Лекция 7 Общая характеристика действия излучений на биологические объекты.

5. Радиация и наследственность человека.

Цитогенетические эффекты облучения рассматривают отдельно для зародышевых и для соматических клеток.

Для зародышевых клеток эти эффекты состоят в образовании гамет с измененным набором хромосом. Это выражается в гибели зигот, эмбрионов и плодов в разных стадиях развития (несостоявшаяся беременность, самопроизвольные аборты, мертворождения), или в рождении детей с хромосомными болезнями. Поэтому, одним из показателей действия радиации на половые клетки человека является частота рождения больных с хромосомными болезнями. Можно считать, что число хромосомных больных до известной степени отражает частоту мутационных актов. Однако, фактический материал пока еще недостаточен и противоречив.

Дело в том , что генетические дефекты от облучения невозможно отличить от тех, которые возникли совсем по другим причинам. Около 10% всех живых новорожденных имеют те или иные генетические дефекты, от дальтонизма, многопалости и до синдрома Дауна, хореи Гентингтона и других пороков развития.

Протекание естественного мутационного процесса более чем в 1500 локусах, вызывающих определенные наследственные заболевания, обусловило такое накопление «вредных» мутаций в популяциях человека, что каждый человек несет в своем генотипе в гетерозиготном состоянии как минимум 2-3 вредные мутации.

Накопление мутаций привело к тому, что выщепление гомозигот по рецессивным мутациям и эффект доминантных мутаций обусловливает появление в каждом поколении людей около 4% детей, страдающих наследственными болезнями.

Значительная часть естественных мутаций у человека, равная приблизительно до 6%, обусловлена действием естественного фона радиации. Из закона о пропорциональной зависимости генетических нарушений от дозы радиации следует, что устойчивое повышение радиации в среде, окружающей человека, например на величину в 1мЗв повлечет в последующих поколениях к поражению наследственными заболеваниями дополнительно 0,04% человек. Среди 2,5млрд человек это составит 1млн.

Многочисленные эксперименты на животных позволили выявить количественную зависимость появления наследственных заболеваний от дозы облучения. Удваивающая доза находится в диапазоне 0,5 - 2,5 Зв. На дрозофилах эта доза оказалась на порядок ниже – 0,05 Зв. По-видимому, радиация – слабый мутаген в отношении млекопитающих. К тому же показано, что распределение получаемой дозы во времени, т.е. снижение мощности дозы, приводит к образованию гораздо меньшего числа мутаций. Таким образом, снижается опасение о кумулятивном действии радиации по этому показателю при хроническом облучении малыми дозами.

Вводя ряд поправочных коэффициентов, оценивают риск генетических повреждений и для человека. При облучении в 1 Зв достаточно большой популяции людей следует ожидать на тысячу новорожденных появление 3-6 с генетическими повреждениями. При больших дозах соответственно будет возрастать и число неполноценных младенцев. С целью снижения этой опасности рекомендуется мужчинам, облученным в дозе 1 Зв и более, в течение года после облучения не заводить детей. Как показали исследования на животных, облучение женщин менее опасно в отношении генетических последствий.

Данные о действии радиации на геном соматических клеток не имеют прямого значения при оценке генетических последствий облучения для будущих поколений, однако они очень важны для прогнозирования вреда непосредственно для облученного индивидуума, т.к. определенно показана роль облучения в таких отдаленных последствиях, как злокачественные новообразования и раннее старение. Ряд факторов подтверждает мутационную теорию рака (клоновое происхождение опухолевых клеток, случайный характер их возникновения, близкий порядок частот появления мутантных и малигнизированных клеток).

При облучении наиболее часто возникает лейкемия, рак легких, рак груди у женщин. Остальные виды рака (печени, желудка и пр.) наблюдаются значительно реже. Обычно между облучением и заболеванием проходит значительное время – 15-20лет. Конечно, не все облученные обязательно заболеют: среди 100000 облученных в дозе 3 Зв вероятно заболевание 100-120 человек различными формами рака. Причем, как теперь показано, эта вероятность зависит не только от дозы облучения, но и от других причин, действующих в этот длительный период между облучением и заболеванием. Выявлено, что воздействие на облученный организм многих канцерогенных веществ, присутствующих в окружающей нас среде даже в таких количествах, которые сами по себе безвредны, во много раз увеличивает вероятность заболевания раком.

Пример: курение увеличивает вероятность рака легкого в 2 раза (~30 сигарет в день). Шахтеры урановых рудников имеют незначительную вероятность заболевания раком легких, однако у курильщиков-шахтеров она возрастает уже в 10 раз.