Geum.ru

Биологические и эпидемиологические эффекты облучения в малых дозах

Вид материалаДокументы

Содержание


Виртуальная смертность от рака
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   42


К сожалению, докладчиком был достигнут противоположный эффект. ЛБК вызвала беспокойство, потому что она поддерживала концепцию, согласно которой любая доза, даже самая малая, является канцерогенной. Вредное психологическое воздействие ЛБК имело пиком несчастный случай на ЧАЭС в 1986 г., когда острые дозы радиации, полученные в течение минут, были использованы для расчета. В результате было предсказано, что за последующие 50 лет 53.400 людей умрут от рака, вызванного Чернобылем [32, 33]. Эта пугающая величина получена простым умножением пустяковых чернобыльских доз в США (0,0046 мЗв на человека) на общее число людей, живущих в Северном полушарии, и на основании фактора риска канцерогенеза, основанного на изучении эпидемиологии 75.000 оставшихся в живых после атомной бомбардировки в Японии, получивших дозы более 200 мЗв при мощности дозы 6 Зв в секунду.

Научная корректность ЛБК была оспорена в течение прошедших десятилетий [25, 26, 34, 35, 36, 37, 38, 39].

В [40] Ames заявил:

«Чтобы вычислить эффекты малых доз, применяется линейная экстраполяция от больших доз до нуля. Использование этого расчета основано на положении, что пути метаболизма для больших и малых доз идентичны.

Указанное положение подразумевает:
  • Что млекопитающие не имеют никакой защиты против эффектов агентов, повреждающих ДНК.
  • Что никакая доза, даже малая, не является безопасной».

Примеры того, что эти предположения недействительны, становятся все более многочисленными. Линейная экстраполяция эффектов от высоких к низким дозам часто неверна. В трети или даже в большем числе случаев, в которых максимально допустимая доза давала дополнительные опухоли у грызунов, половина этой дозы не имела эффекта. Ames с соавторами указали, что воздействие негенотоксического вещества в больших дозах сопровождаются токсичностью, гибелью клеток и замещениями в популяции клеток. Это создает условия, благоприятные для роста опухолей. Таким образом, линейная экстраполяция не применима к большинству химических соединений.

Недавно с помощью краткосрочных (short term) экспериментов измерили степень повреждения ДНК, индуцированного испытываемыми соединениями в различных дозах. Например, 11 химикатов, известных как канцерогены в высоких дозах, исследовались при низких. Для 8 из 11 веществ минимальные количества повреждений ДНК, которые не выявились в контроле, были детектированы у животных, получивших промежуточную дозу между нулем и высокой дозой. Низкие же дозы, однако, вместо индукции повреждений ДНК в печени грызунов оказались очевидно благоприятными для клеток этого органа.

В другом исследовании самки крыс, получавшие по 0,001 мкг/кг диоксина в день, имели меньшее количество грудных, маточных, гипофизарных и печеночных опухолей и меньшее суммарное количество опухолей по сравнению с контролем. При дозе 0,01 мкг/кг в день частота опухолей печени повышалась, но для опухолей груди, матки, гипофиза и общего числа новообразований значения были ниже, чем в контроле. В вышеупомянутых случаях защита (уменьшение частоты раков) наблюдалась для агентов, которые в больших дозах вызывают рак. Использование линейной экстраполяции от высоких доз до нуля подразумевает, что «одна молекула может причинить рак». «Данное утверждение игнорирует факт естественного крупномасштабного процесса репарации ДНК» [40].

Этот вопрос еще раз обсуждался на симпозиуме, организованном в мае 1998 г. в Париже [38]. Было указано, что зависимость, укладывающаяся в рамки ЛБК, подразумевает, что:
  • Вероятность репарации повреждений ДНК постоянна безотносительно от дозы и, следовательно, от количества других повреждений, вызванных в той же самой клетке и в клетках окружения.
  • Вероятность повреждения клетки, приводящего к развитию агрессивного рака, не находится под влиянием ни возможного содействующего эффекта дальнейшего облучения или индуцированной клеточной пролиферации, ни эффекта клеток окружения.

Эти предположения критиковались. Единое мутационное событие может привести к клиническому раку, но при отсутствии клеточной пролиферации или стимуляции (promotion), подобная вероятность весьма невелика. Возможность индукции и прогрессии от повреждения ДНК до клинического рака, вероятно, будет находиться под сильным влиянием других повреждений, образовавшихся в той же самой клетке или в окружающих клетках [17, 27].

Индуцированная нестабильность генома, по-видимому, играет видную роль в радиоканцерогенезе [38]. Только инициированные клетки, которые также иммортализованы и имеют дефект в механизме апоптоза, могут постепенно накапливать другие геномные повреждения [17].

Более того, ЛБК несовместима с влиянием мощности дозы [24, 25, 26], которое наблюдается даже для облучения -частицами [41]. Показано также, что и некоторые эпидемиологические данные не укладываются в ЛБК: например, о частоте лейкозов в Хиросиме и Нагасаки [42] и о частоте остеосарком и гепатом, индуцированных инкорпорированными -изотопами у людей или экспериментальных животных [17, 43, 44, 45, 46, 47]. В обоих случаях точность данных высока, наблюдение продолжается более чем полстолетия; однако наиболее приемлемая зависимость является квадратичной.

В BEIR IV сообщении Американской Академии Наук 1988 г. [47] сделано заключение в пользу существования порога или квази порога. Недавние эпидемиологические данные, касающиеся облучения -частицами, были поддержаны экспериментальными исследованиями, которые показали, что канцерогенный эффект одной -частицы, проходящей через клеточное ядро, настолько мал, что ощутимое канцерогенное действие должно быть обусловлено несколькими частицами [48, 49].

Отсутствие любого обнаруживаемого эффекта при изменениях ЕРФ, который колеблется от 1,5 мЗв в одних регионах до 100 мЗв в других [50, 51, 52, 53, 54], также не совместимо с ЛБК. Действительно, большинство эпидемиологических и экспериментальных данных [55, 56, 57, 58, 59] скорее выявляют квадратичную зависимость, отмечающуюся и для повышения частоты сóлидных опухолей, наблюдаемую у оставшихся в живых после атомной бомбардировки [23], в особенности, при учете нейтронной компоненты [60, 61].

Возможность эффекта низких доз (10–20 мЗв) на плод, облученный in utero [49, 62], заслуживает большего внимания, но следует отметить, что быстро делящиеся незрелые клетки зародыша не сопоставимы с солидной тканью, а скорее аналогичны костному мозгу.

Ввиду всех этих данных, которые свидетельствуют против гипотезы ЛБК, может показаться удивительным, что столь много специалистов из области радиационной защиты все еще твердо придерживаются ее. В сообщении от 1998 г OECD (Комитет по организации экономического сотрудничества и развития) следующим образом суммируется ситуация в радиационной защите и здравоохранении [28]:

«Мы должны обратить внимание, что некоторые данные подкрепляют использование модели ЛБК, а другие ясно демонстрируют существование порога... Самые последние данные анализа оставшиеся в живых после атомных бомбардировок в Хиросиме и Нагасаки... не противоречат оценкам коэффициентов риска, используемым в МКРЗ-60 и не дают основания усомниться в законности „предупредительного принципа“, который является основанием для рекомендаций МКРЗ... Однако, это не приводит к прогрессу в нашем знании о форме зависимости „Доза — эффект“. Исходя из сведений на текущий момент и из предупредительного принципа, использование ЛБК все еще оправдано в тех случаях, когда необходим единый общий подход независимо от источника и метода... Но такой подход не должен применяться автоматически для оценки риска в специфической ситуации. Во всех случаях эксперты должны использовать наилучшую доступную научную информацию относительно данного конкретного случая воздействия. В конкретной ситуации они могут не использовать ЛБК...» [28].

Цитированное осторожное заключение поучительно. Хотя большинство данных и имеющиеся модели канцерогенеза описываются квадратичной зависимостью или же показывают наличие порога, ЛБК все еще используется в радиационной защите, потому что она не приводит к недооценке риска и, вероятно, завышает его для областей низких доз. Это объясняет, почему некоторые специалисты в области радиационной защиты не желают формально отклонять ЛБК до тех пор, пока не имеется отчетливой демонстрации ее несоответствия во всех ситуациях. Однако большинство из них уже не рассматривают ЛБК как догму. Теперь они склонны обсуждать и другие концепции (а также модели), чтобы избежать, после установления факта очень малой дозы у большого населения, пугающих и необоснованных чисел предсказанных несчастных случаев, которые оценены путем неоправданного использования ЛБК.

Как отмечалось Z. Jaworowski [32], применение ЛБК привело к тому, что советская чрезвычайная правительственная комиссия решила эвакуировать и переместить более 270.000 людей из областей бывшего Советского Союза, где в 1986–1995 гг. средние дозы облучения за счет последствий Чернобыля находились между 6 и 60 мЗв. Для сравнения, средняя мировая индивидуальная доза в течение жизни из-за ЕРФ составляет приблизительно 160 мЗв. В загрязненных после Чернобыля областях бывшего Советского Союза средняя доза в течение всей жизни составит 210 мЗв, а в некоторых больших районах мира — приблизительно 1000 мЗв. Принудительная эвакуация многих людей из их (возможно) загрязненных домов требует этического исследования.

Должно быть сделано сопоставление между психологическими и медицинскими последствиями данной меры (беспокойство, психосоматические заболевания, депрессии, самоубийства) и тем вредом, которого эти меры, возможно, помогли избежать. Определенное заявление было сделано Gonzales, директором по противолучевой защите МАГАТЭ5, который полагает, что дозы ниже 10 мЗв в год (суммарно за счет естественного и искусственного облучения) не оправдывают никаких мероприятий. Он заметил, что между 10 и 100 мЗв условия должны быть проанализированы, но что мероприятия следует сделать принудительными только для доз выше чем 100 мЗв в год [63].

Эта позиция весьма интересна, поскольку не предполагает никакого различия между естественной и искусственной радиацией. Данное предложение может открыть путь для создания рекомендаций, приемлемых как с научной точки зрения, так и с позиций здравоохранения. Оно связывает предупредительный подход с тем фактом, что дозы менее 10 мЗв в год не имеют значения для здоровья и, поэтому, нет оснований пугать людей, получивших подобные дозы.

Использование ЛБК даже для самых малых доз является, несомненно, одним из факторов, который внес значительный вклад в опасения широких масс населения и который обострил противоречие между онкологами, радиобиологам и врачами, с одной стороны, и инженерами, работающими в области радиационной защиты без какого-либо медицинского или биологического обучения, с другой.

Жизнь появилась и развивалась в «океане» атомной радиации, которая была более интенсивна миллиард лет назад, чем теперь. Искусственная радиация составляет только небольшой процент от ионизирующего облучения (от 10 до 30% в промышленных странах). Намного более сильные искусственные источники облучения — медицинская радиология и индустриальное использование радиации, в частности, специфическая ядерная энергетика (включая извлечение урана, выбросы радиоактивности в атмосферу или в водную среду, ядерные отходы), — ни в какой стране (включая Францию) не дает превышения дозы в 0,01 мЗв в год {1} (здесь и далее — в фигурных скобках примечания и комментарии, помещенные в конце всех текстов Материалов симпозиума). И это — принимая во внимание, что ЕРФ изменяется по Франции от 1,5 до 6 мЗв [49], а во всем мире — от 1,5 до 30 мЗв в год и может достигать 100 мЗв в год или даже больше в некоторых населенных регионах мира [50]. Таким образом, дополнительное облучения из-за ядерной энергетики или ядерных отходов составляет значение, меньшее одной сотой от естественного облучения, меньшее, чем для парижанина, получившего дополнительное облучение на зимнем курорте (из-за космического излучения на высокогорье), или на побережье в Бретани (область гранита6). Эта несогласованность подчеркивает роль психологических факторов.

В 1986 г. Richard Doll, используя ЛБК, оценил, что в Великобритании приблизительно 1265 смертных случаев от рака ежегодно были связаны с ионизирующей радиацией, причем только 25 из них были обусловлены искусственным облучением (в том числе и 6 профессиональных случаев, причем уволенные работники находились в окружающей среде, включающей все аспекты ядерной энергетики). Во Франции подобные вычисления были проделаны с учетом коэффициентом риска рака, предложенного в МКРЗ-60. Рассчитано, что естественная радиация могла привести максимум к 6000, а, возможно, и к нулевой избыточной частоте раковых образований, в то время как для атомной энергетики соответствующие значения составили 25 и 0 (табл. 10). И при этом во Франции все опасения сосредоточены на ядерной энергии.

Данный пример показывает, что ЛБК увеличил общественную боязнь лучевых рисков, поскольку вычисление виртуального риска привело к вере в его существование. Параллельно, оптимизация и анализ затрат на виртуальный риск привели к общераспространенной идее, что защита здоровья в этой области строго ограничена финансовыми соображениями. Таким образом появилась философия нулевого риска. Люди допускают рак, вызванный естественным или медицинским облучением, потому, что видят здесь свою материальную выгоду — курорт, лечение. Но они не способны принять намного меньшие риски ядерной энергетики, поскольку не видят здесь личной материальной выгоды. А посему мы отмечаем в табл. 10, что виртуальные риски могут быть равны нулю.


Таблица 10. Канцерогенные эффекты ионизирующей радиации*

Виртуальные риски ионизирующей

радиации

Виртуальная

смертность от рака

Природная радиация: доза 2,5 мЗв в год
0–6000

Потенциально возможное снижение (для домов с высокой концентрацией радона)
0–600

Облучение с медицинскими целями:

доза 1 мЗв в год
0–2500

Потенциально возможное снижение (улучшение техники, современное оборудование)
0–800

Атомная энергия + радиоактивные отходы:

Доза 0,01 мЗв в год
0–25

Потенциально возможное снижение?
0–10?