Радиация и ее воздействие на живой организм

                                - 7 -

 

трети  происходит  от  попадания  радиоактивных  веществ  в организм с пищей,  водой и воздухом. В среднем человек получает около 180 мЗв/год за   счет   калия-40,   который   усваивается   организмом   вместе  с нерадиоактивным калием,  необходимым  для  жизнедеятельности.  Нуклиды свинца-210,  полония-210  концентрируются в рыбе и моллюсках.  Поэтому люди,  потребляющие  много  рыбы  и  других   даров   моря,   получают

относительно высокие дозы внутреннего облучения.      Недавно ученые  установили,  что   наиболее   весомым   из   всех естественных  источников  радиации является радон.  Это невидимый,  не имеющий ни вкуса,  ни запаха  тяжелый  газ.  Он  в  7,5  раза  тяжелее воздуха.

     Значительную часть   дозы   облучения   человек    получает    от радионуклидов   радона,   попадающих  в  организм  человека  вместе  с вдыхаемым воздухом.

     За последние  десятилетие  человек  усиленно занимался проблемами ядерной физики.  Он создал сотни искусственных радионуклидов, научился использовать   возможности  атома  в  самых  различных  отраслях  -  в медицине,  при производстве электро- и тепловой энергии,  изготовления светящихся циферблатов часов,  множества приборов, при поиске полезных

ископаемых  и  в  военном  деле.  Все  это,  естественно,  приводит  к дополнительному облучению людей.  В большинстве случаев дозы невелики, но  иногда  техногенные  источники  оказываются  во  много  тысяч  раз интенсивнее, чем естественные.

     Атомная энергетика  вносит  малый  вклад  в  суммарное  облучение населения,  если  все  реакторы  работают  без  повреждений и поломок. Другим источником загрязнения радиоактивными веществами служат рудники и обогатительные фабрики.      Медицинские процедуры и методы лечения,  связанные с  применением радиоактивности, вносят основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников.

     Ядерные взрывы тоже вносят свою лепту в увеличение дозы облучения человека.  Ядерные взрывы различаются по типам: а) воздушный взрыв; б) наземный  или  надводный взрыв;  в)подземный или подводный взрыв.  При взрыве ядерных боеприпасов  выделяют  несколько  поражающих  факторов, одни   из   которых   является   проникающая  радиация.  Обычно  взрыв сопровождается мощными и неощутимыми  ядерными  излучениями,  на  доля которых приходится около 16-20% энергии ядерного взрыва.

     При ядерном взрыве  испускаются  нейтроны,  гамма-лучи,  бета-  и  

                                - 8 -

 

альфа-частицы. Но если альфа- и бета-частицы способны распространяться в воздухе лишь на  небольшие  расстояния,  то  гамма-лучи  и  нейтроны распространяются  во  все  стороны  от  центра  взрыва на многие сотни метров и даже на километры.  Именно  поток  гамма-лучей  и  нейтронов, испускаемых  из зоны ядерного взрыва и радиоактивного облака,  принято называть проникающей радиацией.      Время действия    проникающей   радиации   при   ядерном   взрыве определяется двумя факторами, во-первых, подъемом продуктов взрыва и , во-вторых,    периодом    полураспада   короткоживущих   радиоактивных "осколков".

     Вредное биологическое   воздействие   гамма-лучей   и   нейтронов обусловлено их способностью ионизировать атомы и молекулы клеток живой ткани. В результате ионизация клетки погибают или теряют способность к дальнейшему делению.  Во время облучения человек не  испытывает  боли. Однако через некоторое время у него может развиться лучевая болезнь.

      

Воздействие ионизирующего излучения на биологические объекты.

 

     В результате  воздействия  ионизирующего  излучения  на  организм человека  в тканях могут происходить сложные физические,  химические и биохимические процессы.

     При попадание  радиоактивных  веществ внутрь организма поражающее действие   оказывают   в   основном   альфа-источники,   а   затем   и бетта-источники,     т.е.     в     обратной    наружному    облучению последовательности. Альфа-частицы, имеющие небольшую плотность ионизации, разрушают  слизистую  оболочку,  которая  является слабой защитой внутренних органов по сравнению с наружным кожным покровом.

     Существует три пути поступления радиоактивных веществ в организм: при вдыхание воздуха,  загрязненного радиоактивными веществами,  через зараженную пищу или воду,  через кожу,  а также при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь,  поскольку во-первых, объем легочной вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в легких более высоки.

     Пылевые частицы,  на  которых  сорбированы радиоактивные изотопы, при вдыхании воздуха через верхние дыхательные пути частично оседают в полости рта  и  носоглотке.  Отсюда  пыль  поступает в пищеварительный тракт. Остальные частицы поступают в легкие.  Степень задержки аэрозолей в  легких  зависит  от их дисперсионности.  В легких задерживается около 20%  всех частиц; при уменьшении размеров аэрозолей величина задержки увеличивается до 70%.

     При всасывании радиоактивных веществ из желудочно-кишечного тракта имеет значение коэффициент резорбции,  характеризующий долю вещества, попадающего из желудочно-кишечного тракта в кровь.  В  зависимости от природы изотопа коэффициент изменяется в широких пределах: от сотых долей процента(для циркония, ниобия), до нескольких десятков процентов (водород,  щелочно-земельные элементы). Резорбция через неповрежденную кожу в 200-300 раз меньше,  чем через желудочно-кишечный тракт, и, как правило, не играет существенной роли.

     При попадании радиоактивных веществ в организм  любым  путем  они уже  через  несколько  минут обнаруживаются в крови.  Если поступление радиоактивных веществ было однократным,  то концентрация  их  в  крови вначале  возрастает  до  максимума,  а  затем  в  течение  15-20 суток снижается.

     Концентрации в  крови  долгоживущих  изотопов  в дальнейшем могут удерживаться практически на одном уровне в течение длительного времени вследствие обратного вымывания отложившихся веществ.      Эффект воздействия ионизирующего излучения на клетку -  результат комплексных взаимосвязанных  и взаимообусловленных преобразований.  По  А.М. Кузину, радиационное поражение клетки осуществляется в три этапа. На первом  этапе  излучение  воздействует на сложные макромолекулярные образования, ионизируя и возбуждая их.  Это физическая стадия лучевого воздействия. Второй    этап    -    химические   преобразования.   Они соответствуют процессам взаимодействия радикалов  белков,  нуклеиновых кислот и липидов с водой,  кислородом, радикалами воды и возникновению органических перекисей.  Радикалы,  возникающие в  слоях  упорядоченно расположенных белковых   молекул,   взаимодействуют   с   образованием "сшивок", в результате чего  нарушается  структура  биомембран.  Из-за повреждения лизосомальных  мембран  происходит увеличение активности и высвобождение ферментов,  которые  путем  диффузии   достигают   любой органеллы клетки и легко в нее проникают, вызывая ее лизис.

     Конечный эффект  облучения   является   результатом   не   только первичного повреждения    клеток,    но    и   последующих   процессов восстановления. Предполагается,  что  значительная   часть   первичных повреждений в  клетке  возникает  в  виде так называемых потенциальных повреждений, которые  могут  реализовываться   в   случае   отсутствия восстановительных процессов.  Реализация  этих  процессов способствуют процессы биосинтеза  белков  и  нуклеиновых  кислот.  Пока  реализация  

                                - 10 -

 

потенциальных повреждений   не   произошло,   клетка   может   в   них "восстановиться". Это,  как предполагается,  связано с ферментативными реакциями и  обусловлено  энергетическим  обменом.  Считается,  что  в основе этого явления лежит  деятельность  систем,  которые  в  обычных условиях регулируют интенсивность естественного мутационного процесса.

     Мутагенное воздействие ионизирующего излучения впервые установили русские ученые Р.А.  Надсон и Р.С.  Филиппов в 1925 году в  опытах  на дрожжах. В  1927  году  это  открытие  было подтверждено Р.Меллером на классическом генетическом объекте - дрозофиле.

     Ионизирующие излучения  способны вызывать все виды наследственных перемен. Спектр мутаций,  индуцированных облучением,  не отличается от спектра спонтанных мутаций.

     Последние исследования  Киевского Института нейрохирургии показали, что радиация даже в малых количествах,  при дозах в  десятки  бэр, сильнейшим образом воздействует на нервные клетки - нейроны. Но нейроны гибнут не от прямого воздействия радиации.  Как выяснилось,  в  результате воздействия радиации у большинства ликвидаторов ЧАЭС наблюдается "послерадиационная энцефлопатия". Общие нарушения в организме под действием радиации приводит к изменению обмена веществ, которые влекут за собой патологические изменения головного мозга.

 
 

      Радиационные проблемы в Оренбургской области.

 

     В нашей  области  как  и  во  многих других,  проводились ядерные испытания, например Тоцкий воздушно-ядерный взрыв.      Полученные данные  свидетельствуют,  что воздушно-ядерный взрыв в 1954 году на Тоцком полигоне сказался на состоянии  биоты  и  здоровье

населения.      Заметим, что даже Чернобыль,  несмотря на свою удаленность,  внес свой вклад в радиоактивное загрязнение области, а также не обделил нас и ядерный полигон на Новой земле - вдоль по хребту Уральских гор. Было еще 11 подземных ядерных взрывов в Оренбуржье для создания так называемых емкостей - хранилищ,  но их радиоактивное воздействие  на  окружающую среду спорно.

     Однако нельзя  без  проведения  серьезного  научного исследования связать данные  изменения в здоровье населения с последствиями ядерных  

                                - 11 -

 

взрывов. Необходимо определить уровень  гамма-излучения,  концентрации продуктов  ядерного  распада  в  объектах  окружающей среды и сравнить данные показатели  с  фоновыми,  т.е.  характерными  для  Оренбургской области.  Только при превышении фоновых значений в несколько раз можно с уверенностью говорить  о  негативном  воздействии  ядерных  взрывов.

     Исследованиями оренбургских  ученых  в  течение последних лет было установлено:  1)  ухудшение медико-демографической ситуации;   2) значительный рост онкопатологий;  3) негативные тенденции в здоровье детского населения;. 4) нарушения иммунного статуса у детей, проживающих в зоне влияния ядерного взрыва.

     По данным международных  рекомендаций  отдаленными  последствиями воздействия ионизирующих   излучений   являются:   а)  злокачественные  новообразования;  б) сокращение средней продолжительности  жизни;  в) генетические  последствия.  В  этом  регионе прирост онкозаболеваний с 1985 по 1993 гг.  составил:  по органам  дыхания  -   225% ,  щитовидной

железе  -  260%,  лимфатической и кроветворной системам -  670%,  кожи -  131%.

     Онкозаболеваемость детского  населения   возросла   в   2   раза. Злокачественные новообразования  кроветворной  системы  у  детей в 1,5 раза выше средне областных показателей.  Стабильно  на  высоких  цифрах сохраняется младенческая  смертность /смертность от врожденных уродств - на втором,  а в отдельных населенных пунктах - на первом месте среди причин смертности/.

     Цитогенетическое обследование  населения,  проводимые  кандидатом биологических наук Корнеевым А.Г. совместно с Центром Молекулярной Медицины (г.  Москва), выявило статистически достоверное превышение обменных аберрации хромосомного типа,  при этом в группе у детей их частота в 2 раза выше,  чем в группе взрослых. По частоте и спектру генетических отклонений полученные данные сходны  с  аналогичными  результатами Брянской области (зона ЧАЭС).

     Основные радиоактивные загрязнители в 1994 г. являются цезий-137, стронций-90, плутоний-239, 240 и др. Немаловажно заметить, если период полураспада стронция-137 составляет около 30 лет ( т.е. период времени меньшей, чем прошло с момента взрыва до настоящего времени), то период полураспада  изотопов  плутония  составляет  в  среднем  около 24 тысяч лет. Но и содержание цезия-137 сегодня превышает предельно  допустимые

уровни (ПДУ), при этом надо помнить, что опасность для человека возникает при попадании данных радионуклидов во вдыхаемый воздух или  через