Биологические и эпидемиологические эффекты облучения в малых дозах
| Вид материала | Документы |
- Эффекты облучения в твердых телах, 247.82kb.
- Алкоголь… Практически все мы употребляем алкоголь, кто-то очень редко, исключительно, 78.97kb.
- Статья Общие положения > Настоящие Требования к выдаче Свидетельства о допуске к работам, 138.38kb.
- Трии, служит тезис о принципиальной допустимости, приемлемости, а порой даже благотворности,, 411.15kb.
- Курсовая работа тема: «Алкалоиды и история их открытия», 101.03kb.
- Некоторые нерешенные вопросы в исследовании сенсорной системы у человека и ее обусловленности, 144.69kb.
- Тверской Государственный Университет Химико-Биолого-Географический факультет Кафедра, 103.37kb.
- Травы Гекаты в роли целителей, 2705.54kb.
- Дозы излучения и единицы измерения, 180.6kb.
- Болезнь, характеризующаяся непреодолимым влечением к наркотикам (напр., морфину), вызывающим, 19.62kb.
7.3. Популяции облученных по медицинским показателям
Практикующие врачи и пациенты в областях радиологии и ядерной медицины получали высокие дозы радиации по сравнению с ЕРФ или с дозами для работников ядерной отрасли. Перед 1925 г. радиологи облучались в очень высоких дозах; многие из них имели опыт Первой мировой войны, когда рентгеновское оборудование и соответствующие «практические методы» приводили к воздействию весьма значительных доз. «Радиологические автомобили» находились на передних линиях во Франции, и сотни радиологов получили очень высокие дозы в процессе диагностики [59]. Для радиологов раннего времени, причем с опытом Первой мировой войны, в 1950-х гг. были обнаружены избыточные случаи лейкозов. Однако даже эти публикации, указывающие на высокие дозы, все же не совсем уверенно говорят о лейкозах [60]. В [59] показано, что радиологи, практикующие начиная с 1921 г. (когда использовались рудиментарные методы защиты) и получившие средние дозы, оцененные приблизительно в 500 сЗв, по сравнению с другим медицинским персоналом не имеют никакой избыточной частоты рака или лейкозов [61], {26}.
Персонал армии США во Второй мировой войне, включающий 6500 радиологических техников, имел, по оценкам, дозу 50 рэм только при обучении (in training). Средний срок службы составлял 24 месяца. 29-ти-летнее наблюдение не обнаружило никакого увеличения злокачественных новообразований по сравнению с армейскими медицинскими, лабораторными и аптечными техниками [59, 62].
При исследовании более чем 100.000 радиологических техников американского женского персонала удостоверено, что, начиная с 1926 г., не обнаружено никакой связи между раком груди и проведением радиотерапии, радиоизотопной диагностики, флуороскопии и т.п. [63].
Медицинские пациенты получали существенные лучевые дозы, однако их дозиметрия была плоха. Некоторые пациенты прежних лет имели неблагоприятные долгосрочные эффекты на здоровье от накопленных высоких доз. Однако миллионы процедур с умеренным облучением проводятся каждый год. При гипертиреозе, после обработки 131I, больные получают по 10–15 сЗв тотально, но не имеется никакого увеличения лейкозов у 22.000 соответствующих пациентов по сравнению 12.000, получавших другие средства терапии, прежде всего, хирургические [59, 64]. По оценкам BEIR V, число случаев лейкозов должно было быть бóльшим более чем в два раза [3].
Никакого избытка рака щитовидной железы не найдено при диагностическом использовании 131I (средние дозы на щитовидную железу — 50 сГр) у пациентов, для которых отсутствовало подозрение в наличии рака щитовидной железы [59]. Фактически эти пациенты имеют значимое сокращение частоты рака щитовидной железы {27}.
Связь между облучением рентгеновскими лучами и частотой лейкозов также носит отрицательный характер [65]. Это показано для доз вплоть до 300 сЗв при нормальной рентгеновской практике за многие годы [59, 66]. Также сообщается, что дозы от медицинского облучения, намного большие ЕРФ, не дают неблагоприятных эффектов для здоровья [59], {28}.
Обнаружено, что после облучения в результате многократных флуороскопий женщин, больных туберкулезом, при дозах ниже 30 сЗв случаи рака груди существенное сокращаются. Однако в соответствующих публикациях все избыточные раковые образования были просто разделены на тотальную дозу с целью спроектировать линейный эффект при низких дозах, что игнорирует и противоречит собственным результатам этих исследователей [5, 6, 67]. «Модернизация» результатов этой работы в 1996 г. просто затемнила указанные данные [40, 69].
Стимуляция иммунной системы ионизирующей радиацией, основанная на опытах с животными [30, 31], демонстрирует, что 10–15 фракций по 10–15 сГр каждая в течение более чем 3-х недель успешно обращает и подавляет раковые образования и неходжкинскую (non Hodgkins) лимфому [32].
Фертильность человека улучшается после воздействия Х-излучения, что подтверждается исследованиями на животных [24]. Женское бесплодие успешно обращается путем подобного же воздействия на яйцеклетки, причем с передачей потомкам (детям и внукам) более низкой частоты генетических дефектов [69].
[Все-таки автор чересчур увлекся коллекционированием фактов. Работа [69] старовата — 1959 г. И насчет лечения бесплодия радиацией, вкупе со снижением излучением генетических дефектов, это он зря. — Коммент. пер.].
7.4. Популяции, подвергавшиеся воздействию радия
Десятилетние исследования радия включают «живописцев»60 и другие случаи внутреннего поступления радия. Однако не имеется никакой избыточной частоты рака при дозах, меньших приблизительно 1000 сГр. Недавний анализ, сопровождаемый более всесторонними исследованиями в Центре радиобиологии человека (Center for Human Radiobiology) в Аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory), подтверждает эти заключения, полученные еще в 1960-х гг.[70]. Об этом сообщалось на международной конференции в 1981 г. (материалы изданы в 1983 г. [71]). (В США эти исследования были закончены DOE в 1983 г., хотя более чем 1000 индивидуумов все еще оставались живы.)
Имеются следующие оценочные величины порога: 1100 сГр [72] и 1000 сГр [73]. При лог-нормальном распределении по всей гомогенной группе женщин, когда отбирались только случаи «живописцев» и игнорировалось наличие тысяч случаев без раковых образований, спроектированный минимальный порог составил приблизительно 400 сГр [14, 15]. Внешняя радиация от люминесцентных составов на верхних скамьях студий61 (compounds on studio bench tops) — существенный, но вычисляемый вклад в радиацию [74].
Отсутствие лейкозов или других потенциально радиогенных раковых образований и вообще эффектов на здоровье у этой популяции, подвергавшейся воздействию высоких доз внешнего и внутреннего облучения, противоречит ЛБК. Были отмечены факты большей продолжительности жизни этих работников раннего времени, но соответствующая компетентная работа не поддержана.
7.5. Ядерное вооружение и выбросы (Facilities Releases)
Наблюдатели, контролирующие ядерное вооружение (более 46.000 человек), не имеют никаких неблагоприятных эффектов для здоровья [59, 75]. У 40.000 военных, участвовавших в июле 1946 г. в Operation Crossroads, общая смертность слегка повышена по сравнению с контролем. Однако нет увеличения смертности ни от рака, ни от какой-либо другой причины, потенциально связанной с радиацией. По оценкам, средняя доза в указанном случае составила 6 рэм (сЗв). Не имеется также никакого увеличения в группах с бóльшими дозами [76].
В 1954 г. непредвиденные последствия ядерного испытания (осадки) воздействовали на жителей Маршалловых островов и рыбаков японской рыболовной шхуны «Удачливый Дракон». Пепел упал на кожу и причинил существенные ожоги. В группе островитян с высокой дозой имелся избыток опухолей щитовидной железы [48]. 23 рыбака «Удачливого Дракона» были облучены, по грубым оценкам, в дозах от 200 до 670 рад. Человек, получивший дозу 670 рад, умер через 206 дней. Для всех других, за которыми наблюдали в течение 24-х лет, не выявлено никаких радиационно-обусловленных неблагоприятных эффектов для здоровья. На 21-й год один рыбак умер от асцита, вызванного циррозом печени. Никаких раковых образований не было обнаружено [48, 77].
Не найдены избыточные раковые образования и у населения штата Юта, облученного после наземного испытания атомной бомбы [3]. Британские участники испытания бомбы имели значительно большее количество лейкозов и многократных миелом, но не было никакой связи с типом или степенью облучения [78].
Профессор доктор З. Яворовски (Z. Jaworoski) сообщил об исследованиях после ядерного несчастного случая на Урале в 1957 г., когда 7852 людей обследовались в течение 30 лет. Обнаружено, что уровень опухолеообразования в группах, получивших 496, 120 и 40 мЗв ниже соответственно на 28%, 39% и 27% по сравнению с необлученным контролем из того же региона [79].
Доктор А. Бродский (А. Brodsky) сообщил: «По оценкам, Чернобыльский несчастный случай должен был дать коллективную эквивалентную дозу порядка 0,6 миллионов человеко-зивертов. Тридцать процентов от этой коллективной дозы было получено в течение первого года (в 1986 г.), что составило приблизительно 2 процента от коллективной дозы мирового населения за счет ЕРФ» [80].
Профессор Яворовски отмечает: «...в Венгрии... некоторые (several) серьезные врожденные аномалии после аварии в Чернобыле встречались с меньшей частотой, де до нее» [79]. И еще: «Прошло 11 лет с Чернобыльской катастрофы, что более чем достаточно для реалистической оценки ранних и поздних эффектов на здоровье. ...Общее число ранних жертв несчастного случая составило 31 человек. В течение следующих десяти лет (over next ten year) 3 ребенка [могут] умереть от рака щитовидной железы» [81].
Доктор Шэнтир (Shantyr) с сотрудниками сообщили о результатах исследования последствий аварии на ЧАЭС следующее: «Для пятилетней заболеваемости раком в группе чрезвычайных работников62 не обнаружено статистически значимых отличий от показателей мужских популяций России и Санкт-Петербурга. Отсутствует зависимость между лучевой дозой и заболеваемостью раком» [82].
В 1994 г. доктор Р. Берри (R. Berry) указал, что «для когорты пожарных из Windscale продемонстрирована сниженная частота смертных случаев от рака» [57].
7.6. Природная радиоактивность. ЕРФ
ЕРФ — самый большой источник ионизирующей радиации, и его уровень изменяется с фактором около 100. Значительные популяции облучаются с факторами, отличающимися вплоть до величины 10 раз [59, 83]. Для популяций с большими дозами последовательно находят статистически значимое снижение частоты раков. В некоторых случаях, когда исследуемые группы слабо дифференцированы, вовсе не находят никаких отличий. Отмеченные факты находятся в прямом противоречии с ЛБК. Не имеется никаких неблагоприятных эффектов в двух больших, устойчивых, равновеликих группах населения в Китае, которые в течение 6-ти поколений проживают в регионах, отличающихся по уровню ЕРФ в 3 раза [84].
При проведении государственной экспертизы на АЭС США в 1973 г. с применением строгого статистического анализа различных линейных моделей обнаружено, что при «высоких уровнях фона», в 3 раза больших, чем минимальный уровень ЕРФ для штата, частота возникновения рака снижена [85]. Это подтвердилось и при более поздних обследованиях [24, 87, 88].
Изучение рака легких и других раковых образований как функции от воздействия радона демонстрирует уменьшенную частоту рака в областях с высоким уровнем радона, или же отсутствие какого-либо эффекта в плохо дифференцированных популяциях. Углубленное изучение радона в свете ЛБК осуществлялось в течение более 10-ти лет заслуженным профессором Бернардом Коэном (Professor Emeritus Bernard Cohen) из Питсбурга. Было проведено более 350.000 замеров уровня радона в домах и получены данных о раках в 1792 округах. В большинстве округов обследование затронуло 90% популяции [89–98]. Указанная работа и соответствующие ответы на критику показывают, что ЛБК не может быть значима [97, 99, 100]. Ведущий эпидемиолог доктор Грэхем Гольдиц (Dr. Graham Colditz) из Гарвардского университета установил законность опубликованной статистики радоновых исследований в [96].
Доктора Ф. Сейлер и Дж. Альварец (F. Seiler & J. Alvarez) продемонстрировали, что данные Коэна (Cohen) «для цельной популяции» отрицают применение «модели», смешивающих факторы для оценки «выборки» против «целого» (negate applying a “model” and confounding factors to assess a “sample” vs. the “whole”) [101].
Доктора В. Шутман и К. Беккер (W. Schuttmann &K. Becker) сообщили, что частота рака легких у женщин в Саксонии оказалась значительно сниженной в районе добычи урана, для которого был характерен высокий уровень радона [101a], {29}. Для популяций в областях радоновых курортов, например, Misasa в Японии, продемонстрировано снижение частоты рака в районах с повышенными источниками радонового излучения [49, 102]. Существуют малые группы населения, но с большими различиями в дозах [облучения за счет ЕРФ], включая жителей штата Керала, Индия, где уровень радиации приблизительно в 4 раза больше среднего ЕРФ, население Guarapari, Бразилия63 — превышение приблизительно в 6 раз, и Рамсара (Ramsar), Иран — около 10-ти раз [83]. Для всех таких регионов не обнаружено увеличения количества неблагоприятных эффектов от повышенного ЕРФ [24, 103, 104, 105]. Наоборот, «люди из Керала имеют более высокую рождаемость с наименьшим количеством смертных случаев для новорожденных по сравнению с любой другой областью Индии» [24].
Контрольных исследований эффектов радона в жилых помещениях, вообще говоря, слишком мало, причем они имеют дело с небольшими различиями в уровнях радона. Такие работы неспособны установить связь между определением концентрации радона в домах и дозой радона на легкие. Практически отсутствуют адекватные контроли. Исключением является изучение популяции в Shenyang, Китай64. Здесь женщины живут в более устойчивых и сопоставимых жилых условиях, чем женщины где либо еще65. В каждом доме в течение года был измерен уровень радона (гостиная и спальня). Относительная разница составила 0,7, что противоречит прогнозу BEIR-IV, основанному на ЛБК, согласно которому должно было наблюдаться значение 1,8 для высокого уровня воздействия против низкого [49, 106]. Исследование в Финляндии с учетом случайных отклонений в контроле («случай — контроль»; case-control) продемонстрировало отсутствие эффекта при приблизительно такой же концентрации радона в жилых помещениях, что противоречит ЛБК (over approximately an order of magnitude, again contradicting the LNTH) [107].
7.7. Биология животных и растений
Сотни имеющих научную важность исследований популяций животных и растений показывают, что низкоуровневая радиация приводит к благоприятным биологическим эффектам и эффектам для здоровья, или же к отсутствию всяких эффектов [23]. Не было получено никаких значимых или воспроизводимых данные о неблагоприятных последствиях. Отсюда следует, что ЛБК не подтверждается и является недействительной. Имеется такой огромный массив сведений об улучшении здоровья, какой только мог быть опубликован. Доктор Лаки (Dr. Luckey) суммировал результаты более чем 2000 работ, в которых обнаружены благоприятные эффекты тотального облучения, не включив туда данные о благоприятных эффектах для органов66 [23, 24].
В работах Эгона Лоренца (Egon Lorenz) из Национального института рака (National Cancer Institute), проводившихся в процессе выполнения и после завершения Манхэттенского проекта, а также в других исследованиях национальных лабораторий и университетов, поддержанных отраслью атомной энергетики, сообщается о благоприятных эффектах: сниженной частоте рака, увеличении средней продолжительности жизни, повышении скорости роста, увеличении размера и массы тела, повышенной фертильности и плодовитости, уменьшении частоты мутаций, стимуляции многих физиологических и биологических функций [58, 108, 109]. Те работы, в которых не были обнаружены благоприятные эффекты, в значительной степени являлись результатом использования животных с иммунными дефицитами, применения безмикробных животных, и даже исследований со слишком ранней смертностью в контроле [24], {30}.
Физиологические ответы у животных и растений эквивалентны эффектам многих природных факторов, которые являются необходимыми питательными веществами при низких уровнях и ядами при высоких.
Доктор Лаки (Dr. Luckey) отметил следующее:
«Благоприятный эффект низкоуровневого облучения обнаружен 100 лет назад в Университете штата Mиссури. Профессор В. Shrader в 1896 г. делал прививку морским свинкам бацилл дифтерии. Необлученные контрольные животные пали в течение 24 часов. Когда же свинки были подвергнуты воздействию X излучения перед прививкой, то они выживали [23]».
«Статистически значимые результаты Лоренца (Lorenz) были подтверждены в нескольких исследованиях. Эксперименты 1964, 1978 и 1990 гг. продемонстрировали, что хроническое облучение молодых животных малыми дозами ионизирующей радиации увеличивает скорость роста. Облучение в острых дозах дает меньший эффект. Полученные данные добавляют свидетельства к концепции радиационного гормезиса. Хронологическая перспектива гормезисного роста предполагает, что это — всеобщее явление [24].»
Dr. Боксенбаум (Boxenbaum) сообщил об экспериментах с дикими бурундуками. Животные были отловлены, облучены однократно в дозе 200 или 400 р -излучения (за исключением контроля) и снова выпущены (to the wild)67. Обнаружено увеличение продолжительности жизни бурундуков [108], {31}.
Так как имеются широко доступные сведения о диапазонах малых доз, оказывающих благоприятные эффекты, то при соответствующе поставленных опытах легко избежать и этих диапазонов доз, и выполнить исследования на иммунонекомпетентных животных. В результате благоприятный ответ отсутствовал, что и было запланировано. Исследования применительно к выгодам вообще не поддерживались при установлении роли радиации в физиологии, здоровье и медицине. Хотя были зарегистрированы благоприятные эффекты для некоторых раковых образований и неходжкинской (non Hodgkins) лимфомы, работы в подобном, потенциально выгодном направлении, снова не были поддержаны с позиций радиационной защиты и затрат на нее.
Доктор Планель с сотрудниками (Dr. H. Planel et al.) из французской лаборатории биологической медицины и другие группы, проводившие эксперименты на низших животных, связанные с эффектами малых и умеренных доз и сниженного ЕРФ, обнаружили, что существует континуум для радиационной стимуляции. Так, отмечены неблагоприятные эффекты при сокращении уровней облучения ниже нормального ЕРФ, благоприятные эффекты при несколько больших дозах и повреждающее действие излучения при дальнейшем увеличении уровней воздействия [23, 111–113]. <…>
В недавней работе на трех популяциях по 300 мышей каждая обнаружено, что после хронического воздействия в дозе 7 сЗв в год и 14 сЗв в год (от тория в запечатанных контейнерах под клетками для животных) средняя продолжительность жизни, определенная по времени жизни 50% каждой популяции, повышалась у облученных мышей на 20% (549 дней в контроле и 673 дня у обеих облученных групп) [113a].
Стимулирующее действие радиации на растительные объекты обнаружено многими группами авторов [114–118]68. Активация же роста и воспроизводства семян, а также рассады, с помощью облучения известна в течение многих десятилетий. Доктор А.М. Кузин и другие предлагали программу облучения, направленную на повышение производства продовольствия [115].
8. КЛЕТОЧНАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ, ГЕНЕТИКА И ИССЛЕДОВАНИЯ КАНЦЕРОГЕНЕЗА
Известные радиобиологи заявляют, что развитие клеточного рака и опухолей в составе целого организма является комплексным, повторяющимся, прогрессирующим процессом. Это устраняет правомерность положения ЛБК, что простое стохастическое «попадание» кванта в ДНК способно привести к канцерогенезу [25, 119–121].
Установлено, что «цельные» клеточные колонии и организмы проявляют адаптивный ответ к радиации, характерный для клеток, в которых индуцируются внутриклеточные процессы, и для организмов, когда функционируют иммунные ответы [33, 45, 49, 109, 122–124]. Доктор Кондо (Kondo) и другие в 1988 г. установили, что «альтруистическое самоубийство клетки», или апопоз — то есть гибель, которая проходит без некроза и потенциального повреждения клетки, стимулирует быструю пролиферацию здоровых клеток, замещающих поврежденные, что устраняет ущерб [128]. Апоптоз активируется радиацией, и роль облучения в малых дозах (которые не устраняют способности органа функционировать в пределах жизненного цикла клетки) может быть благоприятна (если вообще не необходима) для клеточной репарации.
Показано, что повреждающие эффекты радиации могут только инициироваться при уровнях, которые превышают нормальные уровни окислительных повреждений; и что соответствующие ответы триггерируются внутриклеточными механизмами трансдукции сигнала, являющимися эпигенетическими, а не генотоксическими по природе [120], {32}.
Раз так, то дозы, достаточно высокие, чтобы вносить вклад в канцерогенез, не являются результатом токсического шока, а вызываются нестохастическими эпигенетическими процессами. Когда частота повреждений находится в пределах нормального фонового значения, обусловленного метаболическими процессами, которое в тысячи и миллионы раз больше соответствующей частоты вследствие воздействий ЕРФ, то пролиферация и адаптивные функции в многоклеточных организмах регулируют повреждение клеток через репарацию и апоптоз. Поэтому с точки зрения биологии рак не может быть индуцирован радиацией в малых дозах {33}.
Механизмы клеточной репарации и репарации ДНК являются сложными функциями радиационного эффекта, приводящего к стимуляции мультиплетных процессов репарации [25, 129, 130]. Радиация усиливает известные специфические пути репарации, которые контролируют эффективность репарации и ДНК, и событий клеточного повреждения [131]. При больших вариациях ЕРФ эти события вносят несущественный вклад в повреждения ДНК и скорость мутаций. Однако именно при подобных уровнях показано, что механизмы репарации и ДНК, и клеток стимулируются [33, 49, 121, 122, 133, 134].
Отмечалось, что индукция белка p53 малой дозой радиацией может вносить вклад в предотвращение рака и что существуют пороги для нескольких видов радиогенных раков [135]. Тотальное облучение мышей в дозах 15–20 сГр значительно подавляло рост метастаз в легких, причем доза 15 сГр оказалась наиболее эффективной [136].
Биологический эффект радиации не определяется числом индуцированных в ДНК мутаций, но определяется эффектом на защитные процессы организма. При высоких уровнях радиация подавляет их; однако при низких уровнях она стимулирует систему, контролирующую повреждения ДНК [137].
Исходя из обширных свидетельств о стимуляции биологических процессов и физиологических функций, о наличии биопозитивных эффектов на организмы, а также исходя из данных эпидемиологических обследований значительных популяций, можно сделать следующий вывод. Необходимы изменения в радиационной научной политике, необходимо признать научные доказательства и поддержать соответствующие исследования на животных и в клинике. Потенциал выгод для человека и окружающей среды будет огромным.