Радиобиологические последствия радиационных аварий
Главная » Статьи » Медицинское обеспечение ГО и ЧС

Радиобиологические последствия радиационных аварий

В апреле 1986 г. произошла крупнейшая за всю историю развития атомной промышленности и энергетики радиационная авария на Чернобыльской АЭС. Несмотря на то, что имевшиеся к этому времени в отечественной медицинской науке знания и опыт позволяли решить сложные проблемы минимизации последствий этой аварии, на практике они зачастую не были реализованы[1]. По-видимому, можно с большой степенью уверенности утверждать, что неправильные действия со стороны руководства и персонала Чернобыльской АЭС в самом начале возникновения и развития аварии были связаны с их представлением о невозможности аварии подобного масштаба. Такое же отношение, сформированное на фоне бурного развития атомной энергетики в стране в 70 – 80-е годы, было характерно для большинства руководителей различного уровня, специалистов и населения.

До настоящего времени существует противоречие, которое достаточно сложно преодолеть. С одной стороны, в силу традиционно большого внимания отечественных и зарубежных ученых и специалистов к проблемам радиационной безопасности и радиационной медицины эти проблемы можно отнести к достаточно изученным. С другой стороны, в понимании населения (особенно после аварии на Чернобыльской АЭС) угроза («риск») радиационного фактора считается превалирующей по сравнению с большинством вредных для здоровья факторов, имеющих место в современной жизни. К сожалению, подобного мнения придерживаются и многие медицинские работники, особенно не работающие в области радиационной медицины и гигиены. Такое понимание можно изменить, если у общества появится уверенность в надежности и безопасности технических решений, правильном выборе мест размещения радиационно-опасных объектов, правильной и своевременной организации и проведении противоаварийных, в том числе и медицинских, мероприятий.

Организация медицинских мероприятий при радиационной аварии в значительной степени определяется результатами оценки радиационной обстановки. Это обусловливает необходимость организации и осуществления большого объема достаточно сложных измерений с использованием различных методов. Результаты этих измерений чрезвычайно важны, поскольку они являются основой для принятия решений по организации и проведению широкомасштабных санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий.

Кроме этого, адекватная оценка последствий радиационной аварии требует использования сложных расчетных методов прогноза развития радиационной обстановки, оценки дозовых нагрузок на население и последствий для его здоровья. Указанные мероприятия, как правило, необходимо осуществлять в сжатые сроки и на обширных территориях, что выдвигает особые требования к их организации. Необходимым условием является проведение разъяснительной работы среди населения, что в ряде случаев (низкий общеобразовательный уровень, отсутствие знаний или, что чаще – наличие неверных представлений по такому сложному вопросу, как влияние радиационного фактора на здоровье) может поставить эту проблему в число трудно решаемых.

При организации собственно медицинских мероприятий следует учитывать два обстоятельства. Во-первых, они должны рассматриваться как неотъемлемая и приоритетная часть в общей системе организационных, инженерно-технических, защитных, экологических, нормативно-правовых и других мер, направленных на минимизацию последствий радиационной аварии. Во-вторых, при организации медицинских мероприятий следует учитывать необходимость комплексного проведения физико-дозиметрических, санитарно-гигиенических, лечебно-профилактических, лечебно-эвакуационных и реабилитационных мероприятий. Кроме того, необходимо также учитывать возможные медицинские последствия радиационной аварии, не связанные непосредственно с воздействием радиационного фактора. К таким последствиям можно отнести острые психотические и стрессорные состояния, формирование синдрома психологической и социальной дезадаптации, обострение ряда общесоматических заболеваний, избыточный травматизм и другие значимые расстройства здоровья. Указанные состояния могут быть связаны с нарушением нормальной жизнедеятельности больших групп населения в процессе осуществления таких защитных мер, как эвакуация или переселение, а также с ограничением или исключением из рациона питания важных, а для сельского населения таких основных продуктов питания, как свежее молоко, мясо домашних животных, листовая зелень и овощи.

Особенности воздействия ионизирующего излучения на организм человека и клиника лучевой патологии определяют специфику организации медицинской помощи при радиационных авариях. Несмотря на то, что первичные биофизические процессы взаимодействия ионизирующего излучения с живыми тканями вызывают в клетках организма множественные патологические изменения практически сразу после воздействия, первичные клинические проявления выявляются (в зависимости от дозы) лишь через несколько минут, часов, а иногда и суток после облучения. При правильной организации работы медицинских формирований это дает возможность провести сортировку пораженных и подготовить их к транспортировке для лечения в условиях специализированного стационара. Экстренность медицинских мероприятий в этих условиях определяется необходимостью устранения дальнейшего воздействия ионизирующего излучения, оценки величины дозы, купирования первичной реакции и организации отправки пораженных в стационар. Указанный комплекс мероприятий может быть выполнен только достаточно квалифицированными специалистами. Имеющаяся в настоящее время в стране система медицинского обслуживания радиационно-опасных производств позволяет эффективно решать эти задачи. Однако, учитывая в целом небольшую практику в диагностике и лечении лучевой патологии в местных медицинских учреждениях (в том числе и в медсанчастях, обслуживающих радиационно-опасные объекты), целесообразно ориентироваться на специализированные медицинские бригады (СМБ), функционирующие на базе ведущих специализированных учреждений, имеющих соответствующий опыт.

В условиях широкомасштабной радиационной аварии, связанной с выбросом в окружающую среду большого количества радиоактивных веществ и потенциальной угрозой для здоровья населения, основными принципами организации и проведения защитных, в том числе и медицинских, мероприятий являются недопущение острых (детерминированных) эффектов облучения и максимальное снижение отдаленных стохастических (злокачественные заболевания, наследованная патология) эффектов. В связи с этим защитные мероприятия, включая санитарно-гигиенические и лечебно-профилактические, носят экстренный характер. Неправильная оценка радиационной обстановки, неудачная и несвоевременная организация комплекса первоочередных мер могут привести в дальнейшем к значительным отрицательным последствиям для здоровья населения.

Следует отметить, что и в отечественных, и в международных документах и рекомендациях, посвященных планированию защитных мер в случае радиационных аварий, вопросы организации собственно медицинских мероприятий или не рассматриваются, или носят достаточно общий характер. Для устранения этого пробела приказом Минздрава РФ от 24.01.2000 N 20 утверждено «Руководство по организации санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий при крупномасштабных радиационных авариях». Учитывая большой объем этого документа, опубликовать его на страницах нашего журнала не представляется возможным (полный текст Руководства можно скачать с сайта редакции http://гражданская-оборона-и-защита-от-чс.рф/).

Одной из основных задач, решаемых указанным Руководством, является формулирование основных принципов организации медицинских мероприятий на всех этапах оказания медицинской помощи в зависимости от типа и масштаба аварийной ситуации в их сочетании с организацией всего комплекса необходимых защитных мер. В Руководстве нашли отражение опыт работы органов управления здравоохранения и медицинских учреждений, накопленный при ликвидации последствий крупных радиационных аварий на Южном Урале в 1957 и 1967 гг., а также работа Национальной комиссии по радиационной защите (НКРЗ) в начальный и последующие периоды аварии на Чернобыльской АЭС. Особое место в документе занимают положения, связанные с организацией медицинской помощи пострадавшим на догоспитальном этапе на базе местных (территориальных) медицинских учреждений.

Подготовка Руководства в значительной степени обусловлена необходимостью учета современных научных представлений и принципов радиационной защиты в практике планирования и оказания медицинской помощи пострадавшим при радиационных авариях. В последние годы в России были введены новые Нормы радиационной безопасности, принят ряд законов и нормативно-правовых актов, которые определяют правовые и нормативные основы деятельности в этой области. Организация работы медицинских учреждений в условиях чрезвычайной ситуации требует не только наличия высоких профессиональных навыков со стороны медицинского персонала, но, главным образом, – эффективного управления и координации действий учреждений Министерства здравоохранения России, медицинских служб и формирований других министерств и ведомств. Для решения этой задачи в стране создана и действует Всероссийская служба медицины катастроф (ВСМК). Учитывая сложность и многоплановость медицинских вопросов, решаемых в условиях крупномасштабной радиационной аварии, создание этой службы в наибольшей степени способствует эффективной организации оказания медицинской помощи в этих условиях, управлению и координации действий всех медицинских сил.

Руководство определяет основные принципы организации, планирования и проведения санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий при различных типах и классах радиационных аварий. Основное внимание уделено вопросам организации медицинской помощи населению в условиях крупномасштабной радиационной аварии.

Планирование и проведение медицинских мероприятий осуществляются в комплексе организационных, инженерно-технических, экологических, правовых и других мер, с целью минимизации последствий радиационной аварии для здоровья населения, персонала аварийного объекта и лиц, занятых в работах по ликвидации последствий аварии.

Основную роль в условиях современного развития атомной энергетики, ядерных и радиационных технологий в общей системе мер по радиационной безопасности занимают технологические меры безопасности, высокое качество проектирования и строительства радиационно-опасных объектов, компетенция обслуживающего и ремонтного персонала, правильный выбор условий размещения и эффективная гарантия качества. Эти меры уменьшают вероятность аварии и потенциальные масштабы ее последствий, однако возможность аварии не может быть исключена. Аварийное планирование, в том числе планирование защитных мер и оказания необходимого объема медицинской помощи, следует рассматривать как важный барьер радиационной безопасности, необходимый для смягчения и минимизации последствий крупной радиационной аварии.

Осуществление защитных мер, в частности таких, как эвакуация или отселение, как правило, связано с нарушением нормальной жизнедеятельности людей, а в ряде случаев может привести к ухудшению здоровья населения. Несмотря на то, что в Руководстве основное внимание уделено вопросам организации специальных санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий, направленных на предотвращение и смягчение воздействия радиационного фактора, организация медицинской помощи населению при радиационных авариях должна рассматриваться в контексте не только возможного ущерба для здоровья в результате воздействия повышенного уровня облучения, но и таких возможных проявлений, как дополнительный травматизм, обострение сердечно-сосудистых и других хронических заболеваний, состояний и расстройств, возникающих на фоне и вследствие стресса, возможного ухудшения санитарно-эпидемиологической обстановки и увеличения инфекционной заболеваемости.

Целью Руководства является обоснование, с учетом отечественной и международной практики по организации и осуществлению медицинских мероприятий в случае радиационной аварии, принципов управления и взаимодействия медицинских сил в рамках Всероссийской службы медицины катастроф и решение на этой основе задачи повышения эффективности организации медицинской помощи.

Основные положения Руководства рассматривают, главным образом, условия, возникающие в результате крупной радиационной аварии, сопровождающейся выбросом радиоактивных веществ в атмосферу в количествах, требующих осуществления защитных мер в отношении проживающего населения.

Большое число случаев аварийного переоблучения связано с авариями радионуклидных источников (РНИ). Детального анализа этого типа радиационных аварий в Руководстве не делается. Однако в соответствующих разделах рассматриваются вопросы ранней диагностики и лечения характерных местных и общих лучевых поражений как от внешних, так и от внутренних источников ионизирующего излучения.

В зависимости от масштаба (класса) и типа радиационной аварии рассматриваются вопросы организации санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий как единого медицинского комплекса мер, направленного на предотвращение переоблучения вовлеченных в аварию лиц, правильную оценку дозовых нагрузок и диагностику, организацию эффективного лечения пострадавших.

В Руководстве определены принципы организации санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий для условий ранней и промежуточной фаз радиационной аварии. Вопросы организации медицинских мероприятий на поздней (восстановительной) фазе аварии не рассматриваются.

Руководство может быть использовано для решения вопросов организации и проведения мероприятий не только медицинскими учреждениями Минздрава России, но и медицинскими службами других министерств и ведомств. В то же время оно не является документом, регламентирующим конкретные стороны их деятельности. Руководство определяет общие требования к организации медицинских мероприятий, их характеру и объему на различных этапах оказания медицинской помощи при радиационных авариях, главным образом, местными и территориальными лечебно-профилактическими учреждениями (ЛПУ), включая медико-санитарные части (МСЧ), обслуживающие радиационно-опасные объекты.

Мы уже рассматривали на страницах нашего журнала типы, классы и фазы развития радиационных аварий[2]. Напомним, что при классификации масштаба радиационной аварии рассматриваются: исходные события и пути развития аварии, влияющие на количество радиоактивных веществ, выделившихся за пределы оборудования, внутри которого они находятся в период нормальной работы объекта; пути и границы их дальнейшего распространения.

По границам распространения радиоактивных веществ и по возможным последствиям аварии подразделяются на локальные, местные и общие.

Локальная авария – это нарушение в работе, при котором произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих регламентированные для нормальной эксплуатации значения, и при котором возможно облучение персонала, находящегося в данном здании или сооружении, в дозах, превышающих допустимые.

Местная авария – это нарушение в работе, при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в количествах, превышающих регламентированные для нормальной эксплуатации значения, и при котором возможно облучение персонала в дозах, превышающих допустимые.

Общая авария – это нарушение в работе, при котором произошел выход радиоактивных продуктов за границу СЗЗ в количествах, превышающих регламентированные для нормальной эксплуатации значения, и при котором возможно облучение населения и загрязнение окружающей среды в дозах выше установленных.

МАГАТЭ в 1990 г. была разработана и рекомендована универсальная шкала оценки тяжести и опасности аварий на АЭС (INES). Классифицируемые шкалой события относятся только к ядерной или радиационной безопасности. Шкала разделена на две части: нижняя охватывает уровни 1 – 3 и относится к инцидентам, а верхняя часть из четырех уровней (4 – 7) соответствует авариям. События, не являющиеся важными с точки зрения безопасности, интерпретируются как события нулевого уровня (табл. 1). Шкала является приблизительно логарифмической. Так, ожидается, что число событий должно примерно в 10 раз уменьшаться для каждого более высокого уровня.

 

Таблица 1

 

Шкала МАГАТЭ оценки тяжести и опасности аварий на АЭС

 

Уровень аварии

Наименование

Критерий

7

Глобальная авария

Большой выброс; значительный ущерб здоровью людей и окружающей среде

6

Тяжелая авария

Значительный выброс; полная реализация планов мероприятий по защите персонала и населения на ограниченной территории;

значительное повреждение активной зоны

5

Авария с риском для окружающей среды

Ограниченный выброс; частичная реализация планов мероприятий по защите персонала и населения на ограниченной территории

4

Авария в пределах АЭС

Небольшой выброс; облучение населения в установленных пределах дозы; частичное повреждение активной зоны; существенное воздействие на здоровье персонала

3

Серьезное происшествие

Небольшой выброс; облучение населения ниже установленных пределов дозы; большое загрязнение; переоблучение персонала

2

Происшествие средней тяжести

Событие с потенциальными последствиями для безопасности

1

Незначительное происшествие

Отклонение от разрешенных границ функционирования реактора

0

Ниже шкалы

Не влияет на безопасность

 

Фазы радиационных аварий. Пути и факторы радиационного воздействия

При решении вопросов организации медицинской помощи населению в условиях крупномасштабной радиационной аварии необходим анализ путей и факторов радиационного воздействия в различные временные периоды развития аварийной ситуации. С этой целью рассматривают три временные фазы: раннюю, промежуточную и позднюю (восстановительную).

 

Ранняя фаза

Ранней фазой является период, продолжающийся от начала аварии до момента прекращения выброса радиоактивных веществ в атмосферу и окончания формирования радиоактивного следа на местности.

Продолжительность этой фазы в зависимости от характера и масштаба аварии может длиться от нескольких часов до нескольких суток. В некоторых случаях раннюю фазу целесообразно подразделять на период до начала выброса (но когда уже признана потенциальная возможность облучения за пределами площадки) и период, в который происходит большая часть выброса.

На ранней фазе доза внешнего облучения формируется, в основном, за счет гамма- и бета-излучения радиоактивных веществ, содержащихся в радиоактивном облаке. Возможно также контактное облучение за счет излучения радионуклидов, осевших на кожу и слизистые. Внутреннее облучение обусловлено ингаляционным поступлением радиоактивных продуктов из облака в организм человека.

Во время этой фазы могут оказаться доступными измерения мощности дозы в СЗЗ и концентрации некоторых радионуклидов в атмосферном воздухе. Вследствие изменений мощности и продолжительности выброса, направления ветра и наличия других параметров эти измерения имеют ограниченную ценность для расчета прогнозируемых доз. В то же время результаты этих измерений могут лечь в основу принятия решений по экстренным мерам радиационной защиты.

 

Промежуточная фаза

Промежуточная фаза аварии начинается от завершения формирования радиоактивного следа и продолжается до принятия всех основных необходимых мер защиты населения, проведения необходимого объема санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий. В зависимости от характера и масштаба аварии длительность промежуточной фазы может быть от нескольких дней до года после возникновения аварии.

В промежуточной фазе прямое облучение от облака выброса отсутствует. В промежуточной фазе источником внешнего облучения являются радиоактивные вещества, осевшие из облака на поверхность земли, зданий, сооружений и т.п. и сформировавшие радиоактивный след. Внутрь организма радиоактивные вещества поступают, в основном, пероральным путем при употреблении загрязненных продуктов и воды и вдыханием загрязненных мелкодисперсных частиц почвы, пыльцы растений и т.п., поднятых в воздух в результате вторичного ветрового переноса.

 

Поздняя фаза

Поздняя (восстановительная) фаза может продолжаться многие годы после аварии, в зависимости от характера и масштабов радиоактивного загрязнения. Во время этой фазы данные, полученные на основании мониторинга окружающей среды, могут быть использованы для принятия решений о возвращении к нормальным жизненным условиям путем одновременной или последовательной отмены различных защитных мер, предпринятых во время первых двух фаз аварии. В других случаях в течение долгого времени могут потребоваться определенные ограничения (например, ограничения, распространяющиеся на сельскохозяйственную продукцию, использование отдельных площадей или зданий и потребление некоторых пищевых продуктов из районов, подвергшихся воздействию выброса). Фаза заканчивается одновременно с отменой всех ограничений на жизнедеятельность населения загрязненной территории и переходом к обычному санитарно-дозиметрическому контролю радиационной обстановки, характерной для условий «контролируемого облучения». На поздней фазе источник внешнего и внутреннего облучения тот же, что и на промежуточной фазе.

 

Радиобиологические эффекты

Согласно современным представлениям и международным рекомендациям радиобиологические эффекты подразделяют на детерминированные (ранее они назывались нестохастическими) и стохастические. Соматические эффекты (стохастические и детерминированные) развиваются непосредственно у самого облученного лица; наследуемые эффекты проявляются у потомства облученных лиц.

Аварийное планирование основывается на принципе установления уровней доз, ниже которых исключается возникновение детерминированных эффектов и достигается максимально возможное, с учетом социальных и экономических факторов, уменьшение отдаленных стохастических последствий у населения, оказавшегося в аварийной зоне. Именно в этом аспекте будут рассмотрены ниже эффекты, вызываемые воздействием ионизирующих излучений на организм. Основополагающим постулатом в области защиты населения при радиационных авариях является принцип обеспечения исключения детерминированных эффектов и максимального снижения выхода стохастических эффектов. На этом построена вся философия радиационной защиты.

 

Детерминированные (нестохастические) эффекты

В процессе взаимодействия ионизирующих излучений с биообъектами образующиеся ионы вызывают изменения атомов и молекул, что приводит к повреждению клеток. Если повреждение произошло, но полностью не устранено в результате восстановительных (репаративных) процессов, оно может либо воспрепятствовать выживанию или воспроизводству клетки, либо дать в результате жизнеспособную, но измененную клетку. Эти два исхода облучения клетки имеют существенно разное значение для организма в целом.

Гибель части клеток не влияет на нормальное функционирование большинства органов и тканей. Если же число потерянных клеток достаточно велико, то может быть нанесено заметное повреждение, приводящее к частичной или полной утрате функции ткани. Вероятность нанесения такого повреждения для организма в целом практически равна нулю при малых дозах, но выше некоторого уровня дозы (порога) будет круто возрастать до единицы (100%). Выше такого порога с дальнейшим увеличением дозы тяжесть поражения будет увеличиваться. Биологические эффекты данного типа называют детерминированными.

Таким образом, под детерминированными понимают такие последствия воздействия ионизирующего излучения на человека, которые проявляются только после облучения в дозе, больше пороговой. Вероятность появления и тяжесть такого эффекта быстро возрастают с дальнейшим накоплением дозы, достигая предельно больших значений.

Органы и ткани различают по чувствительности к ионизирующему излучению. Одними из наиболее радиочувствительных тканей являются яичники, семенники, костный мозг и хрусталики глаз.

Острое облучение в некоторых ситуациях может быть настолько тяжелым, что приводит к смертельному исходу в результате практически полного клеточного истощения одного или нескольких жизненно важных органов.

Опыт аварийного и терапевтического облучения показывает, что ни один из облученных не погибнет после радиационного воздействия на все тело в дозе менее 1 Гр. По мере увеличения дозы погибает больше облученных, пока, наконец, с дальнейшим увеличением дозы не погибнут все.

Одной из основных характеристик для прогноза медицинских последствий от облучения является величина дозы, при которой из облученной группы людей за 60 суток (время развития и реализации острой лучевой болезни) без специализированной медицинской помощи погибнет 50% (ЛД50/60. Для здорового взрослого человека эта величина после острого равномерного облучения оценивается в диапазоне от 3 до 5 Гр (доза по средней линии тела, которая аппроксимирует дозу на красный костный мозг для гамма-излучения с энергией 1 МэВ). Причиной смерти при этом служит нарушение функции красного костного мозга, связанное с гибелью его стволовых клеток (так называемая костномозговая форма ОЛБ).

При дозах, превышающих 5 Гр, возникают новые эффекты, включая тяжелое поражение желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), и прежде всего стволовых клеток крипт кишечного эпителия и эндотелия капилляров, что в сочетании с повреждением красного костного мозга приводит к летальному исходу в течение месяца.

После облучения в дозе 10 Гр развивается острый воспалительный процесс в легких, приводящий к смерти. Этот процесс существенен при избирательном облучении легких, так как при общем облучении организма гибель наступит раньше от кишечного синдрома.

После облучения в дозе больше 10 Гр проявляется действие на нервную и сердечно-сосудистую системы и гибель может наступить через несколько суток от шока.

Примерные значения доз, вызывающих смерть через различное время, приведены в табл. 2. Они относятся к дозам высокоэнергетического гамма-нейтронного излучения за короткий период времени (до нескольких минут). Если доза формируется в течение нескольких часов или дольше, то для появления этих эффектов потребуется большая доза на все тело.

 

Таблица 2

 

Диапазон доз, связанных с отдельными радиационно-индуцированными синдромами и смертью людей, подвергшихся острому воздействию высокоэнергетического гамма-нейтронного излучения равномерно по всему телу

 

Поглощенная доза на все тело, Гр

Основной эффект, приводящий к смерти

Время смерти после облучения, сут.

3 – 5

Повреждение костного мозга (смерть 50% облученных за 60 суток)

30 – 60

5 – 15

Повреждение желудочно-кишечного тракта и легких

10 – 20

> 15

Повреждение центральной нервной системы

1 – 5

 

Некоторые детерминированные эффекты после облучения происходят в результате такого нарушения функции ткани или органа, причиной которого является не только гибель клеток. Дисфункция может возникнуть в результате влияния поражения одного из облученных органов на функции других органов и тканей (например, нарушение функций гипофиза после его облучения, приводящее к гормональным дисфункциям в других эндокринных железах). Общим свойством для этих проявлений является обратимость преходящих эффектов. Примерами таких функциональных изменений являются снижение секреции слюнных и эндокринных желез, изменение электроэнцефалографических ритмов или ретинограммы, сосудистые реакции типа ранней эритемы кожи или подкожного отека, подавление иммунной системы. Эти функциональные эффекты могут иметь клинически важные последствия.

В случае аварии ядерного реактора основными органами, в которых могут проявиться детерминированные эффекты облучения, являются костный мозг, легкие, щитовидная железа и кожа.

 

Стохастические эффекты

Стохастические эффекты могут возникать в результате специфических изменений в нормальных клетках после воздействия ионизирующего излучения, не приводящих к их гибели или способности к воспроизводству (вместе с полученными повреждениями). Принимается, что вероятность такого события в клетках после облучения в малых дозах невелика и что вероятность такого изменения, возникающего в популяции клеток ткани, пропорциональна дозе.

Согласно последним международным рекомендациям под стохастическими понимают такие биологические эффекты, для которых постулируется отсутствие дозового порога для их возникновения и принимается, что вероятность их возникновения линейно пропорциональна величине воздействующей дозы (так называемая линейно-беспороговая гипотеза).

При облучении человека доказана возможность проявления двух основных видов стохастических эффектов. Первый возникает в соматических клетках и может в результате вызвать смертельные и несмертельные злокачественные новообразования у облученного лица; второй возникает в клетках зародышевой ткани половых желез и может привести к наследуемым нарушениям у потомства облученных людей. Тяжесть проявления этих эффектов не зависит от величины воздействующей дозы.

Стохастические беспороговые эффекты у людей достоверно не выявлены при суммарных дозах облучения менее 200 – 500 мЗв. Однако в целях обеспечения более надежной безопасности облучаемых лиц в соответствии с международными и отечественными рекомендациями принимается, что стохастические эффекты возможны при любых отличных от нуля дозах, но с разной вероятностью.

Следует подчеркнуть, что используемая гипотеза о беспороговом характере индукции стохастических эффектов является консервативной и завышает реально возможные риски отдаленных последствий. Поэтому такой подход применим лишь на этапах планирования медицинских мероприятий в случае радиационной аварии.

Использовать коэффициенты риска выхода стохастических эффектов для оценки реальных последствий облучения людей в условиях радиационного воздействия следует очень осторожно, учитывая, что это может привести к необъективным оценкам, результатом которых могут стать тяжелые и неоправданные социально-психологические и экономические последствия.

 

Радиационно-индуцированный рак

Теоретически считается, что не существует порога индуцирования молекулярных изменений на особых участках ДНК, затронутых исходными актами взаимодействия ионизирующего излучения с клетками, которое приводит к злокачественному перерождению и в итоге к злокачественному росту. Сами исходные события могут включать более одного этапа, среди которых излучение или любой другой внешний пусковой сигнал не обязательно является первым. В последующем может возникнуть клон потенциально злокачественных клеток, а после дальнейших событий в клетках или в их окружении может развиться рак. Вероятность явного развития рака значительно меньше вероятности исходных событий из-за наличия защитных репаративных процессов в организме.

Минимальный латентный период может составлять 2 – 5 лет в случае лейкемии и в 2 – 3 раза больше для многих твердых (солидных) опухолей (например, молочной железы или легкого). В среднем для всех опухолей длительность латентного периода принимается равной 10 годам.

Принимается, что чем больше клеток в данном органе или ткани подверглось облучению, тем выше риск индуцирования рака в них. При неравномерном облучении органа или ткани возникают особые условия (например, т.н. «горячие частицы», облучающие при попадании в организм локальные участки органа или ткани). Экспериментально установлено, что большая концентрация радиоактивного вещества в «горячих пятнах» менее эффективна в отношении канцерогенного действия на орган, чем то же количество вещества, распределенное и создающее меньшую, но равномерную по ткани или органу дозу.

Количественные оценки величин, характеризующих вероятность радиационно-индуцированного рака при облучении в определенной дозе (оценки канцерогенного риска), достаточно сложны, поскольку зависят от целого ряда физических характеристик самого ионизирующего излучения и различных биологических параметров. К числу физических факторов следует отнести вид излучения, его энергию, мощность дозы и сам дозовый уровень воздействия; к биологическим – относительную чувствительность к озлокачествлению от воздействия радиации клеток различных тканей и органов, возраст, пол облучаемого и ряд других. Так, канцерогенное действие излучения на кожу может быть усилено ультрафиолетовым излучением. Известно также влияние курения на индуцирование рака легких. Эти оценки, кроме того, существенно зависят от способа экстраполяции имеющихся данных в область интересующих малых доз. Это связано с тем, что все имеющиеся достоверные сведения по радиационному канцерогенезу получены при дозах существенно больших 0,1 Зв.

Принятие же концепции беспороговости радиационного индуцирования рака при оценке канцерогенного риска предполагает знание хода кривой дозовой зависимости в диапазоне от нуля до указанной величины. Для этих целей используют различные модели экстраполяции, что приводит к различию в оценках канцерогенного риска.

 

Радиационно-индуцированные наследуемые эффекты

Если повреждение от воздействия радиации происходит в половых клетках (мутации и хромосомные аберрации), то оно может передаваться и обнаруживаться в форме наследуемых нарушений у потомства облученного человека. Несмотря на то что такие эффекты у людей до сих пор не были обнаружены, экспериментальные исследования на растениях и животных позволяют предположить, что такие эффекты возможны с последствиями в диапазоне от незначительных и нерегистрируемых до больших дефектов развития или потери функции и даже преждевременной смерти. Считается, что любое несмертельное повреждение половых клеток человека может передаваться последующим поколениям. Такой тип стохастического эффекта называют наследуемым.

Наследуемые эффекты различаются по тяжести. Образование доминантных мутаций ведет к генетическому заболеванию в первом поколении потомства и иногда представляет угрозу для его жизни. Они проявляются преимущественно в первом и втором поколениях облученного. Оценка наследуемых эффектов для облученных проводится по появлению их у детей и внуков.

Количественной оценкой таких радиационно-индуцируемых эффектов является коэффициент вероятности наследуемых эффектов, отнесенный к дозам на половые железы и распространенный на всю популяцию. Для тяжелых наследованных эффектов во всех поколениях облученных родителей он принимается равным 0,005 при облучении в дозе 1 Зв (или 50 случаев при облучении группы численностью 10000 человек в дозе 1 Зв). Для всех (включая тяжелые) наследованных эффектов коэффициент для населения принят равным 0,01 и для работающих (персонала) – 0,006 при облучении в дозе 1 Зв.

 

Эффекты у эмбриона и плода

Основные эффекты внутриутробного облучения эмбриона и плода включают: летальные эффекты эмбриона; пороки развития и другие изменения развития и структуры; умственную отсталость; индуцирование злокачественных новообразований; наследуемые эффекты.

Эффекты облучения эмбриона зависят от времени облучения с момента зачатия. Если в зародыше мало клеток и они еще не дифференцированы, то наиболее вероятным эффектом будут отсутствие имплантации или необнаруживаемая гибель зародыша. Считается, что на этой стадии любое клеточное повреждение с гораздо большей вероятностью вызовет гибель эмбриона. Облучение эмбриона в первые 3 недели после зачатия вряд ли вызовет детерминированные или стохастические эффекты у живорожденного ребенка. В течение остальной части периода основного образования органов (органогенеза), началом которого обычно считают третью неделю после зачатия, могут возникнуть пороки формирования того органа, который развивается во время облучения. Эти эффекты относят к детерминированным с порогом для эмбриона человека около 0,1 – 0,2 Гр.

После третьей недели от зачатия и до конца беременности от облучения могут возникнуть стохастические эффекты (увеличение вероятности рака у живорожденного ребенка). Принимается, что коэффициент вероятности смерти от такого события в несколько раз превышает соответствующий коэффициент для популяции в целом.

Радиационно-индуцированным эффектом после внутриутробного облучения может явиться умственная и даже тяжелая умственная отсталость. Избыточная вероятность тяжелой умственной отсталости принята равной 0,4 после внутриутробного облучения (8 – 15 недели) в дозе 1 Зв. При всех уровнях доз такие эффекты менее заметны, если облучение приходится на период от 16 до 25 недели после зачатия. Все имеющиеся наблюдения тяжелой умственной отсталости выявлялись при больших дозах и больших мощностях доз радиационного воздействия. Показано, что эти эффекты являются детерминированными с порогом не меньше 0,12 – 0,2 Гр.

 

Литература:

1. Руководство по организации санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий при крупномасштабных радиационных авариях (утв. приказом Минздрава РФ от 24.01.2000 N 20).

 

Примечание редакции. В продолжение темы подготовлена статья «Организация санитарно-гигиенических мероприятий и защитных мер при крупномасштабных радиационных авариях», публикация которой планируется в следующем номере нашего журнала.

 

Источник: журнал «Гражданская оборона и защита от чрезвычайных ситуаций в учреждениях, организациях и на предприятиях» N 7/2020.

 

 

[1] В 1970 г. Минздравом СССР были утверждены Временные методические указания для разработки мероприятий по защите населения в случае аварии ядерных реакторов, которые в дальнейшем были доработаны с учетом международных рекомендаций и утверждены Минздравом СССР в 1983 г. под названием «Критерии для принятия решения о мерах защиты населения в случае аварии реактора». В этих документах были определены значения доз, являющиеся критериями для введения защитных мер (йодная профилактика, укрытие, эвакуация) для взрослого и детского населения. Однако эти документы оказались практически невостребованными. Территориальные органы управления здравоохранения и санитарно-эпидемиологическая служба, как правило, вообще не знали об их существовании. Это привело к тому, что, например, не всегда организованно и своевременно проводилась йодная профилактика, особенно населению Белоруссии, проживающему в отдаленных сельских районах.

[2] См. одноименную статью, опубликованную в N 4/2020 нашего журнала.

 

Другие статьи по теме
Категория: Медицинское обеспечение ГО и ЧС | Добавил: ЦИПЗО (29.08.2021)
Просмотров: 25