Дія іонізуючого випромінювання на тканини організму

	Заряджені частинки. Проникаючі в тканини організму альфа- і бета-час-тинки втрачають енергію внаслідок електричної взаємодії з електронами тих атомів, поблизу яких вони проходять. (гамма-випромінювання й рентгенівсь-кі промені передають свою енергію речовині кількома способами, які зреш-тою також приводять до електричної взаємодії.)
	Електрична взаємодія. За час порядку десяти трильйонних секунди після того, як проникаюче випромінювання досягне відповідного атома в тканині організму, від цього атома відривається електрон. Останній заряджений негативно, тому інша частина початково нейтрального атома стає позитивно зарядженою. Цей процес називається іонізацією. Відірвавшись електрон може далі іонізувати інші атоми.
	Фізико-хімічні зміни. І вільний електрон, і іонізований атом звичайно не можуть довго перебувати в такому стані і протягом наступних десяти мільяр-дних часток секунди беруть участь у складному ланцюзі реакцій, в результа-ті яких утворюються нові молекули, включаючи й такі надзвичайно реакцій-ноздатні, як "вільні радикали".
	Хімічні зміни. Протягом наступних мільйонних часток секунди утворені вільні радикали реагують як один з одним, так і з іншими молекулами і через ланцюжок ще не вивчених до кінця реакцій можуть викликати хімічну моди-фікацію важливих у біологічному відношенні молекул, які необхідні для нормального функціонування клітини.
	Біологічні ефекти. Біохімічні зміни можуть відбутися як через кілька се-кунд, так і через десятиліття після опромінення і стати причиною негайної загибелі клітин або таких змін до них, які можуть призвести до раку.

Ушкодження, викликані великими дозами опромінення, звичайно проявляються протягом декількох годин або днів. Ракові захворювання, проте, проявляються через багато років після опромінення - як правило, не раніше ніж через одне-два десятиліття. А вроджені вади розвитку та інші спадкові хвороби, викликані ушкодженням генетичного апарату, за визначенням проявляють-ся лише в наступному або подальших поколіннях: це діти, онуки та більш віддалені нащадки інди-відуума, який зазнав опромінення.

НКДАР ООН намагається встановити з усією можливою достовірністю, якому додатково-му ризику піддаються люди при різних дозах опромінення. Ймовірно, у сфері вивчення дії радіації на людину і навколишнє середовище було проведено більше досліджень, ніж при вивченні будь-якого іншого джерела підвищеної небезпеки.

Гостре ураження. У своїй останній доповіді НКДАР ООН вперше за 20 років опублікував докладний огляд відомостей, що відносяться до гострого ураження організму людини, яке відбува-ється при великих дозах опромінення. Взагалі кажучи, радіація надає подібну дію, лише починаю-чи з деякої мінімальної, або «порогової», дози опромінення.

Велика кількість відомостей була отримана при аналізі результатів застосування промене-вої терапії для лікування раку. Багаторічний досвід дозволив медикам отримати велику інформа-цію про реакцію тканин людини на опромінення. Ця реакція для різних органів і тканин виявилася неоднаковою, причому розходження дуже великі (рис. 48). Величина ж дози, що визначає тяж-кість ураження організму, залежить від того, чи отримує її організм відразу або в кілька прийомів. Більшість органів встигає в тій чи іншій мірі залікувати радіаційні пошкодження і тому краще пе-реносить серію дрібних доз, ніж ту ж сумарну дозу опромінення, отриману за один прийом.

Рис. 48. Летальні дози

Рис. 49. „Допустимі ” дози у променевій терапії

Червоний кістковий мозок та інші елементи кровотворної системи найбільш уразливі при опроміненні та втрачають здатність нормально функціонувати вже при дозах опромінення 0.5-1 Гр. На щастя, вони мають також чудову здатність до регенерації і якщо доза опромінення не настільки велика, щоб викликати пошкодження усіх клітин, кровотворна система може повністю відновити свої функції. Якщо ж опроміненню піддалося не все тіло, а якась його частина, то уцілілих клітин мозку буває достатньо для повного відновлення пошкоджених клітин.

Репродуктивні органи та очі також відрізняються підвищеною чутливістю до опромінен-ня. Одноразове опромінення сім’яників при дозі всього лише в 0.1 Гр призводить до тимчасової стерильності чоловіків, а дози понад двох греїв можуть призвести до постійної стерильності: лише через багато років сім'яники зможуть знову продукувати повноцінну сперму. Мабуть, сім'яники є єдиним винятком із загального правила: сумарна доза опромінення, отримана в кілька прийомів, для них більш, а не менш небезпечна, ніж та ж доза, отримана за один прийом.. Яєчники набагато менш чутливі до дії радіації, принаймні у дорослих жінок. Але одноразова доза 3 Гр все ж таки призводить до їх стерильності, хоча ще більші дози при дробовому (кратному) опроміненні ніяк не позначаються на здатності до дітонародження.

Найбільш вразливою для радіації частиною ока є кришталик. Загиблі клітини стають непрозорими, а розростання помутнілих ділянок призводить спочатку до катаракти, а потім і до повної сліпоти. Чим більша доза, тим більша втрата зору. Помутнілі ділянки можуть утворитися при дозах опромінення 2 Гр і менше. Більш важка форма ураження очей - прогресуюча катаракта - спостерігається при дозах близько 5 Гр. Доведено, що навіть пов'язане з рядом робіт професійне опромінення шкідливо для очей: дози від 0.5 до 2 Гр, отримані впродовж 10-20 років, призводять до збільшення густини і помутніння кришталика.

Більшість тканин дорослої людини відносно малочутлива до дії радіації. Нирки витриму-ють сумарну дозу близько 23 Гр, отриману протягом п'яти тижнів без особливої для себе шкоди, печінка - щонайменше 40 Гр за місяць, сечовий міхур - щонайменше 55 Гр за чотири тижні, а зріла хрящова тканина - до 70 Гр. Легені - надзвичайно складний орган - набагато більше вразливий, а в кровоносних судинах суттєві зміни можуть відбуватися вже при відносно невеликих дозах.

Звичайно, опромінення в терапевтичних дозах, як і будь-яке інше опромінення, може вик-ликати захворювання на рак у майбутньому або призвести до несприятливих генетичних наслід-ків. Опромінення у терапевтичних дозах, однак, застосовують звичайно для лікування раку, коли людина смертельно хвора, а оскільки пацієнти в середньому досить літні люди, ймовірність того, що вони будуть мати дітей, також відносно мала. Однак далеко не так просто оцінити, наскільки це великий ризик при набагато менших дозах опромінення, які люди отримують в своєму повсяк-денному житті і на роботі, і на цей рахунок існують різні думки серед громадськості.

 

Рак

Рак - найбільш серйозний зі всіх наслідків опромінення людини при малих дозах, принай-мі безпосередньо для тих людей, які зазнали опромінення. У дійсності, масштабні обстеження, що охопили близько 100 000 чоловік, які пережили атомні бомбардування Хіросіми і Нагасакі в 1945 році, показали, що поки рак є єдиною причиною підвищеної смертності в цій групі населення.

Є дуже небагато відомостей про наслідки опромінення при дозах, пов'язаних з деякими професіями, і зовсім відсутні прямі дані про дію доз опромінення, які отримує населення Землі в повсякденному житті. Тому немає ніякої альтернативи такому способу оцінки ризику населення при малих дозах опромінення, як екстраполяція оцінок ризику при великих дозах (вже не цілком надійних) в область малих доз опромінення.

Згідно з наявними даними, першими в групі ракових захворювань, що вражають населення у результаті опромінення, стоять лейкози. Вони викликають загибель людей в середньому через 10 років з моменту опромінення - набагато раніше, ніж інші види ракових захворювань.

Найпоширенішими видами раку, викликаними дією радіації, виявилися рак молочної залози та рак щитовидної залози. За оцінками НКДАР, приблизно у десяти чоловік з тисячі опро-мінених відзначається рак щитовидної залози, а у десяти жінок з тисячі - рак молочної залози (у розрахунку на кожен грей індивідуальної поглиненої дози).

Однак обидва різновиди раку в принципі виліковні, а смертність від раку щитовидної за-лози особливо низька. Тому лише п'ять жінок із тисячі, мабуть, помруть від раку молочної залози на кожен грей опромінення і лише одна людина з тисячі опромінених, мабуть, помре від раку щитовидної залози. Рак легенів, навпаки, - нещадний вбивця. Він теж належить до поширених різновидів ракових захворювань серед опромінених груп населення.

Рак інших органів і тканин, як виявилося, зустрічається серед опромінених груп населення рідше. Згідно з оцінками НКДАР, ймовірність померти від раку шлунка, печінки або товстої киш-ки становить приблизно всього лише 1/1 000 на кожен грей середньої індивідуальної дози опромі-нення, а ризик виникнення раку кісткових тканин, стравоходу, тонкої кишки, сечового міхура, підшлункової залози, прямої кишки і лімфатичних тканин ще менше і складає приблизно від 0.2 до 0.5 на кожну тисячу і на кожен грей середньої індивідуальної дози опромінення.

Діти більш чутливі до опромінення, ніж дорослі, а при опроміненні плоду ризик захворю-вання на рак, мабуть, ще більше.

Паління і радіація

Смертність від раку органів дихання як функція дози опромінення, зумовленої дочірніми продук-тами радіоактивного розпаду радону, для трьох груп робітників уранових рудників: серед запеклих курців, які викурюють більше 20 сигарет на день (крива А), серед «помірних» курців, які викурю-ють менше 20 сигарет в день (крива Б), і серед некурящих (крива В). Очевидно, що це питання надзвичайно важливе, тому що радіація присутня скрізь, а в сучасному житті багато різноманітних агентів, які можуть з нею взаємодіяти. НКДАР ООН провів попередній аналіз даних, що охоплює велике число таких агентів. Щодо деяких з них виникли деякі підозри, але серйозні докази були отримані лише для одно-го з них: тютюнового диму. Виявилося, що шахта-рі уранових рудників з числа тих, що палять хворі-ють на рак частіше (рис. 51.). В інших випадках даних явно недостатньо і необхідні подальші дослідження.

Рис. 52. Паління і радіація