последствия облучения. Из них наибольшее внимание привлекают сокращение сроков жизни, появление злокачественных опухолей, катаракт, наследственных заболеваний в потомстве.
В настоящее время огромное количество исследований подтверждает зависимость между дозой облучения и проявлением того или иного радиобиологического эффекта. Твердо установлено, что проявление отдаленных последствий носит вероятностный характер. Это значит, что если облучается достаточно большая популяция животных, то далеко не у всех проявится то или иное поражение. Чем выше доза облучения, тем больше вероятность проявления отдаленных последствий, тем ранее во времени они начнут возникать. Поясним это на конкретном примере.
Облучили 100 белых крыс дозой 125 рад. Это достаточно высокая, но не смертельная доза: она вызывает легкую, скоро проходящую лучевую болезнь. После выздоровления за облученной популяцией наблюдали в течение многих месяцев (следили за появлением опухолей грудных желез у облученной популяции). Через два месяца все животные были здоровы! Но прошло еще два— четыре месяца, и у нескольких крыс появились опухоли грудных желез. Через 8 месяцев процент заболевших повысился. Последние наблюдения были сделаны через 12 месяцев (для крыс это уже глубокая старость, так как нормальный срок их жизни 14–16 месяцев). Рак был обнаружен у 30 из 100 животных. При увеличении дозы облучения в два раза (250 рад) через 12 месяцев заболело уже 55 %. Только 45 из 100 были здоровы. Из этого опыта и на основании многих других, давших аналогичные результаты, можно сделать два очень важных вывода.
Первый вывод заключается в том, что при облучении опухоль возникает не всегда. Облучение только способствует ее образованию. Неизвестно, у каких животных она возникнет, у каких нет. Это вероятностный процесс. Чем выше доза облучения, тем больше вероятность появления опухоли. И наоборот, чем ниже доза, тем менее вероятно возникновение опухоли, т. е. тем у меньшего количества облученных особей она появится.
Второй, не менее интересный вывод: чем больше времени проходит после облучения, тем выше процент заболевших животных, а чем ниже доза облучения, тем длительнее период времени, в течение которого нет проявлений его бластомогенного действия[13].
Из этих двух бесспорных выводов естественно следует весьма вероятное предположение, что, снижая дозу облучения, можно дойти до некоторого порога, при котором вероятность возникновения опухоли в популяции будет не выше вероятности ее возникновения в норме или, что почти то же самое, при котором время, необходимое для появления опухоли, превысит сроки жизни у данного вида животных.
Вопрос о том, есть ли порог вредного действия ионизирующей радиации, ниже которого не выявляются опасные последствия облучения, очень важен для правильного понимания и оценки безвредности малых доз радиации. В радиобиологии долгое время принималась концепция беспороговости действия радиации. Работая со сравнительно большими дозами радиации, радиобиологи установили зависимость того или иного радиационного эффекта (гибель, возникновение опухолей, появление на- следственных заболеваний в потомстве и др.) от дозы. Чем меньше доза, тем реже проявлялся наблюдаемый эффект. Устанавливалась математическая зависимость проявления эффекта от дозы. Пользуясь ею, можно было рассчитать, что будет при очень малых дозах. Из этих расчетов следовало, что при любых малых дозах всегда остается (хоть и незначительная) вероятность проявления эффекта, т. е. порог не существует!
Однако в подобных рассуждениях и расчетах допускалось, что закономерности, действующие при больших дозах облучения, полностью сохраняются при сколь угодно малых дозах. Но исследования последних лет показали, что это допущение неверно. В живых организмах открыты механизмы, восстанавливающие радиационные повреждения; обнаружены и изучены ферменты, присутствующие во всех нормальных клетках, быстро восстанавливающие радиационные повреждения ДНК. Были изучены системы, удаляющие из организма поврежденные радиацией клетки и замещающие их здоровыми. Открыты механизмы мобилизации резервных путей обмена вместо поврежденных при облучении. При больших дозах облучения, когда повреждений очень много, эти системы не справляются с их ликвидацией, и наблюдаются законы развития поражения. Но чем меньше доза, тем отчетливее проявляется их действие. А при малых дозах они способны полностью ликвидировать все повреждения, т. е. существует порог вредного действия радиации, ниже которого уже нельзя говорить об опасности ионизирующей радиации!
Какая же из этих двух концепций (пороговость или беспороговость) ближе к истине? Начнем с самого опасного действия радиации — с гибели организма. Здесь имеется большой экспериментальный материал, и кривые «доза — эффект» дают вполне определенный ответ. Он особенно нагляден, если эти кривые построить в полулогарифмическом масштабе (для выявления событий при малых дозах в логарифмическом масштабе возьмем шкалу дозы). На рис. 5 мы видим, что даже для наиболее радиочувствительных организмов — млекопитающих — имеется надежный порог. Облучение до 100 рад не ведет к гибели. Все остальные виды организмов еще более устойчивы к действию радиации (данные для взрослых животных). Известно, что развивающийся эмбрион более радиочувствителен, чем взрослый организм. Исследования по облучению животных в различные периоды беременности показали, что при облучении дозой менее 20 рад не удается выявить снижения приплода, отклонений в развитии, появления уродств. При этих дозах процессы репарации полностью ликвидируют редкие и небольшие повреждения, наносимые облучением.
Рис. 5. Зависимость смертности организмов от дозы облучения
1 — собаки,
2 — мыши, 8 крысы,
4 — насекомые, (амбарный долгоносик),
5 — растения (кукуруза),
6 — синезеленые водоросли
