Невидимые лучи вокруг нас

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

Переходя к рассмотрению отдаленных последствий облучения, остановимся прежде всего на преждевременном старении облученного организма и, как следствие, на сокращении сроков жизни.

В 1967 г. большое исследование было проведено на γ-облученных мышах А. Аптоном в США. На основании полученных им данных составлен рис. 6, на котором показано, что обнаружить небольшое сокращение сроков жизни (5,3 %) удается лишь при дозе 100 рад. При дозе в 300 рад сокращение достигает 19 %. При дозе в 25 и 50 рад отмечено обратное явление — увеличение сроков жизни. При хроническом облучении (1–5 рад в сутки) сокращение сроков жизни отмечалось лишь при накоплении суммарной дозы в 400 рад. Хроническое облучение мышей в дозе 300 рад в течение года (около 1 рад в день) не сокращало продолжительности жизни мышей, а, наоборот, в среднем увеличивало ее на 5 %.

Приведенные данные наглядно показывают, что закономерности, найденные при больших дозах облучения, не проявляются при действии малых доз.

Исходя из экспериментов на животных, нет оснований ожидать сокращения продолжительности жизни человека при остром облучении в дозе 50 рад и ниже, а при хроническом облучении — до накопления суммарной дозы в 200–300 рад.

Рис. 6. Продолжительность жизни мышей после облучения

1 — острое облучение,

2 — хроническое облучение

(1–5 раз в день), контроль — необлученные животные