Вивчення генетичних наслідків опромінення ще більш утруднено, чим у випадку раку. Невідомо, які генетичні ушкодження при опроміненні, виявлятися вони можуть протягом багатьох поколінь, неможливо відрізнити їх від тих, що викликано іншими причинами.
Приходиться оцінювати появу спадкоємних дефектів у людини за результатами експериментів на тваринах.
При оцінці ризику НКДАР використовує два підходи: при одному визначають безпосередній ефект даної дози, при іншому – дозу, при якій подвоюється частота появи нащадків з тією чи іншою аномалією в порівнянні з нормальними радіаційними умовами.
Так, при першому підході встановлено, що доза в 1 г, отримана при низькому радіаційному фоні особами чоловічої статі (для жінок оцінки менш певні), викликає появу від 1000 до 2000 мутацій, що приводять до серйозних наслідків, і від 30 до 1000 хромосомних аберацій на кожен мільйон живих немовлят.
При другому підході отримано наступні результати: хронічне опромінення при потужності дози в 1 г на одне покоління приведе до появи близько 2000 серйозних генетичних захворювань на кожен мільйон живих немовлят серед дітей тих, хто піддався такому опроміненню.
Оцінки ці ненадійні, але необхідні. Генетичні наслідки опромінення виражаються такими кількісними параметрами, як скорочення тривалості життя і періоду непрацездатності, хоча при цьому визнається, що ці оцінки не більш ніж перша груба прикидка. Так, хронічне опромінення населення з потужністю дози в 1 г на покоління скорочує період працездатності на 50000 років, а тривалість життя – також на 50000 років на кожен мільйон живих немовлят серед дітей першого опроміненого покоління; при постійному опроміненні багатьох поколінь виходять на наступні оцінки: відповідно 340000 років і 286000 років.
Існує три шляхи надходження радіоактивних речовин в організм: при вдиханні повітря, забрудненого радіоактивними речовинами, через заражену їжу чи воду, через шкіру, а також при зараженні відкритих ран. Найбільш небезпечний перший шлях, оскільки:
· обсяг легеневої вентиляції дуже великий
· значення коефіцієнта засвоєння в легенях більш високі.
Пилові частки, на яких сконцентровані радіоактивні ізотопи, при вдиханні повітря через верхні дихальні шляхи частково осідають у порожнині рота і носоглотці. Звідси пил надходить у травний тракт. Інші частки надходять у легені. Ступінь затримки аерозолів у легенях залежить від дисперсіонності. У легенях затримується близько 20% усіх часток; при зменшенні розмірів аерозолів величина затримки збільшується до 70%.
При всмоктуванні радіоактивних речовин зі шлунково-кишкового тракту має значення коефіцієнт резорбції, що характеризує частку речовини, що попадає зі шлунково-кишкового тракту в кров. У залежності від природи ізотопу коефіцієнт змінюється в широких межах: від сотих часток відсотка (для цирконію, ніобію), до декількох десятків відсотків (водень, лужноземельні елементи). Резорбція через неушкоджену шкіру в 200-300 разів менше, ніж через шлунково-кишковий тракт, і, як правило, не грає істотної ролі.
При влученні радіоактивних речовин в організм будь-яким шляхом вони вже через кілька хвилин виявляються в крові. Якщо надходження радіоактивних речовин було однократним, то концентрація їх у крові спочатку зростає до максимуму, а потім протягом 15-20 доби знижується.
Концентрації в крові довго живучих ізотопів надалі можуть утримуватися практично на одному рівні протягом тривалого часу внаслідок зворотного вимивання речовин, що відклалися.
Кінцевий ефект опромінення є результатом не тільки первинного ушкодження кліток, але і наступних процесів відновлення. Передбачається, що значна частина первинних ушкоджень у клітці виникає у виді так званих потенційних ушкоджень, що можуть реалізовуватися у випадку відсутності відбудовних процесів. Реалізації цих процесів сприяють процеси біосинтезу білків і нуклеїнових кислот. Поки реалізація потенційних ушкоджень не відбулася, клітка може в них "відновитися". Це, як передбачається, зв'язано з ферментативними реакціями й обумовлено енергетичним обміном. Вважається, що в основі цього явища лежить діяльність систем, що у звичайних умовах регулюють інтенсивність природного мутаційного процесу.
Мутагенний вплив іонізуючого випромінювання вперше установили російські вчені Р.А. Надсон і Р.С. Філіппов у 1925 році в досвідах на дріжджах. У 1927 році це відкриття було підтверджено Р. Меллером на класичному генетичному об'єкті - дрозофілі.
Іонізуючі випромінювання здатні викликати усі види спадкоємних змін. Спектр мутацій, індукованих опроміненням, не відрізняється від спектра спонтанних мутацій.
Останні дослідження Київського інституту нейрохірургії показали, що радіація навіть у малих кількостях, при дозах у десятки берів, найсильнішим чином впливає на нервові клітки - нейрони. Але нейрони гинуть не від прямого впливу радіації. Як з'ясувалося, у результаті впливу радіації в більшості ліквідаторів ЧАЕС спостерігається "післярадіаційна енцефлопатія". Загальні порушення в організмі під дією радіації приводить до зміни обміну речовин, що спричиняють патологічні зміни головного мозку.
ІІІ Джерела радіаційного випромінювання
Тепер, маючи уявлення про вплив радіаційного опромінення на живі тканини, необхідно з'ясувати, у яких ситуаціях ми найбільш піддані цьому впливу.
Існує два способи опромінення: якщо радіоактивні речовини знаходяться поза організмом і опромінюють його зовні, то мова йде про зовнішнє опромінення. Інший спосіб опромінення – при влученні радіонуклідів усередину організму з повітрям, їжею і водою – називають внутрішнім.
Джерела радіоактивного випромінювання дуже різноманітні, але їх можна об'єднати в дві великі групи: природні і штучні (створені людиною). Причому основна частка опромінення (більш 75% річної ефективної еквівалентної дози) приходиться на природне тло.
3.1 Природні джерела радіації
Природні радіонукліди поділяються на чотири групи: довготривалі (уран-238, уран-235, торій-232); короткотривалі (радій, радон); довготривалі одиночні, не утворюючі сімейств (калій-40); радіонукліди, що виникають у результаті взаємодії космічних часток з атомними ядрами речовини Землі (вуглець-14).
Різні види випромінювання попадають на поверхню Землі або з космосу, або надходять від радіоактивних речовин, що знаходяться в земній корі, причому земні джерела відповідальні в середньому за 5/6 річних ефективних еквівалентних доз, одержуваної населенням, в основному внаслідок внутрішнього опромінення.
Рівні радіаційного випромінювання неоднакові для різних областей. Так, Північний і Південний полюси більш, ніж екваторіальна зона, піддані впливу космічних променів через наявність у Землі магнітного поля, що відхиляє заряджені радіоактивні частки. Крім того, чим більше віддалення від земної поверхні, тим інтенсивніше космічне випромінювання.
Іншими словами, проживаючи в гірських районах і постійно користуючись повітряним транспортом, ми піддаємося додатковому ризику опромінення. Люди, що живуть вище 2000м над рівнем моря, одержують у середньому через космічні промені ефективну еквівалентну дозу в кілька разів більшу, ніж ті, хто живе на рівні моря. При підйомі з висоти 4000м (максимальна висота проживання людей) до 12000м (максимальна висота польоту пасажирського авіатранспорту) рівень опромінення зростає в 25 разів. Зразкова доза за рейс Нью-Йорк – Париж за даними НКДАР ООН у 1985 році складала 50 мікрозівертів за 7,5 годин польоту.
Усього за рахунок використання повітряного транспорту населення Землі одержувало в рік ефективну еквівалентну дозу близько 2000 люд-зв.
Рівні земної радіації також розподіляються нерівномірно по поверхні Землі і залежать від складу і концентрації радіоактивних речовин у земній корі. Так звані аномальні радіаційні поля природного походження утворяться у випадку збагачення деяких типів гірських порід ураном, торієм, на родовищах радіоактивних елементів у різних породах, при сучасному внесенні урану, радію, радону в поверхневі і підземні води, геологічне середовище.
За даними досліджень, проведених у Франції, Німеччині, Італії, Японії і США, близько 95% населення цих країн проживає в районах, де потужність дози опромінення коливається в середньому від 0,3 до 0,6 мілізіверта в рік. Ці дані можна прийняти за середні по світу, оскільки природні умови в перерахованих вище країнах різні.
Є, однак, трохи “гарячих місць”, де рівень радіації набагато вище. До них відносяться кілька районів у Бразилії: околиці міста Посус-ді-Калдас і пляжі біля Гуарапари, міста з населенням 12000 чоловік, куди щорічно приїжджають відпочивати приблизно 30000 курортників, де рівень радіації досягає 250 і 175 мілізивертів у рік відповідно. Це перевищує середні показники в 500-800 разів. Тут, а також в іншій частині світла, на південно-західному узбережжі Індії, подібне явище обумовлене підвищеним змістом торія в пісках. Перераховані вище території в Бразилії й Індії є найбільш вивченими в даному аспекті, але існує безліч інших місць з високим рівнем радіації, наприклад у Франції, Нігерії, на Мадагаскару.
По території Росії зони підвищеної радіоактивності також розподілені нерівномірно і відомі як у європейській частині країни, так і в Заураллі, на Полярному Уралі, у Західному Сибіру, Прибайкаллі, на Далекому Сході, Камчатці, Північному сході.
Серед природних радіонуклідів найбільший внесок (більш 50%) у сумарну дозу опромінення несе радон і його дочірні продукти розпаду (у т.ч. радій). Небезпека радону полягає в його широкому поширенні, високої проникаючій здатності і міграційній рухливості (активності), розпаду з утворенням радію й інших високоактивних радіонуклідів. Період напіврозпаду радону порівняно невеликий і складає 3,823 доби. Радон важко ідентифікувати без використання спеціальних приладів, тому що він не має кольору чи запаху.
Одним з найважливіших аспектів радонової проблеми є внутрішнє опромінення радоном: продукти, які утворяться при його розпаді у виді дрібних часток проникають в органи дихання, і їхнє існування в організмі супроводжується альфа-випромінюванням