Полулетальная доза облучения для различных живых организмов

Биологическое действие ионизирующего излучения может быть разным для разных географических районов. За счет адаптационных механизмов организмы, обитающие на территориях с повышенным содержанием естественных радиоактивных элементов, оказываются более устойчивыми к действию ионизирующего излучения.

Ионизирующее излучение оказывает весьма сильное и негативное влияние на живые организмы. Речь идет, прежде всего, о мутагенной опасности, что позволяет рассматривать ионизирующее излучение как эволюционный фактор. Согласно оценкам, поглощенная доза облучения в 1 Гр, полученная особями мужского пола, индуцирует появление от 1000 до 2000 мутаций на каждый миллион живых новорожденных. Оценки, проведенные для особей женского пола, дают несколько меньшие значения, поскольку женские половые органы менее чувствительны к радиации, – от 0 до 900 мутаций. При этом учитываются только так называемые доминантные мутации (которые проявляются сразу в первом поколении). Возможны еще рецессивные мутации, проявляющиеся много поколений спустя и возникающие, если у обоих родителей мутантным является один и тот же ген. Однако их вклад в суммарную частоту появления наследственных заболеваний вряд ли может быть значительным из-за незначительности вероятности союза между партнерами с мутацией в одном и том же гене.

Установлено мощное канцерогенное действие ионизирующего излучения. Согласно оценкам, при поглощенной дозе облучения в 1 Гр в среднем 2 человека из тысячи умирают от лейкозов. Наиболее распространенные разновидности раковых заболеваний, вызванных действием ионизирующего излучения, – рак щитовидной железы, рак молочной железы и рак легких. По-видимому, не существует никакой пороговой дозы, ниже которой отсутствует риск заболевания раком.

При значительной интенсивности ионизирующее излучение может вызвать радиационные ожоги или так называемый "ядерный загар". Данные медицинских обследований населения, подвергшегося воздействию радиации после аварии на Чернобыльской АЭС, показали значительное увеличение случаев заболеваний носоглотки, желудочно-кишечного тракта, печени, селезенки, крови, что свидетельствует об ослаблении защитных функций организма под воздействием радиации. Это явление получило название "радиационный СПИД". Отмечены также общее снижение работоспособности (головные боли, пошатывания и т.п.), а также значительный рост сердечно-сосудистых заболеваний и предрасположенности к мозговым инсультам и артериальной гипертонии.

Реакция на облучение ионизирующим излучением различных органов и тканей человеческого организма неодинакова, причем различия могут быть очень велики. Важна также не только общая доза облучения, но и время, за которое эта доза получена, поскольку многие органы обладают способностью восстанавливать свои функции и лучше переносят серию мелких доз, нежели ту же суммарную дозу облучения, полученную за один прием (однако из этого правила есть исключения).

Весьма уязвимы в отношении ионизирующего излучения кроветворные органы. Красный костный мозг теряет способность нормально функционировать уже при поглощенных дозах облучения в 0,5 – 1 Гр. Однако, кроветворная система обладает высокой способностью к регенерации: если доза облучения не настолько велика, чтобы вызвать повреждение всех клеток, кроветворная система может полностью восстановить свои функции.

Повышенной чувствительностью к облучению обладают и репродуктивные органы. Однократное облучение семенников при поглощенной дозе в 0,1 Гр приводит к временной стерильности мужчин, а поглощенные дозы, превышающие 2 Гр, могут привести к долговременной стерильности (несколько лет). Для семенников, в отличие от других органов, серия мелких доз более опасна, чем однократное облучение с той же суммарной дозой. Яичники гораздо менее чувствительны к облучению, по крайней мере, у взрослых женщин. К их стерильности приводит однократная поглощенная доза, превышающая 3 Гр, хотя еще большие дозы, но полученные мелкими сериями, никак не сказываются на способности к деторождению.

Также повышенной чувствительностью к облучению обладают органы зрения, особенно хрусталик глаза. Погибшие клетки становятся непрозрачными, а разрастание помутневших участков приводит сначала к катаракте, а затем – к полной слепоте. Помутневшие участки могут образоваться уже при поглощенных дозах облучения в 2 Гр, при поглощенных дозах, превышающих 5 Гр, наблюдается прогрессирующая катаракта.

К более чувствительным к радиации системам относится и центральная нервная система.

Крайне чувствительны к действию радиации дети. Даже небольшие дозы облучения хрящевой ткани могут замедлить или вовсе остановить у них рост костей, что приводит к аномалиям развития скелета. По-видимому, в данном случае нет никакого порогового действия радиации. Весьма опасно также действие радиации на плод, особенно, если мать подвергается облучению между восьмой и пятнадцатой неделями беременности, когда формируется кора головного мозга плода. При облучении в этот период увеличивается риск того, что родится умственно отсталый ребенок.

Остальные ткани и органы организма взрослого человека менее чувствительны к радиации: почки выдерживают суммарную поглощенную дозу около 23 Гр в течение 5 недель, печень – 40 Гр за месяц, мочевой пузырь – 55 Гр за четыре недели, зрелая хрящевая ткань – до 70 Гр.

В таблицах 9.5 – 9.8 приведены данные о последствиях различных доз облучения на организм человека, а также допустимые уровни облучения, установленные в России для различных групп населения.

Таблица 9.5