Данные экспериментальных и радиационно-эпидемиологических исследований биологического действия низких уровней радиации

В настоящее время накоплен огромный материал по исследованию биологического действия ИИ в экспериментальной радиобиологии и долговременных последствий облучения человека с разной степенью интенсивности и продолжительности. Посмотрим, как согласуются полученные в этих исследованиях результаты с постулатами линейности и беспороговости в области низких уровней радиационного воздействия (Low Level Radiation).

Начнем с субклеточного уровня и обратимся к рис. 2.5.

На рис. 2.5 показано, что дозовая зависимость числа хромосомных аберраций в лимфоцитах человека, облученных в культуральной среде до дозы 50 мГр, представлена двумя плато, статистически в пределах необлученного контроля, и только при дозе выше 50 мГр, когда па ядро клетки приходится больше 26 попаданий квантов излучения (микродозиметрический расчет), начинается возрастание эффекта, т.е. налицо и отсутствие линейной зависимости и наличие порога.

Далее обратимся к данным, касающимся выхода радиационных мутаций (рис. 2.6).

На рис. 2.6 видно, что плато дозового эффекта простирается до порогового значения, составляющего 0,24 Зв. Значит, и в этом исследовании конкретные результаты свидетельствуют против линейности дозового ответа в области малых доз и против отсутствия порога.

Далее, обратимся к анализу данных по выходу раков в японской когорте облученных лиц (рис. 2.7).

На рис. 2.7 наглядно представлена причина того, почему линейная аппроксимация дозовых зависимостей канцерогенного эффекта может проходить статистически. Дело в том, что нелинейность эффекта очевидна только в начальном, узком диапазоне доз (до 0,2 Гр), составляющем лишь 5 % всего дозового диапазона. Именно в этом маленьком диапазоне видно, что ориентировочно дозовая зависи-

Дозовые зависимости хромосомных аберраций в лимфоцитах человека |10| и числа клеток с числом треков/ядро (расчет) выше заданного значения попадания квантов в ядро клетки N на 1000 ядер 1111

Рис. 2.5. Дозовые зависимости хромосомных аберраций в лимфоцитах человека |10| и числа клеток с числом треков/ядро (расчет) выше заданного значения попадания квантов в ядро клетки N на 1000 ядер 1111

Дозовая зависимость мутаций гликофорина А

Рис. 2.6. Дозовая зависимость мутаций гликофорина А (ГФА) в мембране эритроци- тов в японской когорте LSS (Life Span Study) (представлены лог-лог-кубическая (сплошная) и пороговая (штриховая) дозовые зависимости мутаций ГФА в эритроцитах у 1226 лиц когорты LSS. Оценка порога составила 240 мЗв (95 %-ный дозовый интервал 41—510 мЗв) |4|

Дозовые зависимости относительного риска заболеваемости раком разных органов в когорте жертв атомной бомбардировки во всем диапазоне

Рис. 2.7. Дозовые зависимости относительного риска заболеваемости раком разных органов в когорте жертв атомной бомбардировки во всем диапазоне (до 4 ?в, 1-я и 3-я колонки рисунков) и малом диапазоне доз (до 0,4 Зв, 2-я и 4-я колонки) |12|:

К К. — относительный риск; — японская когорта облученных лиц; / — лейкемия; 2 — все раки; 3 — раки органов: пищевода и желудка; 4 — респираторных органов; 5 — другие твердые опухоли; 6 — рак других органов пищеварения; 7— рак грудной железы; 8 — рак щитовидной железы

мость фактически имеет вид плато. Это плато может быть расположено чуть ниже единицы (как в случае лейкоза и рака пищевода и желудка) или чуть выше (респираторная система, другие солидные), оно может более (другие органы пищеварения) или менее (грудная железа) протяженным, но практически оно выявляется везде. Нами было обращено особое внимание на это обстоятельство. Дальнейший анализ дозовых кривых для разных объектов и различных эффектов на разных уровнях биологической организации позволил прийти к выводу, что плато на дозовых кривых в области малых доз является не случайностью, а закономерностью (конечно, в случае достаточной нагруженности точками начальной части кривой). Его, по-видимому, следует рассматривать как дополнительное указание на наличие порога.

Еще более наглядно наличие плато на дозовых кривых раковой заболеваемости и смертности в японской когорте был продемонстрирован в [13] (рис. 2.8).

На рис. 2.8 авторы по оси абсцисс представили данные не в физических дозах, а в номерах дозовых групп, что позволило растянуть диапазон малых доз и нагляднее выявить наличие дозового плато. Но, главное, авторы для аппроксимации всех данных использовали формулу: риск равен ?/(1 + (Ш) вместо используемой сторонниками ЛБК формулы 1 + Ьй, которая обязательно приводит дозовую зависимость в начало координат, соблюдая постулат беспороговости. Последний, как видно на рис. 2.8, не подкрепляется данными о дозовой зависимости канцерогенного эффекта в японской когорте. Свое заключение о канцерогенном эффекте радиации у лиц японской когорты авторы выразили в виде лаконичной фразы: нет доказательств повышенного уровня опухолей при дозах ниже 200 мЗв.

Посмотрим, как обстоит дело с выходом лейкозов в разных когортах.

На рис. 2.9 по данным риска смерти от лейкоза (вызванного острым или длительным фракционированным воздействием редко- или плотноионизирующего излучения) отражен общий характер дозовой кривой — наличие пологого участка (квазиплато), переходящего при достаточно больших дозах после зоны порога в восходящий участок. Там же вертикальными пунктирными линиями показаны приблизительные уровни пороговых доз для когорт ЬББ и Маяка, различия между которыми отражают роль фактора времени воздействия.

Итак, материалы этого параграфа можно обобщить следующим образом. На дозовых кривых стохастических эффектов радиации в области малых доз имеется плато, что противоречит постулатам линейности и беспороговости действия ИИ.

Дозовые зависимости заболеваемости и смертности от рака в когорте 1.88 |13| (ОР — относительный риск — отношение числа наблюдаемых к числу ожидаемых заболеваний)

Рис. 2.8. Дозовые зависимости заболеваемости и смертности от рака в когорте 1.88 |13| (ОР — относительный риск — отношение числа наблюдаемых к числу ожидаемых заболеваний)

Обобщенные данные по оценке относительного риска смерти от лейкоза в различных медико-дозиметрических регистрах

Рис. 2.9. Обобщенные данные по оценке относительного риска смерти от лейкоза в различных медико-дозиметрических регистрах (регистры ПО «Маяк» (Россия) |14|, регистр американских ядерных производств 115], Британский регистр профессиональных работников 116] относятся к когортам работников атомных производств с длительными сроками контакта с ИИ; регистр Ь88 [17] касается жертв атомных бомбардировок в Японии, Российский государственный медико-дозиметрический регистр осуществляет наблюдение за ликвидаторами Чернобыльской аварии) |18| — ПО «Маяк»; ? — Ь88; Л — характеризует различие порога в когортах острого (Ь88) и хронического облучения (ПО «Маяк»)

Проведенное сравнение двух концепций действия ИИ показало полное преимущество с научно-аналитической точки зрения ПК. Однако для практических целей по-прежнему используется более удобная ЛБК. Надо искать компромисс, который, в частности, мог бы заключаться в принятии более высокого коэффициента дозы и мощности дозы (01ЖЕБ), чем принятый в настоящее время и равный двум (понижает в области низких уровней излучения в 2 раза риск, рассчитанный по линейной беспороговой модели). И, конечно, несмотря на консервативную позицию МКРЗ в вопросе регламентации допустимых уровней облучения для различных контингентов населения, необходимо продолжать накапливать данные, свидетельствующие о многократном завышении канцерогенных рисков в области низких уровней облучения.

Особое внимание надо уделить разработке математической программы расчета риска канцерогенного эффекта для диапазона низких уровней радиации. Существующая международная программа АМЕ1Т, как уже было сказано выше, изначально исходит из постулатов линейности дозового ответа в области малых доз и беспороговости, игнорируя доказательства наличия плато на начальном участке дозо- вой кривой по самым разным показателям оценки радиационного эффекта. Она не может служить целям объективного расчета рисков в области больших и малых доз. У исследователей биологического и медицинского профиля сложилась консенсусная точка зрения о необходимости раздельной оценки канцерогенного риска радиации в области малых и больших уровней излучения (Ь.Е. Еетепс^еп — 2005, Л.М. Рождественский — 2003—2006, М. ТиЫапа — 2005— 2007). Есть и конкретные предложения по подходам к такой раздельной оценке и определению порога канцерогенного эффекта радиации (И. Ное1, Р. 1л — 1998, С.А. Гераськин — 1999). Однако нужна именно разработанная рабочая программа расчета риска, подобная АМР1Т, но лишенная ее постулированных ограничений.

Заканчивая рассмотрение общих вопросов радиобиологии и стоящих перед ней проблем, вернемся к той схеме поля возможных радиационных воздействий, с которой начиналась эта лекция. Только теперь попробуем структурировать это поле теми радиобиологическими эффектами, конечно, в обобщенной форме, которые в этой лекции были представлены.

Итак, па рис. 2.10 видно, что правый верхний квадрант (высокая доза — высокая мощность дозы) — это область выраженных и опасных для здоровья эффектов, объединяемых понятием ОЛБ. Левый верхний квадрант (высокая доза — низкая мощность дозы) представляет область менее выраженных эффектов, которые можно объединить понятием хронической лучевой болезни (ХЛБ). Правый нижний квадрант (низкая доза — высокая мощность дозы) — это область преходящих реакций на воздействие, из которых можно выделить адаптивный ответ (мы о нем говорили мало, но он заслуживает того, чтобы о нем почитать в рекомендуемой литературе). И, наконец, левый нижний квадрант (низкая доза — низкая мощность дозы) — это область природного радиационного фона и несколько превышающих его уровней ИИ. Для этого квадранта визитной карточкой может быть феномен гормезиса. Он еще мало и совершенно недостаточно изучен, но сомневаться в его реальности нет оснований.

Расположение в квадрантах обозначений указанных феноменов, конечно, произвольное, не связанное с конкретными значениями доз

Структурирование поля радиационных воздействий по биологическим последствиям

Рис. 2.10. Структурирование поля радиационных воздействий по биологическим последствиям

и мощностей доз для мест их локализации. Другое дело, приведенные на схеме ориентировочные оценки пороговых для канцерогенного эффекта доз (кратковременное, острое облучение с относительно большой мощностью дозы) или мощностей доз (длительное или хроническое облучение) — это конкретные оценки.

Приведенное структурирование физического поля радиационных воздействий радиобиологическими эффектами, конечно, имеет пока очень общий и скупой характер. Но это только начало. Развитие радиобиологии — науки XX в. — обогатит эту схему более конкретными и точнее привязанными к координатам физического поля биологическими эффектами. Но и то, что уже оказывается возможным сделать сейчас, говорит о том, что ионизирующее излучение — это не абсолютное зло и абсолютная опасность. Радиация окружает нас, она прочно связана с нашей деятельностью, с нашей жизнью, с техникой и медициной.

Радиации не надо бояться, ее надо использовать и изучать.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >