Учебное пособие Краснодар 2008
Образование метгемоглобина в эритроцитах приводит к уменьшению проч-
ности мембран, снижения кислородной емкости и уменьшению глутатиона, восстановленного внутри эритроцита (Игнатенко В.А., Кузнецов Б.К., 1994).
Еще в больших количествах цезий накапливается в мышечных тканях гидробионтов: активность 1 кг пресноводных рыб может превышать активность 1 л воды более чем в 1000 раз (у морских - ниже). В связи с этим он имеет более короткий период полувыведения - это тот отрезок времени, в течение которого из организма выводится половина ранее поступившего и накопленного радионуклида. В результате этого появляются дефектные клетки или мутации. Они-то и способствуют образованию лейкозов, других разновидностей рака. Кстати, отрицательное действие свободных радикалов усиливается неблагоприятными факторами внешней среды.
Исследованиями Бондаренко Э.У. и др.(1994) установлено, что наибольшей способностью накапливать радиоцезий обладают зернобобовые культуры - в 10 раз больше, чем зерновые (особенно белый люпин). Среди зерновых гречка накапливает Cs-137 в 2 раза больше, чем колосовые. Среди зернобобовых выделяется белый люпин. По уменьшению содержания радиостронция в зерне и семенах яровые злаковые и зернобобовые культуры расположились в следующем порядке: люпин белый кормовой, люпин желтый кормовой, горох кормовой, кукуруза, овес, ячмень, яровая пшеница.
Углерод-14. Из всех природных элементов таблицы Менделеева углероду принадлежит особая роль — он составляет структурную основу органичес-
ких соединений, в том числе тех, которые входят в состав живых организмов.
С 1954 г. было отмечено быстрое увеличение содержания изотопа С14 как
в атмосфере, так и в живых организмах, что было связано с началом интенсивных испытаний ядерного и водородного оружия. Так, только на Семипалатинском полигоне в бывшем СССР всего в период с 1949 по 1990 г.г. было проведено 465 ядерных испытаний, в процессе которых было произведено 607 взрывов ядерных зарядов.
Природный углерод - это смесь двух стабильных изотопов: С12 (98,9%) и С13 (1,1%). Из трех радиоактивных изотопов (С11, С14 и С15) только долгоживущий углерод-14 представляет практический интерес, поскольку участвует в круговороте углерода биосферы. Период его полураспада составляет 5730 лет.
Этот низкоэнергетический бета-излучатель со средней энергией частиц 156-171 кэВ относится к числу глобальных радионуклидов. Образуется он как в естественных, так и в искусственных условиях в результате нескольких ядерных реакций. Повышение концентрации антропогенного С14 во внешней среде (за счет ядерных взрывов и выбросов предприятий ядерной энергетики) представляет большую гигиеническую и экологическую проблему.
Природный нуклид образуется главным образом при взаимодействии вторичных нейтронов космического излучения с ядрами азота в верхних слоях атмосферы по реакции: N14 (n, р) С14.
Роль других реакций в образовании природного углерода-14 незначительна из-за малых сечений взаимодействия и низкого содержания ядер этих изотопов в естественной смеси элементов:
N15 (n, ) С14; О16 (р, 3р) С14; О17 (n, ) С14 и C13 (n, ) С14
Средняя интенсивность образования этого нуклида в атмосфере (в основном в стратосфере) равна 2,28 атома в сек на 1 см2 земной поверхности, что составляет 9,7.1023 атом/сут. По массе это примерно 22,5 г/сут, а по активности - около 2,8 ТБк/сут или 1 ПБк/год.
Среднее содержание природного нуклида в атмосфере и биосфере остается постоянным: 227 ± 1 Бк/кг углерода.
С 1981 г. испытания ядерного оружия в атмосфере прекратились, и предприятия ядерно-топливного цикла оказались единственным мощным источником антропогенного нуклида, способным заметно влиять на повышение его концентрации в атмосфере и биосфере Земли.
Этот нуклид образуется в активной зоне атомных реакторов любого типа, где существуют мощные потоки нейтронов, которые взаимодействуют с материалами конструкций реактора, с веществом теплоносителя, замедлителя, топлива и имеющимися в них примесями.
Р ис. 33. Модель глобальной циркуляции углерода-14, поступающего в атмосферу
с выбросами предприятий ядерно-топливного цикла (1) и со сбросами (2).
^ Коэффициенты обмена приведены в относительных единицах в год
Известно, что весь земной углерод сосредоточен в двух бассейнах – «осадочном» и «обменном».
Углерод первого бассейна (органический и неорганический углерод осадочных пород, уголь, нефть и другие ископаемые) практически не участвует
в естественных обменных процессах, он вступает в круговорот только после
сжигания органического топлива.
Углерод второго бассейна, в котором находится около 0,17 % всего земного количества углерода, причем более 90% его - в глубинных водах Мирового океана, участвует в круговороте отдельными его резервуарами: атмосферой, биосферой, гидросферой и др. Круговорот углерода в природе состоит как бы из двух циклов, проходящих параллельно в наземной и морской частях биосферы, связанных атмосферой.
Углерод-14, образующийся в теплоносителе и замедлителе, частично или полностью выбрасывается в окружающую среду в виде газоаэрозолей, а из
топлива реакторов - с радиоактивными отходами заводов по его переработке
(регенерации). Радиоактивный углерод высоко подвижен. С мест выбросов в результате атмосферных процессов нуклид переносится на большие расстояния и, окисляясь до СО2 , вступает в естественный круговорот углерода (см. рис. 33).
Скорость обмена углерода между резервуарами «обменного» бассейна различна: среднее время пребывания молекулы CO2 в атмосфере до ее перехода в воду океана составляет несколько лет, из его глубин в атмосферу - до нескольких сотен лет, а из осадочных пород в атмосферу даже несколько миллионов лет.
Таким образом, осадочные породы являются как бы «могильником» радиоуглерода (естественного и искусственного), в котором он практически распадается и выходит из природного круговорота. Он не имеет соответствующих значений коэффициента дискриминации, т.е. его содержание в атмосфере в одном и том же году полностью воспроизводится в растениях. Попадая в них, он способен вызывать сильное мутагенное действие, связанное с его превращением в изотоп N14 непосредственно в молекулах ДНК и РНК.
Окисленный во внешней среде до СО2 углерод-14 за счет фотосинтеза накапливается в растениях (в незначительных количествах поглощается и из почвы), а затем по пищевым цепочкам поступает животным и человеку.
Коэффициент перехода в цепочке «атмосферный углерод – углерод рас-
тений» растений» равен единице, а равновесие устанавливается в течение двух-трех месяцев.
За время интенсивных испытаний ядерного оружия (1963- 64 г.г.) содержание C14 в растительных продуктах, молоке, мясе повысилось примерно в
два раза по сравнению с природным фоном. При этом период полуочищения
продуктов питания составляет около шести лет.
В организм человека радиоуглерод поступает в форме различных органи-
ческих и неорганических соединений, в основном в составе углеводов, белков и жиров. Аэрогенное поступление незначительно - лишь 1% от пищевого.
Скорость выведения из организма C14 в составе органических соединений в определенной мере зависит от их класса: нуклид углеводов выводится интенсивнее, чем поступивший в форме аминокислот и жирных кислот, а введенный в составе спиртов задерживается дольше «углеводного».
Со временем скорость выведения постепенно замедляется, видимо за счет того, что поступивший в организм нуклид используется как пластический материал. Радиоуглерод выводится в основном через органы дыхания, значительно меньше - через почки и кишечник. Причем это соотношение тоже зависит от формы соединения.
Способ измерения времени с помощью радиоактивного изотопа углерода, проверенный на предметах, возраст, которых был точно известен по другим данным (древесина из египетских гробниц или свай, вбитых в морское дно во времена римских императоров и т. д.), дал очень хорошие результаты.
«Углеродные часы», предложенные американским ученым У.Либби, нашли применение в различных областях знания (археология, палеонтология, океанография и др.). Сущность этого метода состоит в том, что подлежащий исследованию образец сжигают в герметически закрытом сосуде и из образовавшегося углекислого газа выделяют углерод с помощью металлического магния. Образовавшийся карбонат магния растворяется в кислоте и вымывается, а оставшийся углерод высушивается, и активность его измеряется специальным прибором. «Углеродные часы» дали науке ряд ценных сведений, на основании которых точно установлены такие даты, которые раньше вообще не поддавались определению или определялись весьма предположительно.
^ Так, например, путем определения радиоактивности углерода-14, выделенного из
древесины палубы «Солнечной ладьи», а также из древесины акации, кипариса, и других деревьев, употреблявшихся при сооружении древних гробниц, были установлены даты смерти фараонов Сезотриса III (1800 г. до н. э.), Снефру (2625 г. до н. э.) и др.
С помощью радиоактивного углерода установлен возраст рисунков бизонов, выполненных на стене пещеры в Ласко (Франция) рукой доисторического художника более 15 тыс. лет назад, определен «возраст» проб воды, взятых из Атлантического океана с глубины трех километров. Ряд других вопросов успешно решен также с помощью «углеродных часов».
Изотопам углерода явно сопутствует «удача». Если углерод-14 стал выполнять роль «часов истории», то углероду-12 Международным соглашением (1960 г.; Монреаль, Канада) отведена «роль» эталона атомной массы. За единицу относительной атомной массы принята теперь одна двенадцатая часть атомной массы углерода-12.
Радионуклиды накапливаются в органах неравномерно. В процессе обмена веществ в организме человека они замещают атомы стабильных элементов в различных структурах клеток, биологически активных соединениях, что приводит к высоким локальным дозам.
При распаде радионуклида образуются изотопы химических элементов, принадлежащие соседним группам периодической системы, что может привести к разрыву химических связей и перестройке молекул.
Прежде чем попасть в организм человека, радиоактивные вещества проходят по сложным маршрутам в окружающей среде, и это приходится учитывать при оценке доз облучения, полученных от какого-либо источника.
Возможные способы распространения радиоизотопов в окружающей среде приведены на рис. 34. На нем показаны пути, по которым радиоизотопы могут попасть в организм человека с пищей, а также пути, которые оканчиваются в подпочвенных слоях грунта. Конечно, в действительности все обстоит не так просто: почти каждый этап представляет собой сумму очень
сложных процессов.
Эффект радиационного воздействия может проявиться совсем не в том месте, которое подвергалось облучению.
Р ис. 34. Распространение радионуклидов в окружающей среде
Превышение дозы радиации может привести к угнетению иммунной системы организма и сделать его восприимчивым к различным заболеваниям. При облучении повышается также вероятность появления злокачественных опухолей.
Организм при поступлении продуктов ядерного деления подвергается длительному, убывающему по интенсивности, облучению. Наиболее интенсивно облучаются органы, через которые поступили радионуклиды в организм (органы дыхания и пищеварения), а также щитовидная железа и печень.
Дозы, поглощенные в них, на 1–3 порядка выше, чем в других органах и тка-
нях. По способности депонировать в себе всосавшиеся радионуклиды основные органы можно расположить в следующем порядке:
щитовидная железа > печень > скелет > мышцы.
Так, в щитовидной железе накапливается до 30 % абсорбировавшихся продуктов деления, преимущественно радиоизотопов йода. По концентрации радионуклидов на втором месте после щитовидной железы находится печень. Доза облучения, полученная этим органом, преимущественно обусловлена радионуклидами Мо99, Te132, I131,132, Bа140 и Lа140.
В табл. 26 приведены сведения о накоплении йода и некоторых других радиоактивных элементов в организме человека.
Таблица 26. Органы и ткани с максимальным накоплением радионуклидов
Элемент
Наиболее
чувствительный
орган или ткань
Доля полной дозы*
Водород
H
Все тело
1,0
Углерод
C
Все тело
1,0
Натрий
Nа
Все тело
1,0
Калий
К
Мышечная ткань
0,92
Стронций
Sr
Костная ткань
0,7
Йод
I
Щитовидная железа
0,2
Цезий
Сs
Мышечная ткань
0,45
Барий
Ва
Костная ткань
0,96
Радий
Rа
Костная ткань
0,99
Торий
Тh
Костная ткань
0,82
Уран
U
Почки
0,06
Плутоний
Рu
Костная ткань
0,75
*- относящаяся к данному органу доля полной дозы, полученная всем телом человека
Среди техногенных радионуклидов особого внимания заслуживают изото-
пы йода. Они обладают высокой химической активностью, способны интенсивно включаться в биологический круговорот и мигрировать по биологическим цепям, одним из звеньев которых может быть человек.
Йод - один из активных естественных галогенов. Поэтому в природе в свободном виде не встречается. Важнейшие его соединения - йодистые калий и натрий. Эти вещества, несмотря на то, что природа сравнительно бедна йодом, распределены в ней очень широко. Не случайно академик А. Е. Ферсман, рассказывая о йоде в одной из глав своей книги «Занимательная геохимия», назвал его вездесущим.
Главным резервуаром йодистых соединений является вода морей и оксидов. Водоросли (ламинария и др.) способны накапливать соединения йода в значительных количествах. Водоросли и служат источником получения чистого йода.
 Этот элемент был открыт французским химиком Бер-
наром Куртуа. Оказывается, что обыкновенный кот был «соавтором» открытия йода. Когда в 1811 г. Куртуа проводил химические опыты его любимый кот, прыгнув, разбил две бутылки. В одной из них был настой зеленых морских водорослей на спирте, в другой - смесь серной кислоты с железом. На полу
Б. Куртуа (1777-1838) жидкости из обеих бутылок смешались, и стал подниматься сине-фиолетовый пар. При его оседании получились кристаллы с едким запахом. Новое вещество было названо йодом (от греч. iodes, ioeides - «фиолетовый», «похожий цветом на фиалку»).
 В 1813-1814 г.г. французский химик Жозеф Гей- Люс-
сак и английский химик Хэмфри Дэви доказали эле-ментарную природу йода. Как выяснилось позднее, природный йод состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 127.
Изучение функций щитовидной железы стало реаль-
ным с открытием радиоизотопов йода в 1933-34 годах.
Ж. Гей-Люссак
(1778-1850)
Первые публикации о возможности применении радиоактивного йода для лечения принадлежат ^ Хертцу (1938). В том же году изотоп I131 был выделен Ливингудом и Сиборгом из теллура, облученного нейтронами и дейтронами.
 Затем он был обнаружен Ф.Эйблсоном (Абельсоном) в продуктах деления урана и тория-232. В 1941 г. в Бос-
тоне и Беркли (США) радиоактивный йод впервые был введен с терапевтической целью.
В дальнейшем радиойодтерапия заняла достойное место в лечении как доброкачественных, так и злока-чественных опухолей щитовидной железы.
Х. Дэви (1778-1829)
Сегодня в медицине используются четыре радиоизотопа йода: I123 (T1/2 = 13,2 часа), I125 (Т1/2 = 60,1 дня), I131 (Т1/2 = 8,04 дня) и I132 (Т1/2 = 2,3 часа). Наиболее широкое терапевтическое применение нашел I131. Использование I131 имеет неоценимое значение в раннем обнаружении и лечении регионарных и отдаленных метастазов еще до клинических их проявлений. Изотоп I131 распадается с испусканием сложного спектра бета-излучения. Терапевтический эффект обусловлен излучением
-частиц, пробег которых в тканях не превышает 0,5-2,6 мм.
Радиоактивные изотопы йода могут поступать в организм через органы пищеварения, дыхания, раневые и ожоговые поверхности кожи. При избыточном и неконтролируемом поступлении особую радиобиологическую опасность представляют изотопы йода I131-135. Всасывание растворимых соединений йода при указанных путях поступления в организм достигает 100%. В ранний период после аварии опасность представляет ингаляционное поступление радиоизотопов йода. Наибольшее практическое значение имеет алиментарное поступление радиоактивного йода при употреблении молока и молочных продуктов от животных, выпасаемых на загрязненных радиоактивным йодом пастбищах, а также поверхностно загрязненных овощей и фруктов.
Для защиты организма от накопления радиоактивных изотопов йода в
«критическом» органе (щитовидной железе) и теле применяются препараты стабильного йода. Они вызывают блокаду щитовидной железы, снижают ее облучение и накопление радиоизотопов йода. В Российской Федерации рекомендован и применяется йодид калия (KI). Своевременный прием йодида калия обеспечивает снижение дозы облучения щитовидной железы на 97-99% и в десятки раз - всего организма. Разработаны стабилизированные таблетки калия йодида. Для расширения арсенала средств защиты щитовидной железы от радиоизотопов йода в дополнение к KI рекомендуются другие препараты йода (раствор Люголя и 5%-ная настойка йода), оказывающие равное с йодидом калия защитное действие при поступлении внутрь радиоизотопов.
Указанные препараты доступны для населения, так как почти всегда имеются в домашних аптечках. Более широкий набор препаратов йода для защиты щитовидной железы от радиоизотопов йода позволит в экстремальных условиях оперативно осуществить необходимые меры по обеспечению радиационной безопасности населения, находящегося в зоне радиоактивного выброса или употребляющего загрязненные радиоактивным йодом молоко и другие продукты питания. При отсутствии KI раствор Люголя и настойка йода могут его заменить.
Распространенными видами рака под действием радиации являются рак молочной железы и рак щитовидной железы. Обе эти разновидности рака излечимы и оценки ООН показывают, что в случае рака щитовидной железы
летальный исход наблюдается у одного человека из тысячи облученных
при индивидуальной поглощенной дозе 1 Грей.
После Чернобыльской катастрофы стало очевидным увеличение числа случаев возникновения рака щитовидной железы. В районах, подвергнувшихся сильному загрязнению, радиоактивные изотопы йода, выброшенные в результате аварии, вызвали у людей, в особенности у детей, облучение щитовидной железы. Короткоживущие изотопы йода поступали в организм пер-орально с пищевыми продуктами, главным образом с загрязненным молоком, а также через дыхательные пути из первоначального радиоактивного облака.
Отмечено, что в Витебской области после аварии на ЧАЭС наблюдался ежегодный рост заболеваемости раком щитовидной железы. Так, если за 4 года до аварии (1982-85 г.г.) было взято на учет 54 больных раком щитовидной железы, то за такой же период после аварии (1989-92 г.г.) - 186 больных, т.е. в 3,4 раза больше. Причем если до аварии на ЧАЭС, в основном, раком щитовидной железы болели лица в возрасте старше 50 лет и случаев заболевания у детей не встречалось, то начиная с 1987 г. зарегистрированы случаи заболевания и у детей.
Доказано, что рост заболеваемости раком щитовидной железы у детей непосредственно связан с аварией на ЧАЭС. Удельный вес рака щитовидной железы среди злокачественных новообразований других локализаций с 1982 по 1992 годы вырос более, чем в 2 раза (Сипаров И.Н. и др., 1993).
Подавляющее большинство детей с раком щитовидной железы выявлено в Гомельской области – 57 % и Брестской – 12 %. У детей регистрируется дисгармоничное астеноневротическое состояние, отставание в физическом развитии, запаздывание зрелости центральной нервной системы, пониженное психоэмоциональное развитие, запаздывание речевого развития и т.д. (Белоокая Т.В., 1993).
Значительный рост частоты рака щитовидной железы отмечен в 1990 г., т.е. на пятом году после катастрофы в Гомельской области. За период 1986-90 гг. суммарное количество детей с диагнозом рака щитовидной железы составило 47, однако уже в 1991 г. было выявлено 59, в 1992 - 66, а в 1993г. - 79 новых случая заболевания. В Брестской области рост заболеваемости зарегистрирован на седьмом году, а в Могилевской области - на восьмом году после радиационной катастрофы. Всего за период с 1986 по 1993 г. рак щитовидной железы выявлен у 251 ребенка. Заболеваемость по республике составила 3,4 на 100 000 детей, в т.ч. в Гомельской области - 9,4 , Брестской - 6,7 , Могилевской-2,4 , Гродненской - 1,5 , в Минской - 1,1 , а в Минске - 1,3. Из 251 ребенка с раком щитовидной железы 248 родились до или во время Чернобыльской катастрофы. Исследования авторов позволяют считать, что рост заболеваемости раком щитовидной железы у детей Беларуси обусловлен воздействием радиойода, поступившим в организм ингаляционным путем или с пищей (Демидчик Е.П. и др.,1994).
«Достоверно известно – указывает известный специалист по радиологии, член-корреспондент РАМН А.К. Гуськова - спровоцированные радиацией опухоли щитовидной железы по своей природе в отличие от других опухолей более «благополучные» и почти не дают смертельных исходов. Из тех детей, которые заболели, умерло трое. Рак щитовидной железы лечат не только операцией, но в первую очередь радиоактивным йодом в больших дозах. Многие матери и даже врачи говорили: как же так, рак от йода и йодом же будем лечить. Они настаивали на проведении операции, а от лечения радиоактивным йодом отказывались, хотя оно гораздо мягче и лучше: действует на опухолевые клетки, не повреждая другие ткани» (Гуськова А.К., 2003).
Резкое увеличение случаев заболевания раком щитовидной железы среди детей из пострадавших районов является единственным документально подтвержденным на сегодняшний день серьезным последствием радиоактивного облучения для здоровья людей (рис. 35).
Р ис. 35. Число случаев рака щитовидной железы у детей в Белоруссии
К исходу 1995 г. такой диагноз был поставлен приблизительно у 800 детей в возрасте до 15 лет, главным образом, в северной части Украины и в Белоруссии. Установлено, что к этому времени из общего числа больных с таким диагнозом три ребенка умерли от этого вида рака, который, как правило, успешно поддается хирургическому лечению и лекарственной терапии.
Согласно существующим в настоящее время эпидемиологическим прогнозам может возрасти заболеваемость раком щитовидной железы среди взрослых, получивших дозы облучения в детском возрасте, в результате чего общее число случаев может достичь нескольких тысяч.
Заболеваемость раком щитовидной железы среди детей, родившихся по прошествии более шести месяцев с момента аварии, остается на низких уров-
нях, характерных для необлученных групп населения. Этим подтверждается тот факт, что риск возникновения рака щитовидной железы возрос лишь среди тех, кто получил высокую дозу облучения щитовидной железы в 1986 г., а не у тех, кто постоянно подвергался низким дозам облучения.
Йодная профилактика начинается немедленно при угрозе загрязнения воздуха и территории в результате аварии ядерных реакторов, утечки или выбросов промышленными предприятиями в атмосферу продуктов, содержащих радиоизотопы йода. О необходимости начала йодной профилактики населению сообщается через средства массовой информации соответствующими подразделениями МЧС и ГО. После изучения радиационной обстановки специально созданной комиссией принимается решение о продолжении или отмене йодной профилактики.
Модификаторами лучевого поражения называются факторы физической и химической природы, изменяющие реакцию организма на облучение. По знаку воздействия различают радиопротекторы и радиосенсибилизаторы, соответственно ослабляющие и усиливающие лучевую реакцию. По времени воздействия модификаторы могут быть профилактическими (эффективны до облучения) и терапевтическими (эффективны после облучения).
Механизмы действия химических модификаторов - изменение выходов
первичных радиационно-химических реакций, свободных радикалов, перекисей и других продуктов радиолиза, влияние на процессы репарации, на сублетальные и потенциально летальные повреждения клеток. Для радиопротекторов существенным является повышение эндогенного фона радиорезистент-
ности (тиолы, катехоламины), стабильности и функциональной активности мембранных структур клетки, регулирующих и управляющих систем (ЦНС, гипофизарно-адреналовая система, система циклических нуклеотидов).
Радиосенсибилизаторы конкурируют с естественными радиопротекторными тиоловыми соединениями, активируют малоактивные радикалы, нарушают рекомбинацию свободных радикалов, усиливают повреждение биомембран. Общим для многих из них является выраженная электроноакцепторная активность. Известны радиосенсибилизирующие свойства кислорода («кислородный эффект»), монооксида азота (NО), блокаторов SH-групп,
N-этилмалеимида, мизонидазола, метронидазола. Последние два вещества привлекают внимание как средства повышения радиочувствительности опухолей. Мизонидазол подавляет репарацию потенциально летальных повреждений (двухнитевых разрывов ДНК). Известными ингибиторами репарации ДНК являются кофеин, актиномицин D, бромдезоксиуридин. Усиливают лучевое поражение ингибиторы и разобщители окислительного фосфорилирования (цианид, 2,4-динитрофенол и др.). К веществам, усиливающим радиационную деградацию ДНК, относится гидроксамовая кислота [90].
Декорпоранты – это вещества и фармакологические препараты, ускоряющие выведение радионуклидов из организма. Большинство декорпорантов относятся к химическому классу комплексообразующих соединений (комплексонов) с ионами металлов. Металлхелатные комплексы хорошо растворимы в воде и быстро выводятся из организма, в основном с мочой. Наиболее известным представителем этой группы декорпорантов является пентацин (натрий-кальциевая соль диэтилентриаминпентаацетат - ДТПА). Он связывает радионуклиды скандия, хрома, марганца, железа, цинка, иттрия, циркония,
рутения, кадмия, индия, лантаноидов, свинца, тория, урана, нептуния и плу-
тония. Используется для внутривенного, введения в разовой дозе 0,25-1,5 г.
D-пеницилламин применяется как для внутривенных инъекций, так и в виде таблеток (металлкаптаза) в разовых дозах 1,0 -0,9 г. Он связывает и выводит кобальт, медь, ртуть, полоний. Унитиол используется для терапии отравлений тяжелыми металлами и декорпорации полония. Вводится внутривенно. Длительность курсов лечения, указанными выше декорпорантами во избежание осложнений, не должна превышать 3-5 дней.
^ Альгиновую кислоту и ее соли получают из бурых морских водорослей. Это полисахарид, состоящий из мономеров маннурованой и галактуроновой кислот. В пищевой промышленности альгинаты в малых концентрациях издавна используют как загустители, эмульгаторы и желеобразующие наполнители - в производстве мороженого, кефира, сметаны, мармелада, заливных блюд. Канадскими исследователями в 60-е годы выявлена способность альгинатов связывать двух-трехвалентные катионы; причем наиболее интенсивно связываются ионы бария, свинца, стронция, практически не влияя на метаболизм кальция, магния, железа, цинка и меди.
В исследованиях на лабораторных (мыши, крысы, морские свинки) и домашних (овцы, свиньи, козы, телята) животных установлено, что при ежедневном потреблении солей альгиновой кислоты и загрязненного стронцием корма можно достичь 3-9-кратного снижения накопления радионуклида. В наблюдениях на добровольцах и в клинических исследованиях подтверждены данные, полученные на животных по данным ряда авторов. Соли альгиновой кислоты являются наиболее эффективным декорпорантом - средством выведения стронция, радия, бария из организма. При этом происходит мобилизация стронция из кости в кровь, а из крови - в просвет кишечника, где он связывается альгинатом и выводится из организма. Доза альгинатов 4-6 г в сутки не влияет на обмен полезных для организма солей. Способ потребления - в виде киселя, в составе хлеба, мармелада, консервов, блюд с морской капустой.
Ферроцин (синонимы - берлинская лазурь, железосинеродистое железо, прусская синь) - синий мелкокристаллический порошок, нерастворимый в воде, слабых кислотах и щелочах Он не всасывается в желудочно-кишечном тракте животных и человека. Избирательно связывает цезий (хуже рутений) в нерастворимый комплекс. Применяется во всем мире как антидот цезия. Установлено, что при одновременном поступлении радионуклида и ферроцина практически блокируется всасывание цезия. В последние годы на практике
нашел широкое применение ветеринарный сорбент БИФЕЖ&boxUL с со-
держанием 10 % активного ферроцина.
При лечебном применении (с целью выведения накопленного в организме изотопа) ферроцин в 3 раза ускоряет выведение цезия из-за резкого усиления экскреции с калом (Светов В.А., 1996).
Пищаловым В.Н. и др.(1993) обосновываются результаты исследований, на основании которых установлено, что ферроцины в дозах 3, 6 и 12 г на голову в сутки снижают поступление радиоцезия в молоко коров независимо от содержания животных (пастбищное, стойловое) в 5-6 раз. Эти же препараты в дозах 1,3-6 г/гол в сутки снижают поступление радионуклида в мышечную ткань в 5-6 раз. Сотрудниками Белорусского филиала Всероссийского НИИ с.-х. радиологии предложен способ снижения перехода радиоцезия из корма в молоко на основе жидких ферроцианидов. После нанесения их на корма содержание радиоцезия в молоке снижается в 8,3-17,8 раза.
В числе факторов способных снижать усвоение стронция, входит потребление хлеба из темных сортов муки, содержащей фитин, который способен связывать этот радиоактивный элемент и препятствовать всасывания его в кишечник. Однако следует заметить, что фитин одновременно связывает и кальций, снижая его содержание в организме и способность выводить стронций из организма.
С 60-х годов прошлого века все большее внимание привлекают так называемые биологические радиопротекторы - вещества природного происхождения с разнообразными фармакологическими свойствами (адаптогенными, антиоксидантными, гемо- и иммуностимулирующими, антимутагенными, витаминными и др.). Среди них наиболее изучены препараты женьшеня, элеутерококка, пчелиного яда, -каротина, флавоноидов (витамин Р).
В исследованиях В.Н. Корзуна и др. (1994) изучено изменение динамики накопления в организме лабораторных животных радиоизотопов цезия и стронция под влиянием широкого спектра продуктов моря: салата, джема и соломки из морской мидийного гидролизата (МИГИ-К). Показано достоверное снижение кратности накопления Sr-85, а также Cs-137. Особо выделяется действие салата «Дальневосточный», снижавшего в конце эксперимента (на 34-й день) кратность накопления в организме Sr-85 на 76,7 % и Cs-137 на 57,6 %. Отмечено также, что продукты моря стабилизируют функциональную активность естественных «киллерных» клеток крови животных, которые являются одним из важнейших факторов противовирусной и противоопухолевой защиты организма.
В последние годы обнаружены радиозащитные свойства метаболитов трикарбонового цикла (сукцинат и малат натрия), препаратов шиповника, рябины обыкновенной, лапчатки, тысячелистника и др. Биологические радиопротекторы отличаются от химических более мягким и продолжительным действием, практической нетоксичностью, возможностью перорального приема, эффективностью применения после облучения. Некоторые из них имеют корригирующее действие по отношению к радиочувствительным органам и системам.
Так, бета-каротин и подорожник ослабляют мембранотропные и канцерогенные эффекты радиации. Малат натрия, препараты шиповника (липохромин), рябины (сорбилин) обладают гемопротекторным действием, уменьшают радиационную лейкопению и тромбоцитопению. Сукцинат натрия проявляет мощное мембранопротекторное действие, предотвращает ранние изменения радиочувствительных ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза, альфа-амилаза). МИГИ-К ослабляет радиационную иммунодепрессию. Последние препараты ускоряют выведение Cs137 из организма. Тысячелистник обладает гемостатическим действием и стимулирует регенеративные процессы. Уступая в эффективности химическим радиопротекторам при остром облучении в сублетальных и летальных дозах, биологические радиопротекторы превосходят их в условиях протяженного и хронического облучения. Применение биологических радиопротекторов имеет преимущество в условиях многофакторного патогенного воздействия, характерного для постчернобыльской ситуации (хроническое -, - и -облучение, психоэмоциональный стресс, химические вредности).
Женьшень, сукцинат натрия и лапчатка обладают выраженными адаптогенными и антидепрессивными свойствами. Сукцинат и малат натрия проявляют профилактическое и лечебное действие при острых и хронических интоксикациях химического и бактериального происхождения (Руднев М.И., Малюк В.И.; Ивницкий Ю.Ю., Штурм Р., 1990); Корзун В.Н., Сагло В.И., 1991; Корзун В.Н., Недоуров С.И., 1995).
Венгерский врач Кромпхер с группой медиков и биологов в результате
10-летних исследований установил, что яичная скорлупа - прекрасное средство, выводящее радионуклиды и препятствующее накоплению стронция-90
в костной ткани.
Российские и белорусские специалисты обнаружили, что перепелиные яйца также являются эффективным средством при лечении последствий малых доз радиоактивного облучения. У детей из зоны Чернобыльской аварии, испытавших на себе «перепелиное» лечение прекратились головокружения, не стало болей в сердце, улучшился аппетит, исчезли недомогания, усталость, повысилось содержание гемоглобина в крови. Причем выздоровление шло быстрее, чем у тех, кого лечили таблетками и уколами. Как считают исследователи, целебные свойства перепелиных яиц объясняются тем, что в них очень много витаминов, аминокислот и других веществ, обладающих профилактическим радиозащитным действием.
Как отмечает Сизенко Е.И. (1996), положительное воздействие на организм оказывают плоды и овощи с высоким содержанием витаминов и железа.
Корзун В.Н. с соавторами (1993) приводит результаты опыта использования продуктов моря в питании населения, проживающего в районах с высоким уровнем радиоактивного загрязнения. В частности было изучено изменение динамики накопления в организме радиоизотопов цезия и стронция под влиянием широкого спектра продуктов моря: салата, соломки и джема из морской капусты, а также мидийного гидролизата (МИГИ-К). Отмечено достоверное снижение накопления Sr-85, а также Cs-137. Особо выделяется действие салата из морской капусты, снижавшего в конце эксперимента день накопления в организме Sr-85 на 76,7 и Cs-137 на 57,6 %.
Отмечено также, что продукты моря стабилизировали функциональную активность естественных фагоцитарных клеток крови, которые являются одним из важнейших факторов противовирусной и противоопухолевой защиты организма.
Декорпоранты эффективны в ранние сроки инкорпорации (особенно это характерно для остеотропных радионуклидов) и в сравнительно больших дозах. Большинство декорпорантов малоспецифичны и помимо радионуклидов могут инактивировать также биологически активные вещества (макро- и микроэлементы, витамины, ферменты и др.). В связи с этим длительность их применения, как правило, не должна превышать нескольких дней. Основным показанием для их применения являются острые интоксикации радионуклидами.
В последние годы привлекают внимание декорпоранты природного происхождения, которые благодаря своей малой токсичности, могут применяться длительное время. К ним относятся космол (препарат на основе коровьего молока), ускоряющий выведение стронция; а также, сборы лекарственных трав, снижающие в организме содержание цезия.
Некоторые пищевые вещества обладают профилактическими радиозащитным действием или способностью связывать и выводить из организма радионуклиды. К ним относятся полисахариды (пектин, декстрин), фенольные и фитиновые соединения, галлаты, серотонин, этиловый спирт, некоторые жирные кислоты, микроэлементы, витамины, ферменты, гормоны. Радиоустойчивость организмов повышают некоторые антибиотики (биомицин, стрептоцид), наркотики (нембутал, барбамил).
Пектиновые вещества (пропектин, пектин, пектиновая кислота). Пектин - студенистое вещество, которое хорошо заметно в варенье или желе, приготовленных из плодов. В процессе усвоения пищи пектин превращается в полигалактуроновую кислоту, которая соединяется с радионуклидами и токсичными тяжелыми металлами. Образуются нерастворимые соли, не всасывающиеся через слизистую желудочно - кишечного тракта и выделяющиеся из организма вещества с калом. Кроме того, низкомолекулярные фракции пектина проникают в кровь, образуя с радионуклидами комплексы, а затем выделяются с мочой. Пектинсодержащие вещества обладают высокой способностью в течение 1-3 часов связывать стронций, цезий, цирконий, рутений, иттрий, ионы свинца, лантана ниобия и эвакуировать из организма до половины этих элементов.
Сообщается о создании клиническими фармакологами Минского мединститута в содружестве со специалистами Минского завода безалкогольных напитков поливитаминного напитка «Асаблива» на основе тыквенного сока и мякоти тыквы, в которой содержится наибольшее количество биологически активных веществ, способствующих связыванию и выведению из организма людей радионуклидов (Кевра М.К., Королевич М.П., 1993).
По данным академика Халилова Р.И. повышение устойчивости организма к воздействию ионизирующей радиации может быть достигнуто путем использования в качестве радиопротекторов композиций биоантиоксидантов, синергично дополняющих действие друг друга.
В качестве таковых были апробированы экстракт из зародышей прорастающих семян пшеницы, содержащий до 158 мкг/г витамина Е, экстракт из плодов шиповника, содержащий до 4,5 мг/100г витамина С и экстракт из корнеплодов моркови, содержащий до 6,25 г/100 г -каротина, из одной молекулы которого при расщеплении в тонком кишечнике млекопитающих образуются две молекулы витамина А.
Согласно имеющимся данным, первыми в группе раковых заболеваний, поражающих население в результате облучения, стоят лейкозы (рис. 36).
Они вызывают гибель людей в среднем через 10 лет с момента облучения, т.е. гораздо раньше, чем другие виды раковых заболеваний. Смертность от лейкозов среди тех, кто пережил атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, стала резко снижаться после 1970 года. По-видимому, дань лейкозам в этом случае уплачена почти полностью.
Таким образом, оценка вероятности умереть от лейкоза в результате облучения более надежна, чем аналогичные оценки для других видов раковых заболеваний.
Р ис. 36. Относительная среднестатистическая вероятность заболевания раком
после получения однократной дозы в 1 рад при равномерном облучении всего тела
(по данным Sinclair W. К., 1984)
Согласно оценкам НКДАР ООН, от каждой дозы облучения в 1 Гр в среднем два человека из тысячи умрут от лейкозов. Иначе говоря, если кто-либо получит дозу 1 Гр при облучении всего тела, при котором страдают клетки красного костного мозга, то существует один шанс из 500, что этот человек умрет в дальнейшем от лейкоза. Исследования, охватившие примерно 100 тыс. человек, переживших атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, показывают, что рак – наиболее серьезное последствие облучения человека при малых дозах.
По мнению ряда авторов (Бурлакова Е.Б., Голощапов А.Н., Горбунова Н.В. и др., 1999), изучавших особенности биологического действия малых доз облучения, выявлен ряд закономерностей:
1. Смертельные случаи от лейкозов при облучении в малых дозах могут быть по величинам сопоставимы со смертностью от лейкозов для доз облучения в десятки раз более высоких.
2. Для низких доз облучения (до 10 сЗв) имеется область значений, где наблюдается уменьшение эффекта с увеличением дозы, доходящее до смены знака эффекта - до уменьшения смертей от лейкозов ниже уровня контроля.
3. Различная зависимость эффекта от дозы в области малых и высоких доз облучения позволяет думать о разных механизмах, лежащих в основе увеличения смертности от лейкозов при малых и больших дозах облучения.
Одним из объяснений этого может быть положение о разных функциях облучения в канцерогенезе, а именно: для низких доз облучения главное - промотирующая функция, а для высоких - индуцирующая или же разное соотношение между системами восстановления и повреждения при низких и высоких дозах.
Данные же по генетическим последствиям облучения весьма разноречивы и вариабельны. С одной стороны, ионизирующее излучение может порождать жизнеспособные клетки, которые будут передавать то или иное изменение из поколения в поколение. Однако анализ этот затруднен, так как примерно 10 % всех новорожденных имеют те или иные генетические дефекты и трудно выделить случаи, обусловленные действием радиации.
С другой стороны, экспертные оценки показывают, что хроническое облучение при дозе 1 Гр, полученной в течение 30 лет, приводит к появлению
около 2000 случаев генетических заболеваний на каждый миллион новорож-
денных среди детей тех, кто подвергался облучению.
 Известный в нашей стране специалист в области эко-
логии, академик Алексей Владимирович Яблоков пишет в своей книге «Атомная мифология. Заметки эколога об атомной индустрии»: «При обсуждении проблемы влияния малых доз радиации необходимо иметь в виду так называемое правило пропорциональ-
ного риска, которое в нашем случае можно сформули-
ровать так: облучение большого числа людей малыми
А.В. Яблоков (1933) дозами эквивалентно (с точки зрения влияния радиации на всю популяцию) облучению небольшого числа людей большими дозами.
Генетический риск для 100 человек, получивших дозу 0,01 Зв, эквивалентен, с точки зрения поражения популяции, риску для 10 человек, получивших дозу 0,1 Зв и риску для одного человека, получившего дозу 1 Зв.
На самом деле зависимость, конечно, сложнее, поскольку эквивалентность результатов облучения многих малыми дозами и немногих - большими, подразумевает линейную зависимость «доза – эффект», которая (линейность) нарушается в области сверхмалых доз.
 Итак, хотя о влиянии малых доз радиации на живой организм написано множество научных статей и моно-
графий. Здесь больше неизвестного, чем известного. Это особенно наглядно видно при рассмотрении проб-лемы нормирования действия радиации.
Выдающийся шведский радиобиолог Рольф Макси-
милиан Зиверт в 1950 г. пришел к выводу, что для действия радиации на живые организмы нет порогово-
Р. Зиверт (1896-1966) го уровня.
Пороговый уровень - это такой, ниже которого не обнаруживается поражения у каждого облученного организма (так называемый детерминированный эффект). При облучении в меньших дозах эффект будет стохастическим
(случайным), т. е. определенные изменения среди группы облученных обяза-
тельно возникнут, но у кого именно - заранее неизвестно.
Отсутствие порогового уровня при действии радиации не исключает существования приемлемого по опасности для общества уровня облучения. Хорошо известны опасности, связанные с облучением большими дозами. Это и преждевременная смерть людей, и лучевая болезнь, и другие тяжелые заболевания, а также поражения наследственности, уже коснувшиеся многих
миллионов людей.
Негативное влияние малых доз, если справедливы опасения многих исследователей, не согласных с успокоительными утверждениями ученых (как правило, связанных с атомной индустрией), грозят не миллионам, а десяткам и сотням миллионов людей, ставит под угрозу само существование человечества. Перевешивает ли эта угроза и уже проявляющееся воздействие малых доз радиации положительные эффекты, получаемые обществом от развития атомной индустрии (Яблоков А.В., 2002)?
Ответ на этот вопрос дает нормирование радиационного воздействия. В последние десятилетия процессы взаимодействия ионизирующих излучений с тканями человеческого организма были достаточно детально исследованы. В результате этого разработаны нормы радиационной безопасности (НРБ), отражающие действительную роль ионизирующих излучений с точки зрения их вреда для здоровья человека. При этом необходимо помнить, что норматив всегда является результатом компромисса между риском и выгодой.
Нормы радиационной безопасности - это те границы, которые общество ставит перед атомной индустрией, исходя из имеющихся знаний.
Для населения пределы приемлемо опасной дозы были впервые установлены лишь в 1952 г. Они составляли тогда 15 мЗв/год. Уже в 1959 г. пришлось уменьшить эту дозу до 5 мЗв/год, а с 1990 г. - до 1 мЗв/год. Сейчас все больше специалистов настаивают на дальнейшем уменьшении этой дозы до 0,25 мЗв/год. В некоторых штатах США уже установлена максимальная допустимая годовая доза искусственного облучения для населения 0,1 мЗв/год.
^ На основании множества примеров в общей экологии было установлено так называемое правило 11 %: любая сложная система в среднем статистически выносит без нарушения функций изменения не более 11% ее составляющих. Поэтому логичнее считать безопасным превышение фонового уровня не более чем на 11%. Таким образом, если учесть, что фоновое естественное облучение от всех источников (космические лучи, радон и др.) для 95% человечества составляет 0,3-0,6 мЗв/год, приемлемо опасной должна быть дополнительная доза облучения не более чем 0,03 – 0,06 мЗв/год.
Принятый сейчас допустимый предел дозы искусственного облучения 1 мЗв/год по правилу пропорционального риска соответствует генетическому поражению до 35 человек на каждый миллион новорожденных (т. е. оказывается в 5-35 раз выше).
Таблица 27. Среднегодовое число случаев с летальным исходом в США
Курение
150000
Употребление спиртных напитков
100000
Автомобильные аварии
50000
Применение огнестрельного оружия
17000
Электротравмы
14000
Мотоциклы
3000
Плавание
3000
Хирургическое вмешательство
2800
Рентгеновское облучение
2300
Железные дороги
1950
Велосипеды
1000
Охота
800
Бытовые травмы
200
Работа в полиции
160
Гражданская авиация
130
Атомная энергетика
100
Альпинизм
30
Лыжи
18
Как видно из данных таблицы 27, содержащей перечень основных факторов, угрожающих здоровью и жизни людей по данным статистического анализа экспертов США, риск, связанный с воздействием радиации, небольшой, но им не следует пренебрегать вовсе.
Итак, на вопрос «Есть ли приемлемый уровень облучения?» - ответ может быть только такой: нет и не может быть единого для всех одинакового приемлемо опасного уровня облучения.
«Приемлемо опасный уровень облучения для одного человека в одной и той же половозрастной и этнической группе будет одним, а для другого человека из той же группы - другим. Наконец, в разное время дня и в разные
сезоны года радиочувствительность одного и того же человека будет различ-
ной»,- заключает академик А.В. Яблоков [168].
|
|
