3 курс / Гигиена / Организация_санитарно_гигиенических_и_лечебно_профилактических_мероприятий

поражающих доз ионизирующей радиации в условиях профилак­ тического применения. Синонимы - радиозащитный, противолу­ чевой препарат; средство экстренной защиты от внешнего ради­ ационного воздействия.

Реакция лучевая - вызванные облучением обратимые измене­ ния тканей, органов и их функций.

Режим санитарно-пропускной при радиационной аварии - ком­ плекс технических и организационных мероприятий для сниже­ ния доз облучения путем предупреждения разноса радиоактивно­ го загрязнения при перемещении людей и передвижении транс­ порта из более загрязненных в менее загрязненные зоны.

Риск радиационный - вероятность возникновения у человека или его потомства какого-либо вредного эффекта в результате облучения.

Санпропускник - комплекс помещений, предназначенных для смены одежды, обуви, санитарной обработки персонала, контро­ ля радиоактивного загрязнения кожных покровов, средств инди­ видуальной защиты, специальной и личной одежды персонала.

Саншлюз - помещение между зонами радиационного объекта, предназначенное для предварительной дезактивации и смены до­ полнительных средств индивидуальной защиты.

Средство индивидуальной защиты - средство индивидуального применения, носимое человеком для предохранения от действия одного или нескольких опасных и (или) вредных факторов внеш­ ней среды, в том числе от внешнего облучения, поступления радиоактивных веществ внутрь организма и радиоактивного за­ грязнения кожных покровов.

Уровень вмешательства - уровень радиационного фактора, при превышении которого следует проводить определенные защит­ ные мероприятия.

Уровень контрольный - значение контролируемой величины до­ зы, мощности дозы, уровня радиоактивного загрязнения и других показателей, устанавливаемое для оперативного радиационного контроля с целью закрепления достигнутого уровня радиацион­ ной безопасности, обеспечения дальнейшего снижения облучения персонала и населения, снижения уровня радиоактивного загряз­ нения окружающей среды.

Уровень радиационного воздействия допустимый временный (ВДУ) - уровень дозы или связанные с ним соответствующей моделью производные значения концентрации (содержания)

21

радионуклидов в объектах окружающей среды или пищевых про­ дуктах, устанавливаемые после аварии компетентными органами на определенный ограниченный период времени.

Фазы радиационной аварии - временные фазы (ранняя, про­ межуточная и поздняя) для разработки и планирования уровней вмешательства и защитных мер в случае радиационной аварии:

•ранняя фаза - период, продолжающийся от начала аварии до окончания формирования радиоактивного следа на местности;

•промежуточная фаза - период от момента завершения фор­ мирования радиоактивного следа до принятия основных мер по

защите населения;

• поздняя (восстановительная) фаза длится до прекращения выполнения защитных мер и заканчивается одновременно с от­ меной всех ограничений жизнедеятельности населения на загряз­ ненной территории и переходом к обычному санитарно-дозимет­ рическому контролю радиационной обстановки.

В пределах каждой фазы для принятия решений по ликвидации последствий аварии, включая медико-санитарные, применяется раз­ личная тактика и организационные подходы.

Фон радиационный естественный - доза излучения, создавае­ мая космическим излучением и излучением природных радионук­ лидов, естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека.

Фон радиационный техногенно измененный - доза излучения, создаваемая источниками ионизирующего излучения, используе­ мыми в различных сферах человеческой деятельности или обра­ зующимися в результате этой деятельности.

Эффекты радиационные. Различают:

• стохастические (вероятностные) эффекты - эффекты, для которых предполагается отсутствие дозового порога их возник­ новения. Принимается, что вероятность возникновения этих эф­ фектов пропорциональна величине воздействующей дозы, а тя­ жесть их проявления от дозы не зависит. При облучении человека к стохастическим эффектам относят злокачественные опухоли и наследственные заболевания;

•детерминированные эффекты - эффекты, для которых су­ ществует дозовый порог, выше которого тяжесть этого эффекта возрастает с увеличением дозы;

•соматические эффекты - детерминированные и стохастичес­ кие эффекты, возникающие у облученного индивидуума;

•наследственные эффекты - стохастические эффекты, про­ являющиеся у потомства облученного индивидуума.

2 2

2. РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

Согласно современным представлениям и международным ре­ комендациям, радиобиологические эффекты подразделяют на де­ терминированные (ранее они назывались нестохастическими)

истохастические [1—3].

Кдетерминированным относятся соматические эффекты, воз­ никающие в организме непосредственно после острого облучения человека (за исключением гонад).

Детерминированные эффекты возникают вследствие массовой

гибели клеток ткани, что приводит к клинически значимому на­ рушению ее деятельности. Такие эффекты возникают, если доза превышает некоторый порог, который при остром облучении на­ ходится в области доз порядка 1 Зв.

Чем больше доза превышает порог, тем тяжелее поражение. При этом число пораженных среди облученных может доходить до 100%. Это - характерные особенности детерминированных эффектов.

К стохастическим эффектам относятся канцерогенные и гене­ тические эффекты.

В отличие от детерминированных стохастические эффекты воз­ никают при повреждении генома отдельной клетки в результате случайного воздействия на нее ионизирующего излучения. При этом в редких случаях возникают стабильные аберрации хромо­ сом или другие мутации, способные надолго сохраняться в клетке, передаваться ее потомкам и давать начало процессу развития злокачественной опухоли, приводящему к заболеванию раком.

Если клетка - половая, то ее трансформация может переда­ ваться потомству в виде летальных эффектов, врожденных поро­ ков и ряда заболеваний, снижающих жизнеспособность потомства (наследуемые эффекты).

Основополагающим постулатом в области защиты населения при радиационной аварии является принцип обеспечения исключения детерминированных эффектов и максимального снижения выхода стохастических эффектов. На этом построена концепция радиаци­ онной защиты. Именно в этом аспекте рассматриваются эффекты, вызываемые воздействием ионизирующих излучений на организм.

2 3

2.1. Детерминированные эффекты

В процессе взаимодействия ионизирующего излучения с биообъ­ ектами образующиеся при этом ионы вызывают изменения атомов и молекул, что приводит к повреждению клеток. Если повреждение полностью не устранено в результате восстановительных (репара­ тивных) процессов, оно может либо воспрепятствовать выживанию или воспроизводству клетки, либо дать в результате жизнеспособ­ ную, но измененную клетку. Эти два исхода облучения клетки име­ ют существенно разное значение для организма в целом.

Гибель части клеток не влияет на нормальное функционирова­ ние большинства органов и тканей, но если количество погибших клеток достаточно велико, то может быть нанесено заметное по­ вреждение, приводящее к частичной или полной утрате функции ткани. При малых дозах вероятность нанесения такого поврежде­ ния организму в целом практически равна нулю, но выше неко­ торого уровня дозы (порога) она будет резко возрастать до еди­ ницы (100%). При этом с увеличением дозы тяжесть поражения будет увеличиваться. Биологические эффекты данного типа на­ зывают детерминированными [1,2].

Таким образом, под детерминированными эффектами понима­ ют такие последствия воздействия ионизирующего излучения на человека, которые проявляются только после облучения в дозе, больше пороговой. Вероятность появления и тяжесть такого эф­ фекта быстро возрастают с дальнейшим увеличением дозы, до­ стигая предельно больших значений (например, развитие ОЛБ).

Органы и ткани различают по чувствительности к ионизирую­ щему излучению [4]. Одними из наиболее радиочувствительных тканей являются яичники, семенники, костный мозг (КМ) и хру­ сталики глаз. Пороговые дозы для детерминированных эффектов

вэтих тканях срставляют не менее 0,15 Зв за одно кратковремен­ ное облучение. Порог мощности дозы при протяженном облучении

втечение многих лет для детерминированных эффектов в этих тканях превышает 0,1 Зв/год (табл. 2.1) [2].

Вкачестве примера специфического детерминированного эф­ фекта для кожи можно указать на порог эритемы и сухого шелу­ шения - симптомов, появляющихся спустя примерно 3 нед после

облучения, - который составляет 3-5 Гр. Влажное шелушение возникает после облучения в дозе 20 Гр. При этом пузыри появ­ ляются спустя примерно 4 нед после облучения. Гибель клеток в эпидермальном и дермальном слоях, приводящая к некрозу тканей, наступает после локального облучения участка кожи в дозе около 50 Гр.

2 4

Таблица 2.1

Порог детерминированных эффектов для наиболее радиочувствительных тканей у взрослых людей

В некоторых ситуациях облучение может быть настолько тяже­ лым, что приводит к смертельному исходу в результате практи­ чески полного клеточного истощения одного или нескольких жиз­ ненно важных органов.

Опыт аварийного и терапевтического облучения показывает, что ни один из облученных не погибнет после относительно равномер­ ного радиационного воздействия на все тело в дозе менее 1 Гр. По мере увеличения дозы погибает большее число облученных, пока, наконец, с дальнейшим увеличением дозы не погибнут все.

Одной из основных характеристик для прогноза медицинских последствий облучения является величина дозы, при которой за 60 сут (время развития и реализации ОЛБ) без специализирован­ ной медицинской помощи погибнет 50% облученных (ЛД50/60). Для взрослого здорового человека эта величина после острого равномерного облучения оценивается в диапазоне 3-5 Гр (доза по средней линии тела, которая аппроксимирует дозу на красный КМ для гамма-излучения с энергией > 1 МэВ). Причиной смерти при этом служит нарушение функции красного КМ, связанное с гибелью его стволовых клеток (так называемая костно-мозговая форма ОЛБ).

При дозах, превышающих величину 5 Гр, возникают новые эф­ фекты, включая тяжелое поражение ЖКТ и прежде всего ство­ ловых клеток крипт кишечного эпителия и эндотелия капилляров, что в сочетании с повреждением красного КМ приводит к леталь­ ному исходу в течение 1 мес.

25

После облучения в дозе 10 Гр развивается острый воспалитель­ ный процесс в легких, приводящий к смерти. Этот процесс суще­ ственен при избирательном облучении легких, так как при общем облучении организма гибель наступит раньше от кишечного син­ дрома (КС).

Облучение в дозе больше 10 Гр поражает нервную и сердечнососудистую системы, и человек может погибнуть через несколь­ ко суток от шока.

Примерные значения доз, вызывающих у человека смерть че­ рез различное время, приведены в табл. 2.2 [2].

Они относятся к дозам высокоэнергетического гаммаили гам­ ма-нейтронного излучения за короткий период времени (до 2 сут). Если доза формируется в течение большего времени, то для появ­ ления этих эффектов потребуется большая доза на все тело [5].

Таблица 2.2

Диапазон доз, вызывающих отдельные радиационно-индуцированные синдромы,

приводящие к смерти людей, подвергшихся острому воздействию высокоэнергетического гаммаили гамма-нейтронного излучения равномерно по всему телу [2]

Некоторые детерминированные эффекты возникают в резуль­ тате такого нарушения функции ткани или органа, причиной ко­ торого является не только гибель клеток [2]. Дисфункция может возникнуть в результате влияния поражения одного из облучен­ ных органов на функции других органов и тканей (например, на­ рушение функций гипофиза после его облучения, приводящее к гормональным дисфункциям в других эндокринных железах). Общим свойством этих проявлений является обратимость прехо­ дящих эффектов. Примерами таких функциональных изменений являются снижение секреции слюнных и эндокринных желез, из­ менение электроэнцефалографических ритмов или ретинограммы, сосудистые реакции типа ранней эритемы кожи или подкож­ ного отека, подавление иммунной системы. Эти функциональные эффекты могут иметь клинически важные последствия.

2 6

2.2. Стохастические эффекты

Стохастические эффекты возникают после радиационного воз­ действия в результате специфических изменений в нормальных клетках, не приводящих к их гибели и не лишающих их способ­ ности к воспроизводству вместе с повреждениями. Принимается, что после облучения в малых дозах вероятность таких изменений в клетках будет невелика, а вероятность изменений в популяции клеток - прямо пропорциональна дозе облучения [2].

Под стохастическими понимают такие биологические эффекты, для которых постулируется отсутствие дозового порога для их возникновения и принимается, что вероятность их возникновения линейно пропорциональна величине воздействующей дозы (так называемая линейно-беспороговая гипотеза) [1, 2].

При облучении человека возможны проявления стохастических эффектов двух основных видов. Стохастические эффекты первого вида возникают в соматических клетках и могут вызвать смер­ тельные и несмертельные злокачественные новообразования у об­ лученных; стохастические эффекты второго вида возникают

вклетках зародышевой ткани половых желез и могут привести

кнаследуемым нарушениям у потомства облученных людей. Тя­ жесть проявления этих эффектов не зависит от величины воздей­ ствующей дозы.

При суммарных дозах облучения менее 200-500 мЗв стохасти­ ческие эффекты у людей достоверно не выявлены. Однако в це­ лях обеспечения более надежной безопасности облучаемых лиц в соответствии с международными и отечественными рекоменда­ циями принимается, что стохастические эффекты возможны при любых, отличных от нуля дозах, но с разной вероятностью.

Следует подчеркнуть, что гипотеза о беспороговом характере индукции стохастических эффектов является консервативной и завышает реально возможные риски отдаленных последст­ вий. Поэтому такой подход применим лишь на этапах плани­ рования медицинских мероприятий в случае радиационной ава­ рии (РА).

Использовать коэффициенты риска выхода стохастических эф­ фектов для оценки реальных последствий облучения людей в ус­ ловиях радиационного воздействия следует очень осторожно, учитывая, что это может привести к необъективным оценкам и, в результате, к тяжелым социально-психологическим и экономи­ ческим последствиям.

2 7

2.3. Радиационно-индуцированный рак

Теоретически считается, что не существует порога индуцирова­ ния молекулярных изменений на особых участках ДНК, затрону­ тых исходными актами взаимодействия ионизирующего излучения

склетками, которое приводит к злокачественному перерождению

ив итоге к злокачественному росту [2]. Сами исходные события могут происходить в несколько этапов, причем излучение или любой другой внешний пусковой сигнал не обязательно будет первым. В последующем может возникнуть клон потенциально злокачественных клеток, а затем развиться рак. Из-за наличия в организме защитных репаративных процессов вероятность яв­ ного развития рака будет всегда значительно меньше вероятнос­ ти исходных событий.

Период между облучением и возникновением рака (так называе­ мый латентный период) может длиться многие годы. В случае лей­ кемии минимальный латентный период может составлять 2-5 лет, для многих твердых (солидных) опухолей (например, молочной железы или легкого) - в 2-3 раза больше. В среднем для всех опухолей длительность латентного периода принимается равной 10 годам [2].

Считается, что чем больше клеток в данном органе или ткани подверглось облучению, тем выше риск индуцирования в них ра­ ка. При неравномерном облучении органа или ткани возникают особые условия (например, так называемые «горячие частицы», облучающие при попадании в организм локальные участки орга­ на или ткани). Экспериментально установлено, что большая кон­ центрация радиоактивного вещества (РВ) в «горячих пятнах» ме­ нее эффективна в отношении канцерогенного действия на орган, чем то же количество распределенного РВ, создающее меньшую, но равномерную по ткани или органу дозу.

Количественные оценки величин, характеризующих вероят­ ность радиационно-индуцированного рака при облучении в опре­ деленной дозе (оценки канцерогенного риска), достаточно слож­ ны, поскольку зависят от целого ряда физических характеристик самого ионизирующего излучения и различных биологических параметров. К числу физических факторов следует отнести вид излучения, его энергию, мощность дозы и сам дозовый уровень воздействия; к биологическим - относительную чувствительность клеток различных тканей и органов к злокачественному перерож­ дению от воздействия радиации, возраст, пол облучаемого и др. Так, канцерогенное действие излучения на кожу может быть уси­ лено ультрафиолетовым излучением. Известно также влияние

2 8

курения на индуцирование рака легких. Кроме того, эти оценки существенно зависят от способа экстраполяции имеющихся дан­ ных на область малых доз. Это связано с тем, что все имеющие­ ся достоверные сведения по радиационному канцерогенезу полу­ чены при дозах, существенно больших 0,1 Зв.

Принятие концепции беспороговости радиационного индуциро­ вания рака при оценке канцерогенного риска предполагает зна­ ние хода кривой дозовой зависимости в диапазоне от нуля до указанной величины. Для этих целей используют различные мо­ дели экстраполяции, что приводит к различию в оценках канце­ рогенного риска.

Согласно международным рекомендациям, для оценки радиа­ ционно-индуцированного риска используют коэффициенты веро­ ятности смертельного исхода от конкретного злокачественного заболевания после облучения в малых дозах, полученные с уче­ том всех вышеперечисленных факторов, влияющих на радиаци­ онно-индуцированный канцерогенез (табл. 2.3) [2].

Таблица 2.3

Вероятность индукции смертельных злокачественных опухолей за все время жизни в популяции всех возрастов [2]

Полный коэффициент = 0,050

Расчеты показывают, что после локального облучения в дозе 1 Зв конкретного органа, например, щитовидной железы, в группе численностью 10 тыс. чел. за все оставшееся после облучения время жизни 80 чел. может умереть от рака щитовидной железы.

2 9

Если облучение будет равномерным, т.е. в дозе 1 Зв одновремен­ но будут облучены все органы и ткани, то можно ожидать, что из 10 тыс. облученных 500 чел. за все оставшееся после облучения время жизни может умереть от рака.

2.4. Радиационно-индуцированные наследуемые эффекты

Если повреждение от воздействия радиации происходит в поло­ вых клетках (мутации и хромосомные аберрации), то оно может передаваться и обнаруживаться в форме наследуемых нарушений у потомства облученного человека. Несмотря на то, что такие эффекты у людей до сих пор не были обнаружены, эксперимен­ тальные исследования на растениях и животных позволяют предположить, что такие эффекты возможны с последствиями в диапазоне от незначительных и нерегистрируемых до больших дефектов развития или потери функции и даже преждевременной смерти. Считается, что любое несмертельное повреждение поло­ вых клеток человека может передаваться последующим поколе­ ниям. Такой тип стохастического эффекта называют «наследуе­ мым» [1].

Наследуемые эффекты различаются по тяжести. Образование доминантных мутаций ведет к генетическому заболеванию в пер­ вом поколении потомства и иногда представляет угрозу для его жизни. Они проявляются преимущественно в первом и втором поколениях облученного. Оценка наследуемых эффектов прово­ дится после появления у облученных детей и внуков.

Количественной оценкой таких радиационно-индуцируемых эффектов является коэффициент вероятности наследуемых эф­ фектов, отнесенный к дозам на половые железы и распространен­ ный на всю популяцию. Для тяжелых наследованных эффектов во всех поколениях облученных родителей он принимается рав­ ным 0,005 при облучении в дозе 1 Зв (или 50 случаев при облу­ чении группы численностью 10 тыс. чел. в дозе 1 Зв). При облу­ чении в дозе 1 Зв для всех наследованных эффектов, включая тяжелые, коэффициент для населения принят равным 0,01, а для работающих (персонала) - 0,006.

2.5. Эффекты облучения эмбриона и плода

Основными эффектами внутриутробного облучения плода яв­ ляются нарушения развития, тяжесть которых зависит от срока развития плода, дозы облучения и длительности воздействия. В одних случаях нарушения могут быть несовместимы с жизнью зародыша, другие реализуются в виде видимых дефектов развития,

3 0