Преодоление последствий Чернобыль

зультатам контроля их радиоактивного загрязнения. Поэтому единый банк данных может использоваться также при расчете рисков производства продукции, имеющей превышающее содержание радионуклидов с учетом гигиенических нормативов Таможенного Союза.

Структура баз данных учитывает природные, хозяйственные и социальные особенности загрязненных территорий России и Беларуси, современные требования к исходным данным международных организаций (МКРЗ, МКРЕ, МАГАТЭ и др.) и позволяет выполнять оценку и долгосрочный прогноз санитарного состояния среды обитания населения и пищевых продуктов на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению вследствие аварии на ЧАЭС.

Компьютерный анализ данных, собранных в рамках союзных проектов, показал, что содержание 90Sr в пищевой продукции резко снижалось только в первые годы после выпадений (в результате интенсивной сорбции 90Sr почвенным поглощающим комплексом период полуснижения составлял ~4 года). В более поздний период процессы фиксации стронция компонентами почвы замедлились. В отдаленный период динамика содержания 90Sr в пищевой продукции и продовольственном сырье определяется только радиоактивным распадом (период полураспада 90Sr – 28 лет).

Предполагая, что поступление 90Sr в продовольственное сырье и далее будет монотонно уменьшаться с периодом полуснижения ~4 года, около 20 лет назад был составлен прогноз, согласно которому вклад 90Sr в ожидаемую дозу внутреннего облучения населения составит менее 1 %. Поэтому в настоящее время не проводится как нормирование содержания 90Sr в ряде основных продуктов питания, так и его мониторинг [1]. Исследования процессов накопления 90Sr в организмах жителей загрязненных территорий прекращены 15 лет назад.

Установлено, что ожидаемая доза внутреннего облучения 90Sr за 70 лет, рассчитанная с учетом фактической динамики перехода 90Sr в продукты питания, в 8 раз превышает результаты расчета по методике, в которой предполагалось резкое экспоненциальное снижение уровней загрязнения пищевых продуктов в поставарийный период.

В Республике Беларусь контролируется годовая суммарная эффективная доза облучения 137Cs, а доза внутреннего облучения от 90Sr признается незначительной и не учитывается, несмотря на то, что как соотношение уровней загрязнения почвы 90Sr и 137Cs, так и абсолютные значения 90Sr в Брагинском и Хойникском районах Гомельской области, расположенных у границ 30-километровой зоны отчуждения Чернобыльской АЭС, кардинально выше, чем в среднем по республике.

31

В последние годы население Республики Беларусь стало потреблять меньше картофеля и больше овощной продукции – годовое потребление овощей практически сравнялось с потреблением картофеля. Содержание 90Sr в различных группах овощных культур в 2–5, а в зеленных культурах – до 10 и более раз выше, чем в картофеле. Анализ данных показал, что среднее содержание 90Sr в картофеле в личных подсобных хозяйствах Хойникского и Брагинского районов составляет 2,5 Бк/кг, а в овощной продукции (в особенности в листовой) – более 10 Бк/кг [2].

Установлено, что уровни загрязнения продуктов питания и продовольственного сырья 90Sr значительно выше, чем прогнозировалось 20 лет назад при разработке стратегии радиационной защиты населения. В 9 населенных пунктах Хойникского района Гомельской области, на территории которых соотношение плотностей загрязнения цезия к стронцию равно ~4, 90Sr, поступающий в организм с овощами, формирует около 20 % суммарной дозы облучения. Относительный вклад 90Sr в дозу внутреннего облучения при этом может достигать

60 % [3].

Компьютерный анализ данных, собранных в рамках союзных проектов, позволил выявить проблемы принятой стратегии радиационной защиты и предложить пути их решения. Методы оценки ожидаемых доз облучения 90Sr, применяемые при планировании радиационной защиты населения, должны быть усовершенствованы. В дозиметрической модели заложено резкое экспоненциальное снижение уровней загрязнения 90Sr продуктов питания в отдаленный поставарийный период, которое должно быть скорректировано.

На основе единой информационной базы Беларуси и России и применения верифицированных методов может быть построен надежный долгосрочный прогноз доз облучения населения от поступления 90Sr чернобыльского происхождения.

На основе прогнозной оценки доз облучения от поступления 90Sr формируются управленческие решения в области радиационной защиты. Результаты исследований предназначены для использования при планировании защитных мероприятий в соответствии с современными уровнями радиационного воздействия. Защитные мероприятия могут стать более адресными, а детское население признано критической группой.

Результаты, полученные с использованием единой информационной базы Беларуси и России, могут применяться при аварийном планировании и обеспечении готовности к другим авариям и катастрофам на объектах использования атомной энергии и пунктах хранения отработавшего топлива.

32

Научные исследования в этих направлениях предлагается сделать приоритетным направлением совместной деятельности Беларуси и России по преодолению последствий чернобыльской катастрофы на территориях радиоактивного загрязнения в отдаленный послеаварийный период.

ЛИТЕРАТУРА

1.Б о р т н о в с к и й , В. Н. Проблемы радиационной гигиены в Гомельской области /

В. Н. Бортновский, А. М. Буздалкина, К. Н. Буздалкин // Актуальные проблемы медицины: сб. докл. Респ. науч.-практ. конф. Гомель, 13–14 ноября 2014 г. – Гомель: ГомГМУ,

2014. – Т. 1.– С. 82–84.

2.Ав е р и н , В. С. О необходимости учета стронциевой компоненты в формировании доз облучения населения в отдаленный период после катастрофы на ЧАЭС (на примере южных районов Гомельской области) / В. С. Аверин, Э. Н. Цуранков, Е. В. Копыльцова // Вопросы ядерной и радиационной безопасности: уроки Чернобыля и Фукусимы: сб. плен. докл. и презент. Междунар. науч.-практ. конф. / под общ. ред. докт. биол. наук В. С. Аверина. – Гомель: ОАО «Полеспечать», 2013. – С. 50–56.

3. Вклад 90Sr в дозу облучения населения Республики Беларусь / В. С. Аверин, К. Н. Буздалкин, Е. В. Копыльцова, Е. К. Нилова, Э. Н. Цуранков // VII Съезд по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность): сб. тезисов докладов. Москва, 21–24 октября 2014 г. – М.: РУДН, 2014. – С. 232.

УДК 577.57.043

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ НАРУШЕНИЯ АДРЕНЕРГИЧЕСКОЙ РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИИ МИОКАРДА В ПОСТЛУЧЕВОЙ ПЕРИОД

К. Я. БУЛАНОВА, канд. биол. наук, доцент, Л. М. ЛОБАНОК, д-р мед. наук, профессор, член-корр. НАН Беларуси Международный государственный экологический институт

им. А. Д. Сахарова Белорусского государственного университета, Белорусский государственный медицинский университет, г. Минск, Республика Беларусь

Данные обследований свидетельствуют о том, что среди населения, проживающего на загрязненных радионуклидами территориях, а также у людей, подвергшихся внешнему радиоактивному облучению, выявляется рост сердечно-сосудистой патологии [1, 2]. В настоящее время показано, что развитие сердечной недостаточности имеет молекулярную основу. Во всех случаях перехода гипертонии, гипертрофии миокарда и другой сердечно-сосудистой патологии в сердечную недоста-

33

точность в аденилатциклазной системе (АЦС) кардиомиоцитов снижается плотность β1-адренорецепторов и изменяется соотношение Gs/Giбелков в сторону преобладания последних [3, 4].

Выявление общих механизмов изменения функции АЦС в постлучевой период и в ходе формирования пред- и патологических состояний в сердечно-сосудистой системе позволит своевременно выработать целенаправленную стратегию вмешательства для коррекции ради- ационно-индуцированных нарушений в миокарде.

Объекты и методы исследований. Все исследования выполнены на мембранных препаратах левого желудочка сердца самцов белых крыс, содержавшихся в виварии Института радиобиологии НАН Беларуси на стандартном рационе. Молодых животных брали в эксперимент в возрасте 2–2,5 месяца, зрелых – в 5–7 месяцев. Экспериментальных животных подвергали внешнему пролонгированному облучению γ-квантами в дозе 1,0 Гр в течение 47 суток, используя ГАММАРИД-192/12 с цезиевым источником γ-лучей. Мощность дозы составляла 2,8×10–7 Гр/с. Исследования аденилатциклазной активности кардиомиоцитов проводились на 1, 3, 10 и 30-е сутки пострадиационного периода [5].

Результаты исследований и их обсуждение. Анализ представлен-

ных данных (таблица) свидетельствует об отсутствии возрастных различий в уровнях нестимулированной активности аденилатциклазы (АЦ) необлученных контрольных животных.

Нестимулированная активность аденилатциклазы кардиомиоцитов крыс разного возраста после пролонгированного облучения

в дозе 1,0 Гр, пМольцАМФ/ мг белка / мин

У молодых животных отмечается угнетение базальной активности АЦ во все сроки постлучевого периода. У зрелых животных снижение активности фермента наступает на 10-е и 30-е сутки постлучевого периода, тогда как на 1–3-и сутки происходит ее повышение. Известно, что увеличение концентрации цАМФ в миокардиальной ткани обусловливает повышение устойчивости сердца к действию неблагоприятных факторов, в том числе и к радиации [6, 7].

Исследование изопротеренол-зависимой активации аденилатциклазы миокарда контрольных групп показало, что у молодых животных

34

она выше по сравнению со зрелыми (рис. 1). Это можно объяснить более высокой плотностью β-адренорецепторов на поверхности относительно небольших клеток миокарда молодых животных, особенностями иннервации сердца, гормонального статуса. В первые сутки после облучения происходит более значительное повышение изопроте- ренол-стимулированной активности АЦ миокарда у молодых животных по сравнению со зрелыми (рис. 1).

Рис. 1. Изопротеренол-стимулированная активность АЦ кардиомиоцитов крыс разного возраста после пролонгированного облучения в дозе 1,0 Гр

На 3-и сутки постлучевого периода у молодых животных ресенситизация АЦ миокарда к β-агонистам сохраняется, а у зрелых – теряется чувствительность к изопротеренолу. На 10-е сутки постлучевого периода у животных обеих экспериментальных серий отмечались одинаковые эффекты стимуляции АЦ изопротеренолом.

На 30-е сутки постлучевого периода отмечается снижение стимулирующих влияний изопротеренола на АЦ (рис. 1), что указывает на уменьшение числа β-адренорецепторов в обеих группах животных. В постлучевых ответах АЦС кардиомиоцитов можно выделить элементы общего адаптационного синдрома, развитие которого представляет собой колебательный процесс. Адаптивный переход к стойкой десенситизации АЦС к КХА в обеих возрастных группах животных в отдаленный период после облучения приводит к риску трансформации адаптации в пред- и патологические состояния миокарда в том случае, если будет соответствующая негативная перестройка ГТФ-зависимых G-белков.

35

Из данных, приведенных на рис. 2, следует, что в 1–10-е сутки ГТФ-зависимая активация фермента превышала контрольный уровень и была более эффективной у зрелых крыс, сохраняясь к 30-м суткам. У зрелых крыс к 30-м суткам эффективность стимуляции АЦ ГТФ снижалась вдвое.

Рис. 2. ГТФ-стимулированная активность аденилатциклазы кардиомиоцитов крыс разного возраста после пролонгированного облучения в дозе 1,0 Гр

Установлено, что повышение ГТФ-стимулированной активности аденилатциклазы не является однозначно трактуемым положительным эффектом, а указывает на начальные стадии развития сердечнососудистых заболеваний [3, 4].

Степень участия Gs- и Gi-белков в регуляции активности АЦ можно оценить, анализируя данные дозозависимой активации фермента гуаниловыми нуклеотидами. Выявлено, что у необлученных зрелых животных дозозависимые процессы активации АЦ увеличиваются от минимума к максимуму нелинейно и реализуется через Gs-белки (рис. 3). У молодых крыс максимальная активация фермента, наоборот, отмечается при самых низких концентрациях ГТФ (10–9М), повышение концентрации нуклеотида приводит к нелинейному снижению активирующих воздействий. Такой тип регуляции характеризует бимодальное влияние ГТФ на активность АЦ, осуществляемое сначала через Gs-, а затем за счет постепенного увеличения участия в регуляции каталитической активности Gi-белков. После пролонгированного облучения зрелых животных на 3-и сутки дозозависимая активация аденилатциклазы гуаниловыми нуклеотидами также приобретает черты бимодального типа (рис. 3). Сходные изменения, характеризующиеся

36

переходом к более древнему (онтогенетически более раннему) способу регуляции, обнаружены у животных после гипокинезии и при старе-

нии [8].

Рис. 3. Зависимая от концентрации ГТФ активация аденилатциклазы кардиомиоцитов крыс разного возраста на 3-и сутки после облучения в дозе 1,0 Гр

У молодых крыс пролонгированное облучение не изменяет характера дозозависимой регуляции активности аденилатциклазы гуаниловыми нуклеотидами, но при низких концентрациях ГТФ у облученных животных наступает более эффективная стимуляция активности фермента.

В целом можно заключить, что формирующаяся в отдаленный постлучевой период сниженная плотность β-адренорецепторов на мембране кардиомиоцитов, переход на бимодальный тип регуляции АЦ с привлечением Gi-субъединиц способны в определенных условиях (стресс, гипокинезия, старение, нарушение центральных механизмов регуляции функций сердца) привести к пред- и патологическим состояниям сердечно-сосудистой системы. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что ведущее значение среди приведенных выше факторов риска приобретают постлучевые нарушения центральных механизмов регуляции функции сердца [8, 9], которые выявляются даже при облучении в очень малых дозах [9]. Таким образом, при разработке способов коррекции постлучевых изменений в сердечнососудистой системе следует включать также лечебные мероприятия по восстановлению функций центральных механизмов ее регуляции. К наиболее перспективным направлениям в этой области следует отнести использование магнитотерапии (ТЭС, терагерцовая терапия и др.).

37

ЛИТЕРАТУРА

1.Х о м а з ю к , И. Н. Ишемическая болезнь сердца и радиация / И. Н. Хомазюк // Укр. кардиол. Журнал. – 1998. – № 5–6. – С. 93–98.

2.Заболеваемость детей и подростков, состоящих на учете в Белорусском государственном регистре лиц, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС / Л. Н. Ломать [и др.]. // Мед.-биолог. аспекты аварии на Чернобыльской АЭС. – 2000. – № 1. – С. 12–29.

3. B r o d d e , O.-E. Beta-adrenoceptors in cardiac disease / O.-E. Brodde // Pharmacol. Ther. – 1993. – Vol. 60, N 30. – P. 405–430.

4.Z i e r h u t , W. Significance of myocardial alphaand beta-adrenoceptors in catechola- mine-induced cardiac hypertrophy /W.Zierhut / Circ. Res. – 1989. – Vol. 65. – P. 1417–1425.

5.Т к а ч ук , В. А. Выделение, очистка и характеристика регуляторных свойств аденилатциклазы сердца кролика / В. А. Ткачук, Г. Н. Балденков // Биохимия. – 1978. –T. 43,

№6. – C. 1097–1110.

6.К у л и н с к и й , В. И. Циклические нуклеотиды и радиорезистентность / В. И. Кулинский // Радиобиология. – 1978. – Т. 18, вып. 6. – С. 847–853.

7. К уд р я ш е в , Ю. Г. Об участии cистемы цАМФ в противолучевом эффекте / Ю. Г. Кудряшов // Радиобиология.– 1977. – T. 17, № 5. – С. 687–699.

8. Б у л а н о в а , К. Я. Радиация и Чернобыль: кардиомиоциты и регуляция их функций / К. Я. Буланова, Л. М. Лобанок, Е. Ф. Конопля. – Минск : Беларус. навука, 2008. – 279 с.

9. Механизмы биологических эффектов малых доз ионизирующей радиации / Е. В. Cевериновcкая [и др.] // Отдаленные последствия воздействия ионизирующего излучения: тез. докл. междунар. науч.-практ. конф., Киев, 23–25 мая 2007 г. – Киев: НIЧЛАВА, 2007. – С. 54–56.

УДК 614.876.06:621.039.58

ОЦЕНКА ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ, ПРОЖИВАЮЩЕГО НА ЗАГРЯЗНЕННОЙ ТЕРРИТОРИИ, В ОТДАЛЕННОМ ПЕРИОДЕ ПОСЛЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АВАРИИ

Н. Г. ВЛАСОВА, д-р биол. наук, доцент, ГУ «Республиканский научно-практический центр радиационной

медицины и экологии человека» МЗ Беларуси г. Гомель, Республика Беларусь

Оценка доз облучения необходима для принятия решения о вмешательстве в практическую деятельность человека, т. е. о введении противорадиационных мер по снижению доз облучения населения и выявления наиболее облучаемых групп населения с целью оказания им адресной медицинской помощи.

Для решения этой задачи необходима оценка средних годовых эффективных доз (СГЭД) облучения населения радиоактивно загрязнен-

38

ной территории. В соответствии с Законами Республики Беларусь проводится отнесение населенных пунктов (НП) к зонам радиоактивного загрязнения 1 раз в 5 лет на основании данных о средней годовой эффективной дозе облучения и средней плотности загрязнения территории населенного пункта радионуклидами цезия-137, стронция-90 и

плутония-238, 239, 240 [1, 2].

Существующие методы оценки средних годовых эффективных доз внутреннего облучения населения, основанные на определении коэффициентов перехода по звеньям трофической цепи: почва → растение → организм животных → человек [3], так же, как и методы, в основе которых экспериментально полученные данные, характеризующие радиационную обстановку [4–9], имеют ряд существенных недостатков. При отборе проб молока и картофеля для оценки дозы внутреннего облучения не учитывают возможность проведения защитных мероприятий. Полученные эмпирически параметры основных дозообразующих факторов имеют большой разброс, поскольку усредняют широкий спектр условий, встречающихся в реальной жизни; модельные оценки в несколько раз превышают фактические значения доз внутреннего облучения, рассчитанные по результатам определения содержания радионуклидов цезия в организме человека на спектрометрах излучения человека (СИЧ), в отдельных случаях они занижены. Эти недостатки моделей увеличивают уровень консерватизма оценки дозы внутреннего облучения. В связи с этим актуальным является разработка нового, более совершенного метода оценки средних годовых эффективных доз внутреннего облучения, базирующегося на данных СИЧ-измерений, и, помимо прямых, косвенных факторах формирования дозы внутреннего облучения.

Разработан метод оценки средних годовых эффективных доз внутреннего облучения жителей НП, находящихся на радиоактивно загрязненной территории. Результаты СИЧ-измерений использовались в качестве основы для разработки модели. Оценка доз облучения по СИЧизмерениям – более точная и надежная, так как она обусловлена фактически поступившим в организм 137Cs с реальным рационом питания. Дозы, рассчитанные по поступлению 137Cs с загрязненными молоком и картофелем, имеют больший запас консерватизма.

Значения коэффициента перехода 137Cs в основные виды сельскохозяйственной продукции (молоко, мясо свинины и говядины, овощи, пищевые продукты леса), установленные по одному и тому же продукту для различных типов почв Гомельской области, различаются почти на 2 порядка величины.

39

Для проведения обобщенных оценок все многообразие почвенных различий объединили в группы почв, значимо различающихся по значениям коэффициентов перехода в основные сельскохозяйственные продукты.

Наличие вблизи НП лесных массивов является косвенным, но не менее значимым фактором формирования дозы внутреннего облучения. Ландшафтно-географические особенности территории НП (наличие продуктивного леса, естественных или искусственных водоемов, ягодных болот) формируют соответствующий жизненных уклад сельских жителей и специфические привычки, которые обладают известной консервативностью. Социальное поведение сельского жителя НП малой численности, расположенного вблизи от лесного массива, существенно отличается от поведения городского жителя и жителя безлесных относительно крупных сельских НП. Установлено, что доза внутреннего облучения жителей лесных сельских НП превышает таковую у жителей безлесных НП [Скрябин А. М., Власова Н. Г., 1995]. В последние годы произошло практически полное восстановление доаварийного социального поведения и пищевых привычек, которые были нарушены запретными мерами и ограничениями в первые годы после аварии. Это привело к смещению центра тяжести дозоформирования от продуктов, произведенных в личных подсобных хозяйствах, к пищевым продуктам леса. Как и наличие леса вблизи НП, численность жителей также является значимым косвенным фактором формирования дозы внутреннего облучения сельских жителей. Для малых и средних НП, как правило, характерны слаборазвитые транспортная сеть и инфраструктура, и жители ведут хозяйство, близкое к натуральному. Вышеописанные факторы: коэффициент перехода радионуклидов 137Cs в цепи почва – молоко, численность жителей в НП, а также наличие леса, приходящегося на одного жителя, были взяты в качестве признаков для классификации территории Беларуси. В результате проведенной классификации были выделены три региона.

Для сохранения преемственности и консерватизма в оценке доз облучения для обеспечения радиационной безопасности и социальной защиты населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях, оценки проводились для наиболее облучаемой группы жителей НП, т. е. критической. В публикации МКРЗ № 103 отдаленный период после аварии относится к понятию «текущее облучение». В этих условиях с применением требований публикации МКРЗ № 101 вводится понятие репрезентативного человека как представительного члена наиболее облучаемой критической группы жителей населенных пунктов. Критическая группа составляет в среднем 10 % (±1,5 %)

40