Детерминированные эффекты излучения

Детерминированные эффекты излучения возникают при облучении большими дозами. К таким эффектам относят заболевания, которые никогда не возникают у необлученных людей:

– острую и хроническую лучевые болезни, которые возникают при общем облучении тела человека;

– локальные поражения органов или тканей (например, радиационные ожоги);

– лучевую катаракту, которая возникает при облучении хрусталика глаза;

– аномалии и врожденные пороки развития новорожденных, являющиеся детерминированными эффектами облучения плода в эмбриональном периоде развития.

В основе этих эффектов, в первую очередь, лежит поражение значительной доли клеток облученного органа. Заболевания, которые относят к детерминированным эффектам излучения, не возникают под действием других физических или химических факторов. Связь между таким эффектом и воздействием излучения непосредственная (детерминированная).

Зависимость доза-эффект для детерминированных эффектов имеет дозовый порог. При облучении с дозой ниже пороговой эффект не развивается, а выше – тяжесть эффекта зависит от дозы: чем больше повреждено клеток, составляющих ткань, тем сильнее нарушается ее целостность и функция, тем тяжелее течение болезни и более тяжкими могут быть ее последствия. Увеличение дозы сопровождается возрастанием доли поврежденных клеток органа, вследствие чего детерминированные эффекты становятся более выраженными и возникают скорее. Величина пороговой дозы определяется радиочувствительностью клеток облученного органа и способностью организма компенсировать или восстанавливать такое поражение[7]. Она зависит от скорости, с которой облучается орган, т.е. от мощности дозы облучения. Чем меньше мощность дозы, тем больше нужно времени для формирования дозы и для восстановления поврежденных клеток и тканей и тем большая доза необходима для развития детерминированного эффекта. В соответствии с правилом Бергонье и Трибондо[8] величина пороговой дозы является наименьшей для интенсивно обновляющихся тканей, например, красного костного мозга, и наибольшей для медленно обновляющихся клеточных систем, например, нервной. Согласно этой закономерности радиочувствительность человека растет с уменьшением его возраста: наибольшей радиочувствительностью обладает человеческий зародыш, а наименьшей – взрослый человек.

Рис. 4.1. Зависимость риска преждевременной смерти от дозы,
полученная при анализе последствий облучения людей

Одни и те же ткани разных людей отличаются по радиочувствительности. Совокупность людей характеризует вероятность, с которой в этой группе встречаются люди с той или иной величиной пороговой дозы. На рис. 4.1 представлена вероятность развития определенных детерминированных эффектов у взрослых здоровых людей как функция дозы внешнего облучения. Кривые 1 и 2 характеризуют развитие костномозгового синдрома (радиационного поражения красного костного мозга). Кривая 1 относится к ситуации, когда облученному оказывается минимальная медицинская помощь. Кривая 2 относится к случаю интенсивного лечения пострадавшего в условиях специальной клиники радиационных поражений. Зависимости 1 и 2 отражают абстрактный случай совершенно равномерного облучения красного костного мозга. В реальных радиационных авариях облучение костного мозга, как правило, неравномерно, поэтому и при высокой средней дозе облучения всего тела находятся участки неповрежденного костного мозга, которые помогают выжить людям, получившим большие дозы. Развитие костномозгового синдрома требует времени, поэтому при больших дозах облучения он не успевает развиться, и смерть наступает от радиационного поражения кишечника (гастроинтестинального синдрома). Кривая 3 характеризует развитие этого детерминированного эффекта.

Источником данных о значениях пороговых доз развития детерминированных эффектов у человека являются радиационные аварии и радиобиологические эксперименты на животных. По имеющимся данным облучение всего тела взрослого человека фотонами с дозой 1 Гр и менее не приводит к развитию серьезных детерминированных эффектов, которые могли бы привести к преждевременной смерти. С другой стороны, такое же облучение, но с дозой 20 Гр всегда приводит к быстрой гибели облученного.