Генетические последствия облучения

3.3. Генетические последствия облучения.

Изучение генетических последствий облучения связано с еще большими трудностями, чем в случае рака. Во-первых, мало известно о том, какие повреждения возникают в генетическом аппарате человека при облучении; во-вторых, полное выявление всех наследственных дефектов происходит лишь на протяжении многих поколений; и, в-третьих, как и в случае рака, эти дефекты невозможно отличить от тех, которые возникли по другим причинам.

Около 10% всех живых новорожденных имеют те или иные генетические дефекты, начиная от необременительных физических недостатков типа дальтонизма и кончая такими тяжелыми состояниями, как синдром Дауна, хорея Гентингтона и различные пороки развития. Многие из эмбрионов и плодов с тяжелыми наследственными нарушениями не доживают до рождения; согласно имеющимся данным, около половины всех случаев спонтанного аборта связаны с аномалиями в генетическом материале. Но даже если дети с наследственными дефектами рождаются живыми, вероятность для них дожить до своего первого дня рождения в пять раз меньше, чем для нормальных детей.

Генетические нарушения можно отнести к двум основным типам: хромосомные аберрации, включающие изменения числа или структуры хромосом, и мутации в самих генах. Генные мутации подразделяются далее на доминантные (которые проявляются сразу в первом поколении) и рецессивные (которые могут проявиться лишь в том случае, если у обоих родителей мутантным является один и тот же ген; такие мутации могут не проявиться на протяжении многих поколений или не обнаружиться вообще). Оба типа аномалий могут привести к наследственным заболеваниям в последующих поколениях, а могут и не проявиться вообще. Оценки НКДАР ООН касаются лишь случаев тяжелой наследственной патологии.

Среди более чем 27000 детей, родители которых получили относительно большие дозы во время атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, были обнаружены лишь две вероятные мутации, а среди примерно такого же числа детей, родители которых получили меньшие дозы, не отмечено ни одного такого случая. Среди детей, родители которых были облучены в результате взрыва атомной бомбы, не было также обнаружено статистически достоверного прироста частоты хромосомных аномалий. И хотя в материалах некоторых обследований содержится вывод о том, что у облученных родителей больше шансов родить ребенка с синдромом Дауна, другие исследования этого не подтверждают.

Несколько настораживает сообщение о том, что у людей, получивших малые избыточные дозы облучения, действительно наблюдается повышенное содержание клеток крови с хромосомными нарушениями. Этот феномен при чрезвычайно низком уровне облучения был отмечен у жителей курортного местечка Бадгастайн в Австрии и там же среди медицинского персонала, обслуживающего радоновые источники с целебными, как полагают, свойствами. Среди персонала АЭС в ФРГ, Великобритании и США, который получает дозы, не превышающие предельно допустимого, согласно международным стандартам, уровня, также обнаружены хромосомные аномалии. Но биологическое значение таких повреждений и их влияние на здоровье человека не выяснены.

Поскольку нет никаких других сведений, приходится оценивать риск появления наследственных дефектов у человека, основываясь на результатах, полученных в многочисленных экспериментах на животных. При оценке риска появления наследственных дефектов у человека НКДАР использует два подхода. При одном подходе пытаются определить непосредственный эффект данной дозы облучения, при другом стараются определить дозу, при которой удваивается частота появления потомков с той или иной разновидностью наследственных дефектов по сравнению с нормальными радиационными условиями.

Согласно оценкам, полученным при первом подходе, доза в 1 Гр, полученная при низком уровне радиации только особями мужского пола, индуцирует появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к серьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллион живых новорожденных. Оценки, полученные для особей женского пола, гораздо менее определенны, но явно ниже; это объясняется тем, что женские половые клетки менее чувствительны к действию радиации. Согласно ориентировочным оценкам, частота мутаций составляет от 0 до 900, а частота аберраций – от 0 до 300 случаев на миллион живых новорожденных.

Согласно оценкам, полученным вторым методом, хроническое облучение при мощности дозы в 1 Гр на поколение (для человека – 30 лет) приведет к появлению около 2000 серьезных случаев генетических заболеваний на каждый миллион живых новорожденных среди детей тех, кто подвергся такому облучению. Этим методом пользуются также для оценки суммарной частоты появления серьезных наследственных дефектов в каждом поколении при условии, что тот же уровень радиации будет действовать все время. Согласно этим оценкам, примерно 15000 живых новорожденных из каждого миллиона будут рождаться с серьезными наследственными дефектами из-за такого радиационного фона.

Этот метод пытается учесть влияние рецессивных мутаций. О них известно немного, и по этому вопросу еще нет единого мнения, но считается, что их вклад в суммарную частоту появления наследственных заболеваний значителен, поскольку мала вероятность брачного союза между партнерами с мутацией в одном и том же гене. Немного известно также о влиянии облучения на такие признаки, как рост и плодовитость, которые определяются не одним, а многими генами, функционирующими в тесном взаимодействии друг с другом. Оценки НКДАР ООН относятся преимущественно к действию радиации на единичные гены, поскольку оценить вклад таких полигенных факторов чрезвычайно трудно.

Еще большим недостатком оценок является тот факт, что оба метода способны регистрировать лишь серьезные генетические последствия облучения. Есть веские основания считать, что число не очень существенных дефектов значительно превышает число серьезных аномалий, так что наносимый ими ущерб в сумме может быть даже больше, чем от серьезных дефектов.

Несмотря на свою приблизительность, эти оценки все же необходимы, поскольку они представляют собой попытку принять в расчет социально значимые ценности при оценке радиационного риска. А это такие ценности, которые все в большей степени влияют на решение вопроса о том, приемлем риск в том или ином случае или нет. И это можно только приветствовать.

4. Единицы измерения активности радиоактивных веществ и доз излучения.

Беккерель (Бк) – единица активности радиоактивных веществ, равная одному превращению в секунду.

Кюри (Ku) – единица активности радиоактивных веществ, определяемая как активность препарата данного изотопа, в котором в одну секунду происходит 3,7 ∙ 1010 ядерных превращений (1 Ku = 3,7 ∙ 1010 Бк).

Джоуль на килограмм (Дж/кг) – единица поглощенной дозы излучения, измеряемая энергией в 1 Дж любого ионизирующего излучения, переданная массе облучаемого вещества в 1 кг.

Рад – единица поглощенной дозы излучения, измеряемая энергией в 1 ∙ 10-2 Дж/кг.

Грей (Гр) – единица поглощенной дозы излучения, измеряемая энергией в 1 Дж/кг.

Бэр – единица эквивалентной дозы, под которой понимается поглощенная доза любого вида ионизирующего излучения, имеющая такую же биологическую эффективность, как 1 рад рентгеновского излучения со средней удельной ионизацией 100 пар ионов на 1 мкм пути в воде.

Зиверт (Зв) – единица эквивалентной дозы излучения в системе Си (1 Зв = 100 бэр).

5. Заключение.

Радиоактивное загрязнение – серьезная экологическая проблема.

Значительная часть территории России подвергалась радиоактивному загрязнению в результате Чернобыльской катастрофы, при авариях на предприятиях ядерно-топливного цикла, при испытаниях ядерного оружия на Семипалатинском и Новоземельском полигонах. Атомные электростанции, исследовательские реакторы, пункты захоронения радиоактивных отходов, места взрывов в мирных целях образуют места повышенного риска. Особую тревогу вызывают места стоянок атомных подводных лодок и судов с атомными двигателями. Значительное количество радиоактивных отходов захоронено в акваториях морей, прилегающих к берегам России.

Особая опасность радиоактивного загрязнения связана как с непосредственным воздействием радиации на организм человека, вызывающим лучевую болезнь разной степени, так и отдаленными последствиями, выраженными как в онкологических заболеваниях, так и на генетическом уровне. Само радиоактивное загрязнение сохраняется длительное время в соответствии с периодами полураспада образующихся радионуклидов:

42Калий – 12,4 часа137Цезий – 30,2 года

222Радон – 3,8 суток65Цинк – 250 лет

131Йод – 8 суток14Углерод – 5568 лет

60Кобальт – 5,27 года239Плутоний – 24400 лет

90Стронций – 28,5 года

 Наряду с техногенными источниками некоторая роль в загрязнениях принадлежит месторождениям радиоактивных руд и горным породам с повышенной радиоактивностью. В этом отношении опасны некоторые районы Забайкалья, где находятся главные месторождения урана в России, и действует Приаргунский горно-химический комбинат. Иногда в строительстве используются щебенка и панели из гранитов с повышенной радиоактивностью, что увеличивает значения экспозиционной дозы, иногда в 2 – 3 раза по сравнению с фоном. Сейчас строительные материалы подвергаются более серьезному радиометрическому контролю. При наличии в недрах пород с радиоактивными минералами к поверхности земли по трещинам проникает радон – выделяются так называемые геопатогенные зоны. Скапливаясь в подвальных помещениях и на нижних этажах зданий, радон может оказать негативное воздействие на здоровье жителей.

В местах, подвергшихся сильному загрязнению в результате Чернобыльской катастрофы, в прилегающих областях Украины, Белоруссии и России накопившиеся в почве радионуклиды (преимущественно 137Цезий и 90Стронций) извлекаются растениями. До сих пор, не смотря на радиометрический контроль, зараженные овощи, ягоды и грибы продолжают иногда попадать на городские рынки в центральных районах России.

В целом радиоактивное загрязнение остается одной из самых серьезных экологических проблем нашей страны. В течение своей жизни каждый человек получает некоторые дозы радиации при полетах на высоте, во время пребывания в высокогорье, при обследовании с помощью рентгеновской аппаратуры, так что следует по возможности избегать дополнительного существенного радиационного воздействия.

Список литературы

 «Радиация. Дозы, эффекты, риск» Перевод с английского Ю.А.Банникова

«Основы радиационной безопасности» В.П.Машкович, А.М.Панченко

«Безопасность жизнедеятельности» Э.А.Арустамов

«Справочник по радиационной безопасности» В.Ф.Козлов

«Экологическое состояние территории России» Под редакцией С.А.Ушакова, Я.Г.Каца

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://study.online.ks.ua/