Е.Б. Бурлакова Институт биохимической физики им....

К вопросу оценки негативных К вопросу оценки негативных последствий для здоровья населения и последствий для здоровья населения и

ликвидаторов в связи с аварией на ликвидаторов в связи с аварией на Чернобыльской АЭС.Чернобыльской АЭС.

Е.Б. БурлаковаЕ.Б. Бурлакова

Институт биохимической физики Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН им. Н.М. Эмануэля РАН

Всего в бывшем Советском Союзе, были загрязнены территории площадью приблизительно 150 000 км2 . На этих территориях проживают около пяти миллионов человек.За пределами бывшего Советского Союза на многих территориях в Северной и Восточной Европе плотность выпадения 137Cs находилась в диапазоне от 37 до 200 кБк/м2. Площадь этих районов составляет 45 000 км2, то есть около трети площади загрязненных территорий в бывшем Советском Союзе.Средняя эффективная доза внешнего гамма -облучения участников ликвидации последствий аварии в 1986-1987 годах составляла около 0,1 Зв. Во всех трех республиках при оценке доз на щитовидную железу, полученных наиболее облученными младенцами, они превышали 1 Гр. Среди жителей любого выбранного места дозы на щитовидную железу у взрослых были примерно в 10 раз меньше, чем у детей. По расчетам, средняя доза на щитовидную железу, полученная населением трех республик, составляет 7 мГр.Средние эффективные дозы, полученные от 134Cs и 137Cs в течение первых 10 лет после аварии жителями загрязненных территорий, составляют, по оценкам, около 10 мЗв. В среднем эффективная доля составляла около 4 мЗв, и только около 10 000 человек, по оценкам, получили эффективные дозы более 100 мЗв. Ожидается, что пожизненные эффективные дозы будут примерно на 40% больше, чем дозы, полученные в первые 10 лет после аварии.

28 аварийных работников, участвовавших в ликвидации последствий впервые несколько часов после аварии, умерли от лучевой болезни в течение четырех месяцев, и еще двое умерли от комбинированных поражений – физических травм, термальных ожогов и лучевой болезни. В общей сложности на протяжении 1986 года с территорий, расположенных в непосредственной близости от атомной электростанции, были эвакуированы 116 000 человек, и еще 220 000 человек были эвакуированы с территорий трех наиболее пострадавших стран в период после 1986 года. В общей сложности в загрязненных районах ( выпадение на почву 137Cs≥37 кБк/м2 ), расположенных на территории Беларуси, Российской Федерации и Украины, проживало приблизительно пять миллионов человек. 600 000 ликвидаторов были в последствии занесены в государственные реестры, созданные с целью содействия процессу мониторинга последствий аварии.По оценкам, выбросы 131I и 137Cs составили, соответственно, 1760 и 85 ПБк (1 ПБк = 1015Бк ). Однако следует отметить, что оценка доз производилась на основе измерений в окружающей среде, щитовидной железе или теле в целом, а информация об объеме выбросов для этой цели не требовалось.

Изменения структурных параметров генома и ядерных мембран органов мышей в зависимости от дозы облучения

(0,6 -9,6 сГр, мощность дозы 0,6 сГр/сутки)

Изменение количества ДНК – белковых сшивок в лимфоцитах селезенки мышей в зависимости от длительности воздействия низкоинтенсивного -излучения. * - р < 0,05; ** - р < 0,01 – достоверность различий от контроля (по Стьюденту).

Изменение содержания двунитевой ДНК в лимфоцитах селезенки мышей в зависимости от длительности воздействия низкоинтенсивного

-излучения. * - р < 0,05 – достоверность различий от контроля (по Стьюденту).

ОСИПОВ и др., Радиоэкология, т. 40, №5, 2000)

Частота инверсии в селезенке мышей линии pKZI после однократного Х – облучения всего туловища

Хукер, 2004

Схема, объясняющая нелинейную дозовую Схема, объясняющая нелинейную дозовую зависимостьзависимость

НИЗКОИНТЕНСИВНОЕ ОБЛУЧЕНИЕ

ИЗМЕНЯЕТ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

БИОПОЛИМЕРОВ, КЛЕТОК,

ОРГАНИЗМОВ К ДЕЙСТВИЮ

ДРУГИХ ПОВРЕЖДАЮЩИХ

ФАКТОРОВ, ЧТО ВЫРАЖАЕТСЯ В

ЭФФЕКТАХ "СИНЕРГИЗМА".

ДЛЯ МАЛЫХ ДОЗ

НИЗКОИНТЕНСИВНОГО

ОБЛУЧЕНИЯ

ХАРАКТЕРНА И ВАЖНА

РАДИАЦИОННАЯ

НЕСТАБИЛЬНОСТЬ

ГЕНОМА, НАСЛЕДУЕМАЯ

ПОТОМКАМИ

ОБЛУЧЕННЫХ КЛЕТОК

Индукция экспрессии гена под воздействием радиации

p53

CDKNIA

GADD45

MDM2

p21

BAX

BRCA1

Cfos

cmyc

JUN

HRAS

BCL2

BAD

ICE

Связь между концентрацией белка р53 и адсорбцией ДНК на нитроцеллюлозных фильтрах

Развитие лейкоза у мышей линии АКР

Выживаемость мышей –носителей лейкоза- в контрольной и экспериментальной (облучение)группах

Параметры, характеризующие динамику развития спонтанного лейкоза мышей АКR у самок в контроле и после

низкоинтенсивного облучения в дозе 1,2-2,4 сГр

Параметры кривых выживаемости

Опыт Контроль

h0

γ

Модальный возраст

mod con - mod exp

Средняя продолжительность жизни (теор.), сут.

Средняя продолжительность жизни (эксп.), сут.

1,665 x 10-5, 95% -ный

доверительный интервал

[0,77 – 2,299] x 10-5

0,0296, 95% -ный

доверительный интервал

[0,0289 – 0,0325]

251,3

18,7

232,2

235,4±7,2

4,585 x 10-5, 95% -ный

доверительный интервал

[3,551 – 5,885] x 10-5

0,029, 95% -ный

доверительный интервал

[0,0218 – 0,0240]

270,0

18,7

244,8

254,4±10,7

1. Малые дозы облучения активно влияют на метаболизм животных и человека.

2. В определенных интервалах доз низкоин-тенсивное облучение даже более эффективно, чем острое.

3. Зависимость эффекта от дозы облучения может носить нелинейный, немонотонный, полимодальный характер.

4. Дозы, при которых наблюдаются экстремумы, зависят от мощности (интенсивности) облучения и уменьшаются при ее уменьшении.

5. Облучение в малых дозах приводит к изменению (в большинстве случаев увеличению) чувствительности к действию повреждающих факторов.

Какие особенности действия

низкоинтенсивного облучения могут

приводить к неверным оценкам

вреда (ущерба)

Эффект "свидетеля". Возможное объяснение механизма возникновения РИНСГ в последние годы пытаются найти путем выяснения причин так называемого эффекта "свидетеля", "присутствующего" ("bystander effect"; некоторые переводят этот термин как "эффект наблюдателя"). Сущность феномена состоит в том, что если в культральную среду облученных клеток, передающих потомкам свойства РИНСГ, высеять интактные клетки, которые не подвергались воздействию ионизирующей радиации, то вскоре они и их потомство начинают проявлять все или многие из признаков, характерных для РИНСГ, как если бы сами возникли из облученной клетки. "Эффект свидетеля" не является линейно-зависимым от дозы облучения. Он максимален при малых дозах.

МАГАТЭ и ВОЗ не учитывали при вычислении рисков таких новых явлений, которые проявляются при малых дозах облучения и увеличивают риски, а именно – программируемой гибели клеток (апоптоз), эффекта «свидетеля» (байстендер эффект), радиационно-индуцируемой нестабильности генома, которая в свою очередь является причиной повышенной чувствительности организмов к действию других повреждающих факторов, к более тяжелым формам протекания болезней, имеющих даже иной, чем радиационный генез.

1. Не учтены те изменения в заболеваемости, которые, по мнению экспертов, связаны с аварией как социальным фактором, но не радиационным, а именно, со стрессом, вызванным аварией, переездом людей в другие районы, изменением условий существования, радиофобией (страхом перед радиацией) и т.д.

МАГАТЭ и ВОЗ не рассматривают эти заболевания как результат аварии, а рассматривают лишь те, которые вызваны облучением как таковым.

2. Не учитывается часть онкологических заболеваний, для которых не было найдено привычной зависимости эффекта от дозы, объясняемой на основе тех или других моделей, хотя определять радиогенность заболеваний при малых дозах облучения надо по специфическим биомаркерам, как этого требует молекулярная эпидемиология, а не на основе только дозовых зависимостей.

Зависимость частоты смерти от рака легкого от Зависимость частоты смерти от рака легкого от объемной активности радона в воздухе для мужчин объемной активности радона в воздухе для мужчин

и женщини женщин

Зависимость отклонения смертности от лейкоза Зависимость отклонения смертности от лейкоза (радиационная компонента смертности) у женщин (радиационная компонента смертности) у женщин США в возрасте от 0-24 года от дозы облучения США в возрасте от 0-24 года от дозы облучения

радиоактивным цезием-137 в определенной радиоактивным цезием-137 в определенной возрастной когорте.возрастной когорте.

1- когорта 1953 г. рождения, 2 - когорта 1950 г. рождения,3 - когорта 1957 г. рождения

Смертность от лейкоза в зависимости от Смертность от лейкоза в зависимости от дозы облучениядозы облучения

Частота возникновения опухолей и средняя продолжительность жизни белых мышей при

поступлении в их организм с пищей смеси цезия -137 и стронция -90

3. Не учитывали другие соматические не онкологические заболевания, хотя по данным Д.Престона для большого числа таких заболеваний важной является радиационная составляющая. Иванов и соавт. показали, что цереброваскулярные заболевания у ликвидаторов имеют радиогенную природу. Нельзя отрицать возможность увеличения таких заболеваний и у населения, связанных с аварией. Например, количество нераковых заболеваний щитовидной железы у детей, вызванные радиацией, тоже должно учитываться при подведении итогов влияния облучения на состояние здоровья, поскольку их радиогенная природа подтверждена. МАГАТЭ и ВОЗ не учитывают их.

В работах Цыба, Иванова и сотр. была сделана попытка рассмотреть дозовые зависимости для нераковых заболеваний у ликвидаторов.

Результатами исследования можно считать установление статистически значимой дозовой зависимости по всей когорте ликвидаторов в целом с использованием стратификации по возрасту на момент приезда в зону, году въезда и региону проживания по следующим неонкологическим классам и заболеваниям:− болезни эндокринной системы и нарушения обмена веществ [ERR = 0,58 с 95% ДИ (0,30; 0,87)];− психические расстройства [ERR = 0,40 с 95% ДИ (0,17; 0,63)]:− болезни нервной системы и органов чувств [ERR = 0,.35 с 95% ДИ (0.19; 0,52)]);− болезни органов пищеварения [ERR = 0,24 с 95% ДИ (0,05: 0,43)]:− цереброваскулярные болезни [ЕRR = 1,17 с 95% ДИ (0,45; 1,88)];− эссенциальная гипертония [ERR = 0,52 с 95 % ДИ (0,07; 0,98)]:

Максимально-высокий относительный риск Максимально-высокий относительный риск вероятности нераковых заболеванийвероятности нераковых заболеваний

Относительный риск вероятности Относительный риск вероятности цереброваскулярных заболеваний в цереброваскулярных заболеваний в зависимости от дозы и длительности зависимости от дозы и длительности

пребывания в 30-км зоне ЧАЭСпребывания в 30-км зоне ЧАЭСДоза внешнего облучения, мГр

Длительность

(недели )пребывания

в 30-км зоне

< 6 6 - 12 > 12

>150 1.18(1.00; 1.40)

1.02(0.86; 1.20)

1.00(0.84; 1.19)

50 - 150 1.03(0.88; 1.20)

0.99(0.83; 1.17)

0.90(0.79; 1.04)

<50 0.92 (0.78; 1.11)

0.97(0.84; 1.12)

1

4. Ни МАГАТЭ, ни ВОЗ не учитывают

высокий уровень инвалидизации ликвидаторов. Около 57% ликвидаторов признаны инвалидами, 95% из них имеют причину инвалидизации, связанную с аварией на ЧАЭС.

В преждевременном старении ликвидаторов, существует значительное различие между биологическим и паспортным возрастом у них. Этот феномен также не учитывается как связанный с ухудшением состояния здоровья.

5. МАГАТЭ и ВОЗ признают в качестве негативных последствий для здоровья детей, облучившихся во время аварии, лишь раки щитовидной железы. В то же время, ухудшение состояния здоровья этих детей, связанное с наличием более чем одного хронического заболевания, не принимается во внимание. Также не принимается во внимание в качестве последствия облучения ухудшение состояния здоровья детей ликвидаторов.

Распределение прошедших диспансеризацию детей Распределение прошедших диспансеризацию детей (3ГПУ), проживающих в наиболее загрязненных (3ГПУ), проживающих в наиболее загрязненных радионуклидами областях РФ по территориям и радионуклидами областях РФ по территориям и

группам здоровья в 1996 г.группам здоровья в 1996 г.((в абсолютных числах и в % к общему числу прошедших

диспансеризацию)

Всего 1-я группа

2-я группа

3-я группа

Всего 41585100%

1232029,0%

1870145,0%

1050425,4%

Брянскаяобласть

25774100%

740728,7%

1103042,9%

733728,5%

Калужская область

7458100%

119110,0%

398453,4%

228330,0%

Орловская область

1298100%

52440,4%

71354,9%

614,7%

Тульскаяобласть

7055100%

319845,3%

297442,2%

88312,5%

БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ДЕТЕЙ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ (БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ДЕТЕЙ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ (ГРУППЫ ДЕТЕЙ)ГРУППЫ ДЕТЕЙ)

ХАРАКТЕРИСТИКИ МОНИТОРИНГА

Рожденные до

26.04.1986г.

Внутриутробно

облученные,1986-1987 г.

Внутриутробный период развития

протекал в усло-виях повышенного радиа-

ционного фона, 1988г.

КОНТРОЛЬ

МДА нмоль/мл

4,55±0,04 4,96±0,05 4,49±0,07 3,56±0,01

Гидропероксидыотн.ед./мл

2,06±0,03 1,89±0,05 1,81±0,06 1,5±0,02

АОА%

30,86±0,14 29,34±0,18 33,1±0,21 34,2±0,28

ГП 2,69±0,07 2,81±0,12 3,38±0,18 3,94±0,20

СОД 121,9±8,8 61,4±6,3 114,0±9,2 85,2±5,1

ЦПу.е.

53,1±5,7 69,8±3,3 112,3±6,5 86,1±8,7

Fe (3+)ТФ у.е.

72,8±6,5 78,9±5,1 55,2±5,6 56,0±4,8

α-1 антитрипсин(у.е./мл)

11,72±0,45 3,89±0,39 8,91±0,51 23,71±0,31

Внеклеточная ДНК в плазме крови (мкг/мл)

5,91±0,37 7,87±0,58 3,08±0,36 4,51±0,25

Содержание эндонуклеазы в плазме крови (у.е.)

36,8±1,1 55,2±1,3 49,1±1,5 42,0±1,2

МДА крови самок мышей линии АКР

Изменение активности ГР цитозоля (а) и ГР митохондрий (б) в печени мышей самок (1) и самцов (2) линии АКR в процессе

развития спонтанного лейкоза

Изменение микровязкости липидного бислоя мембран печени при развитии спонтанного лейкоза

Связывание ДНК селезенки с нитроцеллюлозными фильтрами

Изменение активности ГП цитозоля (а) и ГП митохондрий (б) в печени мышей самок (1) и самцов (2) линии АКR в процессе

развития спонтанного лейкоза

ВЛИЯНИЕ ОБЛУЧЕНИЯ (1,2 сГр) НА ФЕРМЕНТНУЮ АНТИОКИСЛИТЕЛЬНУЮ СИСТЕМУ МЫШЕЙ ЛИНИИ АКR

(ОТН. ЕДИНИЦЫ)

VМС VСМЧ АКТИВНОСТЬCuZn -СОД

АКТИВНОСТЬMn -СОД

V/ACuZn -СОД

V/AMn -СОД

2,9 0,65 0,85 1,55 3,5 0,44

Влияние низкоинтенсивного облучения на микровязкость липидного бислоя мембран при

развитии спонтанного лейкоза

Влияние низкоинтенсивного облучения на микровязкость липидного бислоя мембран при

развитии спонтанного лейкоза