Клинические эффекты острых доз облучения

В следующем диапазоне доз от 1 до 5 тысяч бэр наиболее критичным органом будет тонкий кишечник. Таким образом, эффекты в этом диапазоне называются "гастроэнтеростинальный синдром". Причиной лихорадки является внедрение бактерий в кровоток. Баланс электролита нарушается из-за истечения плазмы крови в ЖКТ через разрушенные реснички.

Последний дозовый диапазон, свыше 5000 бэр назван "синдром ЦНС" из-за эффектов в парасимпатической нервной системе. Атаксия относится к потере мышечной координации. Смерть обычно наступает в течение нескольких часов. Те, кто при авариях получили облучение в этом дозовом диапазоне, теряют сознание через несколько минут и не приходя в сознание умирают.

При этом важно понимать, что не принимался во внимание физиологический стресс. Этот фактор может сильно изменить некоторые представленные числовые данные.

В процессе развития острой лучевой болезни просматривается определенная периодичность. Различают три периода в ее течении: период формирования, период восстановления и период исходов, т.е. отдаленных последствий. Период формирования, в свою очередь, можно четко разделить на четыре фазы:

•Первая фаза —более 2 Гр — исчезает аппетит, появляются тошнота, рвота, слабость, потливость, сонливость, учащение пульса, изменение кровяного давления и состава крови. Пострадавший испытывает состояние опьянения. Это результат раздражения ЦНС. Такое состояние продолжается от нескольких часов до 2 — 3 дней.

• Вторая фаза — фаза кажущегося благополучия, которое в зависимости от поглощенной дозы может продолжаться от 14 до 32 дней. Признаки болезни исчезают, самочувствие нормализуется. Это и понятно — периферическая кровь еще справляется с основными функциями. Но под покровом кажущегося благополучия самоускоряясь идут цепные свободно-радикальные реакции. Объективно регистрируются резкое снижение лейкоцитов в крови и другие физиологические нарушения.

•В третьей фазе (фазе выраженных клинических проявлений) состояние больных резко ухудшается, возобновляются проявления начальной фазы болезни, а также появляются обширные кровоизлияния под кожей, кровотечения из носа, десен. Развиваются язвенные поражения слизистых оболочек. Третья фаза лучевой болезни длится 1 — 3 недели у больных подвергшихся лечению и при благоприятном течении переходит в фазу раннего восстановления. Ее продолжительность 2 — 2,5 месяца, хотя отдельные проявления еще имеют место. Только после 4-го месяца возобновляются рост волос и воспроизводительная способность.

Если воздействию радиации подвергается лишь часть организма, то величина смертельной дозы существенно возрастает. Если, например, вне зоны облучения оказывается хотя бы небольшая часть костного мозга (скажем хвост), то непораженная его часть снабжает жизнеспособными клетками пострадавший организм и обеспечивает его выживание, даже при облучении смертельными дозами радиации в условиях общего облучения.

Вся информация, представленная выше, дана для случаев облучения в течение короткого временного интервала. Во многих случаях (например, работе в радиационно-опасных условиях) доза накапливается индивидуумом постоянно на протяжение многих лет. В этих условиях получают возможность работать биологические восстановительные механизмы. В ранних работах с клетками биологи показали, что при делении дозы облучения на части по времени воздействие радиации может снизиться в восемь раз. Такое снижение эффекта легко наблюдается на людях. Работающие с ионизирующим излучением, получая ежегодно 5 бэр, за время работы 50 лет могут получить полную дозу 250 бэр. При этом при клинических обследованиях не наблюдаются никакие эффекты. Тем не менее, при получении дозы в 250 бэр однократно проявятся многие клинические эффекты, такие как: уменьшение количества кровяных клеток, возможна рвота.

Хроническая лучевая болезнь развивается при ежедневном общем облучении 1 — 5 мЗв и при достижении суммарной дозы 0,7— 1 Зв. Процесс восстановления после прекращения облучения идет очень медленно. Сущностью процесса восстановления, как при острой, так и при хронической лучевой болезни, является процесс размножения клеток, сохранивших жизнеспособность, и на этой основе восстановление функциональной активности органов. Скорость восстановления оценивается по величине периода полувосстановления — времени, необходимом для восстановления, например, костного мозга на 50%. Для человека это 25 — 45 дней. Остаточные явления могут исчезнуть значительно позднее в течение 1,5 — 2 лет, либо сохранятся до конца жизни.

Но даже полное восстановление организма не гарантирует его в будущем от опасности проявления отдаленных последствий действия ядерных излучений, а его потомство — от наследственных или врожденных нарушений.

Эти последствия могут наблюдаться в периоде нескольких лет после острого облучения. Их тяжесть в основном зависит от величины дозы, мощности дозы, возраста на момент облучения и состояния здоровья пострадавшего. Последствия обычно делят на две категории: генетические последствия, которые скажутся на потомстве облученного, и соматические последствия, которые произойдут с самим пострадавшим. Нет сомнений, что радиоактивное излучение является мутагеном, то есть причиной генетических мутаций. Всемирной организацией здравоохранения хорошо определены более 200 различных условий или болезней, которые генетически передаются от родителей потомству. Большинство из них несмертельны, а многие практически незаметны. Действительно, мутации с большими отклонениями в строении (лишние отростки или не достающие основные органы и т. д.) обычно не жизнеспособны. Довольно строгие стандарты "гарантии качества" в человеческом организме обычно приводят к спонтанному выкидышу на ранней стадии беременности.

Около 10% всех новорожденных имеют те или иные спонтанные генетические дефекты. Около половины всех случаев самопроизвольного выкидыша также связано с аномалиями в генетическом материале. Но даже если дети с наследственными дефектами рождаются живыми, то вероятность для них дожить до своего первого дня рождения в 5 раз меньше, чем для нормальных детей. Приведем краткий список некоторых заболеваний, к которым, как считают биологи, приводят генетические мутации:

•врожденные катаракты;

•анемия;

•мышечная дистрофия;

•болезнь Дауна;

•эпилепсия;

•низкий гамма-глобулин;

•дисбаланс стероидов;

•альбиносизм;

•диабет;

•астма.

НКДАР при оценке риска появления наследственных дефектов у человека 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.

Необходимо заметить, что получить значимое приближение для оценки этих величин достаточно трудно. Эта трудность связана с тем, что многие величины, описывающие жизнь человеческой популяции, имеют статистические флуктуации большие, чем те, что приводят к изменениям в числе мутаций в связи с радиационным воздействием доз до десятков бэр.

Для людей, однако, сформулированы относительно надежные оценки. Они сводятся к следующему:

· За счет естественного радиационного фона у человека возникает не более 5% общего числа спонтанных мутаций, все остальные — за счет других факторов.

· Существует зависимость радиационно-генетического эффекта от мощности дозы излучения. По мере ее снижения число мутаций, вызываемых одной и той же дозой, сильно уменьшается.

· Удваивающая доза для лейкозов 0.5 Гр, для других мутаций 1 Гp.

· Облучение каждого поколения населения в дозе 0,0l Зв, на протяжении бесконечно длительного времени увеличит частоту самопроизвольных мутаций на 1%. Иными словами, если воздействовать в этой дозе на многие поколения, то на каждый миллион родившихся следовало бы ожидать от 50 до 1000 мутаций дополнительно к 25 тыс. самопроизвольных. Соматические эффекты, то есть эффекты, проявляющиеся на облученных индивидуумах, также дают отдаленные последствия. Часто они делятся, на три категории — сокращение продолжительности жизни, лейкемия и другие раковые заболевания. Сокращение продолжительности жизни является результатом ускорения жизненных процессов. Это совершенно отличается от сокращения продолжительности жизни из-за опасных заболеваний. Этот эффект хорошо зафиксирован в экспериментах на животных. Если произвести несколько приблизительную экстраполяцию на людей при низких дозах, то в результате такой оценки ожидается уменьшение продолжительности жизни на несколько дней на 0,1 мЗв, опять же, не принимая во внимание возможности эффекта стимулирования жизнедеятельности, который должен увеличивать продолжительность жизни при низких дозах.

Имеющийся в настоящее время обширный экспериментальный материал и клинические наблюдения показали, что под влиянием облучения могут возникать новообразования практически во всех органах. Однако наиболее частыми следует считать лейкоз (рак крови), злокачественные опухоли кожи, костей, молочной железы и яичников. При этом кожные и костные опухоли возникают чаще всего при местном облучении, а остальные, как правило, в результате тотального воздействия.

Рис.4.2. Вероятность возникновения онкологических заболеваний после однократного
общего внешнего облучения в дозе 0,01 Гр.

На рис.4.2 представлена относительная среднестатистическая вероятность заболевания после равномерного однократного облучения тела дозой в 0,01 Гр. График построен на основании результатов обследования людей, переживших атомную бомбардировку в Японии. Показано ориентировочное время появления лейкозов и других форм рака с момента облучения. Видно, что после двухлетнего скрытого периода развиваются лейкозы, достигая максимальной частоты через 6 — 7 лет. затем частота заболеваний плавно уменьшается и через 25 лет практически сводится к нулю. Другие опухоли начинают появляться через 10 лет после облучения и до 3 6 — 40 лет частота их нарастает. Однако, для построения всей кривой пока нет достаточной информации.

Риск возникновения раковых заболеваний приведен в табл.4.7. Все величины в табл.4.7 — это ожидаемые дополнительные случаи раковых заболеваний на миллион человек в год от каждой дозы излучения в 1 бэр, если принята за основу линейная беспороговая концепция (рекомендация НКДАР).

Таблица 4.7.