- •Список сокращений
- •Содержание
- •Часть 1. Понятие о малых дозах радиации ......................................14
- •Часть 2. Радиационно-индуцированная нестабильность генома (ринг) и малые дозы радиации ………...............................75
- •Предисловие
- •От автора
- •Часть 1. Понятие о малых дозах радиации
- •1.1. Большое, малое и низкое
- •1.2. Микродозиметрическая теория «малых доз» радиации
- •1.2.1. Чувствительные мишени (“sensitive volume”) биологических систем
- •1.2.2. Разработка понятия о малых дозах радиации в микродозиметрии. Конкретные величины малых доз для излучений с различной лпэ
- •1.2.3. Целесообразность использования микродозиметрических построений о малых дозах радиации в практике радиобиологии и радиационной медицины
- •1.3. Радиобиологический подход к понятию «малые дозы» радиации
- •1.4. Медицинский (эпидемиологический) подход к понятию «малые дозы» радиации
- •1.5. Новая граница «малых доз» радиации в XXI в. — 100 мГр
- •1.5.1. Комитет по биологическим эффектам ионизирующей радиации ан сша (beir)
- •1.5.2. Министерство энергетики сша (doe — Department of Energy)
- •1.5.3. Документ нкдар о немишенных эффектах ионизирующей радиации от 2006 г.
- •1.5.4. Физический факультет в Гарварде (Harvard Physics Department) и Медицинский радиологический центр в Обнинске
- •1.5.5. Институт безопасности развития атомной энергетики ран (ибраэ ран) и др.
- •1.5.6. Понятие о малых дозах радиации в мкрз
- •1.6. «Малые» и «низкие» дозы в соответствии с конъюнктурой исследований
- •1.7. Понятие малой мощности дозы
- •1.8. Чего придерживаться
- •Часть 2. Радиационно-индуцированная нестабильность генома (ринг) и малые дозы радиации.
- •2.1. Спонтанный мутагенез
- •2.2. Феноменология ринг
- •2.3. Гипотетические механизмы индукции и передачи ринг
- •2.3.1. Инициация ринг: непосредственные повреждения днк или эпигенетические механизмы
- •2.3.2. Индукция ринг активными формами кислорода
- •2.3.3. Ринг и теломеры
- •2.3.4. Дефектность имеющихся теорий о механизмах ринг в свете сути этого феномена
- •2.4. Устоявшиеся обыденно-научные представления о ринг
- •2.4.1. Кармела Мазерсилл с соавторами
- •2.4.2. Дж. Б. Литтл
- •Подпись к рис. 2.4.1
- •2.4.3. Другие авторитетные зарубежные исследователи
- •2.4.4. Авторы из России, Белоруссии и Украины
- •2.5. Почему для ринг при малых дозах радиации складывается конъюнктура в современной радиобиологии и радиационной эпидемиологии
- •2.5.1. Парадоксальность биологического действия ионизирующего излучения
- •2.5.2. Кластерный эффект ионизирующих излучений и малые дозы радиации
- •2.5.3. Ничтожная вероятность индукции канцерогенных мутаций при непосредственном воздействии излучения на гены-мишени в области малых доз
- •2.6. Дозовые закономерности индукции ринг in vitro
- •2.6.1. Факты
- •2.6.2. Те, кто искал дозовый порог для ринг, обычно его и находили
- •2.6.3. Аномалии клеточных систем in vitro
- •2.7. Ринг in vivo
- •2.7.1. Трудность корректной регистрации ринг in vivo. Аберрации хромосом, обнаруживаемые спустя длительные сроки после облучения, не являются однозначным доказательством ринг
- •2.7.2. Экспериментальные подходы для выявления истинной ринг in vivo
- •2.7.3. Ринг in vivo при относительно корректных методических подходах. Возможные артефакты
- •2.8. Ринг после облучения in utero
- •2.9. Кажущиеся «исключения»
- •2.9.1. Линия tk6 лимфобластоидных клеток
- •2.9.3. Клетки HeLa
- •2.9.4. Линия ооцитов китайского хомячка (клетки cho)
- •2.9.5. Мыши линии balb/c
- •2.10. Ринг в документах международных организаций (мкрз, beir и нкдар)
- •Список использованных источников
2.5. Почему для ринг при малых дозах радиации складывается конъюнктура в современной радиобиологии и радиационной эпидемиологии
2.5.1. Парадоксальность биологического действия ионизирующего излучения
Согласно теории ЛБК — официальной теории МКРЗ [AI6, AI7], NCRP [AN8], НКДАР (1988) [AU6] и других официальных организаций [AB32], может не существовать настолько малой дозы облучения, которой не сопутствовал бы некий риск стохастических эффектов (канцерогенеза и наследственных генетических изменений). Допускается наличие постоянного риска указанных последствий на единицу дозы излучения, что, как считается, обеспечивает наиболее консервативную оценку рисков среди имеющихся моделей [AI6, AI7].
ЛБК основана, в частности, на постулате, согласно которому поражение клетки даже одной ионизирующей частицей способно вызвать повреждение генома, которое может, теоретически, привести к мутациям, в том числе и канцерогенным. В то же время, как мы видели выше, этот постулат сразу же не поддерживается реальной ситуацией, поскольку уровень спонтанных повреждений/модификаций структуры ДНК (генома) крайне высок. И если бы была хоть малейшая правда в указанном утверждении о повреждении одной частицей, то те 106 нарушений структуры генома в каждой клетке за день [AF7, AP16, AP17, AP19] (по другим данным — 70 млн. за год [РЯ3, AB15]) должны были бы приводить даже по логике к тому, что в организме то тут, то там возникали бы канцерогенные мутации и жизнь стала бы невозможной.
Как отмечал Мишель Бишоп (Michael Bishop), Нобелевский лауреат, открывший онкоген (выделено мною. — А.К.):
«Единственной мутации недостаточно, чтобы вызвать рак. На протяжении жизни каждый ген любого человеческого организма подвергается мутациям в количестве 1010 (десять в десятой степени) отдельных случаев. Проблема рака не в том, почему он происходит, а в том, почему он происходит так редко» (цитировано по [AP17]).
Это с одной стороны, со спонтанной, а вот с другой, с радиационно-индуцированной.
1 Гр редкоионизирующего излучения приводит к индукции (не к накоплению!), по разным источникам, в своей сумме (1–3) 103 повреждений ДНК — одно- и двунитевых разрывов, модификаций оснований, сшивок ДНК-ДНК, ДНК-белок и др. (в качестве обзора см., к примеру, [РК14] и [AU13]). Подавляющее большинство этих нарушений структуры (можно сказать, практически все) репарируются в течение первых минут — одних суток после радиационного воздействия [AD15, AG2, AK34, AT5, AW23]. Получается, что уровень повреждений генома, индуцируемых дозой в 1 Гр, ничтожно мал по сравнению со спонтанными модификациями структуры ДНК (0,2 106 в день [РЯ3, AB15], или 106 в день [AF7, AP16, AP17, AP19]). Но 1 Гр — достаточно солидная доза, хотя некоторые и осмеливаются называть ее малой (см. раздел 1.6). 1 Гр вызывает лучевую болезнь (остро однократно), не говоря уже об увеличении частоты радиогенных раков [РЯ5, AB10, AU14].
Если перейти на позиции термодинамики, то получается еще рельефнее. При облучении в дозе 1 Гр происходит, по определению, поглощении 1 Дж, или 107 эрг, или 0,24 калории на 1 кг среды. Данное количество энергии при равномерном распределении повысит температуру литра воды на 0,004°C.
Выходит так, что ничтожное как по энергетике, так и по уровню модификаций ДНК (по сравнению со спонтанным), радиационное воздействие в дозе, например, 1 Гр, вызывает, тем не менее, отчетливые стохастические (раки; наследственные генетические изменения у животных) и детерминированные эффекты, вплоть до лучевой болезни [РЯ5, AB10, AC12, AU14].
Это кажущееся противоречие снимается, однако, тем, что повреждающее действие ионизирующего излучения имеют специфичность по сравнению с хаотически распределяющимися по молекуле ДНК спонтанными модификациями ее структуры.