РАДИАЦИЯ И РАДИАЦИЯ И ЗДОРОВЬЕЗДОРОВЬЕ

Е.К.ХандогинаЕ.К.Хандогина

доктор биологических наук,доктор биологических наук,ведущий научный сотрудникведущий научный сотрудник

Института проблем безопасного развития Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАНатомной энергетики РАН

Воздействию радиации подвергаются Воздействию радиации подвергаются все без исключения люди, живущие все без исключения люди, живущие

на Земле.на Земле.

На Земле существуют районы, где На Земле существуют районы, где естественный радиационный фон естественный радиационный фон многократно превышает средние многократно превышает средние

значениязначения

Интерес к биологическому Интерес к биологическому действию излучений появился действию излучений появился сразу же после открытия сразу же после открытия рентгеновских лучей и рентгеновских лучей и радиоактивности.радиоактивности.

Основные дозиметрические Основные дозиметрические единицыединицы

Для количественного отражения действия радиации Для количественного отражения действия радиации пользуются понятием пользуются понятием дозадоза. Доза облучения — . Доза облучения — это наиболее важная характеристика для оценки это наиболее важная характеристика для оценки воздействия радиации на здоровье. воздействия радиации на здоровье.

Энергия излучения, поглощенная телом Энергия излучения, поглощенная телом ((поглощенная дозапоглощенная доза), измеряется в ), измеряется в греях (Гр)греях (Гр). .

Разные виды излучения действуют на живые Разные виды излучения действуют на живые организмы с разной эффективностью. Для учета организмы с разной эффективностью. Для учета этого фактора появилось понятие этого фактора появилось понятие эквивалентной эквивалентной дозыдозы; единицей измерения ее является ; единицей измерения ее является зиверт зиверт (Зв)(Зв). .

Последствия облучения разных органов и тканей Последствия облучения разных органов и тканей могут быть различными даже при одинаковой могут быть различными даже при одинаковой поглощенной дозе, поэтому есть понятие поглощенной дозе, поэтому есть понятие эффективной дозыэффективной дозы; она также измеряется в ; она также измеряется в зивертахзивертах. .

Существуют и внесистемные единицы – например, Существуют и внесистемные единицы – например, рентген (Р)рентген (Р). В очень грубом приближении чаще . В очень грубом приближении чаще всего можно принять, что всего можно принять, что

1 Гр=1 Зв= 100 Р1 Гр=1 Зв= 100 Р

Для того, чтобы изучить, как влияет радиация на Для того, чтобы изучить, как влияет радиация на человеческий организм, используются различные человеческий организм, используются различные подходы:подходы:

► эксперименты на животныхэксперименты на животных► наблюдения за пациентами, наблюдения за пациентами,

подвергшимися действию подвергшимися действию терапевтического облучения терапевтического облучения по поводу онкологических по поводу онкологических заболеваний а также за заболеваний а также за больными, облученными в больными, облученными в диагностических целяхдиагностических целях

► наблюдения за людьми, наблюдения за людьми, подвергающиеся подвергающиеся профессиональному профессиональному облучениюоблучению

► эпидемиологические эпидемиологические исследования исследования в районах с повышенным в районах с повышенным уровнем радиацииуровнем радиации

► эксперименты с культурами эксперименты с культурами клеток человека и животныхклеток человека и животных

Результаты онкоэпидемиологического исследования Результаты онкоэпидемиологического исследования в Хиросиме и Нагасаки в Хиросиме и Нагасаки

(когорта 86572 человек,1950-1990 годы наблюдения)(когорта 86572 человек,1950-1990 годы наблюдения)

СМЕРТНОСТЬСМЕРТНОСТЬ

Наблюдаемый Ожидаемый Н - О

ССоолидные ракилидные раки 75787578 72447244 334334

ЛейкозыЛейкозы 249249 162162 8877

Излучение действует на живые Излучение действует на живые объекты на разных уровнях:объекты на разных уровнях:

► молекулы;молекулы;► клетки;клетки;► ткани и органы;ткани и органы;► организмы;организмы;► популяции; популяции; ► экосистемыэкосистемы

Нарушения наследственного материала Нарушения наследственного материала -- мутациимутации

►Клетка является Клетка является той «ареной», где той «ареной», где разыгрываются разыгрываются основные событияосновные события

► Главной мишенью для Главной мишенью для воздействия радиации воздействия радиации является молекула является молекула ДНК – носитель ДНК – носитель генетической генетической информацииинформации

Радиобиологический Радиобиологический парадокспарадокс

Прямое и косвенное действие радиацииПрямое и косвенное действие радиации

Когда через клетку проходит частица (или фотон), она повреждает Когда через клетку проходит частица (или фотон), она повреждает биологические важные молекулы. Для клетки такими молекулами-биологические важные молекулы. Для клетки такими молекулами-

мишенями являются молекулы ДНКмишенями являются молекулы ДНК

Прямое действиеПрямое действие – повреждение – повреждение молекул ДНК непосредственно при молекул ДНК непосредственно при взаимодействии с излучением;взаимодействии с излучением;

Косвенное действиеКосвенное действие – повреждение – повреждение ДНК свободными радикалами, ДНК свободными радикалами, образованными при облучении образованными при облучении других молекул, в первую очередь, других молекул, в первую очередь, воды.воды.

Для защиты от косвенного Для защиты от косвенного действия излучения действия излучения применяют химические применяют химические вещества – перехватчики вещества – перехватчики свободных радикалов. свободных радикалов. Антиоксидантами являются Антиоксидантами являются такие очень хорошо такие очень хорошо известные соединения, как известные соединения, как обычные витамины – А, Е. обычные витамины – А, Е.

Репарация ДНК и Репарация ДНК и мутациимутации

Если произойдут изменения – спонтанно или под действием Если произойдут изменения – спонтанно или под действием повреждающих факторов, синтез белка нарушится: либо он повреждающих факторов, синтез белка нарушится: либо он прекратится, либо будет синтезироваться измененный белок. Такие прекратится, либо будет синтезироваться измененный белок. Такие нарушения называются нарушения называются мутациямимутациями. Специальные ферменты . Специальные ферменты распознают поврежденный участок, вырежут его из «неправильной» распознают поврежденный участок, вырежут его из «неправильной» нити, а на другой нити, как на матрице, синтезируют новый участок нити, а на другой нити, как на матрице, синтезируют новый участок ДНК.ДНК.

Перестройки хромосомПерестройки хромосом

Цитогенетический метод Цитогенетический метод дозиметриидозиметрии

Характер облученияХарактер облучения► Внешнее Внешнее (от источника, (от источника,

находящегося вне теланаходящегося вне тела человека)человека)

► ВнутреннееВнутреннее (от (от радиоактивных изотопов, радиоактивных изотопов, попавших внутрь организма)попавших внутрь организма)

► Острое Острое (его длительность не (его длительность не превышает нескольких часов)превышает нескольких часов)

► ПролонгированноеПролонгированное (растянутое во времени)(растянутое во времени)

► ХроническоеХроническое (с малой (с малой мощностью дозы)мощностью дозы)

► ОбщееОбщее (тотальное - полностью (тотальное - полностью поражающее организм) поражающее организм)

► ЛокальноеЛокальное (затрагивает (затрагивает отдельные участки тела, органы отдельные участки тела, органы или ткани)или ткани)

равномерное или неравномерноеравномерное или неравномерное

► ОднократноеОднократное► ФракционированнФракционированн

ое ое (многократное)(многократное)

Классификация Классификация последствий облученияпоследствий облучения

► СоматическиеСоматические (развивающиеся у (развивающиеся у облученного человека)облученного человека)

► Генетические Генетические (проявляющиеся в (проявляющиеся в потомстве)потомстве)

►ДетерминированнДетерминированныеые (повреждения органов и (повреждения органов и тканей) возникают с тканей) возникают с неизбежностью после превышения неизбежностью после превышения некоторого порогового уровня дозы некоторого порогового уровня дозы

► Стохастические Стохастические развитие происходит с развитие происходит с

определенной вероятностью; определенной вероятностью; теоретически являются теоретически являются беспороговыми, могут возникнуть беспороговыми, могут возникнуть при любых значениях дозыпри любых значениях дозы

Особое место занимают тератогенные Особое место занимают тератогенные эффекты – последствия внутриутробного эффекты – последствия внутриутробного

облученияоблучения

Чем активнее клетка, тем более она чувствительна к Чем активнее клетка, тем более она чувствительна к действию повреждающих факторов. Наиболее действию повреждающих факторов. Наиболее чувствительными являются клетки развивающегося чувствительными являются клетки развивающегося организма. Вот почему «самое слабое звено» - это организма. Вот почему «самое слабое звено» - это плод, дети, облучающиеся внутриутробно.плод, дети, облучающиеся внутриутробно.

Какие дозы считать малыми? Одна и таКакие дозы считать малыми? Одна и та же доза 10 Гр будет же доза 10 Гр будет смертельной длясмертельной для человека, не вызовет никаких поражений у человека, не вызовет никаких поражений у некоторых видов среднеазиатских змей и стимулирует рост и некоторых видов среднеазиатских змей и стимулирует рост и

развитие семян горчицы.развитие семян горчицы.

► Физический подход Физический подход (микродозиметрия) - (микродозиметрия) - 1 1 мГрмГр

► Радиобиологические Радиобиологические эксперименты в культурах эксперименты в культурах клеток - клеток - 20 мГр20 мГр

► Эпидемиологические Эпидемиологические исследования – исследования – 200 мГр200 мГр

Диапазоны доз для человека Диапазоны доз для человека (редкоионизирующие (редкоионизирующие излучения) излучения)

► D < D < 20 сГр - 20 сГр - малыемалые► 2020 сГр сГр < D < 2 < D < 2 Гр – Гр –

промежуточныепромежуточные► D >D > 2 Гр - 2 Гр - высокиевысокие

Действие малых доз не выявляется на Действие малых доз не выявляется на уровне отдельного организма, его уровне отдельного организма, его

можно обнаружить только при можно обнаружить только при сравнении данных обследования сравнении данных обследования

больших групп людейбольших групп людей

Для того, чтобы в эпидемиологических исследованиях Для того, чтобы в эпидемиологических исследованиях с 95%-ной доверительной вероятностью выявить с 95%-ной доверительной вероятностью выявить последствия облучения в дозе последствия облучения в дозе 10 мЗв10 мЗв (т.е. в 10 раз (т.е. в 10 раз превышающей предельно допустимую!), превышающей предельно допустимую!), необходимо обследовать группу в необходимо обследовать группу в 10 млн10 млн человек и человек и подобрать к ней контроль подобрать к ней контроль

Основной предел дозы для населения – Основной предел дозы для населения – 1 мЗв/год1 мЗв/год

► Флюорография – Флюорография – 0,6 мЗв0,6 мЗв

► Компьютерная Компьютерная томография – томография – 3 мЗв3 мЗв

► Просмотр Просмотр телепрограмм телепрограмм по 3 часа в день по 3 часа в день в течение года – в течение года – 0,001 мЗв0,001 мЗв

► Перелет из Москвы в Перелет из Москвы в Нью-Йорк – Нью-Йорк – 0,3 мЗв0,3 мЗв

Человек постоянно подвергается воздействию Человек постоянно подвергается воздействию самых различных источников риска. самых различных источников риска.

Определяется «приемлемый риск», который Определяется «приемлемый риск», который уравновешивает возможность отрицательных уравновешивает возможность отрицательных последствий и пользу от конкретного вида последствий и пользу от конкретного вида деятельности. Когда речь идет о деятельности. Когда речь идет о радиационном риске, то подразумевается радиационном риске, то подразумевается вероятность возникновения у человека и его вероятность возникновения у человека и его потомства какого-либо вредного эффекта. потомства какого-либо вредного эффекта.

Если сравнивать теоретически рассчитанные Если сравнивать теоретически рассчитанные риски от действия излучения в дозах, риски от действия излучения в дозах, соответствующих предельным, с другими соответствующих предельным, с другими рисками, окажется, что они:рисками, окажется, что они:

- примерно в 10 раз меньше риска смертности от - примерно в 10 раз меньше риска смертности от несчастных случаев в быту;несчастных случаев в быту;

- сравнимы с риском гибели от удара молнии. сравнимы с риском гибели от удара молнии.

Если бы в качестве приемлемого был принят риск, Если бы в качестве приемлемого был принят риск, равный таковому от выкуривания 20 сигарет в равный таковому от выкуривания 20 сигарет в сутки, то предел дозы облучения населения сутки, то предел дозы облучения населения составил бы в этом случае 1 Зв, то есть в тысячу составил бы в этом случае 1 Зв, то есть в тысячу раз выше, чем это принято сейчас. раз выше, чем это принято сейчас.

При проведении исследований по действию малых При проведении исследований по действию малых доз радиации на результат могут влиять не доз радиации на результат могут влиять не только конкретные условия эксперимента, но и только конкретные условия эксперимента, но и некоторая непредсказуемая компонента. некоторая непредсказуемая компонента. Исследователь никогда не знает всех возможных Исследователь никогда не знает всех возможных условий – клеточных, организменных и условий – клеточных, организменных и окружающей среды, которые могут изменить окружающей среды, которые могут изменить ответ живых систем на действие малых доз ответ живых систем на действие малых доз радиации. Это обстоятельство необходимо радиации. Это обстоятельство необходимо принимать во внимание и при изучении реакции принимать во внимание и при изучении реакции на малые дозы больших контингентов населения.на малые дозы больших контингентов населения.

В области малых доз перенесение В области малых доз перенесение результатов, полученных на результатов, полученных на культурах клеток человека, на культурах клеток человека, на уровень организмауровень организма - -некорректнонекорректно

Благодаря зависимости проявления Благодаря зависимости проявления эффектов малых доз от эффектов малых доз от нерадиационных факторов (а на уровне нерадиационных факторов (а на уровне организма эта зависимость проявляется организма эта зависимость проявляется в еще большей степени, чем на в еще большей степени, чем на клеточном) открываются широкие клеточном) открываются широкие возможности для преодоления возможности для преодоления последствий радиационных аварий, последствий радиационных аварий, приводящих к радиоактивному приводящих к радиоактивному загрязнению обширных территорий – за загрязнению обширных территорий – за счет грамотно спланированных и счет грамотно спланированных и надлежащим образом осуществленных надлежащим образом осуществленных мермер..

Выяснилось, что повышенная Выяснилось, что повышенная частота рождения детей с частота рождения детей с синдромом Дауна, отмеченная в синдромом Дауна, отмеченная в Белоруссии в январе 1987 года, Белоруссии в январе 1987 года, не связана с действием не связана с действием радиации.радиации.

Польза или вред?Польза или вред?