Влияние природного радиоактивного фона на здоровье человека
Природный радиационный фон - облучение, которое создается космическими источниками и терригенными (свойственными Земле) радионуклидами за исключением техногенно-усиленных источников природного происхождения.
Большие дозы радиации убивают клетку, останавливают ее деление, угнетают
ряд биохимических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности, повреждают
структуру ДНК и тем самым нарушают генетический, код и лишают клетку
информации, лежащей в основе ее жизнедеятельности. В то же время малые дозы
радиации, в случае бластогенной трансформации, переводят дифференцированные
клетки с ограниченной потенцией к делению в бесконечно делящуюся популяцию,
с активным усиленным метаболизмом, с ДНК, сохранившей полную информацию, необходимую для существования и деления клетки. Если, образно выражаясь, при облучении в больших дозах клетки и ткань стареют и гибнут, то при малых возможна трансформация, при которой происходит их омоложение, стимуляция деления, и они начинают бурно развиваться.
Таким образом, явление бластогенеза с общебиологической позиции не
противоречит положению о необходимости Природного радиоактивного фона (ПРФ)
для нормального существования биоты неблагоприятном воздействии на это существование повышенного ПРФ в пределах малых доз и мощностей.
С другой стороны, рассматривая бластогенез как грозное бедствие для
человечества, уносящее миллионы жизней ежегодно, и зная, что канцерогенез
является одним из отдаленных последствий облучения человек в нелетальных
дозах, необходимо выяснить важный вопрос об участии ПРФ в спонтанном
канцерогенезе, о возможном влиянии его повышенных уровней на частоту
заболевания и гибель населения от злокачественных опухолей. Прямая
корреляция частоты возникновения опухолей с дозой ионизирующего излучения
хорошо документирована для интервала доз 1-5 Зв.
Используя фактический материал по возникновению опухолей (всех видов) у
населения при его облучении в дозах, превышающих 1 Зв, рассчитали риск возникновения злокачественных опухолей. Он составляет 0,00125 1/Зв. Для расчета риска при меньших дозах часто используют эти данные, принимая, что фактор риска не
уменьшается с уменьшением дозы и мощности дозы.
Это допущение удобно для расчетов, оно позволяет якобы определять размеры
риска при сколь угодно малом облучении. Однако оно не только не обосновано
экспериментом, но и противоречит многим твердо установленным фактам. В
Нагасаки при обследовании группы численностью 67649 чел., получившей дозу
облучения от 0,1 до 0,5 Зв, и другой группы численностью 22914 чел., облученных в дозах от 0,5 до 0,99 Зв, не обнаружили избытка заболевания лейкемией по сравнению со
средним национальным уровнем заболевания.
Анализ заболеваемости раком легких был проведен на большом контингенте
рабочих урановых, радиевых и других шахт в Чехословакии, Канаде,
Великобритании, США и Швеции. При облучении бронхиального эпителия легких в
дозах 1,2 - 2,4 Зв за месяц работы не было установлено увеличения количества
заболевших раком легких по сравнению с окружающим населением. Только при
дозах выше 3 Зв в месяц можно было обнаружить повышение заболеваемости.
Количество заболеваний (но не смертность) раком щитовидной железы,
превышающее норму, было обнаружено среди людей Хиросимы и Нагасаки,
перенесших облучение в дозе выше 0,5 Зв. При облучении в дозах ниже 0,5 Зв
избытка заболевания не обнаружено.
Итак, имеющиеся факты говорят о том, что при остром облучении в дозах ниже
0,25 Зв и хроническом - ниже 1 Зв за год не доказано появление опасности
возникновения радиационного канцерогенеза. Это значит, что и повышение среднего ПРФ в 10 - 100раз, т.е. до 0,23 в год, не представляет реальной опасности для населения.
О наличии порога в индукции опухолей при малых дозах облучения говорят и
экспериментальные исследования последних лет. Приверженцы беспорогово-
линейной гипотезы бластогенеза при малых дозах исходят из представлений
о том, что одной мутации в проонкогенном локусе ДНК достаточно,.чтобы
вызвать опухоль. А так как такую мутацию может вызвать один квант атомной
радиации, то отсюда следует, что любые, как угодно малые, дозы повышают риск
заболевания. Если же мы, этого не наблюдаем, но только потому, что величина
обследуемой популяции мала для его выявления.
Однако исследования последних лет показали полную необоснованность подобных
рассуждений. Прежде всего в настоящее время уже общепринято, что мутация -
многоступенчатый процесс. Возникнобение мутаций должно произойти не в
одном, а по крайней мере в 7 локусах, дающих информацию для синтеза
различных полипентидов, являющихся ростовыми факторами для деления клетки.
Уже одно это снимает теоретическое обоснование беспороговости. К тому же, даже если это событие произойдет оно, не означает появления опухоли. Многочисленные факторы, регулирующие рост ткани, препятствуют бесконтрольному
размножению мутированных клеток.
Требуется старение ткани, дополнительное действие химических агентов
(промоторов) или повторное облучение, чтобы в ткани появились очаги
образования будущей опухоли. Эти очаги возникают и уничтожаются иммунным
надзором организма. Только при облучении в дозах выше 1 Зв этот иммунитет
ослаблен, что также указывает на существование порога при низких дозах
облучения. Сложный многоступенчатый, многофакторный механизм радиационного
канцерогенеза не дает почвы для теоретического обоснования применения
линейно-беспороговой гипотезы, для расчета риска при малых дозах,
сопоставимых с ПРФ, исходя из данных, полученных, при достаточно больших
дозах облучения. Более того, имеется ряд эпидемиологических, исследований,
(рассмотренных в гл. 4), показывающих, что в обширных районах с повышенным
ПРФ отмечено не увеличение, а снижение заболеваемости раком.
Ряд районов с повышенным ПРФ расположен в горах и, следовательно, живущее
там население находится под влиянием не только ПРФ, но и аноксии, связанной
с высотой. Это дало не только ПРФ, но и аноксии, связанном с высотой, и
дало основание высказать предположение, что наблюдаемое в горах снижение
смертности от рака всецело обусловлено аноксией. Такое категорическое
утверждение вряд ли может быть принято, так как оно не подкреплено
экспериментальными даннамии полностью игнорирует факты о благоприятном
действии малых доз радиации на ряд биологических процессов. Повышение
иммунитета, активация репарационных процессов наиболее значительны для
снижения бластогенеза. В тоже время, следует иметь в виду, что такие
явления как ускорение деления клеток, усиление роста ткани под влиянием
малых доз радиации, должны способствовать уже возникшему бластогенезу.
Суммируя все имеющиеся данные, можно констатировать, что ПРФ не является
ведущим фактором, обусловливающим спонтанное заболевание раком, и что у нас
нет оснований говорить о бластогенной опасности при повышении ПРФ в 10, 100
раз, т. е. до тех уровней, когда годовая доза еще не превысит 0,1 Зв.
Исходя из данных о том, что снижение ПРФ замедляет деление клеток, процессы
эмбрионального развития, рост и развитие молодого организма, следует
заключить, что окружающий нас ПРФ, тот его уровень, которому адаптирован
наш организм в результате миллионов лет эволюции, необходим, а
следовательно, полезен для нормального существования, т. е. для здоровья
человека. В порядке гипотезы можно предположить, что его постоянное очень
слабое воздействие на многочисленные регуляторные системы организма
выполняет функции слабого раздражителя. поддерживающего эти системы в должном тонусе.
Еще в1946 г. Л. П. Бреславец высказала мысль, что закон Арндта-Шульце,
гласящий: «Слабые раздражения возбуждают жизнедеятельность, раздражения
средней силы подавляют ее, более сильные совсем приостанавливают», -
применим к действию ионизирующей радиации. Как было видно из выше
изложенного, в настоящее время это строго доказано. Если ПРФ необходим для
нормальной жизнедеятельности, т. е. для поддержания здоровья человека, то
его небольшое повышение, той или иной длительности, не превышающее
определенного предела, может быть и полезным для здоровьям Из предыдущего
материала следует, что этот предел лежит не выше 0,1 Зв в год.
Нельзя не обратить внимание на то обстоятельство, что многие курорты и из
любленные места отдыха, восстановления здоровья наряду с благоприятными
климатическими факторами, как правило, включают и фактор повышенного ПРФ. В
условиях повышенного ПРФ находятся путешествующие и отдыхающие в горах
Швейцарии, Кавказа, Памира, Колорадо.
Десятки тысяч отдыхающих приезжают провести свой отпуск в места с наиболее
высоким ПРФ - в Гуарапари в Бразилии и в штат Керала в Индии. Миллионы
больных улучшают состояние своего здоровья на курортах, возникших вокруг
источников с повышенным содержанием радона. Такие всемирно известные
курорты, как Цхалтубо, Пятигорск, Белокуриха, Хмельники в России, Браубах, Висбаден, Баден-Баден в Германии, Бадгастайн в Австрии, Масутами-Спрингс в Японии и другие, помимо повышенного ПРФ окружающей среды, оказывают оздоровляющее влияние на приезжающих путем специально дозированного облучения их радоном и его дочерними продуктами распада, т.е.опять-таки повышенным ПРФ. В процессе радонотерапии за месяц пребывания на курорте больные получают (в зависимости от радиоактивности источника и характера процедур) на организм в целом дозы порядка 0,1-0,8 Зв, т.е. величины, лежащие в пределах колебаний ПРФ (0,16-2,38 мЗв за месяц). При приеме радоновых ванн наибольшему воздействию радона подвергается кожа
больного. За месячный срок (15 ванн) кожа получит суммарную дозу порядка 3-
10 мЗв, т. е. в 30-100 раз превосходящую ПРФ и уже лежащую в тех пределах,
в которых на ряде объектов была экспериментально показана стимуляция
биологических процессов. Решающая роль будет, по-видимому, принадлежать
радиационному возбуждению кожных рецепторов, в первую очередь расположенных
в точках, используемых, в рефлексотерапии различных заболеваний.
В укреплении здоровья человека не последняя роль будет принадлежать
повышенному иммунитету, возникающему и сохраняющемуся в течение месяцев у
лиц, прошедших курс лечения радоновыми ваннами, а также активации
репарирующих систем в клетках человека под блиянием повышенного ПРФ. Так,
например, обследование интенсивности эксцизианной репарации ДНК в
лимфоцитах крови улиц, работающих на курорте Багдаштейн в Австрии и
получавших облучение от радона, в 4-8 раз превосходящее ПРФ, показало
достоверное повышение активности репарирующих ферментов в 2-3 раза по
сравнению с контролем.
Как показали многолетние клинические исследования радоновые ванны оказывают
благоприятное действие на здоровье при очень широком спектре заболеваний.
Отсюда следует, что под влиянием кратковременно повышенного ПРФ происходит
неспецифическое общее стимулирующее действие малых доз радиации на организм
в целом, повышающее его сопротивляемость неблагоприятным факторам,
возникающим при различных патологических процессах. Однако не только для
больных, но и для здоровых людей пребывание во время отпуска в зонах
повышенного ПРФ будет благоприятно для здоровья. Хорошо известно
бодрящее действие на человека гигиенического душа. Не следует при этом
забывать, что содержание радона в окружающем человека воздухе с 19 Бк/м*м*м
при этом повышается до5900 Бк/м*м*м, т. е. рецепторы кожи получают в 300 раз большее раздражение чем в норме, и не исключено, что это - один из факторов (наряду с температурой и др.), способствующих бодрящему действию душа. Еще подлежат исследованию влияния на самочувствие людей значительных колебаний
содержания радона в течение суток (максимум в ночные часы) и года
(увеличение летом и уменьшение зимой).
Активация неспецифического иммунитета, повышение активности репарирующих
ферментов, стимуляция дыхания, слабое раздражение рецепторов, и в первую
очередь рецепторов чувствительных точек кожи, рефлекторно связанных с
состоянием внутренних органов, появление в кровотоке биологически активных
веществ, в ничтожно малых концентрациях активирующих нейро-эндокринную
регуляцию, - все это будет благотворно влиять на общий тонус организма,
повышать его сопротивляемость неблагоприятным факторам внешней среды,
задерживать старение, продлевать его жизнь, т. е. будет благоприятствовать
здоровью в целом. Для области малых доз, лежащих в пределах, сопоставимых с
колебаниями ПРФ, у нас нет научных данных, говорящих о риске, опасности для
человечества этих уровней. Незаконно использовать экстраполяцию на них
закономерностей, полученных при гораздо больших дозах облучения. Дальнейшие
исследования влияния атомной радиации в малых дозах на состояние
рецепторов, на их способность вызывать индукцию нормальных физиологических
процессов во внутренних органах, с ними связанных, что крайне желательно
для дальнейшего развития и обоснования наших представлений о роли ПРФ для
здоровья человека.
В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что выводы о
благоприятном действии для биоты малых доз атомной радиации относятся к ПРФ
его повышенным уровням, т.е. к тем видам радиации и инкорпорированным
радионуклидам, к которым за миллионы лет эволюции адаптирована биота на
нашей планете.
В результате техногенной деятельности человека (ядерные взрывы, аварии на
АЭС - и др.) повышение радиоактивного фона далеко не адекватно повышенным
уровням ПРФ. Особенно ярко это проявляется при внутреннем облучении, когда в организм попадают радионуклиды, такие, как стронций-90, рубидий-87, цезий- 1 37, церий- 14, кобальт-60, плутоний-238, кюрий-244, америций-241 и другие, с их
своеобразным распределением в организме, и локальном облучении, к которым
биота не адаптирована в процессе эволюции.
Отсюда следует, что при определении, гигиенических норм допустимости тех
или иных уровней загрязнения окружающей среды радионуклидами техногенного
происхождения необходимо учитывать знания о благоприятном действии малых доз ПРФ, но в то же время не забывать о коррекции этих выводов, обусловленной спецификой действующего агента.
Проблема противорадиационной защиты людей носит глобальный характер, поэтому организационные мероприятия в этих целях разрабатываются не только в отдельных странах, но и а международном масштабе.
В 1928 году на 2-м Международном радиологическом конгрессе в Стокгольме был создан специальный Комитет по защите от рентгеновских лучей и радия. В 1950 году, когда началась атомная эра, комитет был реорганизован в Международную комиссию по радиационной защите (МКРЗ). В 1956 году МКРЗ вступила во Всемирную организацию здравоохранения (ВОЗ) в качестве неправительственной организации.
Согласно уставу, МКРЗ должна знакомиться со всеми достижениями в области защиты от излучений и на их основе разрабатывать рекомендации. При этом Комиссия предоставляет национальным комиссиям по защите от излучения отдельных стран право и ответственность вводить подробные инструкции и правила, исходя из внутренних условий. В нашей стране Национальная комиссия по радиологической защите при Минздраве РФ разрабатывает и публикует специальным изданием нормы радиационной безопасности (НРБ).
На население земного шара постоянно воздействует природный радиационный фон. Это необходимый компонент обитания в биосфере. Он складывается из трех составляющих. Это космическая радиация (протоны, альфа-частицы, гамма-лучи), излучение естественных радиоактивных веществ, присутствующих в почве, и излучение тех радиоактивных веществ (также естественных), которые попадают к нам в организм с воздухом, пищей, водой.
Суммарная доза, создаваемая естественным излучением, довольно сильно варьируется в различных районах Земли. В Европейской части Росии она колеблется от 70 до 200 мбэр/год.
Естественный уровень излучения в некоторых районах СССР, Франции, Швеции и США достигает 200 – 300 мбэр/год. В Бразилии около 50 000 человек проживает в области, где почвы создают среднюю годовую дозу в 500 мбэр, а в штате Керала (Индия) 100 000 человек постоянно живут при уровне облучения в 1270 мбэр/год. В этих двух районах все время работают специальные медицинские группы. Полученные ими данные не дают оснований считать, что по каким-то демографическим показателям здоровье проживающих там людей отличается от контрольных групп.
Естественный фон дает примерно одну треть так называемой популяционной дозы общего фона, то есть средней дозы ионизирующего излучения, которая приходится на долю каждого жителя планеты.
Еще треть человек получает при медицинских диагностических процедурах – рентгеновских снимках, флюорографии, просвечиваниях и т.д. В нашей стране эта доза в год составляет примерно 140 миллирентген. А разовое лучевое воздействие на те или иные участки тела колеблется в зависимости от типа процедуры. Например, при рентгеновских снимках доза составляет от 0,04 рентгена до 7 рентген, а при просвечивании может быть и больше.
Но вернемся к популяционной дозе общего фона. Остальную ее часть дает пребывание человека в современных зданиях. В кирпиче и бетоне присутствуют, хотя и в очень малых количествах, такие радиоактивные элементы, как уран, торий, радий и другие. Эта часть составляет примерно еще 150 миллирентген в год.
Вклад в техногенно-усиленный фон вносят и выбросы из современных тепловых станций, работающих на угле, поскольку уголь также содержит рассеянные радиоактивные элементы. При полетах на самолетах человек также получает небольшую дозу ионизирующего излучения. На высоте 12 000 метров, где проходят трассы современных авиалайнеров, естественный фон усиливается в 1,5 – 2 раза. В общем, в нашей стране техногенно-усиленный фон колеблется от 200 до 400 млР/год. Но все это очень малые величины. Исследования в области радиобиологии убедительно доказали, что популяционная доза общего фона безвредна для человека.
Международная комиссия по радиационной защите считает, что вредные эффекты могут наступить при дозах, превышающих 50 бэр, то есть 50 000 мбэр. Это в случае кратковременного облучения. А если действие излучения растянуто во времени, то эта величина в среднем составляет 150 бэр в год, или 150 000 мбэр год. Вот при таких дозах возможно наступление лучевой болезни.
Предельно допустимые дозы (ПДД) – это дозы ионизирующего излучения, которые, прибавляясь к популяционной дозе общего фона, не вызывают у человека соматических (телесных) и генетических изменений при действии в течение всей его жизни. У нас в стране ПДД для лиц, работающих, например, с источниками ионизирующих излучений, установлена в 5 бэр/год = 5000 мбэр/год. А для населения ПДД составляют 500 мбэр/год. Лучевая болезнь может наступить при дозах в 150 000 мбэр/год, то есть ПДД установлены в СССР с «запасом» в 300 раз.
Тяжесть радиационного поражения в основном определяется внешним гамма-излучением. При выпадении радиоактивных осадков она может сочетаться с загрязнением кожи, слизистых оболочек, а иногда и с попаданием радионуклидов внутрь организма. Радионуклиды – это продукты радиоактивного распада, которые могут, в свою очередь, распадаться с испусканием ионизирующих излучений. Основная их характеристика – это период полураспада, то есть промежуток времени, за который число радиоактивных атомов уменьшается вдвое.
Лучевая болезнь – это завершающий этап в цепи процессов, развивающихся в результате воздействия больших доз ионизирующего излучения на ткани, клетки и жидкие среды организма. Изменения на молекулярном уровне и образование химически активных соединений в тканях и жидких средах ведут к появлению в крови продуктов патологического обмена – токсинов. Но главное – это гибель клеток.
Лучевая болезнь проявляется в изменении функций нервной, эндокринной систем, нарушении регуляции деятельности других систем организма. И все это в сочетании с клеточно-тканевыми поражениями.
Повреждающее действие ионизирующих излучений особенно сказывается на стволовых клетках кроветворной ткани костного мозга, на тканях кишечника. Угнетается иммунитет, это приводит к развитию инфекционных осложнений, интоксикации и кровоизлияниям в ткани и органы.
В зависимости от характера воздействия (однократное массивное или длительное повторное) и дозы различают острую и хроническую формы лучевой болезни различной тяжести. По тяжести острую лучевую болезнь подразделяют на 4 степени: I степень – легкая (доза 100...200 бэр), II степень – средняя (доза 200...400 бэр), III степень – тяжелая (доза 400...600 бэр), IV степень – крайне тяжелая (доза более 600 бэр).
При острой лучевой болезни легкой степени у некоторых больных могут отсутствовать признаки первичной реакции, но у большинства через несколько часов отмечается тошнота, возможна однократная рвота. При острой лучевой болезни средней степени отмечается выраженная первичная реакция. Она проявляется главным образом рвотой, которая наступает через 1...3 часа и прекращается через 5...6 часов после воздействия ионизирующего излучения. При острой лучевой болезни тяжёлой степени рвота возникает через 30 минут – 1 час после облучения и прекращается через 6...12 часов. При крайне тяжелой степени лучевой болезни первичная реакция возникает почти сразу – через 30 минут после облучения, носит мучительный, неукротимый характер.
Первая помощь при этих симптомах, начинается с самых простых манипуляций, например, промывание желудка, очистительные клизмы. Применяют в этих целях потогонные и мочегонные средства. Современная медицина располагает целым набором препаратов, предназначенных для выведения конкретных радиоактивных изотопов. Например, адсобар – для предотвращения всасывания стронция, бериллия и др. Фероцин – для цезия-137, пентацин – для лантанидов и трансурановых элементов. Эти препараты применяют внутривенно или при ингаляции.
Лучевую болезнь I и II степени лечат успешно. Но лечение проходит индивидуально. Как лучевое поражение, так и лечение его последствий во многом зависит от особенностей организма. Как правило, при легких степенях лучевой болезни применяют переливание составляющих крови, назначают современные антибиотики. Ионизирующее излучение вызывает резкое падение иммунитета. Поэтому инфекции разного рода атакуют больных. Сегодня во многих случаях вылечивают лучевую болезнь III степени благодаря возможности держать пациентов почти в абсолютно стерильных боксах. При тяжелых поражениях это позволяет предотвратить инфицирование ослабленного организма. Пересадки донорского костного мозга делаются для того, чтобы восстановить способность организма творить кровь. Донорами костного мозга могут быть как близкие родственники, так и лица, у которых костный мозг типирован – совместим по ряду показателей с костным мозгом пострадавшего. Тогда пересадка пройдет успешно, организм больного не отвергнет чужой костный мозг.
Надо сказать, что процесс лечения – долгий, требует огромных усилий врачей, медперсонала, но главное – результат – спасение жизни людей.
Литература:
1. Кузин А.М. «Природный радиоактивный фон и его значение для биосферы
Земли», М., Наука 1991
2. Сахаров В.К. «Радиоэкология». - Москва: МИФИ, 1995
3. Гусев Н.Г., Беляев В.А. «Радиоактивные выбросы в биосфере». - Москва: Энергоатомиздат, 1991
|
Наука и жизнь. 1986. №9. |
|
Дата публикации: 13 марта 2007 года |
Московская Медицинская Академия им. И.М. Сеченова
Кафедра военной и радиационной гигиены
Реферат на тему: «Радиационный фон и его влияние на здоровье населения».
Выполнила:студентка 5 курса МПФ 4 группы
Музыкантова И.В.
Проверил: Архангельский В.И.
Москва
2007