Проблемы оценки малых доз облучения. Нормирование для практической деятельности. Уровни вмешательства.

В настоящее время накоплен огромный фактический материал по влиянию ионизирующей радиации, в том числе и малых доз ее (меньше 0,5 Зв) на различные биологические объекты. Разработана, используется в практике и довольно широко известна линейно-беспороговая концепция, согласно которой:

1) ионизирующие излучения вредны и только вредны в целом для биологического объекта;

2) чем меньше доза облучения, тем меньше вред (меньше повреждение), но следы вредного действия проникающей радиации всегда остаются, как бы не была мала полученная доза;

3) основные механизмы действия проникающей радиации на живые биологические объекты, выявляемые при облучении большими дозами и имеющие вероятностный характер, справедливы в любом диапазоне доз и позволяют определять вероятность вреда при облучении живых существ сколь угодно малой дозой;

4) нижним уровнем вредного действия ионизирующей радиации на биологические объекты является природный радиационный фон (ПРФ).

Эти положения составляют «парадигму» современной радиобиологии. Их разделяет абсолютное большинство радиобиологов. Они являются базисной основой в работе МКРЗ и других международных организаций.

Мы еще крайне недостаточно знаем о комплексном повреждающем действии ионизирующих излучений (α- и β-частиц и γ-лучей), радионуклидов совместно с другими вредными (повреждающими) факторами. По имеющимся данным, при действии гамма-облучения и нитросоединений пагубное влияние радиации на организм может возрастать в шесть и более раз. Известные радиационные последствия катастрофы на Чернобыльской АЭС обусловлены нарушением функций важнейших систем организма. Поэтому нужно добиться в республике такой экологической ситуации, чтобы люди, живущие на нашей территории, получали не более предельно допустимой дозы облучения (один миллизиверт в год).

Было установлено в лабораториях Франции, СССР, США)на биологических объектах, что воздействие небольших и ультрамалых доз ионизирующей радиации (природный радиационный фон) способно стимулировать деление клеток и рост исследуемых объектов. Наряду с этим известно, что кванты ионизирующей радиации обладают огромной энергией, которая самопроизвольно освобождается и способна разрушать любую химическую связь в биологических структурах. В организме человека и высших животных отсутствуют механизмы, которые могли бы обеспечить постепенное использование этой энергии. Она оказывает разрушающее действие, которое в дальнейшем в определенной степени устраняется репаративными процессами, а необратимая часть поражения при хроническом облучении постепенно накапливается и через определенный скрытый период (в зависимости от радиорезистентности организма и дозы облучения) проявляется определенным патологическим процессом. Кроме того, известно, что длительность жизни человека и млекопитающих ограничена определенными временными рамками, что стволовые клетки высокоорганизованных биологических объектов способны делиться в обычных условиях 50 раз за время своего существования, а сами названные биологические объекты стареют и дряхлеют. В конечном итоге они в результате влияния различных вредных факторов и привычек и особенно поражающего действия ионизирующих излучений на ткани и организм в целом приводят к смертельному исходу человека и высших животных в результате существенного отклонения в организме гомеостаза и глубокого нарушения гомеокинеза.

Итак, ионизирующие излучения в любой дозе вызывают в организме человека и высших животных двунаправленный биологический эффект: при воздействии большими дозами проникающей радиации преимущественно и на первом плане проявляется вредное (деструктивное, поражающее) действие их, а в результате хронического малоинтенсивного облучения — стимуляция деления клеток и репаративных процессов, увеличение проницаемости тканей, изменение метаболизма и регуляторных реакций и одновременно накопление необратимых патологических отклонений.

Что касается влияния больших локальных доз ионизирующих излучений на организм человека при лечении злокачественных опухолей (рак шейки матки II и III степени) при внешнеем облучении патологического очага рентгено- или гамма-лучами от 11000 до 14000 Р, то при указанных условиях облучения у больных наряду с полным разрушением злокачественных клеток в области прямого действия ионизирующих излучений в тканях, непосредственно не подвергнутых прямому облучению, наблюдаются процессы, ярко указывающие на стимуляцию деления (размножения) костномозговых клеток, на торможение (задержку) в некоторой степени созревания более молодых элементов и угнетение, вымывание зрелых форм в периферическую кровь.

При анализе причин смерти детей, родившихся от женщин, которые рентгенологически были обследованы во время беременности, т.е. получили совместно с зародышем воздействие малых доз ионизирующих излучений, лейкемия возникала вдвое чаще, чем обычно. Т.е . лейкемия и рак удетей могут вызываться дозами в 100 раз меньшими, чем для взрослых. Опасность возникновения лейкемии у ребенка при облучении матери в первые 3 месяца беременности в 16 раз выше, чем в последующие сроки.

Установлено, что доза, эквивалентная годичному облучению естественным радиационным фоном, которую ранее считали безвредной, удваивает риск заболевания различными формами рака. При этом имеет значение и несовершенство иммунной системы молодого поколения.

Обнаружено, что мембранный аппарат лейкоцитов, которые, как известно, участвуют в иммунной защите организма, разрушается гораздо быстрее при длительном воздействии на отмеченные выше клетки крови малыми дозами ионизирующей радиации, чем при кратковременном облучении той же суммарной дозой. Выявлено, что при малоинтенсивном, длительном облучении превалирует не повреждение ДНК в генах, а разрушение клеточных мембран в результате свободнорадикального окисления, которое протекает в 1000 раз интенсивнее в этих условиях.

Итак, наблюдения показывают, что действие малых доз ионизирующих излучений, скрыто и коварно влияющее на клеточные структуры в период внутриутробного развития плода, часто проявляется в постнатальном периоде тяжелейшими заболеваниями человека (лейкозы, раковые опухоли различных локализаций и т.д.).

Нормирование облучения при практической деятельности

Как отмечалось МКРЗ еще в 1977 г., целью радиационной защиты должно быть предотвращение детерминированных эффектов и ограничение вероятности возникновения стохастических эффектов до уровней, которые считаются приемлемыми. Для детерминированных эффектов проблемы нет, а для стохастических установлен риск 10^-3 – для профессионалов и 10^-4 – для населения. В настоящее время накоплена статистика, которая позволяет внести ряд корректив.

МКРЗ подразделяет облучение на три вида: профессиональное; медицинское; облучение населения.

МКРЗ пришла к выводу, что предел дозы должен быть установлен на таком уровне, чтобы полная эффективная эквивалентная доза за всю трудовую деятельность не превышала 100 бэр и накапливалась относительно равномерно год за годом. При этом установлен предел 20 мЗв/г. (2 бэра в 1 г.), усредненный по пяти годам (100 мЗв за 5 лет), но с тем, чтобы за любой отдельный год эффективная эквивалентная доза не превышала 50 мЗв.

Для обеспечения радиационной безопасности введены также пределы годового поступления (ПГП), что обеспечивает защиту от внутреннего облучения.

ПГП — это поступление определенного радионуклида ингаляционным или пероральным путем в течение года в организм человека, которое должно привести к получению дозы, равной соответствующему пределу дозы.

Вмешательство и его уровни

При авариях на радиационно опасных объектах возможно такое заражение местности и объектов, которое создает реальную угрозу жизни и здоровью людей и вынуждает принимать определенные меры.

При принятии решения на вмешательство руководствуются следующими принципами:

• вмешательство должно принести больше пользы, чем вреда;

• уровень, при котором вводится вмешательство, и уровень, при котором оно затем прекращается, должны быть оптимизированы, чтобы добиться максимально чистой выгоды;

• должны быть предприняты все возможные меры для предотвращения серьезных детерминированных эффектов посредством ограничения доз ниже пороговых значений для этих эффектов.

Вмешательство осуществляется при использовании одного или нескольких следующих защитных мероприятий:

• организация убежищ и укрытий;

• назначение препаратов стабильного йода;

• эвакуация;

• отселение;

• защита органов дыхания;

• индивидуальная санитарная обработка;

• контроль доступа в зараженные районы;

• использование средств индивидуальной защиты;

• контроль за загрязненностью воды и пищевых продуктов и запрет (или ограничение) на отдельные пищевые продукты;

• дезактивация местности и объектов;

• изменение профиля сельскохозяйственного и промышленного производства.

Для каждого защитного мероприятия по соображениям радиационной безопасности необходимо определить нижний предел дозы Д_н (ниже которого введение защитной меры нецелесообразно, так как ущерб, наносимый вмешательством, превосходит вред от предотвращаемого облучения) и верхний предел дозы Д_в, при котором обязательно следует предпринять меры, так как ущерб от облучения больше ущерба, наносимого самим вмешательством.

О пользе каждого защитного действия следует судить по снижению с помощью этого защитного действия прогнозируемой дозы, т.е. по предотвращенной дозе.

Ситуации вмешательства, к которым следует применять уровни вмешательства, включают в себя облучение двух типов:

• хроническое облучение;

• острое (кратковременное) облучение.

В качестве биологической базы для установления уровней вмешательства принимаются детерминированные и стохастические эффекты.

Наиболее серьезным детерминированным эффектом является преждевременная смерть, которая может наступить в результате повреждения костного мозга при дозах более 1 Гр, острого облучения всего тела. У других органов пороговые дозы больше. Поэтому если доза меньше 1 Гр, то облучение других органов является приемлемым, за исключением щитовидной железы (ЩЖ).