Радионуклиды в человеческом организме

Радионуклиды в человеческом организме. Характер перемещения радиоактивных веществ, попавших с воздухом, водой и пищей, в организме человека такой же, как и в животном. Разные вещества по-разному накапливаются и выводятся из органов, среди которых тоже есть своеобразные концентраторы радионуклидов.

Поскольку водород и углерод входят в состав всех органических молекул, тритий как изотоп водорода и углерод-14 равномерно распределяются во всех тканях человека. Йод тоже весьма активный биохимический элемент, который легко присоединяется к любым белкам.

Особенно жадно поглощает йод щитовидная железа, которой он нужен для синтеза гормонов. В природе йода не очень много, и в щитовидной железе не предусмотрен ограничитель на этот элемент она захватывает всл, что есть. Понятно, что иод-131, в большом количестве выделившийся в окружающую среду при аварии, оказался именно в ней. Уменьшить опасность переоблучения щитовидной железы можно, если предварительно набить ел до отказа сравнительно безвредным стабильным йодом, чтобы для радиоактивного не осталось места.

В этом заключается метод йодной профилактики, когда человеку дают принимать различные йодные препараты, например, ежесуточно несколько капель йодной настойки с водой или молоком. В отдельных районах после аварии такая профилактика проводилась и дала положительный результат. Там, где этот метод не применялся, переоблучение иодом-131 привело к тяжллым последствиям, в том числе к раку щитовидной железы. Примерно половина поступивших в организм изотопов цезия выводится за 120-170 дней. И, если бы они после чернобыльского выброса захватились за один раз, то уже можно было бы говорить об очищении человеческого организма от этих радионуклидов.

К сожалению, они продолжают поступать, и их воздействие на организм человека зависит от баланса поступления и выведения. Как и кальций, его радиоактивный близнец стронций-90 накапливается в костях и, как уже говорилось, выводится очень медленно. Таким образом, общее количество этого радионуклида в организме при постоянном поступлении с пищей с течением времени постоянно увеличивается, а его вклад в облучение становится всл более весомым.

Стронций опасен тем, что накапливается по соседству с самым радиочувствительным органом человека - красным костным мозгом. Влияние изотопов плутония изучено пока недостаточно. Однако, ввиду того, что они входят в состав горячих частиц, нужно принимать во внимание распад не одного, а множества сосредоточенных в частице ядер. Попадание всего одной горячей частицы в организм способно вывести из строя целый узел биологического механизма, нарушить его нормальное функционирование. После аварии на Чернобыльской АЭС экспериментально обнаружено, что, попадая в ллгкие, горячие частицы, прожигают и омертвляют окололежащие ткани. 3. Острые лучевые поражения Радиобиологический опыт, накопленный в результате бомбардировки японских городов и несчастных случаев, позволил установить, как воздействуют на организм человека большие дозы ионизирующей радиации.

При дозах выше 100 Зв наступает мгновенная в первые часы гибель, ибо, кроме остальных тканей, необратимо поражаются нервные клетки дозы 50-100 Зв приводят к смертельному исходу на 5-6 сутки при воздействии в диапазоне 10-50 Зв развивается кишечная форма лучевого поражения, заканчивающаяся смертью на 10-14 день. В дозовом диапазоне 1-10 Зв протекает типичная форма лучевой болезни.

Определено, что для человека ЛД50 30 доза, вызывающая гибель 50 облучлнных людей в течение 30 дней, если не приняты медицинские меры составляет 3-5 зивертов. В типичной форме лучевой болезни различают 4 периода 1. Первичная общая реакция сразу после облучения.

Нарушаются нервные анализаторы, человек возбуждлн. Наблюдаются изменения в формуле крови уменьшение числа лимфоцитов, затем лейкоцитов 2. Видимое клиническое благополучие. В зависимости от степени тяжести поражения, длится от 2 до 5 недель. Патологические изменения нарастают опустошается костный мозг, подавлен сперматогенез, развиваются изменения в кишечнике, коже облысение, выпадение волос при общем удовлетворительном состоянии 3. Выраженные клинические явления разгар болезни глубокое поражение кроветворной системы, угнетение иммунной системы и развитие инфекционных осложнений, которые могут закончиться гибелью 4. Восстановление на 2-5-м месяце начинается с постепенного улучшения общего состояния, роста волос.

Типичные отдаллнные последствия после перенесенной лучевой болезни - астения повышенная утомляемость, катаракты, восприимчивость к инфекциям.

Поражение весьма чувствительного к облучению красного костного мозга, железистых тканей большими дозами ионизирующей радиации приводит к резкому подавлению иммунитета. Облучлнных больных помещают в стерильные условия, им дают противоинфекционные и общеукрепляющие средства, переливанием крови и пересадкой костного мозга стараются восстановить иммунную систему, хотя это не всегда удалтся. 4. Что такое риск? Одна и та же индивидуальная доза облучения проявляется не одинаково здоровый сильный человек может перенести довольно высокую лучев1ук нагрузку, в то время как ослабленный организм, в котором восстановительные процессы идут плохо, обречлн на тяжллое заболевание или даже смерть.

Однако вероятность - риск - наступления неблагоприятных последствий у облучлнных всегда выше, причлм она растлт с увеличением дозы. Установление величины риска - важнейшая задача радиобиологии. Радиобиология привыкла иметь дело с надлжно устанавливаемыми фактами. Хорошо изучены острые лучевые поражения, которые проявляются быстро, так что их связь с переоблучением не вызывает сомнений, Гораздо труднее выявить последствия влияния малых доз. Например, раковые заболевания могут возникнуть и спустя 10-20 лет после облучения, а генетические - лишь в последующих поколениях.

Но даже если эти эффекты выявлены, нужно ещл доказать, что они вызваны радиацией, а не другой причиной. Специфически радиационных болезней от воздействия малых доз не существует можно говорить лишь о том, что излучения стимулируют некоторые заболевания, распространлнные среди людей.

Мы уже говорили о высокой уязвимости красного костного мозга. Он вырабатывает лейкоциты, недостаток которых ослабляет иммунную защиту организма. В дальней1ием это может привести к повышенной восприимчивости к любым инфекциям, астении, анемиям малокровие и др. От радиации страдает зрение. Это выражается в появлении катаракт как правило, не сразу, а через несколько лет и потере зрения вплоть до полной слепоты.

Крайне чувствительны к облучению делящиеся клетки. По этой причине воздействие радиации на растущий детский организм особенно опасно. Влияние облучения на плод может привести к рождению неполноценного потомства, причлм самый неблагоприятный период - 8-15-я недели беременности, когда происходит закладка органов будущего человека. Общепринятой является беспороговая концепция, утверждающая, что риск радиационных повреждений возрастает с увеличением дозы и соответствующая зависимость см. рис. 16 начинается в нулевой точке.

Отсюда следует, что никакая, даже самая малая доза не является безвредной. При этом, удвоение числа мутаций изменений в жизненно важных биологических молекулах происходит в диапазоне от 0,1 до 1 Зв. Как это сказывается на человеческом организме в целом? Из отдаллнных стохастических эффектов надлжнее всего установлена связь радиации с появлением рака, генетических повреждений и сокращением продолжительности жизни, На первом месте в группе раковых заболеваний, вызванных облучением, стоят лейкозы, пик которых в зависимости от возраста приходится на 5-25 годы после облучения.

Позже возникают рак молочной и щитовидной желлз, ллгких и других органов. Длительное наблюдение жертв атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки позволило оценить риск летального радио генного рака величиной от 4,5 до 7,1 на 1 зиверт. Если принять эту оценку, число дополнительных смертельных исходов в результате раковых заболеваний вследствие аварии в Чернобыле равно риск х коллективная доза 0,045 0,071 х 1 20 чел-3в 54 000 85 200 человек около половины из них в загрязнлнных районах СССР . Даже если коллективная доза в данном случае занижена, выявить такое число не так просто, ибо по статистике примерно 20 всех людей умирают от рака. Риск генетических повреждений в первых двух поколениях врожденные уродства, умственная неполноценность, по-видимому, несколько ниже - около 40 от риска рака, хотя надлжность этой оценки невелика.

Ещл труднее определить влияние радиации на продолжительность жизни, хотя сам факт такого влияния не подлежит сомнению.

Считается, что если бы вся доза естественного облучения, накопленная за 70 лет, подействовала на человека сразу, это бы уменьшило продолжительность жизни примерно на 2 месяца. По мнению большинства радиобиологов, сокращение продолжительности человеческой жизни находится в пределах 0,1-1,5 дня на каждый миллизиверт. В США длительное время находятся под наблюдением почти 930 тысяч человек, получивших дозы выше 1 зиверта жители Хиросимы и Нагасаки, военные наблюдатели испытательных взрывов, население вокруг ядерных полигонов, пациенты радиотерапевтических клиник, радиологи, профессионалы, работающие на военных и промышленных атомных установках.

Это позволило уточнить риск летальных исходов. Но для того, чтобы отделить радиационный риск от других причин смерти, а тем более установить его величину для других патологий, необходимо значительно больше статистических данных.

Специалистам и раньше было известно, что радиационный ущерб здоровью далеко не исчерпывается острыми лучевыми поражениями и летальными стохастическими исходами. После аварии в Чернобыле, когда возросло число анемий, сердечных и других заболеваний, в том числе связанных с ослаблением иммунитета, перед радиобиологией возникла почти не исследованная проблема как влияет на человека хроническое облучение малыми дозами? Для ел решения необходимы повсеместные и постоянные эпидемиологические обследования населения, тщательное изучение историй болезни и наблюдение за участниками ликвидации последствий аварии.

Это поможет точнее определить величины риска, а, следовательно, разумнее и оперативнее организовать ликвидацию радиационного бедствия, если оно когда-нибудь ещл обрушится на нашу планету. 5. 0 допустимом облучении и 35-бэрной концепции Вопрос о допустимых уровнях облучения, как мы только что выяснили, научного смысла не имеет. Если бы радиобиология располагала сведениями о существовании некого порога, ниже которого облучение безопасно, следовало бы просто всеми доступными средствами его придерживаться.

К сожалению, такого порога не существует. Определение пределов облучения, однако, необходимо для планирования защитных мероприятий в тех случаях, когда надфоновое переоблучение неизбежно. Профессиональные работники атомной промышленности, изотопных лабораторий, радиотерапевты, конечно, подвергаются более сильному воздействию радиации, и можно лишь говорить о том, чтобы получаемые ими дозы были не слишком высокими.

Для профессионалов категория А облучаемых лиц установлена предельно допустимая доза 50 мЗв в год, при превышении которой необходимо вмешательство контролирующих органов отстранение от работы, усиление мер защиты - вплоть до закрытия вредного производства. В учреждении, где имеются радиоактивные источники, работают и люди сотрудники смежных помещений, администраторы, вахтлры, которые с радиоактивностью непосредственно дела не имеют, но могут подвергаться воздействию повышенного фона. Их относят к категории Б. В контрольных группах лиц этой категории также проводятся наблюдения, причлм для них установлен предел дозы в 10 раз меньший - 5 мЗв год. На население категория В действует лишь естественный радиоактивный фон местности.

Эксперты международных организаций считают, что дополнительное облучение для населения сверх естественного фона дозой 1 мЗв год опасно. Почему же для разных категорий установлены различные предельные дозы? Разве их организм отличается радиочувствительностью? Дело в другом лица, отнеслнные к категориям А и Б -взрослые, трудоспособные люди, причлм первые - прошедшие особо жлсткий медицинский контроль, находящиеся под постоянным наблюдением, обученные правилам работы с радиоактивными веществами, использующие специальные средства защиты и хорошо представляющие опасность излучений.

К тому же для них предусмотрены льготы, призванные уменьшить последствия переоблучения.

Население же включает в себя людей всех возрастов, в том числе особо чувствительных к радиации - детей и беременных женщин, больных, которым жить при повышенном радиационном фоне противопоказано. Авария в Чернобыле затронула все категории облучаемых лиц, включая население, значительная часть которого подверглась воздействию доз, намного больших, чем это допустимо даже для профессионалов. Для того, чтобы выдержать установленные дозовые пределы, необходимы огромные материальные затраты.

К сожалению, даже мероприятия, не требующие больших средств, например, йодная профилактика, далеко не всегда выполнялись своевременно и в достаточном обълме. Отселение же проводилось лишь в случае прямой угрозы острых лучевых поражений. В других местах повышенной радиационной опасности были выделены зоны контроля, где проводились и проводятся наблюдения. Для планирования чрезвычайных мер в соответствии с радиационной обстановкой правительственная комиссия по ликвидации последствий аварии, по рекомендации Минздрава СССР, установила для населения временные нормативы в первый год 100 мЗв, а в последующие до 1 января 1990 г 30 и 25 мЗв. Исходя из этих дозовых пределов с учлтом доли в рационе питания были рассчитаны временные допустимые уровни ВДУ концентрации радиоактивности в пищевых продуктах Послеаварийный период и соответствующие чрезвычайные мероприятия планировалось завершить за три года. С начала 1990 года население должно вернуться к нормальной жизнедеятельности в сложившихся обстоятельствах.

Какими должны быть эти обстоятельства? В 1988 году Институт биофизики Министерства здравоохранения СССР - головной в области радиационной безопасности, разработал концепцию безопасного проживания 350 мЗв 35 бэр за жизнь, устанавливающую предел дозы для населения, исходя из продолжительности жизни 70 лет. Однако, закрытость, с которой внедрялась эта концепция, срочное переиздание нормативных документов и учебников, радикально менявших прежние представления о радиобиологическом воздействии излучений, и поток тревожных сообщений из контролируемых зон породили к ней недоверие и настоящий социальный взрыв в Белоруссии и на Украине.

Десятки научных коллективов Академии наук БССР, Белорусского университета, различных ведомств провели всестороннюю экспертизу разработанной концепции и нашли ел несостоятельной.

Как известно, Верховный Совет республики принял Государственную программу по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, исходя не из 35-бэрной концепции, а учитывая позицию белорусских учлных.

В члм же состояли принципиальные разногласия? Концепция допускает, что сверх облучения естественным радиоактивным фоном и при медицинских процедурах человек может получить за 70 лет жизни ещл 350 мЗв, или по 5. миллизивертов в среднем ежегодно. Тем самым население автоматически переводится в категорию Б облучаемых лиц. Но мы уже говорили, что население в целом значительно более уязвимо от радиации, чем любые отобранные группы работающих, специально подготовленных и здоровых людей.

Главное возражение вызывает, однако, не сама величина дозового предела. Конечно, его лучше бы понизить, например, до 70 мЗв, как это принято в большинстве стран и как рекомендуют компетентные международные организации. Как практически проконтролировать, что дозовый предел не превзойдлн, если измерить эквивалентную дозу нельзя, а ел расчлт зависит от качества исходной информации и требует непредвзятого и квалифицированного подхода.

Как, например, воспользоваться приведенными в таблице и утверждлнными Минздравом ВДУ, если приборов, регистрирующих радиоактивность по гамма-излучению, очень мало, а аппаратуры для измерения излучений стронция и плутония в республике нет совсем - ел лишь предполагается приобрести за рубежом в будущем. Таким образом, хотя заслон распространению загрязнлнных продуктов регламентирован на каждый год, он не осуществлялся и пока не может быть осуществллн. Мы даже не говорим о вкладах трития и радиоуглерода, которые вообще выпали из-под контроля.

С помощью счлтчиков импульсов человека СИЧ можно измерить только попавшие в организм гамма-излучающие радионуклиды, но и этих приборов недостаточно. Таким образом, в настоящее время можно рассчитывать на некоторый отнюдь не массовый контроль лишь цезиевых изотопов, а это далеко не единственные составляющие дозы. Сделанный Институтом биофизики Минздрава СССР расчлт доз, полученных населением в первый год после аварии, как оказалось, не учитывает короткоживущих изотопов, пренебрегает вкладом внутреннего облучения и недооценивает даже роль иода-131. Опубликованные в мировой и союзной печати дозы 50-100 мЗв, рассчитанные таким образом, названы как максимальные, которые получили лишь единицы.

На самом деле, без упрощений, они в несколько раз выше. В этом, вероятно, и заключается причина разительного несоответствия между предсказанной и реально наблюдаемой заболеваемостью в поражлнных районах. Расчлты ожидаемой за 70 предстоящих лет дозы тоже сильно упрощены.

К тому же, в них предполагается, что жители деревень в загрязнлнных зонах будут снабжаться чистыми привозными продуктами и станут выполнять рекомендации по безопасному проживанию. Безусловно, эффективная эквивалентная доза наиболее полно описывает объективную опасность воздействия радиоактивных излучений на человеческий организм. Пусть это будет 350 миллизивертов за жизнь, тем более, что Минздрав СССР на этом настаивает. Однако рассчитывать на безусловное выполнение правил радиационной безопасности населением и детьми тоже которым обучают профессионалов, по меньшей мере опрометчиво. Не менее утопично, как показывает опыт, полагаться на чистые завозные продукты, в том числе и потому, что при существующих доходах сельского жителя невозможно требовать от него отказа от продукции личного подворья.

Наконец, самый главный вопрос кто и какими средствами будет следить за тем, чтобы дозовый предел не превышался? Если с вычислениями плохо справились ведущие специалисты Института биофизики, то как это будут делать врачи и медслстры сельских больниц? Таким образом, провозгласив предел дозы и нормативы уровней загрязнения, Минздрав СССР сложил с себя ответственность, предоставив самому населению заботиться о сволм здоровье нереалистичными способами.

Научная общественность Белоруссии высказала несогласие с такой постановкой вопроса. Она исходит из того, что естественный уклад жизни не может регулироваться никакими установленными ограничениями.

Необходим более тщательный расчлт уже полученной и ожидаемой доз при проживании в загрязнлнных регионах. Если при этом дозовый предел те же 350 мЗв за 70 лет жизни может быть превышен, люди из данного населлнного пункта безусловно должны быть отселены, а соответствующие сельскохозяйственные земли и промзоны исключены из пользования. Предварительные вычисления показывают, что это относится почти ко всем зонам с загрязнлнностью выше 15 кюри км2 по цезию, а во многих случаях и с меньшей концентрацией радиоактивности. 6.