Ионизирующее излучение

Радиоактивный фон — это излучение природных ис­точников, к которому относится космическое излучение и излучение, испускаемое природными материалами — ра­дием и торием, находящимися в земной коре, а также радиоактивными изотопами калия (в почве и воде), угле­рода (в воздухе) и водорода (в водяных парах). Приходя­щаяся в среднем на каждого человека общая доза ионизи­рующего излучения, создаваемая радиоактивным фоном, составляет за 30 лет примерно 3—5 Р. На больших высо­тах из-за большей интенсивности космического излуче­ния эта доза достигает 5,5 Р. В некоторых географических районах, например в штате Керала в Южной Индии и в ряде районов Бразилии, в силу геологических причин ес­тественный радиоактивный фон значительно выше. В со­временных условиях существенную роль играют искусст­венные источники излучения. Медицинское применение рентгеновских лучей увеличивает дозу облучения, прихо­дящуюся на гонады; другой источник искусственного из­лучения —светящиеся циферблаты часов. Но наиболее зна­чительное увеличение радиоактивности на земном шаре связано с испытаниями ядерного оружия и последующим выпадением радиоактивных осадков.

Радиоактивные вещества попадают в организм чело­века через дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт. Некоторые из них, например стронций-90 и це-зий-137, быстро всасываются в кишечнике. Радиоактив­ная пыль должна учитываться наряду с другими метео­рологическими факторами; в некоторых случаях дожди могут занести ее в районы, где обычно доза излучения невелика. Люди, находящиеся в домах, лучше защищены от действия излучения, чем те, которые большую часть своего времени проводят на открытом воздухе.

- Самые серьезные биологические последствия облу­чения связаны с мутагенным действием ионизирующих лучей на половые клетки; вызываемые ими мутации мо-

<• 345

гут быть субмикроскопическими или же представлять со­бой микроскопически видимые изменения в хромосомах. Каждый вид имеет свой собственный набор мутантных генов, и хотя частота спонтанных мутаций для многих видов точно не установлена, полагают, что она варьирует от 1 • 10⁵ до 1 • ДО⁶ половых клеток на поколение. Лишь ма­лую долю этих спонтанных мутаций можно отнести за счет действия радиоактивного фона.

Радиационные мутации, подобно спонтанным, быва­ют доминантными и рецессивными; рецессивные встреча­ются гораздо чаще. Доминантные мутации крайне редки, но если у какого-нибудь индивидуума под влиянием облу­чения возникла доминантная мутация, то она проявится у всех его потомков. Рецессивные мутации проявляются толь­ко у тех индивидуумов, которые получили одинаковые му­тагенные гены от обоих родителей. Поскольку в человечес­ком обществе близкородственные браки запрещены, эффек­ты, связанные с такими рецессивными мутациями, долж­ны проявляться лишь через много поколений. Однако иног­да они могут проявиться и раньше; это произойдет в том случае, если какая-либо радиационная мутация объединит­ся с такой же мутацией, возникшей в популяции спонтан­но. Кроме того, рецессивные мутации, сцепленные с по­лом, могут проявиться у мужчины, получившего от мате­ри Х-хромосому, несущую мутантный ген.

Среди рецессивных мутантных генов много таких, которые внешне ничем не проявляются, однако снижают плодовитость и продолжительность жизни, а также так называемых летальных генов, которые приводят к гибели организма в зародыше. Вот почему не наблюдается не­посредственного повышения частоты явных генетических аномалий у детей, родители которых пережили взрыв атом­ной бомбы в Японии. Доминантные летальные гены вы­зывают гибель зародыша на ранних стадиях развития. На­ступающий в связи с этим ранний выкидыш проходит не­замеченным.

Реальную опасность представляют рецессивные летальные гены, которые передаются многим индивиду­умам через поколения, прежде чем проявятся в гомози­готном состоянии. В результате естественного отбора у человека, так же как и у других видов, установился опре­деленный уровень элиминации как рецессивных, так и доминантных вредных генов, необходимый для обеспе­чения выживания и приспособленности. Вредные доми­нантные гены элиминируются быстро; они исчезают на ранних этапах онтогенеза. Рецессивный летальный ген в конце концов также элиминируется, но происходит это не скоро.

Влияние искусственных источников радиоактивного излучения все более повышает вероятность появления вредных генов. По данным американского научно-иссле­довательского совета в США, 2% новорожденных имеют ту или иную генетическую аномалию, проявляющуюся до наступления половой зрелости. К этим аномалиям отно­сятся: умственная отсталость, врожденные аномалии нер­вной и нейромышечной системы, кожи, скелета, эндо­кринных желез, нарушения слуха, зрения, аномалии же­лудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы. Су­ществующие генетические данные указывают на то, что частота субмикроскопических мутаций увеличивается линейно с повышением дозы излучения. Доза, которая удваивает число вредных мутантных генов, определялась разными авторами по-разному: она выше 5 Р, но не пре­вышает 150 Р и, возможно, составляет 30—80 Р. Наиболее вероятной величиной считают примерно 10 Р. Эта величи­на в 3 раза превосходит естественный радиоактивный фон. Наличие такой дозы означало бы, что у детей, ныне живу­щей в США популяции были бы выявлены 200 тыс. (10%) новых случаев наследственных аномалий. Существующая сейчас доза излучения, создаваемого искусственными ис­точниками, оценивается примерно в 5 Р за поколение. Доза 10 Р может дать 50 тыс. случаев проявления наследуемых

* 347

дефектов в первом поколении и в конечном счете около* 500 тыс. на поколение. Эти цифры, конечно, не характе­ризуют всех возможных генетических нарушений; цо они показывают масштабы медицинской и социальной опас­ности, связанной с этим новым экологическим фактором.