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.
Когда были обнаружены загрязненные здания, то число резидентов в них, их возраст и пол не были зарегистрированы полностью. Таким образом, их число можно оценить только приблизительно. Если включить туда людей, получивших облучение только в течение короткого времени пребывания в зданиях (например, в офисах или школах), то общее число людей может быть очень большим. В эксперименте рассматриваются, главным образом, резиденты, которые жили в течение многих лет в квартирах и получили значительное облучение. С того момента, как в июле 1992 г. были впервые обнаружены загрязненные квартиры, регистрировалось число резидентов с ежегодной дозой более 5 мЗв, и о них информировали AEC для проведения медицинской экспертизы. Количество таких резидентов, по оценке Министерства здравоохранения, было следующим [5]: квартиры с ежегодной дозой более 5 мЗв составили (согласно AEC), около 20% [1, 2, 4–6], а общее количество резидентов в загрязненных квартирах могло насчитывать около 9000 (1800 x 100/20 = 9000).
Число людей в общественных зданиях, таких, как офисы и школы, трудно оценить, но если подобные люди решат, что они облучились, то сами внесут себя в список жертв радиации. Если мальчик когда-либо побывал в загрязненной комнате детского сада, а затем умер от лейкоза, то об этом обязательно будет сообщено СМИ, и мальчик будет признан жертвой радиации. Если 1000 людей внесены в список этой когорты, то общее число людей, участвующих в эксперименте, должно увеличиться до приблизительно 10.000. Конечно, не все резиденты жили в своих квартирах по 16 лет. Кто-то мог выехать. Но в некоторых квартирах, возможно, проживало более одного семейства, поэтому число можно удвоить. Для простоты в этом эксперименте будет использоваться величина 10.000 как наиболее приемлемая.
2.3. Длительность эксперимента
Все загрязненные здания были построены в 1982–1984 гг., но приблизительно 90% из них было полностью закончено в 1983 г. [4], так что 1983 г. может быть расценен как начало облучения. Поскольку загрязненные квартиры постепенно обнаруживались начиная с июля 1992 г., то большинство резидентов жило в загрязненных квартирах в течение 10–16 лет. Таким образом, длительность эксперимента весьма велика, а суммарные дозы очень значительны. Отсюда можно сделать вывод, что было достаточно легко провести наблюдения за эффектами для здоровья. Из-за длительности опыта, 160.000 человеко-лет кажется вполне достаточной величиной для статистики. Исходя из того факта, что некоторые из резидентов в сильно загрязненных квартирах выезжали-приезжали, величину человеко-лет можно было бы уменьшить, но большинство этих людей все еще жило там в 1999 г., причем были обнаружены и некоторые дополнительные квартиры. Таким образом, значение в 160.000 человеко-лет может быть использовано.
2.4. Определение степени облучения в эксперимента
Загрязненные 60Со стальные бруски использовались главным образом в специфических местах зданий, неоднородно распределенных, поэтому радиацию, излучаемую от загрязненных зданий, также нельзя унифицировать. В связи с этим, оценки уровня (мощности) дозы и самих доз потребовали времени. Имелись также здания, не используемые для проживания, и с ними было труднее применительно к радиационным измерениям. Когда обнаружили загрязненные здания, «Институтом исследования ядерной энергии» (INER) была организована техническая команда с задачей определить уровень дозы и величину ее. Радиация регистрировалась с помощью натрий-йодного дозиметра -излучения, а уровень дозы определялся с стандартным пластиковым -дозиметром, градуированным в единицах зивертов (with a quick response sodium iodide gamma survey meter and dose rate was surveyed with a standard plastic gamma survey meter adjusted in Sv units).
Ежегодные дозы были тщательно оценены со стандартной процедурой, основанной на 12-ти часах нахождения в гостиной комнате, 8-ми часах в спальне и 4-х часах в других помещениях с максимальным уровнем дозы в зоне наиболее вероятного пребывания. Ежегодные дозы, полученные этим путем, относились ко стандартному резиденту, без возраста и пола. Они были теоретическими и консервативными, но применялись только для превентивных мер (remedial measures) применительно к загрязненным квартирам. Когда дозы использовались для анализа эффектов на здоровье у резидентов, они модифицировались и оценивались с начала года.
2.5. Оценка доз у резидентов
При анализе эффектов на здоровье резидентов их индивидуальные и коллективные дозы должны были быть известны заранее. Индивидуальная доза может быть получена через реконструкцию дозы путем просьбы к людям поносить TLD-дозиметр в квартирах, чтобы измерить дозы в течение некоторого времени, а затем вычислить полные дозы. Коллективные дозы могут быть получены суммированием индивидуальных доз резидентов. Имелись многочисленные исследований по реконструкции доз, проводимые на Tайване, но, помимо реконструкций, осуществленных конкретными людьми в конкретных квартирах, никаких окончательных данных все же получено не было [7–10].
Для оценки дозы методами биологической дозиметрии, используемыми для радиационных несчастных случаев, было собрано много образцов крови от резидентов в сильно загрязненных квартирах. Проведен цитогенетический анализ, с помощью которого, однако не удалось точно определить никакой дозы, даже у резидентов с высокими годовыми дозами [11–13].
Простой и практический метод, основанный на теоретических ежегодных дозах, предложенный «Институтом исследования ядерной энергии» (INER), использовался в этом эксперименте для определения индивидуальных и коллективных доз. Согласно правительственному регламенту [14], загрязненные квартиры были разделены на три категории:
- Сильное загрязнение с ежегодной дозой более 15 мЗв.
- Среднее загрязнение с ежегодной дозой 5–15 мЗв.
- Легкое загрязнение с ежегодной дозой менее 5 мЗв.
Загрязнение с ежегодной дозой более 1 мЗв практически не рассматривалось. Исходя из статистики AEC на конец 1996 г. приблизительно 10% квартир принадлежало к сильному загрязнению, 10% — к среднему загрязнению и около 80% — к слабому загрязнению, с самой высокой ежегодной дозой до 160 мЗв [6], так, что средняя годовая доза для высшей категории загрязнения составила приблизительно 87,5 мЗв {(160 + 15)/2 = 87,5}, для средней категории — 10 мЗв {(15 + 5)/2 = 10}, и для легкой категории — 3 мЗв {(5 + 1}/2 = 3}.
Средняя доза для всех резидентов была около 12,15 мЗв: (87,5 x 0,1 + 10 x 0,1 + 3 x 0,8 = 12,15).
Но при анализе лучевых эффектов на здоровье резидентов дозы надо было проследить ретроспективно к начальному 1983 г. На основе времени полураспада 60Со, равного 5,2 года, можно сделать вывод, что ежегодные дозы в первый год были в 6 раз выше. Ежегодная доза для тяжелого загрязнения составила 525 мЗв, для среднего загрязнения — 60 мЗв, для легкого загрязнения — 18 мЗв, а среднее число для годовой дозы у всех резидентов было 72,9 мЗв (12,15 x 6 = 72,9 мЗв). Но все указанные дозы были только теоретическими и консервативными. Корректирование с фактором модификации 0,7 для времени воздействия, фактором 0,95 для преобразования TLD, полученного из опыта «Института исследования ядерной энергии» (INER), позволили вывести окончательные дозы с учетом возраста и пола.
Таким образом, средняя годовая доза для всех резидентов составила 48 мЗв (72,9 x 0,7 x 0,95 = 48 мЗв), что приблизительно в 10 раз превышало пределы доз, регламентируемые МКРЗ, и было в 30 раз выше средней годовой дозы, получаемой работниками ядерной отрасли Tайваня. Индивидуальная доза, накопленная к 1999 г., составила в среднем 0,330 Зв, с самым высоким значением в 6,7 зивертов (оценено на основе периода полураспада 60Со в 5,2 года), а накопленная коллективная доза для всех резидентов составила 3300 Зивертов. Данные представлены в табл. 1.
Таблица 1. Годовые и аккумулированные дозы, полученные облученными резидентами
| Категория загрязнения | Количество человек | Средняя годовая доза в первом году — 1983 (мЗв/год) | Индивидуальная доза к 1998 г. (Зв) | Коллективная доза к 1999 г. (человеко-зивертов) |
| Тяжелая | 1000 (10%) | 525 | 3,60 | 3540 для около 50% резидентов, переселенных (relocated) после 1993 г. |
| Средняя | 1000 (10%) | 60 | 0,42 | 420 |
| Слабая | 8000 (80%) | 18 | 0,13 | 1040 |
| Загрязнение в среднем | 10.000 | 73 | 0,50 | 5000 |
| Загрязнение модифицированное | 10.000 | 48 | 0,33 | 3287 |
3. ЭФФЕКТЫ НА ЗДОРОВЬЕ, НАБЛЮДАЕМЫЕ В КЛИНИЧЕСКОМ РАДИОЛОГИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ
10.000 резидентов, живущих в квартирах, за 10–16 лет получили весьма значительное облучение, поэтому неблагоприятные для здоровья лучевые эффекты должны были отчетливо проявиться. Однако результаты оказались совершенно неожиданными, поскольку обнаруживались только благоприятные гормезисные эффекты. Если бы не было такого уникального случая, то не было бы никаких подобных экспериментов. И результаты воздействия хронического облучения на здоровье человека никогда не стали бы известны.
3.1. Не обнаружено детерминированных повреждающих эффектов у резидентов
Когда о резидентах в загрязненных квартирах с теоретическими годовыми дозами более 5 мЗв стало известно, была информирована AEC, чтобы запланировать исследования в назначенных больницах. Тайбэйские городские власти оповестили резидентов в квартирах с дозой более 1–5 мЗв, чтобы они прошли медицинскую экспертизу. Но в результате не было найдено никаких вредных детерминированных эффектов, хотя некоторые из полученных доз достигали нескольких зивертов. Несмотря на то, что наблюдался ряд симптомов заболеваний, даже случаи рака150, они не могут быть связаны с последствиями облучения. Когда резиденты в сильно загрязненном здании предъявили иск правительству на компенсацию, требуя ее за некоторые перенесенные болезни, больницы не смогли свидетельствовать, что данные патологии индуцировала радиация.
Затем 13 резидентов из сильно загрязненного здания были посланы в “Mazda Hospital” в Хиросиме, чтобы подвергнуться той же самой медицинской экспертизе, что и для оставшихся в живых после атомного взрыва [13]. И там не было обнаружено никаких детерминированных повреждений. Если эффекты на здоровье хронической радиации, полученной резидентами, были те же самые, как после острого облучения от взрыва атомной бомбы, следовало бы ожидать значительного количества случаев детерминированных патологий, причем должны были бы встречаться и смертные случаи.
3.2. Не обнаружено цитогенетических повреждений
Неблагоприятные эффекты радиации на здоровье человека часто связаны с повреждением хромосом, которое может быть проанализировано наблюдением за частотой дицентриков, транслокаций и микроядер, причем отмечаются зависимости «Доза — эффект». Хромосомный анализ показал, что цитогенетические изменения имели место у оставшихся в живых после атомных взрывов в Японии, а также у людей, получивших облучение в Чернобыле.
Когда резиденты были посланы в больницы для медицинской экспертизы на хромосомный анализ, их ежегодные дозы составляли более 10 мЗв. Но в большинстве сообщений, изданных в научной прессе и в “AEC annual R&D”151 указано, что не имелось никакой более высокой частоты аберраций хромосом и не отмечено никакой зависимости эффектов от полученной дозы [1, 11, 12]. Только одна группа авторов обнаружила, что частота микроядер у резидентов была выше, чем в когорте контроля, и интерпретировала эффект как повреждающий [13]. Таким образом, хроническое облучение, полученное в загрязненных зданиях, отличалось от острого воздействия в результате атомного взрыва по цитогенетическим критериям.
3.3. Результаты исследования здоровья, противоречащие гипотезе ЛБК
На основе теории МКРЗ [16], после получения столь больших доз смертность от рака и наследственные дефекты должны ощутимо увеличиться, но они, напротив, резко снизились. Коллективная доза в 3300 человеко-зивертов, накопленная 10.000 резидентов, должна была привести к избыточным 166-ти случаям смерти от рака и к 21-му наследственному дефекту в будущем (исходя из частоты летальности для рака в 5/100 Зв и частоты наследственных дефектов в 1,3/100 Зв согласно МКРЗ [16]). Солидные раки не могли быть обнаружены в настоящий момент, но число в 25% смертных случаев от лейкозов, основанное на опыте взрыва атомного бомбы, через 16 лет должно было бы проявиться. У резидентов имелся, однако, только один случай лейкоза, против 4–5 спонтанных (в контроле). Наследственные дефекты также не только не увеличились, но даже оказались сниженными. Эти результаты полностью противоречат гипотезе МКРЗ, основанной на ЛБК.
3.4. Обнаружены только благоприятные эффекты на здоровье резидентов
Если благоприятные эффекты, или гормезис, рассматривать как способность хронического облучения улучшать здоровье, то гормезис легко обнаружить. Когда резидент перемещался в загрязненные 60Со квартиры, эффекты индуцировались немедленно и сразу же отмечалось подавление раковых образований.
Средняя спонтанная частота смертности от рака для населения в 1983–1999 гг. составляла на Тайване 108 человек на 100.000 людей в год [15]. Если основываться на этой частоте, то должно было иметься 173 резидента, умерших от рака за указанный период (108/100000 x 10000 x 16), однако фактически имелись только 6 смертных случаев, обусловленных раком, поэтому смертность от рака резидентов, живущих в загрязненных квартирах составила только 3,7 человек /100.000 в год (6/1000 x 16 = 3,7/100.000). Поскольку рак дает самую высокую смертность у населения {87}, отчетливый гормезисный эффект хронической радиации эффективно подавил смертность от раковых образований у резидентов, в результате чего частота смертности от рака у них составила всего 3,4% по сравнению с показателем всего населения (3,7/108 = 0,034).
Исходя из ситуации на Tайване, согласно данным исследований и сообщениям BEIR должны иметься 60 врожденных уродств у детей в возрасте до 16 лет, однако были найдены только 3 врожденных сердечных болезни. Когда радиация воздействует на людей, стохастические эффекты облучения обнаружить нелегко, однако гормезисное действие излучения наблюдать достаточно просто, поскольку, если облучение произошло, гормезис начинает предотвращать развитие раковых образований и наследственных патологий.
3.5. Хроническое облучение может быть применено для повышения устойчивости к раку и наследственным заболеваниям
Ныне гормезис широко известен. Но все еще не имеется никаких определенных доказательств его применительно к людям. Опыт с резидентами загрязненных 60Со зданий обеспечил такие твердые доказательства. И гормезис, индуцированный у резидентов хроническим воздействием радиации, был настолько силен, что может быть использован для повышения устойчивости к раковым образованиям и наследственным заболеваниям.
Все исследования, рассматривающие радиацию только как вредный агент, должны быть прекращены, а выполнение работ по изучению благоприятности хронического облучения, выражающейся в подавлении раковых образований и наследственных аномалий, должно быть немедленно начато радиационными и медицинскими учреждениями Tайваня и других стран мира.
Гормезисные эффекты на здоровье, наблюдавшиеся у облученных резидентов, представлены в табл. 2.
4. СРАВНЕНИЕ С ДРУГИМИ РАДИАЦИОННЫМИ ИНЦИДЕНТАМИ И ЭКСПЕРИМЕНТАМИ
Случай с загрязненными 60Co квартирами, или радиобиологический эксперимент на людях Tайваня, уникален; индивидуальные и коллективные дозы облучения, полученные в этом эксперименте, относительно велики, радиация происходила только от -излучения 60Со, отсутствовало воздействие нейтронов, радона и продуктов его распада, лучевая дозиметрия и оценка доз были весьма точными. Сравнение с другими мировыми инцидентами или экспериментами может обеспечит добавочную информацию для понимания истинной картины эффектов радиации на здоровье.
Таблица 2. Гормезисные эффекты, отмеченные для облученных резидентов
| Общее количество резидентов | Коллективная доза в 1998 г. (человеко-зивертов) | Спонтанные смертность от раков и наследственные дефекты (1982–1999 г.) |
| 10.000 | 3300 | 173 рака; 4–5 лейкозов; 60 наследственных патологий |
| Смертность от рака и наследственные дефекты на основе прогноза МКРЗ (1982–1999 гг.) | Обнаруженные случаи рака | Обнаруженное число наследственных дефектов |
| 207 раков (14 солидных); 81 наследственная патология | 6 лейкозов: только 3,4% от спонтанных раков | 3 наследственных патологии; только 05% от врожденных патологий |
4.1. Взрыв атомной бомбы в Японии
Как следует из сообщения RERF [17], у большинства выживших из когорты с дозой менее 5 мЗв также отмечались благоприятные для здоровья эффекты, хотя и не значимые статистически. У резидентов в загрязненных квартирах со средней дозой в 0,33 Зв проявились сильные благоприятные для здоровья эффекты. Когда у выживших после атомной бомбы (острое радиационное воздействие) дозы повышались до диапазона более 2 зивертов, отмечались значительные стохастические эффекты: 50%-й избыток случаев солидного рака и 93%-й избыток лейкозов. Число резидентов в сильно загрязненных квартирах на Тайване было меньше (was bibber), чем выживших после атомной бомбы, а индивидуальная доза у резидентов составила около 3,6 зивертов, однако не только не было добавочных случаев рака, но отмечался сильный гормезис, причем общая смертность от рака у резидентов составила только 3,4%, а для лейкозов — 25% от ожидаемых спонтанных величин. Можно сделать вывод, что эффекты для здоровья острого и хронического облучения совершенно противоположны.
4.2. Опыты с высоким ЕРФ в Yangjiang, Китай
Результаты обследования населения в области с высоким ЕРФ в Yangjiang в Китае часто цитируются как иллюстрация к влиянию на здоровье низкоуровневого облучения [18]. При этом число людей в населении провинции намного больше, чем число резидентов в загрязненных квартирах, но ежегодные индивидуальные и коллективные дозы для населения в Китае намного меньше доз, полученных резидентами за экспериментальный период. Смертность от рака в области с высоким ЕРФ оказалось несколько меньшей, чем для всего населения, но смертность от рака у резидентов в загрязненных квартирах на Tайване уменьшилась более чем на 96%. Это указывает, что благоприятные эффекты хронической радиации могут быть пропорциональны дозам.
4.3. Другие мировые эксперименты
При несчастных случаях с выбросом радиоактивности в 1957 г. на Урале смертность от рака облученных людей была снижена. Имеется также много сообщений относительно лучевых доз, полученных работниками ядерной отрасли в Америке, Канаде, Англии и на Tайване. Данные дозы были тщательно измерены и зарегистрированы, и они имеют бóльшие значения, чем дозы, полученные населением от других источников радиации. Смертность от рака у работников ядерной отрасли также была снижена. Индивидуальные и коллективные дозы для резидентов в загрязненных 60Со квартирах были намного большими, чем все указанные дозы для ядерных работников, а смертность от рака у резидентов также снижалась намного сильнее, чем у работников ядерной отрасли. Это снова указывает, что благоприятные эффекты хронической радиации пропорциональны полученным дозам.
5. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Радиационные эффекты на здоровье, наблюдаемые в случае загрязнения 60Со, противоречат гипотезе МКРЗ. Эти эффекты имеют только благоприятный характер, в результате чего значительно повысилась устойчивость к раковым образованиям и к наследственным заболеваниям. Конечно, в эксперименте имеется некоторая неопределенность, поскольку он выполнялся вслепую в течение 10–16 лет. Необходимо обсудить следующие аспекты подобной неопределенности.
5.1. Тотальная смертность от рака у резидентов
Суммарное количество смертных случаев от рака у резидентов в загрязненных квартирах, которое составило всего 6 смертных случаев, является уникальным и необъяснимым (seemed dramatic and unreasonable). Правительство не приняло во внимание данный факт, не использовало его для углубленного изучения, и никаких действий не было предпринято [19]. Поскольку правительство не имеет никакой другой информации, кроме числа смертных случаев от рака, полученных из «Ассоциации жертв радиации» (Radiation Victim; Отчет по медицинской экспертизе резидентов), а также из сообщений различных СМИ Tайваня, то указанные два источника были единственными. Маловероятно, однако, что приведенное число смертных случаев от рака в Отчете и в СМИ могло значительно отличаться.
Если бы число было большим, то «Radiation Victim» и СМИ никогда бы не использовали меньшие числа. Если люди способны выдвинуть обвинение, что их облучали радиацией, и они могут потребовать компенсацию от правительства, то число таких людей сильно увеличивается. Так, известно, что RCA фабрика на Tайване закрылась десять лет назад, когда ее служащие обвинили RCA в химическом загрязнении, причем они сразу же внесли в список 59 смертных случаев от рака, произошедших за весьма короткий период времени. Если бы число смертных случаев от рака среди 10.000 резидентов в загрязненных квартирах через 16 лет после начала воздействия также составило бы, к примеру, 59 (несмотря на крайнюю маловероятность данного предположения), данный факт все равно бы не изменил вывода нашего эксперимента, который заключается в том, что хроническое облучение благоприятно для людей, и что оно может повышать устойчивость к раковым образованиям.