Экологическая ф.ч. Конспект лекций. Конспект лекций Донецк 2016
 Скачать 1.94 Mb.
|
|
ВЛИЯНИЕ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА КОРОТКОВОЛНОВОГО (ИОНИЗИРУЮЩЕГО И УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО) ИЗЛУЧЕНИЯ Влияние на организм человека ультрафиолетового излучения Коротковолновое излучение оказывает существенное влияние на организм человека. В за- висимости от природы коротковолнового излучения его классифицируют на: ультрафиолетовое излучение, испускается солнцем (т.е. является частью солнечного спек- тра), длина волны составляет менее 320 нм (наиболее выраженное влияние на кожу оказыва- ют ультрафиолетовые лучи с минимальной длиной волны – 280 нм) ионизирующее излучение, испускаемое космосом и радиоактивными элементами, содержа- щимися в воздухе и земной коре. Распределение интенсивности ультрафиолетового излучения на Земном шаре в точности не известно. Уровень его в значительной мере зависит от: 59 географической широты местности (наибольшая интенсивность солнечного излучения име- ет место в экваториальной зоне, для которой характерно самое продолжительное лето с большим количеством ясных дней) положения солнца по отношению к горизонту. Так, когда солнце находится в зените, интен- сивность ультрафиолетового излучения (как и солнечного излучения вообще) максимальная. Тогда же, когда солнце находится под углом в 30 к горизонту, интенсивность ультрафиоле- тового излучения уменьшается вдвое по отношению к положению в зените. Следовательно, максимальная интенсивность ультрафиолетового излучения приходится на полдни летнего сезона, когда солнце находится почти в зените. В зимние периоды солнце в умеренных ши- ротах занимает положение под углом 45-30 к горизонту, и интенсивность ультрафиолетово- го излучения сокращается степени загрязненности атмосферы. Молекулы газов, находящиеся в воздухе, гораздо силь- нее рассеивают короткие волны, чем длинные (поэтому и небо кажется голубым); вследствие этого в атмосферном излучении ультрафиолетовый компонент имеет большую интенсив- ность, чем видимая часть спектра. Пылевые частицы, находящиеся в воздухе, обладают спо- собностью поглощать ультрафиолетовые лучи. В связи с этим в больших промышленных ре- гионах ультрафиолетовые лучи очень сильно поглощаются пылью и дымом, и интенсивность ультрафиолетового излучения гораздо меньше, чем в чистых регионах той же географиче- ской зоны толщины озонового слоя, поглощающего ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 285 нм. Исходя из приведенной зависимости интенсивности ультрафиолетового излучения от цело- го ряда факторов, можно в общих чертах охарактеризовать ее в различных регионах Земного шара следующим образом. В области экватора и тропиков наибольшее количество солнечных дней в году, а также наибольшая суточная продолжительность нахождения солнца в зените, и как следст- вие, самая большая интенсивность ультрафиолетового излучения. Наименьшее количество сол- нечного света получают близкие к морю западные области континентов, где много облачных дней в году (например, Великобритания). Северные широты, несмотря на низкую среднюю годовую температуру, сравнительно непродолжительное лето и преимущественное положение солнца под углом 45-30 к горизонту, характеризуются довольно высоким уровнем ультрафиолетового излу- чения в ясные дни в связи с несколькими обстоятельствами. Во-первых, очень чистый воздух (в отличие от промышленных регионов) поглощает гораздо меньше ультрафиолетовых лучей, чем воздух загрязненный. Во-вторых, идеально белый снег и лед хорошо отражают солнечные лучи. В-третьих, небо Арктики летом свободно от облаков (как правило, дни очень ясные). Регионы умеренного пояса, расположенные внутри континентов, характеризуются гораздо меньшей интен- сивностью ультрафиолетового излучения, чем экваториальные и тропические, а также арктиче- ские зоны, но несколько большей по сравнению с западными областями континентов, располо- женных вблизи океанов. Несмотря на то, что в процессе длительной эволюции у людей выработался определенный комплекс приспособлений к ультрафиолетовому и радиоактивному фону, в настоящее время воз- никает новая большая экологическая опасность, обусловленная освобождением и накоплением искусственных радиоактивных веществ, а также уменьшением толщины озонового слоя и появле- нием в атмосфере озоновых дыр. Ультрафиолетовую радиацию солнца по ее физиологическому воздействию принято под- разделять на следующие три типа: флуоресцентная (длина волны 400-320 нм) эритемная (длина волны 323-270 нм) бактерицидная (длина волны 270-180 нм). Человек может переносить лишение ультрафиолетовой радиации в течение 2-ух месяцев без существенных нарушений водно-солевого обмена в организме. Интенсивное ультрафиолетовое излучение, попадая на открытые участки кожи, у неадапти- рованного человека первоначально вызывает развитие острого воспалительного процесса в связи с тем, что под действием этого обладающего большим запасом энергии, чем видимая часть спектра, 60 излучения происходит фотолиз молекул воды, образование свободных радикалов, повреждение клеточных мембран, запуск перекисного окисления липидов. Под действием первичных продуктов свободнорадикальных реакций в результате высво- бождения ферментов из разрушенных лизосом клеток образуются медиаторы воспаления, которые наряду с первичными продуктами обуславливают развитие воспалительного процесса. Выражен- ность воспалительной реакции кожи может быть различной в зависимости от интенсивности и длительности излучения, а также исходной пигментации кожи. Биологическая роль ультрафиолетового излучения заключается в том, что оно необходимо для осуществления фотолиза молекул провитамина D в коже, в результате которого образуются молекулы витамина D, подвергающиеся дальнейшим превращениям в печени и в почках (т.н. ан- тирахитическое действие ультрафиолетовой радиации). Причем антирахитическое действие ульт- рафиолета выражено тем сильнее, чем лучше он проникает в кожу. Воспаление кожи, возникающее в ответ на действие интенсивного ультрафиолетового из- лучения, проявляется в виде местных деструктивных и реактивных изменений в ней (в форме т.н. солнечных ожогов), тяжесть которых определяется тремя степенями: ожог первой степени – простая эритема (слабая воспалительная реакция без нарушения це- лостности кожи, характеризуется покраснением и некоторой отечностью кожи); ожог второй степени – острое экссудативное воспаление, сопровождающееся образованием пузырей (волдырей) с отслоением эпидермиса; ожог третьей степени, характеризующийся частичным некрозом кожи и образованием язв. Причем повреждение кожи при солнечном ожоге затрагивает и потовые железы, в связи с чем в эритемный период часто нарушается и терморегуляция, что сопровождается большей склонностью людей к перегреванию (развитию теплового удара). Продолжительное действие ультрафиолетового излучения на кожу человека сопровожда- ется постепенной адаптацией к нему. В основе такой долговременной адаптации лежат следующие процессы: утолщение рогового слоя эпителия кожи (за счет ускорения его физиологической регенерации и ороговения кератиноцитов в апикальных слоях пласта); накопление меланина в коже (появление загара) за счет усиленного его образования меланоци- тами базального слоя эпителия и последующего перехода в кератиноциты; причем у людей со светлой кожей в результате этого процесса меланин, обнаруживаемый ранее только в базаль- ных слоях эпидермиса, появляется и в поверхностных его слоях, в результате чего кожа темне- ет. Увеличение содержания меланина в коже уменьшает ее проницаемость для ультрафиолето- вых лучей. У людей с исходно темным цветом кожи адаптация к ультрафиолетовому излуче- нию сопровождается усилением ее пигментации. Результатом отмеченных двух процессов адаптации к ультрафиолетовому излучению явля- ется постепенное повышение пороговой эритемной дозы; острые воспалительные явления усту- пают место загару. Даже при слабом загаре этот более высокий эритемный порог может сохра- няться в течение двух месяцев. У людей-альбиносов (рецессивных гомозигот по гену альбинизма), у которых пигмент меланин в коже не синтезируется вообще, первоочередное значение в развитии долговременной адаптации к ультрафиолету имеет утолщение рогового слоя эпителия кожи без возникновения загара, что также сопровождается увеличением порога эритемной дозы. Исторически обусловленное расселение людей в различных географических зонах с разным уровнем ультрафиолетового излучения предопределило и эволюционно выработанные определен- ные различия в цвете кожи. Робертс и Калон, основываясь на измерении отражательной способно- сти кожи у различных популяций людей, показали, что существует явно выраженная корреляция (r=0,9) между цветом кожи и широтой местности, во многом определяющей интенсивность ульт- рафиолетового излучения, и значительно более слабая зависимость цвета кожи от средней годовой температуры. Так, наиболее сильная пигментация кожи наблюдается у аборигенов Судана, где ин- тенсивность солнечной радиации максимальная. Очень темным цветом кожи отличаются и наро- 61 ды, населяющие пустыни и саванны (например, аборигены Австралии, которые не носили защи- щающей от солнца одежды или стали носить ее лишь в последнее время). Если в той или иной стране с жарким климатом оказывается этническая группа с менее вы- раженной пигментацией кожи, то, значит, эта группа эмигрировала сюда сравнительно недавно. Примером могут служить жаркие пустыни Нового Света. Люди умеренного пояса характеризуют- ся самой светлой кожей, тогда как для арктических народов (например, для эскимосов), где интен- сивность ультрафиолетового излучения относительно высока, характерна более смуглая кожа, чем у людей умеренного пояса. В целом проницаемость кожи негров для ультрафиолета гораздо ниже, чем загорелых белых европейцев. Более того, пороговый уровень излучения, с которого начинает- ся загар, у негров значительно выше, чем у белых. При этом толщина рогового слоя эпителия ко- жи негров не намного превосходит таковую адаптированных европейцев. Первоочередное же зна- чение в большей устойчивости негров к ультрафиолету имеет гораздо большее содержание мела- нина в их коже, а также определенные особенности этого пигмента (у негров он имеет более тем- ный цвет, чем у европиоидов). Таким образом, географическая связь между интенсивностью ультрафиолетового излуче- ния и цветом кожи определяется, вероятнее всего, защитной ролью пигментации. Так, темнокожие народы населяют в основном области с более высоким уровнем ультрафиолетовой радиации. Даже в тропиках существуют заметные различия в цвете кожи: племена джунглей имеют более светлую кожу, народы открытых пространств (например, негры банту) – более темную. Развитие сильной пигментации кожи у народов, предки которых заселили регионы Земного шара с высоким уровнем солнечной радиации, обеспечивает хорошую защиту в отношении рака кожи и ожогов, вызываемых ультрафиолетовым излучением. Так, данные статистики свидетельст- вуют о том, что рак кожи преимущественно встречается у белых (в 95% случаев) на участках тела, открытых для солнечных лучей; причем чаще всего у лиц, работающих вне помещения. Более то- го, рак кожи наиболее распространен в областях Земного шара, где интенсивность солнечной ра- диации выше. Например, у американцев с белым цветом кожи он встречается реже по мере удале- ния от экватора. В Квинсленде (Австралия) рак кожи встречается в 20 раз чаще, чем в Англии. Если темную пигментацию кожи людей, исторически связанных с южными широтами можно рассматривать как фактор защиты от интенсивного ультрафиолетового излучения, то свет- лый цвет кожи людей, исторически связанных с регионами Земного шара с относительно низким уровнем солнечной радиации, отчасти можно рассматривать как признак, имеющий антирахити- ческое значение. Ведь антирахитическое действие ультрафиолетовой радиации тем сильнее, чем лучше она проникает через эпителий кожи. Низкое содержание меланина в базальных слоях эпи- телия кожи и его полное отсутствие в апикальных слоях (характерное для белого человека) облег- чает проникновение ультрафиолетовых лучей, и в областях с низкой интенсивностью солнечной радиации этот фактор может оказаться решающим. Загар, приобретаемый людьми со светлой ко- жей в качестве средства защиты, можно рассматривать как фенокопию генетически обусловленно- го более темного цвета кожи у людей, живущих в тропиках и экваториальных областях. Вполне возможно, что темная пигментация появилась независимо в разных районах Земного шара у тем- нокожих европиоидов южной Индии и Аравии, у негров Океании и Африки, поскольку эти наро- ды по многим генетическим признакам далеки друг от друга. Влияние на организм человека ионизирующего излучения Ионизирующее излучение представляет собой потоки частиц или электромагнитных кван- тов, обладающие очень высокой энергией, взаимодействие которых со средой приводит к иониза- ции ее атомов и молекул. В зависимости от природы ионизирующего излучения его классифициру- ют на: -излучение – поток положительно заряженных массивных частиц, представляющих собой -частицы (атомы гелия); -излучение – поток отрицательно заряженных частиц малой массы (поток электронов). - и -излучение испускается при спонтанном распаде ядер некоторых химических элементов; электромагнитное ионизирующее излучение, представляющее собой нейтральные лучи, не обладающие массой, т.е. свойства этих лучей аналогичны свойствам света (оно представля- 62 ет собой потоки квантов электромагнитных волн (фотонов)); но это излучение является ко- ротковолновым (длина волны гораздо короче, чем для видимой части спектра), а, следова- тельно, и высокочастотным. Оно возникает в результате спонтанной перегруппировки про- тонов и нейтронов в ядре некоторых химических элементов без его распада. В зависимости от длины волны электромагнитное ионизирующее излучение классифицируют на: -излучение – самое коротковолновое электромагнитное излучение ( =10 -3 -3 10 -6 нм), а, следовательно, самое высокочастотное (частота намного превосходит частоту электромагнитных лучей видимой части солнечного спектра), рентгеновское излучение – подобно -излучению является электромагнитным излуче- нием, занимающим спектральную область между и ультрафиолетовым излучением в пределах длин волн от 10 -3 до 100 нм. Естественный радиоактивный фон Земли создается за счет излучения природных источ- ников, таких как: космическое излучение, радий и торий в земной коре, радиоактивные изотопы калия, содержащиеся в почве и воде, радиоактивные изотопы углерода, содержащиеся в воздухе, радиоактивные изотопы водорода, содержащиеся в водяных парах. Причем на больших высотах (в горах) общая доза естественного ионизирующего излучения выше, чем на равнине, в связи с большей интенсивностью космического излучения. Кроме того, в некоторых географических районах (штат Керала в южной Индии, некоторые районы Бразилии) в силу геологических причин естественный радиоактивный фон значительно выше, чем в других областях Земного шара. В современных условиях существенную роль в общем радиоактивном фоне Земли играют искусственные источники излучения такие, как: медицинское применение рентгеновских лучей, работа ядерных электростанций, испытание ядерного оружия и последующее выпадение радиоактивных осадков, ионизирующее излучение от бытовых предметов (СВЧ-печей, телевизоров, мониторов компьютеров, люминесцирующих циферблатов часов и некоторых других). Причем попадание ионизирующей радиации в организм человека осуществляется не только через поверхность тела (через кожу), но и через дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт вместе с радиоактивной пылью. Некоторые же радиоизотопы, содержащиеся в пыли (например, 90 стронций и 137 цезий), быстро всасываются в кишечнике и оказывают существенное влияние на те ткани, к которым в дальнейшем поступают. С дождями радиоактивная пыль может быть занесена в те районы, где обычная доза ионизирующего излучения не велика. Люди, находящиеся в домах, лучше защищены от действия излучения, чем те, которые большую часть времени проводят на от- крытом воздухе. В этом отношении жители тропических стран оказываются в наименее благопри- ятных условиях. Принцип действия ионизирующего излучения на животный организм заключается в том, что заряженные его частицы (в случае - и -излучения) или фотоны (в случае рентгеновского и -излучения), обладающие очень большой энергией, попадая в ткань, при столкновениях с атома- ми и молекулами выбивают из них электроны (первичная ионизация). Такой процесс возникает по- тому, что энергия ионизирующего излучения превышает энергию внутримолекулярных и внутри- атомных связей, а, следовательно, проникая в молекулу, радиоактивные лучи производят разрыв наименее прочных связей, что сопровождается появлением свободных электронов и радикалов. Выбитые же электроны, если они обладают достаточно большой энергией, также могут ионизиро- вать окружающие атомы и молекулы (вторичная ионизация). В результате вторичной ионизации возникают цепные разветвленные химические реакции, приводящие к еще большей ионизации ткани и ее повреждению. В наибольшей степени первичная ионизация затрагивает молекулы воды 63 (самого главного растворителя в клетках, составляющего 65-70% от массы тела). Возникающие же в результате ионизации воды и некоторых других молекул свободные радикалы способствуют по- вреждению других молекул воды, образованию гидроперекисей, нарушению структуры фермен- тов (особенно тиоловых, содержащих SH-группы), изменению химического строения ДНК (окис- лению пиримидиновых и дезаминированию пуриновых нуклеотидов); в ряде случаев молекула ДНК может повреждаться вследствие ее первичной ионизации. Первичная и вторичная ионизация многих клеточных ферментов, липидов и жирных кислот приводит к нарушению состояния клеточных мембран, в том числе: мембран лизосом (что сопровождается выходом их ферментов в цитоплазму клетки и после- дующим повреждением клеточных структур), мембран митохондрий (что приводит к нарушению биологического окисления и энергетиче- скому дефициту), ядерных мембран (что на фоне возможного повреждения самой молекулы ДНК сопровождает- ся нарушением синтеза РНК, и как следствие многих белков, а также нарушением нормального деления клетки). Многочисленные повреждения в клетках, вызванные первичной и вторичной ионизацией, приводят либо к их гибели, либо к резкому нарушению функций. Причем наибольшей радиочув- ствительностью обладают клетки интенсивно обновляющихся тканей (кроветворная и лимфоид- ная, эпителиальная, в том числе эпителии пищеварительных и половых желез), далее за ними сле- дует эндотелий сосудов, а последнее место в этом ряду занимают хрящевая, костная, нервная и мышечная ткани. В частности, нервные клетки, не делящиеся в постэмбриональном периоде, при прямом облучении гибнут в последнюю очередь (после глиальных, а также эндотелиальных и гладкомышечных клеток сосудов). Нарушение функций организма при действии ионизирующего излучения и проявления лу- чевой болезни определяются общей дозой полученного облучения. Так, при облучении сверхсмертельными дозами (8 Дж/кг и выше) преобладает массовая интрфазная гибель клеток, в результате чего смерть наступает в ближайшие минуты (или часы) после облучения. При облучении минимальной смертельной дозой (3-6 Дж/кг) болезнь протекает в типичной костно-мозговой форме, для которой наиболее характерно повреждение клеток в органах крове- творения и лимфоидной ткани, что сопровождается резким снижением иммунитета организма и сопутствующим присоединением воспалительных процессов инфекционной этиологии. Опреде- ленные морфологические повреждения возникают в ц.н.с. и репродуктивной системе (возможна временная или постоянная стерильность). Кроме того, у больных обычно наблюдается геммораги- ческий синдром, проявляющийся в появлении многочисленных кровоизлияний в коже и различных органах и возникающий в силу многих обстоятельств (нарушения эндотелия сосудистой стенки, повышения ее проницаемости по причине выхода большого количества гепарина из дегранули- рующих тучных клеток и базофилов, нарушения тромбоцитопоэза в красном костном мозге и син- теза факторов свертывания крови в печени и т.д.). Лечение больных облученных минимальными смертельными дозами включает переливание крови, антибиотикотерапию, в некоторых случаях – пересадку красного костного мозга. Доля выздоравливающих больных, получивших минимальные смертельные дозы облучения, составляет 50%. При средних дозах ионизирующего излучения (1-3 Дж/кг) у людей, как правило, развиваются изменения в крови, рвота, усталость, общее плохое самочувствие. При этом возможно полное вы- здоровление облученного человека и достаточно лечения только лишь антибиотиками. В случае действия на организм даже небольших доз радиоактивного излучения общее его состояние может существенно не изменяться, но возможное нарушение структуры ДНК в опреде- ленных соматических клетках приводит либо к их гибели, либо к нарушению деления, или каких- то функций. Так, при дозах ионизирующего излучения, меньших 0,25 Дж/кг выраженных морфо- функциональных изменений в организме человека не наступает вообще. При малых дозах (0,25-1 Дж/кг) уже возможны определенные изменения в крови, не создающие большого дискомфорта, слабая тошнота, некоторое повреждение костного мозга, лимфатических узлов и селезенки. Одна- 64 ко такие изменения в организме, как правило, являются временными, сравнительно быстро прохо- дят и не требуют лечения. Выраженность влияния ионизирующего излучения на организм зависит не только от его дозы, но и от физической природы. Так, двухзарядные медленно движущиеся -частицы (обла- дающие довольно большим запасом энергии – 5 МэВ) рассеивают энергию при ионизации ткани, приблизительно равную 100 кэВ/мкм ткани, интенсивно взаимодействуют с электронами в атомах вещества, поэтому на пути их движения образуется плотное скопление ионов и электронов. Потоки электронов при -излучении обладают меньшим запасом энергии (от нескольких кэВ до 1 МэВ), чем -частицы, но соответственно и значительно большей скоростью движения. Поэтому электроны, проходя сквозь вещество, задерживаются около отдельных атомов на очень короткий промежуток времени, недостаточный для эффективного взаимодействия с атомными электронами. Как следствие этого, степень ионизации ткани при -излучении невелика (энергия ионизации – 0,25 кэВ/мкм ткани), а на пути этого излучения образуется лишь разреженное скоп- ление ионов и выбитых электронов. Вместе с тем большая скорость движения электронов при - излучении и значительно меньший темп потери энергии при движении (меньшая энергия иониза- ции), по сравнению с -частицами, обуславливают более глубокое проникновение -лучей в ткань (на глубину до 4,2 мм), тогда как -лучи проникают на глубину всего лишь 0,04 мм. Проникновение фотонов рентгеновского и -излучения в ткань сопровождается выбивани- ем из ее молекул и атомов электронов, обладающих большими запасами энергии (первичная фо- тоионизация); эти электроны ионизируют окружающую ткань также, как и -излучение (вторич- ная ионизация). В связи с этим параметры ионизации, создаваемой при -, - и рентгеновском излучении одинаковы с той лишь разницей, что фотоны - и рентгеновского излучения способны проникать в ткань еще до первого взаимодействия на значительно большую глубину (например, -лучи, излу- чаемые при распаде 60 Со, прежде, чем их энергия уменьшится на 50%, проникают в ткань на глу- бину 10 см). Лучшая проникающая способность в ткани - и рентгеновского излучения обусловле- на тем, что их фотоны, в отличие от заряженных частиц - и -излучения, не несут электрического заряда и поэтому не теряют энергию при своем прохождении через ткань до тех пор пока не вызо- вут фотоионизацию молекулы. Основная доля ионизации ткани при прохождении через нее ко- ротковолнового электромагнитного излучения создается выбитыми из молекул вследствие фото- эффекта электронами. Следовательно, при внешнем источнике излучения эффективность его для внутренних ор- ганов будет гораздо большей для - и рентгеновского излучения по сравнению с - и - излучением. Если же радиоактивный материал вдыхается или проглатывается, то эффект ионизи- рующего воздействия на внутренние органы гораздо выше для - и -частиц (причем при - излучении он будет наибольшим, поскольку -частицы создают значительно больше повреждений в ткани, оставляя на своем пути плотное скопление ионов и электронов). По результатам действия ионизирующего излучения на человека его можно классифици- ровать на: соматическое (повреждающее действие ионизации на ткани самого облученного человека), генетическое (повреждающее действие ионизации на половые железы и половые клетки, кото- рое может отразиться на потомстве облученного человека). Самые серьезные биологические последствия ионизирующего облучения связаны с его му- тагенным действием на половые клетки (возникающие при этом мутации могут быть субмикро- скопическими или же представлять микроскопически видимые изменения в хромосомах). Радиа- ционные мутации, возникающие при действии на человека только естественного радиоактивного фона, представляют лишь небольшую долю спонтанных мутаций. Подобно спонтанным мутациям, радиационные мутации могут быть доминантными и ре- цессивными (встречаются гораздо чаще и гораздо чаще проявляются у мужчин, чем у женщин, если затрагивают определенные гены Х-хромосомы, отсутствующие в У-хромосоме). Среди ре- 65 цессивных мутаций много таких, которые внешне ничем не проявляются, но снижают плодови- тость и продолжительность жизни; некоторые рецессивные мутации могут быть летальными, но длительно сохраняются в ряду поколений и элиминируются лишь у рецессивных гомозигот по та- ким генам. Доминантные же мутации в большинстве своем приводят к гибели организма в зародыше (на ранних стадиях развития), так что наступающий в связи с этим ранний выкидыш может пройти и незамеченным (т.е. вредные доминантные мутации элиминируются быстро, уже на ранних эта- пах онтогенеза). Вот почему не наблюдается непосредственного повышения частоты явлений ге- нетических аномалий у детей, родители которых пережили взрыв атомной бомбы в Японии. Влияние искусственных источников радиоактивного излучения все более повышает веро- ятность появления мутаций, почти все из которых для человеческого общества с уже сбалансиро- ванным оптимальным для жизнедеятельности генофондом являются вредными. Так, в США 2% новорожденных имеют ту или иную генетическую аномалию, проявляющуюся до наступления половой зрелости. Причем считается, что частота субмикроскопических мутаций с повышением дозы облучения увеличивается линейно. В природе выгодные организму мутации распространя- ются в пределах вида благодаря тому, что размер потомства у носителей мутантных генов превы- шает их средний уровень. Вредные же гены, благодаря отмеченному, наоборот, довольно быстро элиминируются в результате бесплодия или гибели их носителей. Оба эти механизма неэффектив- ны для видов с немногочисленным потомством, в том числе и для человека. В зависимости от характера воздействия ионизирующего излучения на человека его клас- сифицируют на: проникающее (человек получает дозу ионизирующего излучения в течение короткого интер- вала времени – от нескольких секунд до нескольких часов), постоянное (человек получает ионизирующее излучение в течение длительного интервала времени – годы и десятилетия). Биологические повреждения, вызванные получением дозы радиации за счет постоянного облучения, существенно меньше в плане влияния на самого облученного индивида (но не на его потомство), чем в том случае, если та же доза была получена разово за счет проникающей радиа- ции. Причина этого заключается в том, что тело человека обладает способностью постепенно из- бавляться от повреждений, вызванных малыми дозами радиации, растянутыми во времени. Вместе с тем такой зависимости между дозой облучения и характером ее воздействия на человека (проникающим или постоянным) в случае генетического действия радиации, скорее все- го, не существует. Более того, как постоянное, так и проникающее действие одних и тех же доз радиации может в равной мере увеличить восприимчивость человека к лейкемии. Таким образом, нельзя указать уровень радиации для человека, ниже которого повреждения вообще отсутствуют. Видимо, все дозы ионизирующего облучения в той или иной степени вред- ны. В оптимальных условиях человек не должен получать облучение большее, чем 1,7 10 -3 Дж/кг в год (считается, что этот уровень не слишком обременит население и не приведет к опас- ным последствиям). В то же время любые процессы, связанные с получением и использованием радиации (например, медицинская диагностика и терапия, работа ядерных электростанций и др.) и дающие определенные преимущества, сопровождаются повышением доз радиоактивного воздей- ствия на человека. В настоящее время максимально допустимой дозой ионизирующего излучения, которую че- ловек может получить за год без существенных повреждений, считается 5 10 -3 Дж/кг, что выше дозы, связанной с медицинским и зубоврачебным облучением (и выше естественного уровня, ис- пускаемого космосом, солнцем, радиоактивными элементами воды и земной коры). Уменьшение радиоактивного фона, воздействующего на человека, за счет сокращения ис- кусственного ионизирующего излучения можно достичь прекращением испытания ядерного ору- жия любых видов, применением более жестких ограничений допустимого излучения от телевизо- ров и СВЧ-печей, прекращением распространения ядерных электростанций. |