Радиационная биология. Радиоэкология

Лучевые нарушения в хрусталике рассматриваются как третьи по значимости эффекты облучения, вслед за смертностью от рака и болезней системы кровообращения (МКРЗ-118). В аспекте проблемы эффектов малых доз излучения с низкой ЛПЭ (до 100 мГр) интерес к дозовой зависимости для индукции нарушений в хрусталике после облучения нарастает в линейной прогрессии, о чем свидетельствует в том числе показанная здесь хроно-динамика увеличения числа тематических обзоров по годам (с 2007 г.; r = 0.650; p = 0.006). Однако прояснение вопроса о доказанности эффекта малых доз на хрусталик пока отсутствует. В настоящем исследовании из двух сообщений сделана попытка заполнить указанный пробел. Поскольку эпидемиологические зависимости для подтверждения причинной связи должны, по возможности, соответствовать критерию биологического правдоподобия, в настоящем Сообщении 1 был выполнен обзор рассматриваемых в тематических публикациях работ по катарактогенным эффектам наименьших доз радиации с низкой ЛПЭ в экспериментах in vitro и на животных. Чрезвычайная радиочувствительность клеток хрусталика, превышающая по показателю индукции двунитевых разрывов ДНК даже параметры лимфоцитов, подтверждается в ряде работ (увеличение уровня разрывов показано даже для дозы 20 мГр). Но при перенесении дозовых закономерностей на облучение мышей и крыс in vivo выводы об эффектах малых доз не подтверждаются. Выборка работ за более чем 70 лет таковых эффектов не выявила. Имеющиеся три исключения (не вошедшая в PubMed статья, цитируемая в единственном источнике, презентация на рабочем совещании и произвольное упоминание в учебном пособии без ссылки) не служат весомыми научными источниками. Единичность этих данных не подпадает под критерий “Постоянство ассоциации”. Самые малые пороговые дозы радиации для индукции катарактогенных последствий для мышей составляют, согласно исследованиям еще 1950-х годах, ~114 и ~140 мГр для рентгеновского излучения. Называется и величина 150 мГр (Шафиркин А.В., Григорьев Ю.Г., 2009). Тем не менее следует придерживаться результатов более поздних исследований, согласно которым при воздействии излучения на мышей тенденция к помутнению в хрусталике может наблюдаться для дозы 0.2 Гр, со статистически значимой фиксацией эффекта для дозы только в 0.4 Гр. В большинстве источников в опытах на грызунах сообщается о пороговых дозах в единицы грей, минимум – в 0.5 Гр. Таким образом, в эксперименте эффекты малых доз для нарушений в хрусталике не обнаружены.

Лучевые нарушения в хрусталике рассматриваются как третьи по значимости эффекты облучения, вслед за смертностью от рака и болезней системы кровообращения (МКРЗ-118). В аспекте эффектов малых доз излучения с низкой ЛПЭ (до 100 мГр) интерес к проблеме катарактогенных нарушений нарастает, хотя прояснение вопроса отсутствует. В настоящем исследовании из двух сообщений сделана попытка заполнить указанный пробел. В Сообщении 1 был выполнен обзор работ по катарактогенным эффектам наименьших доз радиации с низкой ЛПЭ в экспериментах in vitro и in vivo и сделан вывод об отсутствии их весомого подтверждения в опытах на животных; в Сообщении 2 представлены результаты эпидемиологических исследований, имеющих отношение к проблеме. Приведены данные по неопределенностям, сопутствующим таким эпидемиологическим исследованиям: неоднозначность связи между нарушениями в хрусталике и формированием катаракт, зависимость их от возраста, а также зависимость оценки от принятой системы классификации помутнений. Эти неопределенности имели следствием то, что МКРЗ с 1977 г. было предложено пять последовательно уменьшающихся пороговых доз (лимитов) для нарушений в хрусталике. Рассмотрены дозовые закономерности применительно к катарактогенным нарушениям для упоминающихся в обзорах девяти облученных групп: пострадавших от атомных бомбардировок (LSS), ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС, медицинских радиологов (рентгенологов, технологов), пациентов после компьютерной томографии и радиотерапии, индустриальных радиографистов, работников ядерной индустрии, резидентов, проживающих при повышенном радиационном фоне (естественном и антропогенным), для космонавтов/астронавтов и пилотов. Для некоторых групп имелись утверждения об эффектах малых доз радиации, однако наличие ряда эпидемиологических неопределенностей (обратная причинность при диагностическом облучении, вклад радиации с высокой ЛПЭ, УФ и солнечного излучения у космонавтов/астронавтов и пилотов, дозы свыше 100 мГр для верхней границы изученного диапазона у резидентов и пр.) не позволяют рассматривать эти утверждения как доказанные. Поэтому для большинства облученных групп следует придерживаться порога в 300 мГр безотносительно, согласно МКРЗ-118, острого или хронического облучения, хотя из-за предупредительного принципа, на основании данных, рассмотренных в Сообщениях 1 и 2, лимит можно снизить до 200 мГр. Исключениями являются медицинские радиологи (рентгенологи, технологи) и промышленные радиографисты, для которых катарактогенные эффекты малых доз (в несколько десятков миллигрей; рабочий минимум – 20 мГр) могут быть реальны. Это обусловлено, вероятно, непосредственным задействованием органа зрения в профессиональных манипуляциях с облучением. Сделан вывод, что именно этими двумя группами целесообразно ограничиться в будущем при исследовании радиогенных нарушений в хрусталике после облучения в малых дозах радиацией с низкой ЛПЭ, а остальные группы в этом плане бесперспективны.

Побуждением к настоящему исследованию служили данные: 1) о связи между общей реактивностью организма и радиорезистентностью; 2) о существенной роли тучных клеток в формировании радиобиологических эффектов; 3) о значительных индивидуальных особенностях радиорезистентности организма. Цель исследования состояла в выявлении связи показателей радиорезистентности с состоянием реактивности организма, проявляющейся конституционно обусловленными особенностями тучных клеток соединительной ткани. Изучены естественная радиорезистентность и модифицирующее влияние гипоксии, гипероксии и радиопротектора индралина. Исследование выполнено на 369 белых крысах-самцах массой тела 215–240 г. Для определения индивидуальных особенностей радиорезистентности провели тотальное и кранио-каудальное γ-облучение животных. В качестве гипоксической пробы использовали воздействие газовой гипоксической смеси с 8%-ным содержанием кислорода. Критериями радиорезистентности служили 5- и 30-суточная выживаемость, потеря массы тела, ранняя преходящая недееспособность. Диагностическим признаком служил индекс реактивности тучных клеток кожи. Выявлены особенности связи между уровнем реактивности тучных клеток и показателями радиорезистентности. Показано, что минимальный уровень естественной радиорезистентности характерен для животных с высоким индексом реакции тучных клеток на гипоксию. Модифицирующее действие гипоксии во время облучения проявлялось у всех животных. При этом наибольший уровень модифицированной радиорезистентности отмечен у крыс со средними значениями индекса реактивности тучных клеток. В то же время при использовании индралина его радиозащитное действие наиболее выражено в группе животных с максимальной реакцией тучных клеток. Радиомодифицирующий эффект кислорода максимально выражен у крыс с максимальными значениями индекса реактивности тучных клеток и характеризуется уменьшением 5-суточной выживаемости и средней продолжительности жизни. Установленная связь между особенностями тучных клеток и радиорезистентностью может служить основой для разработки методов прогнозирования индивидуальной естественной и модифицированной радиорезистентности.

Представлены оригинальные данные о содержании радионуклидов естественного (примордиальные и космогенные) и техногенного происхождения в ассимиляционном аппарате сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), произрастающей на территории Западного Кавказа (в пределах Карачаево-Черкесской Республики). В хвое сосны выявлено содержание радиоизотопов бериллия ⁷Be, калия ⁴⁰K, тория ²³²Th, урана ²³⁸U и цезия ¹³⁷Cs. Выявлена связь содержания радионуклидов в образцах хвои сосны обыкновенной ⁷Be, ²³⁸U, ¹³⁷Cs с высотой мест произрастания.

Исследовали состояние семенного потомства в популяциях сосны обыкновенной из Полесского государственного радиационно-экологического заповедника (ПГРЗ), Белоруссия. Семенное потомство исследованных популяций характеризуется повышенной частотой цитогенетических нарушений и абортивных семян, а также пониженной всхожестью. Вместе с тем семена сосны обыкновенной из популяций, длительное время развивавшихся в условиях хронического облучения, отличаются повышенной устойчивостью к дополнительному γ-облучению. Таким образом, современные уровни радиационного воздействия на территории ПГРЗ способны угнетать репродуктивную способность сосны обыкновенной и служить фактором отбора на повышенную устойчивость к облучению.

С момента создания в 1962 г. и по настоящее время Научный совет РАН по радиобиологии (изначально – Научный совет при Академии наук СССР по комплексной проблеме “Радиобиология”) уделяет большое внимание вопросам поражающего действия радиации и медицинской противорадиационной защиты. Уже в первый состав Совета вошли ученые, получившие значительный опыт работы в области радиобиологии во время действительной военной службы в учебных, научных и клинических учреждениях Министерства обороны СССР – Т.К. Джаракьян, П.Г. Жеребченко, Г.А. Зедгенидзе, А.С. Мозжухин, В.П. Парибок. Первым председателем Бюро Совета стал выдающийся советский радиобиолог А.В. Лебединский, ранее руководивший радиобиологическими исследованиями в Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова. В разные годы в состав Совета входили действующие и отставные военные медики: И.Г. Акоев, Е.А. Жербин, В.И. Легеза, А.Н. Гребенюк. Заместителем председателя Совета, Президентом Радиобиологического общества РАН в настоящее время является И.Б. Ушаков, долгое время возглавлявший профильные для военной радиобиологии научные учреждения – Государственный научно-исследовательский испытательный институт авиационной и космической медицины МО РФ и Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины МО РФ. Весь период существования Совета военные медики принимали активное участие в его работе, формировали и курировали актуальные исследования в области военной радиобиологии и медицинской противорадиационной защиты.