Глава 7.Радиационные эффекты облучения людей

Первичным этапом — спусковым механизмом, инициирующим многообразные физико-химические и биологические последствия облучения живого организма, являются ионизация и возбуждение атомов и молекул тканей биологического объекта. В конечном счете воздействие радиации на живой организм осуществляется на кле­точном уровне и обладает очень высокой эффективностью. Так, клетка теряет способность делиться, получив дозу, при которой в клетке поражается только одна белковая молекула из мил­лиона. В этом заключается так называемый радиобиологический па­радокс: ничтожная по значению энергия ионизирующего излучения способна вызвать в организме человека серьезные последствия, вплоть до летального исхода.

Большая эффективность ионизирующих излучений объясняется, по современным представлениям, тем, что при общем небольшом значении энергия ионизирующего излучения концентрируется в его отдельных частицах или квантах, действующих локально на макро­молекулы живых клеток, в том числе и на гигантские молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), несущие в себе всю генетичес­кую информацию. Разрыв одной или обеих нитей молекулы ДНК вследствие ее ионизации препятствует дальнейшему воспроизводст­ву нормальных клеток, что и приводит к гибели организма.

Следует иметь в виду, что действие одной и той же дозы облу­чения зависит от времени ее накопления. Если время большое, то общее поражающее действие меньше, чем при однократном облучении суммарной дозой. Кроме того, это действие, за исключением случаев, когда оно вызывает необратимые генетические изменения, частично блокируется восстанавливающими реакциями организма.

Некоторая часть населения (возможно, значительная) может быть подвергнута, кроме фонового облучения, облучению в резуль­тате аварий на предприятиях ядерного топливного цикла (например, на АЭС) и в других случаях. При внешнем облучении на человека воздействует фотонное излучение от струи выброса или радиоактив­ного облака, а также от радионуклидов, выпавших на поверхность Земли и на окружающие предметы. Кроме того, попадание значи­тельного количества альфа- и бета-частиц на кожу вызывает радиа­ционные ожоги. Внутреннее облучение обусловлено поступлением радионуклидов в организм ингаляционным (при вдыхании) и пероральным (при заглатывании с водой и пищей) путями.

При воздействии на организм человека ионизирующая радиация может вызвать два вида эффектов: детерминированные пороговые и стохастические беспороговые эффекты. Детерминированные эф­фекты (нестохастические соматические¹) — биологические эффек­ты излучения, в отношении которых предполагается существование дозового порога.

1. Острая лучевая болезнь (ОЛБ) проявляется как при внеш­нем, так и при внутреннем облучении. Первичные симптомы ОЛБ — тошнота и рвота. При легкой сте­пени ОЛБ смертельные исходы отсутствуют. При средней — в 20% случаев возможен смертельный исход через 2-6 недель после облу­чения. При тяжелой — в 50% случаев возможен смертельный исход в течение месяца (30 дней) после облучения; доза, приводящая к тяжелой степени ОЛБ, называется средней летальной дозой и обо­значается ЛД₅₀(30). Однократная доза 6 Гр и более является абсо­лютно смертельной — в 100% случаев наступает смерть от крово­излияний или от инфекционных заболеваний вследствие потери им­мунитета.

2. Хроническая лучевая болезнь (ХЛБ) формируется постепен­но при длительном облучении дозами, значения которых ниже доз, вызывающих ОЛБ, но выше предельно допустимых для профессио­нального облучения Она может возникнуть как при общем (внеш­нем или внутреннем) облучении всего тела, так и при преимущест­венном поражении отдельных органов. Период формирования ХЛБ совпадает со временем накопления дозы облучения. Признаки ХЛБ (уменьшение числа лейкоцитов, малокровие и др.) неспеци­фичны и встречаются при болезнях, развивающихся вследствие дру­гих причин. Отдаленными последствиями ХЛБ могут быть лейкоз, опухоли и другие заболевания, приводящие к летальному исходу через 10...25 лет после облучения.

3. Локальные лучевые повреждения характеризуются длитель­ным течением заболевания и могут приводить к лучевым ожогам и некрозу (раку) кожи, помутнению хрусталика глаз (лучевой ката­ракте) и др. Локальное облучение отдельных участков тела или от­дельных органов вызывает заведомо более мелкие общие последст­вия, зависящие от степени поражения наиболее радиочувствитель­ных органов (половых желез — гонад, костного мозга, селезенки). На этом базируется лучевая терапия рака, когда локально располо­женные опухоли облучают большими дозами (10...10² Гр), а человек затем переносит лучевую болезнь в легкой форме.

Стохастические (вероятностные) эффекты — это биологичес­кие эффекты излучения, не имеющие дозового порога. Принимает­ся, что вероятность этих эффектов пропорциональна дозе, а тяжесть их проявления не зависит от дозы. Основными стохастическими эф­фектами являются канцерогенные (злокачественные опухоли, лей­козы — злокачественные изменения кровообразующих клеток) и генетические (наследственные болезни, обусловленные генными му­тациями) эффекты. Оцениваются они значениями эффективной (эк­вивалентной) дозы. Поскольку стохастические эффекты имеют ве­роятностную природу и длительный латентный (скрытый) период, измеряемый десятками лет после облучения, они трудно обнаружи­ваемы [1].