Генетическое действие ионизирующих излучений

Частота летальных генных мутаций в половых клетках возрастает прямо пропорционально дозе ионизирующего излучения, но при этом любая, даже самая маленькая доза может вызвать число мутаций выше спонтанного уровня, т.е. ионизирующая радиация проявляет стохастический мутагенный эффект на половые клетки. Повторные облучения дробными дозами создают меньшую опасность генетического эффекта, чем одномоментное облучение. Возникновение хромосомных аберраций происходит чаще под действием излучений с небольшой энергией, но высокой плотностью ионизации. Так, быстрые нейтроны и альфа-частицы чаще вызывают хромосомные перестройки, чем квантовые излучения.

Механизм действия ионизирующих излучений на соматические и половые клетки практически одинаков, но исходы мутаций различны. Соматические клетки гибнут или подвергаются малигнизации (канцерогенез). Мутации в половых клетках приводят к врожденным уродствам и аномалиям обмена веществ (наследственным заболеваниям).

Многоклеточные организмы (особенно млекопитающие) значительно чувствительнее к радиации, чем одноклеточные. Среди теплокровных животных наиболее чувствительны новорожденные и старые, а также беременные особи.

Детерминированные и стохастические эффекты облучения.

Детерминированные (пороговые) эффекты ионизирующей радиации характерны для кратковременного воздействия высокой мощности доз. По данным Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ) установлены пороговые дозы поражения отдельных органов у человека и при хроническом облучении (табл.52).

Стохастические (вероятностные, случайные, беспороговые) эффекты проявляются в соматических клетках в виде злокачественного роста, а в зародышевых (половых) клетках – в генетических (наследственных) дефектах у потомства облученных людей.

Основные клинические эффекты воздействия ионизирующей радиации на человека

При однократном остром облучении, а также пролонгированном дробном или хроническом облучении любыми, даже ничтожно малыми дозами повышается риск отдаленных стохастических последствий – рака и генетических нарушений: на коллективную дозу в 1 млн чел-бэр приходится 20 летальных исходов от рака и 45 случаев генетических нарушений.

Хроническое облучение дозами порядка 10 бэр (0,1 Зв) в год снижает неспецифическую резистентность организма, а в дозе 50 бэр (0,5 Зв) кроме снижения иммунореактивности часто развивается катаракта. Однократное острое облучение дозой в 100 бэр (1 Зв) вызывает острую лучевую болезнь с нарушением кроветворения и состава периферической крови, эпиляцией волос, нарушением зрения, увеличивается частота стохастических эффектов.

Местное пролонгированное действие на щитовидную железу доз порядка 1000 бэр (10 Зв) ведет к гипофункции щитовидной железы, росту зоба и риска развития опухолей (аденом или рака) с вероятной частотой около 0,01, т.е. 1 случая на 100 пострадавших.

Таблица 51. Пороги детерминированных эффектов у людей (МКРЗ, 1990)

Орган (ткань) и эффект	Порог
	При кратковременном облучении, Зв	При хроническом облучении, Зв/год
Семенники:
временная стерильность	0,15	0,4
постоянная стерильность	3,5 – 6,0	2,0
Яичники:
стерильность	2,5 – 6,0	0,2
Хрусталики глаз:
помутнения	0,5 – 2,0	0,1
катаракта	5,0	0,15
Красный костный мозг:
угнетение кроветворения	0,5	0,4

Для прогнозирования риска канцерогенных эффектов облучения используют модели абсолютного (аддитивного) риска и относительного (мультипликативного) риска. Абсолютный риск определяется числом избыточных случаев неоплазм (сверх уровня у необлученного населения) на 1 миллион человек при определенной дозе облучения и выражается в чел-Гр или чел-Зв. Относительный риск учитывает возраст облучаемых. Коэффициент риска (КР) в этой модель есть отношение числа случаев заболеваний лиц определенной возрастной категории к спонтанному уровню конкретного вида канцерогенеза у лиц данного возраста. Например, при КР = 1,5 число случаев рака у облученных лиц на 50% превышает спонтанный уровень данной формы рака у лиц того же возраста.