); 1 Зв = 100 бэр. Для гамма- и бета-излучения, являющихся основными при ядерных катастрофах, поглощенная доза равна эквивалентной. Редко применяемую в настоящее время единицу рентген условно можно принять как характеристику эквивалентной дозы и считать, что 1 бэр = 1 рентгену. Активность излучения (число распадов в секунду в радиоактивном источнике) измеряется в беккерелях (Бк) — в Международной системе единиц (СИ) и кюри (Ки) — внесистемная единица. По данным единичных измерений активности на счетчике излучения человека (СИЧ) судить о полу ченной дозе невозможно без применения специальных дозиметрических программ, так как эта цифра отражает только количественное содержание радиоактивного изотопа в организме человека на момент измерения. По данным о плотности загрязнения местности также лишь приблизительно можно судить о полученной дозе. Радиобиологи обладают весьма солидным багажом знаний о действии на биомакромолекулы, клетки, организмы высоких доз ионизирующего излучения, но не имеют ни достаточных данных, ни теоретических представлений о влиянии на окружающий нас мир живой природы техногенного повышения радиационного фона, например, в 2-4 раза.
Зав.лабораторией - Научных проблем радиобиологии, Научного центра
Радиационной медицины и ожогов Минздрава Р.А.
Профессор Баджинян С.А.
|
|
 |
|
 |
|
|
|
|
|
Проекты АТА
|
|
 |
|
 |
|
Центр Здоровья и Долголетия
Путеводитель по Армении
Негорючая электропроводка.
Эластичные чулки из быстро высыхающей гели с лечебными свойствами.
Создание на основе природных компонентов эффективного антикаогулянта, дешевого и без побочных явлений.
Инновационные проекты в области возобнавляемой энергетике.
Сигареты с лечебными свойствами.
|
|
|
|
|
|
