Радиация и человек

p align="left">Острая лучевая болезнь

Острая лучевая болезнь возникает после тотального однократного внешнего равномерного облучения. ОЛБ может протекать в легкой, средней тяжести и тяжелой форме. Между величиной поглощенной дозы в организме и средней продолжительностью жизни существует строгая зависимость.

Было обнаружено, что зависимость времени наступления гибели самых разнообразных объектов от дозы носит ступенчатый характер. Соответствующая кривая для человека, описывающая зависимость средней продолжительности жизни от дозы излучения, состоит из 3-х участков. Начальный участок охватывает диапазон доз от 200 до 800рад, когда средняя продолжительность жизни не превышает 40 суток. На первый план при этих дозах выступает нарушение кроветворения. При дозах до 3000рад (продолжительность жизни около 8 суток) ведущим становится поражение кишечника, а при еще больших дозах (продолжительность жизни 2 суток и менее) смерть наступает от повреждения центральной нервной системы.

В течении ОЛБ выделяют четыре периода:

Начальный - наблюдается сразу после облучения, он длится от нескольких часов до 1-2 суток. Признаками лучевого поражения в этот период является задержка митотической активности в кроветворных клетках. В этот период усиливаются обменные процессы и повышаются функции основных органов и систем.

Скрытый, латентный - характеризуется изменениями в крови больного, связанными с начинающимся угнетением кроветворения. Длительность периода зависит от поглощенной дозы от двух недель до нескольких чаов.

Период выраженных явлений, или период разгара болезни - характерны кровоизлияния во внутренние органы, резкое подавление кроветворения, повышение проницаемости естественных барьеров и мембран, что способствует распространение в организме микробов и различных токсических веществ. Он длится в легких случаях в течение нескольких дней, в тяжелых - 2-3 недели.

Период исхода, или период восстановления.

Если доза облучения основной массы тела достигает 500-1000рад и более, то выживание невозможно, несмотря на медицинский уход и терапию (в Чернобыле - 19 погиб./1 жив.).

При дозах 200-500 рад выживание возможно, но необходимо своевременное и квалифицированное лечение (в Чернобыле - 7погиб./14 жив.).

При дозах 100-200 рад выживание вполне вероятно без специального решения, т.к. поражение не столь сильное, чтобы вызвать существенное угнетение костного мозга (в Чернобыле - 1 погиб./31 жив.).

При дозах менее 100 рад выживание несомненно, а клиническая симптоматика не требует медицинского вмешательства (40 чел. в Чернобыле).

Кроме указанных периодов, можно говорить еще об отдаленных последствиях воздействия радиации, которые могут проявляться в различных формах спустя 10-20 лет.

Хроническая лучевая болезнь

Хроническая лучевая болезнь развивается в результате продолжительного облучения организма в малых дозах - мощности дозы 0,1-0,5рад/сутки после накопления суммарных доз около 100рад. Своеобразие ХЛБ состоит в том, что в активно размножающихся тканях благодаря интенсивным процессам клеточного обновления длительное время сохраняется возможность структурного восстановления целостности ткани. В то же время такие радиоустойчивые системы, как нервная, сердечно-сосудистая, эндокринная отвечают на хроническое лучевой воздействие сложным комплексом функциональных реакций. В течении хронической лучевой болезни выделяются три периода:

период ранних изменений

период развития осложнений

период тяжелых необратимых изменений в организме

Охрана здоровья людей от вредного действия ионизирующей радиации

Проблема защиты людей от вредного, опасного действия ионизирующей радиации разрабатывается уже давно. В 1905 г. на первом конгрессе германских рентгенологов был поднят вопрос о законодательной охране труда рентгенологов. В Советском Союзе действовало санитарное законодательство, регламентирующее правила использования источников ионизирующей радиации гигиены, являющийся научным и методологическим центром по разработке проблем радиационной гигиены.

Искусственные источники ионизирующей радиации, по оценке ООН по изучению действия радиации, создают в среднем за год дозы на половые железы порядка 40 мрад; в то время как от естественных источников эта доза равняется 100 мрад, т.е в 2,5 раза больше.

Таким образом, увеличение лучевого воздействия за счет искусственных источников радиации относительно невелико. Учитывая же колеблемость естественного фона радиации и способность организма приспосабливаться к повышению радиационного фона в некоторых пределах, следует признать такие изменения величины лучевого воздействия в достаточной степени безопасными для здоровья.

Однако необходимо отметить, что эти дозы - средние для всего населения. В отдельных случаях могут быть значительные отклонения. Так если каждый человек в результате использования ионизирующей радиации в терапевтических целях в среднем получает 10 мрад в год, то больной, подвергающийся радиотерапии, может получить тысячи и десятки тысяч рад.

В настоящее время, когда прошло уже несколько лет после запрещения испытаний ядерного оружия в трех средах, опасность, связанная с действием радиоактивных осадков, значительно уменьшилась. Доза, создаваемая ими, исчисляется в среднем в пределах 2-5 мрад за год, т.е составляет единицы процентов от дозы, получаемой от природной радиации.

Основной вклад в дозу от искусственных источников радиации вносят рентгенодиагностические процедуры. В среднем он составляет 25 мрад за год. В крупных городах развитых стран эта доза значительно выше. Так для Нью-Йорка она достигает 150 мрад.

Сами по себе такие дозы не опасны для здоровья. Однако в отдельных случаях они могут быть значительно выше и тогда возникает проблема генетических повреждений. Поэтому во всех странах принимаются меры, ограждающие население, и в первую очередь молодых людей, способных к деторождению, от нерационального применения рентгеновских лучей с диагностической целью.

В Советском Союзе проводится специальный комплекс мероприятий с целью снижения лучевых воздействий при рентгенодиагностических процедурах. Осуществляется постоянный контроль за технической неисправностью аппаратуры и соответствием оборудования рентгенодиагностических кабинетов санитарным требованиям. Ограничены массовые рентгенодиагностические обследования. Они не проводятся у детей. У беременных женщин в связи с высокой радиочувствительностью плода рентгенодиагностические процедуры проводятся только в крайних случаях, по жизненно важным показаниям.

В то же время современная диагностика болезней во многом основывается на результатах рентгеновских исследований, значение которых в этом отношении трудно переоценить. При проведении многих профилактических мероприятий используются массовые рентгенодиагностические обследования. Поэтому нет оснований отказываться от использования столь мощного диагностического средства. Тем более, что рентгеновская аппаратура постоянно совершенствуется. Это позволяет постепенно снижать величину радиационных воздействий.

Так, внедряется электронно-оптический преобразователь (ЭОП), способный снимать изображение с экрана рентгеновского аппарата и передавать его на экран телевизора. Такое устройство позволяет почти в десять раз снижать величину лучевого воздействия на пациента.

Широкое распространение получили часы со светящимися циферблатами, содержащими радиоактивные вещества. В среднем краска на циферблате содержит 1,5 мккюри радия, что создает дозу порядка 1 мрад в год. Однако, если содержание радия в краске выше, эта доза может быть большей и достигать 4-80 мрад.

В больших часовых магазинах, как показали измерения, проведенные в ФРГ, продавцы получали от циферблатов со светящимися красками дозу, составляющую 75% от дозы, создаваемой естественным фоном радиации.

Телевизоры имеют очень широкое распространение. В 1967 году в Советском Союзе было около 70 млн. телезрителей, т.е. около трети населения. Телевизионная трубка - кинескоп - излучает мягкие рентгеновы лучи, и если не предусмотрена необходимая защита, то доза рентгеновских лучей, получаемая телезрителями, может достигнуть нежелательных размеров. Из-за недостаточной защиты в цветных телевизорах фирме “General Electric” пришлось заменить более 100 тыс. кинескопов. Этот вопрос обсуждался в конгрессе США, так как вызвал широкий резонанс у населения.

В Советском Союзе был установлен ГОСТ, предусматривающий, что выпускаемые телевизоры могут создавать дозу на расстоянии 50 см от экрана, не превышающую13 мкр в час. Такая доза за год на все население составит 0,5% от дозы, создаваемой естественным уровнем ионизирующей радиации.

Для лиц, непосредственно работающих с источниками излучения, малые дозы радиации приобретают характер профессиональной вредности. Эта группа людей пока относительно невелика. Для обеспечения их безопасности в Советском Союзе величина лучевого воздействия ограничена в законодательном порядке; к работе с источниками ионизирующей радиации допускается только здоровые взрослые люди, получающие целый ряд льгот: укороченный рабочий день, дополнительный отпуск, специальное питание. Все эти мероприятия создают условия, при которых профессиональные лучевые воздействия не вызывают существенные изменения в состоянии здоровья.

В 1996 году, в соответствии с Законом РФ “О радиационной безопасности населения”, введены дозовые пределы: для персонала - 20мЗв (миллизиверт) в год при производственной деятельности с источниками ионизирующих излучений и 1 мЗв для населения.

Методы и средства защиты от ионизирующих излучений включают в себя организационные, гигиенические, технические и лечебно-профилактические мероприятия, а именно:

увеличение расстояния между оператором и источником;

сокращение продолжительности работы в поле излучения;

экранирование источника излучения;

дистанционное управление;

использование манипуляторов и роботов;

полная автоматизация технологического процесса;

использование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаком радиационной опасности;

постоянный контроль за уровнем излучения и за дозами облучения персонала.

Защита от внутреннего облучения заключается в устранении непосредственного контакта работающих с радиоактивными веществами и предотвращение попадания их в воздух рабочей зоны.

Необходимо руководствоваться нормами радиационной безопасности, в которых приведены категории облучаемых лиц, дозовые пределы и мероприятия по защите, и санитарными правилами, которые регламентируют размещение помещений и установок, место работ, порядок получения, учета и хранения источников излучения, требования к вентиляции, пылегазоочистке, обезвреживанию радиоактивных отходов и др.

С начала 1996 года в РФ действует Закон “О радиоактивной безопасности населения”.Принципиальная основа Закона РФ заключается в новой стратегии радиационной защиты, предусматривающей в качестве основного показателя оценки уровня радиационного благополучия населения среднюю эффективную дозу, получаемую им от всех источников ионизирующего излучения.

Предусмотрено возмещение ущерба здоровью граждан, проживающих вблизи радиационно-опасных предприятий и на территории, где могут быть превышения дозовых пределов. В Законе указываются конкретные значения основных дозовых пределов, которые снижены для работающих с излучением в 2,5 раза, а для населения - в 5 раз по сравнению с ранее действовавшими нормами. Проведение мероприятий, связанных с введением в действие новых основных дозовых пределов, предусматривается за счет собственных средств предприятий. Кроме того, за счет средств предприятий и средств экологических фондов будет внедряться государственная система социально-экономической компенсации граждан за повышенный риск, связанный с проживанием в районах расположения радиационно-опасных объектов. За счет средств федерального бюджета - осуществлять разработка единой государственной системы учета и контроля доз облучения персонала, работающего с радиоактивными источниками, и населения, подвергшегося воздействию источников излучения естественного и искусственного происхождения, а также составление карт-схем, атласов радиоактивного загрязнения и создание банка данных.

В заключение следует подчеркнуть, что действие ионизирующей радиации не опасно для здоровья, если разумно, осторожно обращаться с источниками излучения. Наши знания позволяют установить границы опасных лучевых воздействий. В то же время надо всегда помнить, что неосторожное обращение с источниками радиации может привести к нежелательным, а иногда и тяжелым последствиям.

Заключение

Итак, мы рассмотрели радиационную обстановку на нашей планете. Все живые организмы, и человек в том числе, постоянно находятся в радиационном поле малой интенсивности. Наше тело каждую секунду на протяжении всей жизни пронизывается высокоэнергетичными квантами ?-радиации, бомбардируется элементарными частицами больших энергий. Облученность нашего организма обусловлена космической радиацией, излучениями радионуклидов, рассеянных в окружающих нас породах, водах и атмосфере, радионуклидов, инкорпорированных в наши ткани и органы.

Облученность от естественных источников радиации увеличилась за последние десятилетия за счет использования авиатранспорта, испытаний ядерного оружия, ввода в строй многочисленных атомных электростанций, широкого использования рентгенодиагностики в медицине, использования радиоизотопов и электронных устройств в быту.

Дозы облучения, получаемые человеком от всех этих источников, невелики. Для сравнения вкладов различных источников в общую усредненную дозу для всего населения Земли они были сопоставлены с естественным фоном радиации, который был принят за 100 мрад/год. Результаты такого сопоставления приведены ниже.

	Доза мрад/год
Естественный фон радиации	100
Медицинская диагностика	19,1
От ядерных испытаний, осуществленных в период 1951-1976 гг.(сред.)	8,2
От бытовых источников	0,82
От действующих атомных электростанций	0,16
От использования воздушного транспорта	0,10
От использования фосфорно-калийных удобрений	0,01
От тепловых электростанций	0,005

Наибольший вклад в облученность населения вносит медицинская диагностика, дающая около 20% естественного фона. Все ядерные испытания, проведенные до 1976 года, дают годичную облученность, более чем в два раза меньшую по сравнению с медицинской диагностикой. Еще на порядок меньше облученность от бытовых источников, и только около одной десятой процента от естественного фона радиации мы получаем от работающих электростанций.

По мере того как ученые все больше узнают свойства «невидимых лучей», постигают последствия их действия на живые организмы и на окружающую нас природу, осваивают возможности использования этих лучей в медицине, сельском хозяйстве и промышленности - все новые и новые увлекательные задачи и проблемы открываются их взору, становятся на повестку дня и ждут своего разрешения. Остановимся только на некоторых из них.

Исключительно большой практический интерес имеет проблема одновременного действия ионизирующей радиации и ряда других физических и химических факторов окружающей нас среды. Два аспекта этой проблемы особенно злободневны. Первый заключается в возможности уменьшить разрушающее действие радиации путем одновременного воздействия другого физического или химического фактора. Проблема защиты от вредного действия радиации - одна из самых актуальных проблем.

Второй аспект возник, когда были сделаны наблюдения о значительном усилении - синергизме - радиобиологических эффектов при одновременном воздействии других факторов. Проблема синергизма оказалась весьма актуальной при оценке возможных последствий загрязнения окружающей нас среды и при использовании ионизирующей радиации в медицине и промышленности. Рассмотрим несколько примеров, поясняющих подходы к решению поставленных задач и перспективность работы в этих направлениях.

Как уже говорилось ранее, при облучении организма в тканях, клетках возникает множество свободных радикалов, действие которых на клеточные структуры и вызывает поражающий эффект радиации. Возникла мысль ввести перед облучением безвредные для организма вещества, активно реагирующие со свободными радикалами. Они будут перехватывать эти радикалы и не дадут им возможности подействовать на жизненно важные структуры клетки - осуществляется защита. Подобные вещества так и назвали - «перехватчики радикалов». Имеется ряд веществ, защищающих по этому принципу. Радиобиологи давно установили, что присутствие кислорода усиливает действие облучения - так называемый кислородный эффект. Были предложены вещества, временно снижающие концентрацию кислорода в тканях организма, т.е. вызывающие гипоксию. Оказалось, что в состоянии гипоксии организм более устойчив к действию радиации.

Чем интенсивнее идут процессы обмена, чем быстрее делятся клетки в тканях, тем чувствительней они к вредному действию радиации. Биохимикам были известны вещества, снижающие процессы обмена, замедляющие деление клеток. Оказалось, что введение этих веществ перед облучением обеспечивает защитный эффект.

В клетках и тканях организмов всегда присутствуют вещества, препятствующие окислению ненасыщенных жирных кислот, которые входят в структуру клеточных биомембран. Эти вещества так и называют - антиоксиданты. При облучении организма резко усиливаются процессы окисления ненасыщенных жирных кислот. Природные антиоксиданты не справляются со своей задачей. Нарушается структура биомембран, их проницаемость, регулярные свойства, что углубляет вредные последствия облучения. Введение дополнительного количества антиоксидантов перед облучением - еще один путь защиты.

Приведенные примеры наглядно показывают широкие возможности использования антагонизма в действии двух факторов для успешной защиты организмов от вредного действия радиации.

Не менее интересна в теоретическом и практическом аспекте проблема синергизма. О значении этой проблемы и о том внимании, которое уделяет ей мировая наука, можно судить хотя бы по международному конгрессу по радиационным исследованиям, состоявшемуся в мае 1979 г. в Японии, на котором проблеме синергизма было посвящено наибольшее количество симпозиумов, секционных заседаний. В центре внимания конгресса стояли вопросы возможности использовать явление синергизма для повышения эффективности радиационной терапии опухолей. Рентгеновские и ?-излучения уже давно используются в медицине для борьбы со злокачественными опухолями. Тонкий луч направляется на опухоль, он задерживает рост злокачественных клеток, разрушает их, на чем и основан терапевтический эффект. Но врач не может увеличить дозу сверх некоторого предела, так как в этом случае начинают поражаться другие ткани больного. Как усилить воздействия на опухоль, не увеличивая дозу облучения?

Была открыта возможность использования для этой цели синергизма при одновременном действии радиации и тепла. Ученые обнаружили по ряду показателей, что ткань опухоли более чувствительна к повышению температуры, чем нормальная ткань. Но только прогрев опухоли не давал лечебного эффекта. Однако, если одновременно с прогревом проводили лучевую терапию, то эффект значительно усиливался, проявлялось действие синергизма, что позволяло при умеренных дозах облучения получать хороший терапевтический эффект. Гипертермия при радиотерапии опухолей - еще один шаг вперед на этом трудном пути.

А вот пример использования синергизма совсем в другой области. Когда в жаркий летний день вы с удовольствием утоляете жажду стаканом фруктового сока, не приходит ли в голову мысль, а как сохраняется этот свежий сок без порчи, пока он дойдет от завода-изготовителя до потребителя?

Свежеприготовленный сок всегда содержит дрожжевые клетки и, постояв несколько дней, начинает бродить, что делает его непригодным к употреблению. Консервировать сок нагреванием до 100-1100С (обычный способ приготовления консервов) нельзя, так как это изменяет и обесценивает его свойства. Была предложена лучевая стерилизация. Однако, чтобы убить все дрожжевые организмы, потребовались очень высокие дозы облучения - до миллионов рад - что было и дорого и ухудшало качество сока. Решить вопрос удалось, используя явление синергизма - усиление эффекта при одновременном действии тепла и радиации. Только прогрев до 500 С не изменял его свойств, но зато повышал радиочувствительность дрожжевых клеток. Облучение при этой температуре уже при дозах 200-300 крад приводило к стерилизации сока, после чего сок хранился в течение нескольких месяцев, не теряя свойств натурального свежего напитка.

Еще один пример, где синергизм помог бы разрешить большие хозяйственно важные проблемы. Имеется в виду задача обеззараживания отходов больших животноводческих хозяйств. Это сложная проблема, если учесть, что только одно крупное хозяйство (на 100 тыс. голов) дает ежедневно около 3000 т отходов. Были предложены химические и радиационные методы обеззараживания. Однако и те и другие оказались нерентабельными из-за необходимости использовать большие количества химикатов для получения высоких доз облучения. Используя явление синергизма и здесь удалось наметить пути решения вопроса. Значительное усиление эффекта при одновременном действии химиката и радиации позволило резко снизить мощность и дозу облучения при затрате небольших количеств химикатов.

Все живое на Земле подвержено влиянию множества химических и физических факторов, которые действуют одновременно с радиацией. Каковы будут последствия одновременного действия ионизирующей радиации и радиоволн различных диапазонов, ультрафиолетовых и инфракрасных излучений? Как будет влиять радиация в жарком климате на экваторе и при низких температурах Крайнего Севера? Будет ли проявляться синергизм в мутагенном действии радиации при одновременном воздействии химических мутагенов, с каждым днем все более загрязняющих окружающих нас среду? Как скажется действие малых доз радиации в условиях крупных промышленных городов, в которых воздух загрязнен выхлопными газами автомобилей, окислами азота и серы химических заводов? Сейчас нет данных для исчерпывающего ответа на подобные вопросы, но все, что мы знаем о явлении синергизма, заставляет со всей серьезностью отнестись к ним и развернуть исследования в этом направлении.

В условиях постоянного действия малых доз радиации возникла и эволюционировала жизнь на нашей планете. Эпидемиологические и сравнительно-биологические исследования населения, животных, растений и микроорганизмов в районах с повышенным фоном естественной радиоактивности, несомненно, должны быть расширены. Они обогащают наши знания о результатах длительного действия малых доз ионизирующей радиации на биосферу. Решение вопроса о приспособлении организмов к повышенным уровням облучения, о стимулирующих, благоприятных влияниях малых доз радиации на существование популяций представляет огромный интерес, так же как и установление минимальных уровней, угнетающих, снижающих жизненные показатели популяций.

Все это - увлекательные и важные задачи для научного поиска и постановки новых экспериментов, для раздумий и размышлений. Это задачи, которые призваны решать отряды молодых ученых, заинтересовавшихся областью «невидимых лучей» вокруг нас - областью, исследуемой радиобиологией. Решение этих задач очень важно для всего человечества в настоящем и будущем.

Литература

1. Барабой В.А., Киричинский Б.Р. Ядерные излучения и жизнь. - М. 1972

2. Гродзенский Д.Э. Радиобиология. Биологическое действие ионизирующих излучений. - М 1963

3. Жербин Е.А, Комар В.Е, Хаксон К.П. Радиация, молекулы и клетки. - М. 1984

4. Кузин А.М. Невидимые лучи вокруг нас. - М: Наука. 1980

5. Кудрицкий Ю.К. Радиоактивность и жизнь. - Ленинград.1971

6. Писаревский А.Н, Габрилович И.М, Мережинский В.М. и др. Введение в радиационную биофизику. - Минск. 1968

Страницы: 1, 2, 3