1 Биологическое действие излучения В.Е.Алейников Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Россия. - презентация

1 1 Биологическое действие излучения В.Е.Алейников Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Россия

2 2 Человеческое тело состоит приблизительно из клеток.Компьютером, который управляет всеми программами по которым работают клетки, является генетический материал, содержащийся в ядрах каждой клетки. Генетический материал состоит из 46 хромосом, размещаемых в 23 парах. Внутри хромосом находится молекула ДНК. Эта молекула состоит из 2 цепочек в форме двойной спирали, растянув которые, получится нить длиной 1,5 метра.

3 3 Четыре базы, названные A, C, G и T, связывают обе спирали вместе. A в одной спирали всегда соединяется с T в другой спирали, и C всегда соединяется с G. В случае, если одна спираль повреждена, другая служит моделью для восстановления.

4 4 Различаются следующие виды воздействия на клетку в следствии облучения: Без изменений -облучение не влияет на клетку; Гибель клетки; Восстановление: - Клетка восстанавливает молекулу ДНК; - Нарушения восстановления. Молекула ДНК получает ложную информацию, ведущую к мутации клетки. Мутации не обязательно отрицательные, но они могут также привести к генетическим нарушениям и онкологическим заболеваниям.

5 5

6 6 Ущерб здоровью и риск Ситуации облучения Внешнее облучение - удаленные источники - загрязнение кожи Внутреннее облучение

7 7 Стохастические эффекты поздниепоздние тяжесть не меняетсятяжесть не меняется Ущерб здоровью и риск Патологические эффекты ионизирующего излучения Трансформация клеток Гибель клеток Детерминированные эффекты ранниеранние тяжесть зависит от облучениятяжесть зависит от облучения Энергия, поглощаемая клетками Излучение

8 8 Ущерб здоровью и риск Облучение высокими дозами излучения может вызвать детерминированные эффекты, которые обязательно будут иметь место, если доза превысит пороговый уровень Тяжесть возрастает вместе с дозой свыше порогового значения

9 9 Ущерб здоровью и риск Пороговые уровни для детерминированных эффектов Доза 1) [Зв] 2) ЭффектЛатентный период ХРУСТАЛИК ГЛАЗА 5КАТАРАКТА ОТ 6 МЕСЯЦЕВ ДО НЕСКОЛЬКИХ ЛЕТ КОЖА 3ЭРИТЕМА1-3 НЕДЕЛИ ГОНАДЫ 3СТЕРИЛЬНОСТЬнесколько недель 0,5РВОТА1-Й ДЕНЬ ВЕСЬ ОРГАНИЗМ 5-15СМЕРТЬ10-20 ДНЕЙ >15СМЕРТЬ1-5 ДНЕЙ 1) ПОДВЕРЖЕННОСТЬ В ТЕЧЕНИЕ МЕНЕЕ ДВУХ ДНЕЙ 2) 1 Зв = 100 БЭР

10 10 Детерминированные эффекты - принцип предотвращения Точное количественное определение соотношений доза-эффект Простота преобразования в регулирующее положение Предел является индивидуальной гарантией не возникновения детерминированных эффектов Ущерб здоровью и риск

11 11 Эпидемиология доказала существование стохастических эффектов у людей, подверг- шихся мгновенному облучению дозами, превышающими 0,2 зиверта (20 бэр). Однако ввиду ограниченных возможностей статис- тических методов, используемых в эпидемио- логии, невозможно было предоставить убедительных доказательств существования таких эффектов при более низких дозах облучения.

12 12 Наблюдение за подвергшимся облучению населением Хиросимы и Нагасаки подтвердило существование второго типа патологического эффекта, вызываемого ионизирующим излучением, который ранее был обнаружен у радиологов. У этих людей частота заболеваний раком была намного выше, чем у эталонного населения. Такая повышенная частота заболеваний проявлялась даже у людей, подвергшихся облучению на уровне ниже порога возникновения детерминированных эффектов. Однако было невозможно точно спрогнозировать, у кого из людей возникнет рак в связи с облучением, или указать, оценивая данные прошлых лет, в каких случаях раковые заболевания могли быть вызваны облучением. Исходя из этого, такие патологические эффекты были названы стохастическими или вероятностными.

13 13 Летальный исход мгновенных смертей Годы Случаи заболевания лейкемией Ожидалось: 162 Выявлено: 249 = 87 Другие виды раковых заболеваний Ожидалось: 7244 Выявлено: 7578 = 334 По данным Shigematsu, 93 & Pierce, 96 По данным Shigematsu, 93 & Pierce, 96 Количество выживших: % смертей в 1990: 44 % Ущерб здоровью и риск Последствия бомбардировок в Хиросиме и Нагасаки

14 14 Ущерб здоровью и риск Облучение любыми дозами излучения может вызвать стохастические эффекты в том случае, если облученная клетка не погибла, а подверглась изменениям. В измененной клетке может возникнуть рак Вероятность возникновения рака выше для более высоких доз, но тяжесть любого рака, который может быть причиной облучения, от дозы не зависит

15 15 Ущерб здоровью и риск Стохастические эффекты увеличение числа выявленных раковых заболеваний у населения, подвергшегося облучению невозможность прогнозирования конкретных случаев раковых заболеваний среди населения, подвергшегося облучению невозможность определения среди всех раковых заболеваний тех случаев, которые вызваны облучением

16 16 Ущерб здоровью и риск Стохастический риск (1) риск раковых заболеваний с летальным исходом » 25 % увеличение риска раковых заболеваний с летальным исходом, соответствующего 1 Зв» 5 % снижение вероятной продолжительности жизни, ассоциируемое со смертельными раковыми заболеваниями» 15 лет снижение вероятной продолжительности жизни, ассоциируемое с 1 чел.-Зв:» 1 год Стохастический риск (1) риск раковых заболеваний с летальным исходом » 25 % увеличение риска раковых заболеваний с летальным исходом, соответствующего 1 Зв» 5 % снижение вероятной продолжительности жизни, ассоциируемое со смертельными раковыми заболеваниями» 15 лет снижение вероятной продолжительности жизни, ассоциируемое с 1 чел.-Зв:» 1 год Доза работника, получавшего в течение своей трудовой жизни (35 лет) 20 мЗв в год, достигает 700 мЗв, что соответствует риску летального исхода вследствие ракового заболевания, вызванного облучением 2,8 %

17 17 Возник вопрос, существует ли порог, ниже которого индивидуальный риск ракового заболевания, вызванного облучением, равняется нулю. Международное научное сообщество не может дать определенного ответа на данный вопрос, поскольку нет научного доказательства того, что такой порог существует или не существует. Более того, эпидемиология, по всей видимости, не может дать ответа на этот вопрос.

18 18 При разработке рекомендации в отношении управления стохастическими эффектами, эксперты МКРЗ столкнулись с дилеммой : или признать существование порога и подвергнуться риску быть обвиненными в опрометчивости и безответственности в управлении радиационным риском, если однажды будет доказано, что стохастические эффекты существуют при малых дозах облучения; или предположить, что порог отсутствует, другими словами, предположить, что любая доза облучения, даже самая малая, повышает вероятность того, что у человека, подвергшегося ей, возникнет рак. В этом случае эксперты рискуют быть только лишь обвиненными в чрезмерной предосторожности, если однажды будет доказано, что стохастические эффекты существуют при малых дозах облучения.

19 19 Осторожный подход, который в наши дни называется принципом предосторожности, целью которого было свести к минимуму сожаления в случае возникновения сомнений в будущем, привел к тому, что эксперты МКРЗ выбрали второй вариант и приняли линейную взаимосвязь между поглощенной дозой и риском, без установления порога.

20 20 Радиационный риск и контроль риска В неопределенных ситуациях необходимо принятие мер предосторожности это этично это соответствует готовности нести социальную ответственность это побуждает действовать прагматическим образом для определения и поддержания риска на разумно достижимом уровне Предосторожность Риск Неопреде- ленность Отсутствие риска

21 21 Чтобы оценить риски, вызываемые малой дозой облучения, была выбрана линейная функция реагирования на дозу. Линейный коэффициент при низких дозах или низкой мощности дозы исчисляется путем деления предыдущего показателя на коэффициент эффективности дозы и мощности дозы (КЭДМД), которому МКРЗ присвоила величину 2. После произведенных на этой основе расчетов номинальная вероятность рака для работающего населения составила 4х10 2 Зв 1.

22 22 Ущерб здоровью и риск Риск, связанный со стохастическими эффектами Индивидуальный уровень облучения Вероятность летального исхода раковых заболеваний, вызванных облучением Принцип предосторожности Наблюдения 0,05 Зв Накопленная доза Мгновенная доза