Вплив радіації на організм людини

Діти більш чутливі до опромінення, ніж дорослі, а при опроміненні  плоду ризик захворювання на рак, мабуть, ще більше. У деяких роботах  дійсно повідомлялося, що дитяча смертність від раку більше серед тих дітей, матері яких в період вагітності зазнали  впливу рентгенівських променів, однак  НКДАР поки не переконаний, що причина встановлена вірно. Серед дітей, облучених в період внутрішньоутробного розвитку в Хіросімі і Нагасакі, також поки не виявлено підвищену схильність до захворювання на рак. Взагалі кажучи, є ще ряд розбіжностей між даними по Японії та іншими джерелами.

Крім зазначених вище суперечностей  в оцінці ризику захворювання на рак  легенів є значні розбіжності  як по раку молочної залози, так і  по раку щитовидної залози. І в тому і в іншому випадку дані по Японії дають значно нижчу частоту захворювання раком, ніж інші джерела; в обох випадках НКДАР прийняли за оцінки великі значення. Зазначені суперечності зайвий раз підкреслюють труднощі отримання оцінок в області малих доз на підставі відомостей, що відносяться до великих доз і отриманих з дуже обмеженого числа джерел. Труднощі отримання більш-менш надійних оцінок ризику ще більше зростає через невизначеність в оцінці доз, які були отримані людьми, що пережили атомне бомбардування. Нові відомості з інших джерел фактично поставили під сумнів правильність колишніх розрахунків поглинених доз в Японії, і всі вони зараз перевіряються заново. Оскільки отримання оцінок пов'язано з такими труднощами, то не дивно, що немає єдиної думки з питання про те, наскільки великий ризик захворювання на рак при малих дозах опромінення. У цій галузі необхідні подальші дослідження.

Особливо корисно було б провести обстеження людей, які отримують дози, характерні для ряду професій і умов навколишнього середовища. На жаль, чим менше доза, тим важче отримати статистично достовірний результат. Підраховано, наприклад, що якщо оцінки НКДАР більш-менш вірні, то при визначенні частот захворювання по всіх видах раку серед персоналу підприємств ядерного паливного циклу, які отримують середню індивідуальну дозу близько 0,01 Гр на рік, для отримання значимого результату буде потрібно кілька мільйонів років. А отримати значущий результат при обстеженні людей, на яких діє лише радіаційний фон від навколишнього середовища, було б набагато важче.

Є ряд питань ще більш складних, які потребують вивчення. Радіація, наприклад, може в принципі надавати дію на різні хімічні і біологічні агенти, що може приводити в якихось  випадках до додаткового збільшення частоти захворювання на рак. Очевидно, що це питання надзвичайно важливе, тому що радіація присутня скрізь, а в сучасному житті багато різноманітних агентів, які можуть з нею взаємодіяти. НКДАР ООН провів попередній аналіз даних, що охоплює велике число таких агентів. Щодо деяких з них виникли деякі підозри, але серйозні докази були отримані лише для одного з них: тютюнового диму. Виявилося, що шахтарі уранових рудників з числа тих, що палять, хворіють на рак набагато раніше. В інших випадках даних явно недостатньо, і необхідні подальші дослідження.

Давно висловлювалися припущення, що опромінення, можливо, прискорює процес старіння і таким чином зменшує  тривалість життя. НКДАР ООН розглянув  недавно всі дані на користь такої  гіпотези, але не знайшов досить переконливих доказів, які підтверджують її,  для людини, принаймні при помірних і малих дозах, одержуваних при хронічному опроміненні. Опромінені групи людей дійсно мають меншу тривалість життя, але у всіх відомих випадках це цілком пояснюється більшою частотою ракових захворювань.

Генетичні наслідки опромінення

Вивчення генетичних наслідків  опромінення пов'язано з ще більшими труднощами, ніж у випадку раку. По-перше, дуже мало відомо про те, які  ушкодження виникають у генетичному  апараті людини при опроміненні, по друге, повне виявлення всіх спадкоємних  дефектів відбувається лише протягом багатьох поколінь, і, по-третє, як і  у випадку раку, ці дефекти неможливо  відрізнити від тих, які виникли  зовсім з інших причин. Близько 10% всіх живих новонароджених мають  ті або інші генетичні дефекти, починаючи  від необтяжливих фізичних недоліків  типу дальтонізму і кінчаючи такими важкими станами, як синдром Дауна, хорея Гентінгтона й різні пороки розвитку. Багато хто з ембріонів і плодів з важкими спадкоємними порушеннями не доживають до народження; згідно з наявними даними, близько половини всіх випадків спонтанного аборту пов'язані з аномаліями в генетичному матеріалі. Але навіть якщо діти із спадковими дефектами народжуються живими, імовірність для них дожити до свого першого дня народження в п'ять разів менше, ніж для нормальних дітей. Генетичні порушення можна віднести до двох основних типів: хромосомні аберації, що включають зміни числа або структури хромосом, і мутації в самих генах. Генні мутації підрозділяються далі на домінантні (які виявляються відразу в першому поколінні) і рецесивні (які можуть проявитися лише в тому випадку, якщо в обох батьків мутантним є один і той же ген; такі мутації можуть не проявитися протягом багатьох поколінь або не виявитися взагалі ). Обидва типи аномалій можуть привести до наслідковим захворюванням у наступних поколіннях, а можуть і не проявитися взагалі.

Оцінки НКДАР ООН стосуються лише випадків важкої спадкової патології. Серед більш ніж 27 000 дітей, батьки яких отримали відносно великі дози під  час атомних бомбардувань Хіросіми і Нагасакі, були виявлені лише дві  ймовірні мутації, а серед приблизно  такого ж числа дітей, батьки яких отримали менші дози, не відзначено жодного такого випадку. Серед дітей, батьки яких були опромінені в результаті вибуху атомної бомби, не було також  виявлено статистично достовірного приросту частоти хромосомних аномалій. І хоча в матеріалах деяких обстежень  міститься висновок про те, що в  опромінених батьків більше шансів народити дитини з синдромом Дауна, інші дослідження цього не підтверджують. Кілька насторожує повідомлення про  те, що у людей, які одержують невеликі дози опромінення дійсно спостерігається  підвищений вміст клітин крові з  хромосомними порушеннями. Цей феномен  при надзвичайно низькому рівні  опромінення був відзначений  у жителів курортного містечку Бадгастайн в Австрії і там же серед  медичного персоналу, обслужуючого радонові джерела з цілющими, як вважають, властивостями. Серед персоналу АЕС у ФРН, Великобританії і США, який отримує дози, що не перевищують гранично допустимого, згідно з міжнародними стандартами, рівня, також виявлено хромосомні аномалії. Але біологічне значення таких пошкоджень та їх вплив на здоров'я людини поки що не з'ясовані. Оскільки немає ніяких інших відомостей, доводиться оцінювати ризик появи спадкових дефектів у людини ґрунтуючись на результатах, отриманих в численних експериментах на тваринах.

При оцінці ризику появи спадкових  дефектів у людини НКДАР використовує два підходи. При одному підході  намагаються визначити безпосередній  ефект даної дози опромінення, при  іншому намагаються визначити дозу, при якій подвоюється частота появи нащадків з тим чи іншим різновидом спадкових дефектів в порівнянні з нормальними радіаційними умовами. Згідно з оцінками, отриманими при першому підході, доза в 1 Гр, отримана при низькому рівні радіації тільки особами чоловічої статі, індукує поява від 1000 до 2000 мутацій, що призводять до серйозних наслідків, і від 30 до 1000 хромосомних аберацій на кожен мільйон живих немовлят. Оцінки, отримані для особин жіночої статі, набагато менш визначені, але явно нижче; це пояснюється тим, що жіночі статеві клітини менш чутливі до дії радіації. Згідно з орієнтовними оцінками, частота мутацій становить від 0 до 900, а частота хромосомних аберацій від 0 до 300 випадків на мільйон живих немовлят. Згідно з оцінками, отриманими другим методом, хронічне опромінення при потужності дози в 1 Гр на покоління (для людини-30 років) призведе до появи близько 2000 серйозних випадків генетичних захворювань на кожен мільйон живих немовлят серед дітей тих, хто піддався такому опроміненню. Цим методом користуються також для оцінки сумарної частоти появи серйозних спадкових дефектів у кожному поколінні за умови, що той же рівень радіації буде діяти весь час. Згідно з цими оцінками, приблизно 15 000 живих новонароджених з кожного мільйона будуть народжуватися з серйозними спадковими дефектами через такий радіаційний фон. Цей метод намагається врахувати вплив рецесивних мутацій. Про них відомо небагато, і з цього питання ще немає єдиної думки, але вважається, що їхній внесок у сумарну частоту появи спадкових захворювань незначний, оскільки мала вірогідність шлюбного союзу між партнерами з мутацією в одному і тому ж гені.

Трохи відомо також про вплив  опромінення на такі ознаки, як ріст і плодючість, які визначаються не одним, а багатьма генами, що функціонують у тісній взаємодії один з одним. Оцінки НКДАР ООН відносяться  переважно до дії радіації на одиничні гени, оскільки оцінити внесок таких  полігенних факторів надзвичайно важко. Ще більшим недоліком оцінок є  той факт, що обидва методи здатні реєструвати лише серйозні генетичні наслідки навчання. Є вагомі підстави вважати, що число не дуже істотних дефектів значно перевищує число серйозних аномалій, так що наноситься ними шкоду в сумі може бути навіть більше, ніж від серйозних дефектів. В останній доповіді НКДАР вперше була зроблена спроба оцінити збиток, що наноситься суспільству серйозними генетичними дефектами, всіма разом і кожним окремо. Наприклад, і синдром Дауна, і хорея Гентінгтона це серйозні генетичні захворювання, але соціальні збитки від них неоднакові. Хорея Гентінгтона вражає організм людини між 30 і 50 роками і викликає дуже важку, але поступову дегенерацію центральної нервової системи; синдром Дауна проявляється в дуже важкому ураженні організму з самого народження. Якщо намагатися якось диференціювати ці хвороби, то очевидно, що синдром Дауна слід розцінювати як хвороба, яка заподіює суспільству більше шкоди, ніж хорея Гентінгтона.

Таким чином НКДАР ООН спробував  висловити генетичні наслідки опромінення  через такі параметри, як скорочення тривалості життя і періоду працездатності. Ці параметри, звичайно, не можуть дати адекватного уявлення про страждання жертв спадкових недуг або таких речей, як відчай батьків хворої дитини, але до них і неможливо підходити з кількісними мірками. Цілком віддаючи собі звіт в тому, що ці оцінки не більш ніж перша груба прикидка, НКДАР приводить в своїй останній доповіді наступні цифри: хронічне опромінення населення з потужністю дози 1 Гр на покоління скорочує період працездатності на 50 000 років, а тривалість життя також на 50 000 років на кожен мільйон живих немовлят серед дітей першого опроміненого покоління; ті ж параметри при постійному опроміненні багатьох поколінь виходять на стаціонарний рівень: скорочення періоду працездатності складе 340 000 років, а скорочення тривалості життя 286 000 років на кожен мільйон живих немовлят. Незважаючи на свою приблизність, ці оцінки все-таки необхідні, оскільки вони являють собою спробу взяти до уваги соціально значущі цінності при оцінці радіаційного ризику. А це такі цінності, які все більшою мірою впливають на вирішення питання про те, прийнятний ризик у тому чи іншому випадку чи ні. І це можна тільки вітати.

Таблиця 2

Наслідки одноразового опромінення  людини іонізуючим випромінюванням (Войцицький, 1990)

Примітки:

* закінчується смертю у 50% випадків;

** закінчується смертю у 100% випадків.

Висновки

• Одним із перших наслідків опромінення є порушення найскладнішої функції клітини – поділу. Тому в першу чергу порушуються функції органів і тканин організму, у яких відбуваються поділ, утворення нових клітин.
• Ефект впливу радіації на організм залежить не тільки від спричинених випромінюванням змін в окремих клітинах і тканинах, а й від порушень взаємозв’язку між ними і зсувів перебігу реакцій, властивих організму як живій системі.
• Залежно від рівня біологічної організації існують такі види уражень:
• молекулярний (ушкодження ДНК, РНК, ферментів, вплив на процеси обміну)
• субклітинний (ушкодження біологічних мембран, ядер, хромосом, мітохондрій, лізосом);
• клітинний (припинення поділу і загибель клітин, перетворення їх на злоякісні);
• тканинно-органний (ураження кісткового мозку, порушення обміну речовин, центральної нервової системи, травного каналу; загибель від злоякісних новоутворень);
• організменний (скорочення життя або загибель);
• популяційний (зміна генетичних характеристик  в окремих індивідів внаслідок генних і хромосомних мутацій).
• Під впливом іонізаційного випромінювання атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні процеси, які впливають на характер подальшої життєдіяльності людини.
• Згідно з одними поглядами, іонізація атомів і молекул, що виникає під дією випромінювання, веде до розірвання зв'язків у білкових молекулах, що призводить до загибелі клітин і поразки всього організму.
• Згідно з іншими уявленнями, у формуванні біологічних наслідків іонізуючих випромінювань відіграють роль продукти радіолізу води, яка, як відомо, становить до 70% маси організму людини. При іонізації води утворюються вільні радикали Н⁺ та ОН^-, а в присутності кисню — пероксидні, сполуки, що є сильними окислювачами. Останні вступають у хімічну взаємодію з молекулами білків та ферментів, руйнуючи їх, в результаті чого утворюються сполуки, не властиві живому організму. Це призводить до порушення обмінних процесів, пригноблення ферментних і окремих функціональних систем, тобто порушення життєдіяльності всього організму.
• Значну небезпеку для живих істот, для популяцій організмів у екосистемах представляють аварії на підприємствах хімічної, атомної промисловості, при транспортуванні небезпечних і шкідливих речовин. Відомі аварії на хімічному заводі в Бхопалі (Індія), на Чорнобильській АЕС, на ПО «Маяк», аварії з нафтоналивними суднами і говорять про те, що необхідний радикальний перегляд наших відносин із природою. Абсолютно неприпустимо, щоб установлені нормативами граничні концентрації шкідливих речовин у повітрі, воді реально перевищувалися в сотні разів. Право людей на чисте повітря, чисті ріки й озера повинне не тільки декларуватися, але і реально забезпечуватися всіма доступними для державами засобами.