4. Внешнее и внутреннее облучение

Внешнее облучение исходит от источника, расположенного вне организма, зависит от радиационного фона местности и от других внешних радиационных факторов среды. Внутренне облучение исходит от радионуклидов, которые могут попасть внутрь организма с пищей, ингаляционным путем с воздухом через дыхательные пути, через повреждения на коже. Орган, наиболее подверженный действию радионуклидов, называют критическим.

В Белоруссии в связи с аварией на ЧАЭС действуют Республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов в пищевых продуктах и питьевой воде. В Гомельской области введены жесткие нормативы по некоторым продуктам питания, особенно рекомендуемым детям.

Доза внутреннего облучения, если воспользоваться среднеевропейскими коэффициентами перехода радионуклидов из пищи и средними нормами питания в год (молоко - 332 л, хлеб, крупяные изделия - 133 кг, листовые овощи - 37 кг, корнеплоды, фрукты - 118 кг, мясо - 63 кг), то доза внутреннего поступления цезия-137 при загрязненности поверхности 185 кБк/м² (5 Ки/км²) составит 3,35 мЗв/год, при 1480 кБк/м² (40 Ки/км²) доза внутреннего поступления по цезию-137 - 26,5 мЗв/год, т.е. на много больше предельно допустимых доз.

Молекулярный уровень взаимодействия биологического объекта с ионизирующим излучением (ИИ) является первичным уровнем. Не менее важным является информационный характер действия ИИ на организм через систему регуляции функций: через нервную, эндокринную и иммунную системы. Совершенно не случайно, что видовая радиочувствительность возрастает по мере усложнения организма. Чем выше уровень регуляции, тем более радиочувствителен организм. Для микроорганизмов дозы, вызывающие 50% смертность составляют тысячи грей, для птиц - десятки грей, для человека - единицы грей. Итогом действия экологически неблагоприятных факторов окружающей среды является разбаланс в системе регуляции нервной, гормональной и иммунной систем, и как следствие этого разбаланса - онкологические заболевания в первом поколении или мутации на уровне последующих поколений.

Мутации: хромосомные и генные мутации оказывают разнообразные воздействия на организм. Во многих случаях эти мутации летальны, так как нарушают развитие человека. Например, около 20% беременностей заканчиваются естественным выкидышем в первые недели беременности, и в половине таких случаев можно обнаружить хромосомные аномалии. В результате некоторых хромосомных мутаций определенные гены могут оказаться вместе, и их общий эффект может привести к появлению какого-либо “благоприятного” признака. Мутациями называются наследуемые изменения в молекулах ДНК. Есть много разных видов мутаций. Мутация в соматических клетках изменяет наследственные признаки самой этой клетки. Если мутации происходят в тех клетках, из которых образуются яйцеклетки или сперматозоиды, то измененные наследственные признаки могут быть переданы потомкам данного организма. Обычная частота мутаций для разных генов в сперматозоидах и яйцеклетках человека лежит в пределах от 1 до 250 случаев на 1 миллион. ИИ обладает достаточной энергией, чтобы вызвать в клетке совершенно необычные реакции.

В больших дозах ИИ может погубить клетку (например, через радиолиз воды). В малых дозах могут быть другие эффекты, из которых на первом месте стоят разрывы в молекулах ДНК. Сильно поврежденная ДНК утрачивает способность реплицироваться (репликация - повторение), следовательно, клеточное деление становится невозможным. Менее выраженные повреждения могут проявляться в форме таких мутаций, которые при делении клеток передаются потомкам. Предполагают, что некоторые виды рака, характеризующегося быстрым делением клеток, вызываются возникновением именно такого рода мутаций в соматических клетках.

Лечение малыми дозами радиации проводится путем подбора индивидуальных доз, которые губят только быстро делящиеся раковые клетки, а медленно делящиеся нормальные клетки не губят. Что принимать за малые дозы? Реальным биологическим порогом действия является доза от 0,1 до 0,3 зиверта в год.

Коллективная эффективная доза (S) выражается в человеко-зивертах. S получается путем умножения средней эффективной дозы группы людей на число индивидуумов в этой группе. Например: на территории бывшего СССР с уровнем активности более 185 кБк/м² (5 Ки/км²) проживает около 700 тысяч человек. Если не принять никаких защитных мероприятий, то коллективная доз в течение жизни (70 лет) по расчетам составит 50 тысяч чел-Зв и тогда примерно 2500 человек могут заболеть раком со смертельным исходом примерно в течение 50 лет. Это соответствует ежегодному количеству раковых заболеваний приблизительно в 50 случаев. Для сравнения, ежегодное количество спонтанных заболеваний раком со смертельным исходом для населения 700 тысяч человек составляет около 2 тысяч случаев, т.е вклад радиационных эффектов в число всех раков составит 2,5 процента.