close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Современные подходы к оценке техногенного воздействия на здоровье населения Урала (1998).pdf

код для вставкиСкачать
Челябинская областная общественная просветительская
экологическая организация “Движение за ядерную безопасность”
Челябинская Государственная Медицинская Академия
Международный проект
“Объединение женских усилий за здоровье и окружающую среду”
совместно с общественной организацией
“Женщины Европы за Общее Будущее”
Современные подходы
к оценке техногенного воздействия
на здоровье населения Урала
Челябинск, 1998
Редакционный Совет
Председатель – Шамуров Ю.С., ректор ЧГМА, д.м.н.,
профессор, академик МАНЭБ
Зам. председателя – Русанова Надежда Николаевна, зав.
кафедрой детских болезней № 2 ЧГМА, д.м.н., профессор, академик
МАНЭБ
Зам. председателя Миронова Наталия Ивановна – член
Высшего экологического Совета Госдумы РФ
Турыгин В.В. – д.м.н., профессор, академик Петровской
академии наук, проректор по науке ЧГМА
Жуковская Елена Вячеславовна – к.м.н., ассистент кафедры
детских болезней № 2 ЧГМА
Волосников Дмитрий Кириллович – доцент кафедры
детских болезней № 2 ЧГМА
Теплова Светлана Николаевна - зав. кафедрой клинической
иммунологии, д.м.н., профессор, академик РАЕН
Директор проекта Н.И. Миронова
Компьютерная верстка и дизайн Н.Я. Иванова и Я.И.
Пшениснов
Сборник подготовлен и издан при финансовой поддержке
правительственной программы MATRA, Нидерланды, и Winston
Foundation for World Peace (США).
2
Оглавление
Предисловие......................................................................................................................... 5
Введение ............................................................................................................................... 7
Вынужденные риски в философии радиационной безопасности................................... 8
Международные организации, влияющие на формирование философии
радиационной безопасности............................................................................................. 10
О развитии российского законодательства в части превентивных мер по
гражданской ответственности за радиационный ущерб ............................................... 21
Эффект сверхмалых доз.................................................................................................... 23
Цитогенетические последствия воздействия ионизирующих излучений на
популяции человека .......................................................................................................... 32
Содержание в организме радионуклидов и уровень цитогенетически измененных
клеток в крови у людей, длительно проживающих в зоне влияния НПО “Маяк” в
Челябинской области ........................................................................................................ 39
К вопросу о неравномерности внутреннего облучения в популяции в случае
локального загрязнения внешней среды ......................................................................... 42
Биофизическая модель метаболизма щелочноземельных элементов, учитывающая
возрастные изменения структуры костной ткани и неравномерность
распределения элементов по структурам кости ............................................................. 48
Оценка состояния здоровья детского населения, проживающего на загрязненных
радионуклидами территориях уральского региона........................................................ 58
Обоснование системы иммунологического мониторинга населения Южного
Урала................................................................................................................................... 61
Иммунологические подходы оценки состояния здоровья детского населения
экологически неблагополучных территорий .................................................................. 68
Характеристика показателей секреторного иммунитета у детей, проживающих на
территориях с разным уровнем радиоактивного загрязнения ...................................... 72
Эпидемиология лейкоза и тромбоцитопенической пурпуры в детской популяции
Челябинской области ........................................................................................................ 75
3
Эпидемиология онкогематологической патологии в детской популяции
Челябинской области ........................................................................................................ 77
Распределение лейкоцитарных антигенов у детей с острым лейкозом в
Челябинской области и в зоне ВУРСа............................................................................. 80
Клиническая манифестация радиойодиндуцированного рака щитовидной железы . 83
Олигофрения как возможный маркер радиационного поражения потомства
85
Патология щитовидной железы в семьях, проживающих в зоне радиационного
загрязнения......................................................................................................................... 88
Особенности показателей физического развития детей первого года жизни,
проживающих в Кунашакском районе, и влияние на них комплекса социальнобиологических факторов внешней среды ....................................................................... 90
О состоянии здоровья населения Аргаяшского района................................................. 92
Распространенность и особенности формирования бронхиальной
гиперреактивности у детей в условиях техногенного загрязнения атмосферы
города (на примере города Челябинска) ......................................................................... 95
Предпосылки развития программы научного сотрудничества между УНПЦ РМ
(Россия) и Департаментом Энергетики (США).............................................................. 98
Исследование содержания трития в объектах внешней среды на территории
Челябинской области ...................................................................................................... 101
4
I.
Предисловие
Радиоактивные выбросы радиохимических предприятий ядерной
индустрии внесли очень сильные локальные изменения в окружающую среду.
Накопленные в открытых водоемах и подземных полостях радиоактивные отходы
продолжают угрожать глобальным загрязнением.
Население радиоактивно-загрязненных территорий принуждено жить в
ситуации недобровольных повышенных рисков, возникших в результате очень
короткого в геологических временах, всего 50-летнего, техногенного изменения
состояния окружающей среды. Скорость изменения окружающей среды почти
предопределяет популяционную катастрофу. Об этом предупреждают ученыегенетики. Развитие катастрофы подтверждают руководители загрязненных
городов и поселков. Так в поселке Новогорный с 9 тысячами жителей,
находящемся на расстоянии 6 км от озера Карачай, хранилища жидких
радиоактивных отходов со 130 миллионами кюри, по последним данным
смертность населения вдвое превысила рождаемость.
Увеличение количества неработоспособного населения, ранняя
смертность и инвалидность ведут к росту социальных выплат, следовательно, к
росту социального груза общества и его обнищанию в конечном итоге. Чтобы
предотвратить подобный результат было бы разумным ввести ответственность за
ущерб, нанесенный окружающей среде и населению, на загрязняющую
индустрию. Следовало бы обязать Минатом нести финансовую ответственность
за реабилитационные и социальные программы по ликвидации последствий своей
деятельности. Но парадокс отсутствия ответственности в том, что не
загрязнитель, а пострадавший налогоплательщик оплачивает стоимость этих
федеральных целевых программ, значительная часть которых снова адресуется в
Минатом. Чем сильнее загрязнение, тем больше средств передается загрязнителю.
Какой сильный экономический стимул для роста ядерной индустрии! Плохо, что
при этом некому принимать в расчет деградацию территорий и превращение их в
"неперспективные" для развития и инвестиций. Казалось бы, очевиден конфликт
интересов ядерной индустрии и "подветренных" территорий. Конфликт
федеральных интересов и интересов местной власти, так как именно местная
власть несет ответственность за экономическое и экологическое благосостояние
региона. Перефразируя известную истину: незнание законов природы не
освобождает от ответственностью перед нею.
Констатируемая деградация качества окружающей среды и
жизнеспособности населения должна убедить политиков в необходимости
принятия более жестких нормативов загрязнения, введения института
ответственности за наносимый и нанесенный в прошлом радиационный и
ядерный ущерб. Поскольку радиационное загрязнение будет наносить ущерб в
течение ближайших 24 тысяч лет, то по отношению к законам о радиационном и
ядерном ущербе норма "закон обратной силы не имеет" должна быть изменена.
Началом действия законов об ущербе предстоит считать начало загрязнения, то
есть начало производства плутония или время первого испытания ядерного
оружия.
Сегодня общество столкнулось с тем, что число независимых
экспертов, готовых отстаивать интересы общества, значительно меньше числа
экспертов, работающих на ядерную индустрию. Однако ситуация постепенно
меняется и в России, и в США, и это внушает оптимизм.
5
В этой книге мы предлагаем материалы, обсуждавшиеся на первой
сессии Международного обучающего семинара "Радиационное загрязнение
Урала. Плутоний. Реальность и перспективы. Современные подходы к оценке
радиационного воздействия и защите населения и окружающей среды" в сентябре
1998 года. Эта сессия была организована "Движением за ядерную безопасность" и
Челябинской Государственной Медицинской Академией при участии Уральского
научно-практического Центра радиационной медицины.
В наших планах - сделать этот семинар постоянно действующим. Наша
цель - сделать постоянным обмен информацией о новых подходах к оценке
загрязнения окружающей среды и здоровья населения, о новых данных, о новых
ученых и новых точках зрения на экологические и здравоохранительные
проблемы. Мы будем стараться проецировать эти новые подходы на нашу
уральскую ситуацию.
Мы вовлекаем в диалог три общественные группы - ученых,
общественные организации и представителей власти. Мы получаем возможность
обмена современной информацией для осознания ситуации, для подготовки и
выработки решений, которые были бы адекватны экологическим проблемам
Урала и проблемам здоровья уральской популяции. Мы уже имеем возможность
убедиться в том, что решения, даже самые доброхотные, основанные на
искреннем желании сделать добро, приводят к неэффективности финансовых
вложений, если они основаны на устаревших научных подходах.
Наталия Миронова
6
II.
Введение
В настоящем сборнике излагаются теоретические аспекты эффекта
малых доз радиации, и в частности, материалы некоторых итогов работы научных
сотрудников Челябинской Государственной медицинской Академии и Уральского
научно-практического Центра радиационной медицины, выполненных в рамках
“Государственной программы Российской Федерации по реабилитации
территорий Уральского региона, подвергшихся радиоактивному загрязнению, и
оказанию помощи пострадавшему населению до 1995 года.
Освещены различные аспекты данной проблемы. Представлены
данные результатов комплексной оценки состояния здоровья и выявления
возможных факторов риска развития заболеваний у детей зоны ВУРСа, с
применением скринирующих методов исследования, роль радиационного и ряда
техногенных факторов в развитии онкогематологической, эндокринной,
врожденной и бронхолегочной патологии у детей и взрослого населения с
эпидемиологических позиций. На основе многофакторного анализа, впервые
приведены данные по изучению распространенности иммунологической
недостаточности в детской популяции, проживающей на загрязненных
радионуклидами территориях с обоснованием иммунологического мониторинга.
Освещены предпосылки развития программы научного сотрудничества России и
США в области радиационной медицины. Представлены материалы, освещающие
философские подходы к добровольному - недобровольному риску. Описана
структура международных органов радиационной защиты.
Результаты исследований позволяют подойти к решению ряда
реабилитационных мер среди населения зоны экологического неблагополучия с
включением социальных, гигиенических и медико-генетических мероприятий и
учетом современных представлений о комплексности необходимых мер.
Доктор медицинских наук, проф., академик МАНЭБ – Русанова Н.Н.
Член Высшего Экологического Совета Госдумы РФ – Миронова Н.И.
7
III.
Вынужденные риски в философии радиационной
безопасности
1
А. Ярошинская
Техногенные и ядерные катастрофы, в значительной степени
определяющие лицо XX века, наряду с другой антропогенной деятельностью,
поставили мировое сообщество на грань выживания. Эмпирические и
теоретические исследования масштабов и последствий ядерных инцидентов и
катастроф, влияния на экосистемы, био - и социосферу позволяют сделать выводы
о глобальности и всеобщности их последствий для всей планеты.
Исследование в научной и философской плоскостях соотношения
технической, экологической и нравственной сторон ядерной безопасности, дает
основания сделать вывод, что в условиях надвигающегося экологического
кризиса необходима разработка концепции обеспечения ядерной безопасности
био- и социосферы. Такой единой концепции в России до сих пор нет, как и нет
единства взглядов ученых на эту проблему. Она должна основываться на
единстве технического, экологического и нравственного аспектов безопасности,
иметь системный характер. В основе концепции должна лежать система "ядерные
объекты - экосистемы - биосфера - социосфера", которая учитывает ядерную
безопасность не только с технической, но и с экологической, социальной и
нравственной сторон.
Сегодня в научной, политической, общественной мысли с понятием
выживания связывается два прямо противоположных механизма его стратегии:
1. Выживание должно быть основано на обладании ядерным оружием,
неприменении, "ядерном сдерживании".
2. Выживание должно быть основано на нераспространении и
постепенном сокращении ядерного оружия и его технологий вплоть до полного
их уничтожения в будущем.
Ученые и политики, исповедующие первый принцип, считают наличие
ядерного оружия главной гарантией поддержания мира. В этом контексте
философия ядерной безопасности заключается в том, что наличие ядерного
оружия (силы), а значит и наличие ядерной опасности (страха), является залогом
глобальной ядерной безопасности (мира). Но разве нравственно удержание мира
на страхе?
Понятие ядерной безопасности связано с понятием "культура ядерной
безопасности". Впервые в международном документе понятие "культуры ядерной
безопасности", ориентированное на решение проблем безопасности XXI века,
зафиксировано в Декларации Московской встречи на высшем уровне 20 апреля
1996г.
Центральной в проблеме ядерной безопасности, безусловно, является
проблема "риска" и "приемлемого ядерного риска". В этом контексте проблема
ядерной безопасности также имеет несколько аспектов - чисто технический,
экологический и нравственный. Техническая сущность категории "риска" состоит
в том, что во внимание принимаются исключительно технические показатели
риска ядерных катастроф. Уже проектировщики закладывают технический риск
1
Алла Ярошинская, êàíäèäàò ôèëîñîôñêèõ íàóê.
8
ядерной установки или ядерного производства. Таким образом, сразу же
закладывается и экологический риск. Осознание этого факта неизбежно приводит
к осознанию нравственной сущности категории "риска", имеющей, прежде всего,
отношение к системе природа-человек.
Сегодня в мире существует два диаметрально противоположных
подхода к проблеме риска ядерной (радиационной) безопасности.
Принципиальным моментом полемики является вопрос о радиационном риске пороговом или беспороговом действии радиации на человека. Второй подход
признан мировым сообществом по рекомендации Международной комиссии по
радиологической защите и Научного Комитета ООН по действию атомной
радиации. Он основан на гуманистическом мировоззрении "благоговения перед
жизнью".
Этой научной и глубоко нравственной концепции в официальной
отечественной радиобиологии противопоставляется пороговая концепция
допустимого радиационного риска.
Главная психологическая проблема, связанная с внедрением в
массовое сознание категории ядерного "приемлемого риска", состоит в том, что,
возведенная в ранг закона, она не оставляет для граждан свободы выбора,
который является главной ценностью человеческого бытия. Если граждане в
законном порядке должны подчиниться такому властному решению, то категория
ядерного "приемлемого" риска трансформируется в новейшую категорию
"вынужденного риска", что отнюдь не одно и то же.
9
IV.
Международные организации, влияющие на
формирование философии радиационной
безопасности
2
Аклеев А.В.
Уральский Научно-практический Центр радиационной медицины
Прежде всего, с учетом нынешнего состояния радиационной
безопасности и состояния наук, обосновывающих радиационную безопасность, ни
одна из точек зрения на радиационную безопасность не получила эксклюзивного
права на жизнь и ни одна из них не осталась вне критики. Сохраняется, к
сожалению, достаточно много неопределенностей, которые могут трактоваться
самым различным образом. И, как правило, по многим вопросам решение
принимается на основании экспертных оценок и длительного поиска
компромиссного решения.
В рамках раздела философии радиационной защиты ограничимся
изложением вопроса о структуре международных организаций, действующих в
настоящее время в области радиационной безопасности.
Если попытаться классифицировать все эти организации, хотя бы по
нескольким признакам, то их можно было бы структурировать на региональные
организации, которые действуют в пределах нескольких государств, объединяя те
или иные группы ученых и специалистов, а также организации, которые
эксплуатируют предприятия ядерного цикла или на правительственном уровне,
или на европейском, азиатском, американском континентах. И можно выделить
организации, которые по своей сути являются всемирными.
Если пытаться структурировать организации по интересам тех членов,
которых они включают в свой состав, то можно выделить две большие группы
организаций. Это организации, которые включают в себя ученых и специалистов
самых различных специальностей, их главной задачей является выработка
предложений и рекомендаций по обеспечению радиационной безопасности и
каких-либо международных стандартов в этой области. К таким организациям
можно отнести Международную Комиссию по радиологической защите (МКРЗ),
Научный Комитет по действию атомной радиации Организации Объединенных
Наций (НКДАР ООН) и другие. И есть организации, которые объединяют ученых
отдельных специальностей или специалистов отдельных специальностей, такие
как Международный Союз радиоэкологов (МСР), Европейское Общество
радиобиологов (ЕОРБ). Это творческие союзы, потому что там работают
специалисты в конкретной области. Конкретные мероприятия, конкретные
рекомендации, вырабатываемые в рамках творческих союзов, имеют большое
значение для разработки общих мероприятий по обеспечению радиационной
безопасности, которые вырабатываются в таких организациях как МКРЗ.
Если попытаться структурировать организации по членству, по
представительству в них, то можно выделить 3 группы. Эта группа организаций,
где предполагается индивидуальное членство, т.е. ученые или специалисты
являются членами тех или иных организаций. Далее существуют организации, в
2
Аклеев Александр Васильевич д.м.н., профе., директор УНПЦ РМ.
10
которых представлено коллективное членство. В таких организациях, как
правило, руководящим органом управления является Генеральная Ассамблея или
собрание представителей. На Генеральной Ассамблее участники высказывают не
свою личную точку зрения, а также точку зрения, выработанную в рамках той или
иной организации. И, наконец, есть организации, в которых в качестве членов
выступают отдельные государства.
Достаточно известная организация Международное Агентство по
атомной энергии (МАГАТЭ), которая была создана в 50-е годы и которая является
подразделением Организации Объединенных Наций (ООН).
Международная Комиссия по радиационным единицам измерения
(МКРЕИ) - также очень важная комиссия, потому что структура единиц
стандартов, с которыми работают ученые, специалисты, экологи, общественные
деятели, органы власти, чиновники - она достаточно сложна, и тот, кто читал
научную литературу, тот мог убедиться, что одних терминов с дозой достаточно
много: и экспозиционная, и эффективная, и эквивалентная, и поглощенная и
органные. Существуют десятки доз, и очень важно в этой ситуации дать четкие
определения не только самой дозе, но и единицам измерения и выработать
интернациональные системы единиц измерения. И этот Комитет как раз и решает
эту крайне важную и нужную задачу.
Всемирная Ассоциация операторов, эксплуатирующих атомные
электростанции, была создана после аварии на Чернобыльской атомной
электростанции. Штаб-квартира находится в Англии, и она практически включает
в себя все страны, которые получают электроэнергию на атомных
электростанциях. Членство является также коллективным, и, как правило,
членами этой организации являются Министерства. В западных странах это могут
быть крупные корпорации, которые имеют предприятия ядерного цикла. Россия
также является членом этой организации.
Международная Ассоциация радиационной защиты (МАРЗ) является
организацией, которая объединяет ученых, занятых решением проблемы
обеспечения радиационной безопасности населения и персонала. Это самая
массовая организация, существующая в настоящее время на планете. Более 16
тысяч членов работают в этой организации. Объединение членов осуществляется
на основе коллективного членства, и в 115 странах имеются национальные
организации по радиационной защите. В России такая организация, практически,
еще не создана.
Несколько исследовательских организаций в настоящее время
достаточно активно работают как Международные Ассоциации. Это
Международное Агентство по изучению рака, Международный Союз
радиоэкологов (МСР) и Европейское общество радиобиологов (ЕОРБ). Данные
международные организации объединяют ученых и специалистов, занятых
решением конкретных проблем. Они создают информационную основу для
принятия решений по обеспечению радиационной безопасности. Понятно, что
Международный Союз радиоэкологов делает свой акцент на изучении
радиоэкологической обстановки в местах, подвергшихся радиоактивному
загрязнению, или вокруг предприятий ядерного цикла и разрабатывает меры по
предотвращению радиоактивного загрязнения объектов вокруг предприятий
ядерного цикла. При наличии такого загрязнения рассматриваются вопросы о
защите различных экосистем.
11
Европейское Общество радиобиологов основной задачей ставит
изучение основных закономерностей влияния радиации на организм человека на
самых разных уровнях его организации, начиная от молекулярного уровня,
клеточного, системного, органного, и кончая популяционным. В вопросах
изучения заболеваемости и смертности от рака большую роль в настоящее время
играет такая организация как Международное Агентство по изучению рака
(МАИР). Штаб-квартира этой организации в настоящее время находится в Лионе,
и вся информация по заболеваемости и смертности, которая собирается во многих
странах на государственном уровне, поступает в этот центр и анализируется по
уровням заболеваемости, изучению причин повышенной или пониженной
заболеваемости раком, резистентности (устойчивости) к раку и т. д.
Надо сказать, что очень большие задачи стоят перед этим центром,
особенно при работе со странами бывшего Советского Союза, которые очень
долго организовывали свою собственную систему статистики, учета, диагностики
этих заболеваний. Сейчас очень часто возникают проблемы по сопоставлению
уровня заболеваемости, в частности в России, Украине и Белоруссии, по
сравнению с западными странами. В настоящее время реализуются несколько
проектов, которые позволили бы убрать неопределенности, связанные с разными
подходами в оценке заболеваемости на территории стран бывшего Советского
Союза.
И, наконец, еще одна очень важная организация - это Международная
Комиссия по радиологической защите (МКРЗ).
Рассмотрим подробнее четыре организации, которые имеют, наиболее
важное значение в подготовке норм и рекомендаций по обеспечению
радиационной безопасности населения.
Международное Агентство по атомной энергии (МАГАТЭ).
Как я уже сказал, эта организация, хотя и создана на основе решения
ООН, но не относится к группе специализированных организаций ООН. Штабквартира располагается в Вене, и основной задачей ее является содействие в
области использования ядерной энергии и поддержания в мире радиационной
безопасности. Формы деятельности организации связаны с разработкой
различных мер и принятия различных видов договоров со странами для контроля
использования ядерной энергии. Как вы хорошо знаете, особенность мирного
использования ядерной энергии состоит в том, что достаточно трудно мирные
технологии иногда отделить от военных технологий. И именно МАГАТЭ
основной задачей ставит перед собой - и эта задача поставлена перед ней ООН тщательно контролировать, чтобы все ядерные установки, которые
функционируют в настоящее время, работали на мирные цели. Механизм
контроля - это основная форма, которую использует МАГАТЭ. МАГАТЭ
заключает от имени ООН со странами, которые не являются ядерными, не имеют
ядерного оружия, но имеют ядерные установки, используемые в мирных целях,
договоры о том, что они на этих установках не будут производить оружия. Вовторых, заключаются договоры со странами, которые имеют ядерное оружие, о
том, что они его не будут распространять, и не будут также распространять
ядерные технологии.
Но естественно, что одними договорами дело не обходится, потому что
договор - это хорошо, но система контроля предполагает, что МАГАТЭ
осуществляет профессиональный контроль за этими ядерными установками. В
настоящее время около тысячи ядерных установок по всему миру находятся под
12
контролем МАГАТЭ, но естественно это не все. И в России ряд ядерных объектов
в настоящее время находится под контролем МАГАТЭ. Контроль МАГАТЭ как
бы выдает гарантии безопасности работы некоторых атомных электростанций на
территории РФ.
О структуре МАГАТЭ.
МАГАТЭ состоит из Генеральной Конференции, которая является
руководящим органом МАГАТЭ, и Совета управляющих. В Совет управляющих
входят представители 35 стран. Членство является государственным, 22
избираются и 13 назначаются. Тринадцать назначаемых - это наиболее крупные
производители электроэнергии на атомных электростанциях. Естественно, что
Россия как преемница Советского Союза является одной из 13 постоянных членов
Совета управления. Кроме того, существует научно-консультативный Комитет.
Примерно 15 ученых (не более 15), достаточно известных ученых со всего мира,
входят в Консультативный Комитет, который обеспечивает научное обоснование
тех мероприятий, которые проводит МАГАТЭ.
Международная Комиссия по радиологической защите (МКРЗ).
Следующая организация, на которой я бы хотел остановить ваше
внимание - это Международная Комиссия по радиологической защите. Часто
ошибочно пишут, что это Комиссия по радиационной защите, а, в самом деле,
смысл именно в том, что это Комиссия по радиологической защите. Основная
деятельность МКРЗ в том, что она готовит научное обоснование в виде
нормативов и стандартов.
Главной целью МКРЗ является разработка правил работы с
радиоактивными веществами, совершенствование мер и средств защиты человека
и объектов окружающей среды от действия ионизирующего излучения.
Как вы можете видеть, формой деятельности является подготовка
рекомендаций по нормам радиационной безопасности. Действительно,
существующая система работы МКРЗ на конечном этапе предполагает, что
готовятся такие рекомендации в рабочих группах МКРЗ. Последней
рекомендацией 1990 года является 60-я публикация МКРЗ. Эта публикация
является в настоящее время главным документом в мире, на котором строятся
национальные нормы радиационной безопасности. Эта публикация была
переведена на русский язык. На ее основе были разработаны российские нормы
радиационной безопасности 1996 года (НРБ-96). Именно публикация МКРЗ
явилась основой изменений в наших нормах радиационной безопасности.
К сожалению, публикации МКРЗ перестали переводиться на русский
язык.
Практически
стала
проблематичной
доступность
материалов
Международной Комиссии для ученых и специалистов, которые заинтересованы
в обеспечении проблемы радиационной безопасности, так как многие не владеют
в достаточной степени английским языком. И это, безусловно, влияет на то, что
наши специалисты не могут оперативно и более предметно знакомиться с
материалами, которые готовит Международная Комиссия по радиологической
защите.
МКРЗ осознает, что очень многие нормы, очень многие стандарты,
дозовые пределы вмешательств определяются не только возможными
последствиями влияния радиации на здоровье человека, но и целым рядом
экономических и социальных причин, существующих в тех или иных странах. И в
этой ситуации, безусловно, роль Национальной Комиссии по радиационной
защите - это Российская НКРЗ - очень значительна.
13
Важно подчеркнуть, что российская Комиссия не обязана строго
следовать тем рекомендациям, которые дает Международная Комиссия.
Национальная Комиссия может пытаться адаптировать международные
рекомендации с учетом реальных условий, в которых проживает основная часть
населения Российской Федерации, с учетом тех экономических и социальных
условий, которые мы в настоящее время имеем в России.
Работа МКРЗ сосредоточена в четырех Комитетах.
Комитет радиационных эффектов.
Его основной задачей является рассмотрение основных работ,
опубликованных за последний год. Комитет собирается раз в год для обсуждения
новых направлений, новых тенденций, которые появляются в области
радиационной биологии и радиационной медицины, с точки зрения влияния
радиации на здоровье человека. При этом основное внимание уделяется как
детерминированным эффектам, так и отдаленным, вероятностным эффектам,
стохастическим, а также эффектам у потомства.
Комитет производных пределов.
Основной задачей Комитета является разработка различных моделей физиологических, дозиметрических, моделей желудочно-кишечного тракта,
органов дыхания и т.п. В конечном итоге, Комитет разрабатывает предельные
уровни поступления радионуклидов в организм человека с учетом этих моделей.
Цель - обеспечить безопасность как населения, проживающего на загрязненных
территориях, так и профессионалов, имеющих контакт с радионуклидами.
Комитет радиационной защиты в медицине.
Основной его задачей является обеспечение безопасности
диагностических, терапевтических, рентгенологических и радиологических
процедур, которые в настоящее время используются медициной. Надо сказать,
что особенно на Западе используется очень много новых препаратов, которые
являются радиоактивными. И в этой связи очень большую работу Комитет
проделывает по обеспечению безопасности лечения таких пациентов, которые
используют новые препараты, являющиеся радиоактивными.
Комитет по применению рекомендаций МКРЗ.
Этот Комитет является, наверное, ключевым, завершающим в МКРЗ,
потому что окончательный документ, в том числе нормы радиационной
безопасности, как раз выходят из этого Комитета. То есть первые три Комитета
работают, чтобы, в конечном счете, получился такой обобщающий документ с
конкретными предложениями, стандартами, а также условиями применения этих
норм и стандартов.
В настоящее время Международный Комитет Радиационной Защиты
представлен 20-тью странами. Членство в этой организации является
индивидуальным. Сюда члены не избираются, а приглашаются индивидуально,
выбираются среди ученых и специалистов этих 20 стран.
Научный Комитет по действию атомной радиации Организации
Объединенных Наций (НКДАР ООН).
Следующая организация, на которой я бы хотел остановить ваше
внимание, - это Научный Комитет по действию атомной радиации ООН. Эта
организация - специализированная структура Организации Объединенных Наций.
Создана в 50 годы. Основной задачей является оценка последствий воздействия
радиации на здоровье человека и доз, получаемых населением от естественных и
искусственных источников. Основной формой работы этой организации является
14
сбор и анализ опубликованной информации для обзоров, подготовка отчетов по
актуальным проблемам. Престиж Научного Комитета очень высок среди
специалистов. В качестве экспертов там работают ученые и специалисты всего
мира. Их главной задачей является подготовка обзоров по отдельным
направлениям. В сущности, Научный Комитет по действия атомной радиации
работает как скрининговая система. Он должен просмотреть, проанализировать
всю литературу, которая выходит за определенный период по различным
проблемам, и подготовить исчерпывающий, обоснованный доклад, который будет
использован Международной Комиссией Радиологической Защиты, различными
правительственными и неправительственными организациями как серьезное
обоснование для тех предложений, которые они могут выдвигать от имени своей
организации для обеспечения радиационной безопасности.
Россия также является членом НКДАР ООН. Здесь все члены также не
избираются, а назначаются по представительству региональных организаций
Генеральным секретарем на Генеральной Ассамблее ООН.
Что касается канцерогенных эффектов, то серьезное внимание НКДАР
обращается на Южно-Уральский регион. И это не случайно. Акценты здесь
однозначно расставлены специалистами Научного Комитета. Дело в том, что до
настоящего времени принципиальной и, наверное, главной информационной
основой по разработке норм радиационной безопасности являются
эпидемиологические данные - это данные прямых наблюдений за
заболеваемостью и смертностью среди различных когорт, подвергшихся
воздействию радиации. И среди этих данных наибольшее значение для выработки
норм имеют данные, полученные в Хиросиме и Нагасаки после атомной
бомбардировки. Понятно, что последствия острого и хронического облучения
могут отличаться в связи с тем, что условия облучения были достаточно разными
по своему характеру формирования дозы облучения и с учетом возможности
репарации (восстановления) или радиочувствительности организма человека. И в
этой связи Уральские данные представляют большой интерес для научного
сообщества. Трагедии, которые здесь имели место, никто не отрицает. Это
действительно были трагедии, которые привели к ущербу для здоровья населения,
привели к развитию детерминированных эффектов, таких как хроническая
лучевая болезнь, которая была описана только на Южном Урале. Нигде в мире не
было зарегистрировано такого заболевания.
Никто не отрицает Уральской трагедии. Но ее опыт должен быть
доступен для всего человечества. И опыт этот должен быть связан с тем, какую
реальную опасность представляет именно хроническое облучение. И понятно, что
нормы, связанные с обеспечением радиационной безопасности в условиях
хронического облучения, должны базироваться все-таки на результатах
наблюдения за популяцией, которая подверглась хроническому облучению. И в
этой связи Научный Комитет по действию атомной радиации определяет когорту
людей, пострадавших здесь на Урале, как приоритетную когорту для того, чтобы
эти данные были использованы для выработки между норм и стандартов в
условиях хронического облучения.
Международная Ассоциация по радиационной защите (МАРЗ).
Ассоциация является творческим союзом, который объединяет в своих
рядах национальные организации из очень многих стран - 60 стран в настоящее
время являются членами этой Ассоциации, более 16 тысяч человек. Главной
задачей, как у многих творческих союзов, является создание условий для
15
обеспечения международных контактов и сотрудничества ученых. Из этой задачи
понятно, что форма работы этой организации состоит в том, чтобы сделать
общение между учеными и специалистами достаточно плодотворными. Она
организует различные конференции симпозиумы, рабочие совещания по
различным вопросам, готовит самые разные публикации по этим вопросам. Это,
конечно же, очень важно с точки зрения обмена мнениями разными точками
зрения не только среди ученых и лидеров общественных организаций, но и
внутри ученого сообщества, потому что точки зрения существуют разные и по
разным вопросам. Главным исполнительным органом является Генеральная
Ассамблея. Она собирается один раз в 4 года, а оперативные функции
руководства этой организацией между Ассамблеями выполняет Исполнительный
Комитет. Надо сказать, что последняя Генеральная Ассамблея этой организации
проходила в Вене в 1996 году.
Мне повезло, я был членом этой Генеральной Ассамблеи. Хочу
обратить внимание, что около 1000 участников было представлено на этой
Генеральной Ассамблее Международной Ассоциации. Но если от России должно
было участвовать 100 человек, то реально приняли участие только 39 человек.
Гораздо больше было представлено ученых из Соединенных Штатов, из Франции,
Великобритании, ну и конечно Австрии - они были организаторами.
Дело в том, что на этом форуме были представлены делегаты
различных национальных Ассоциаций по радиационной защите. К сожалению,
такой организации до настоящего времени в принципе нет в России. И случайно
попав на это мероприятие, я удивился, что в основном московские ученые
представляют Россию и при этом, честно говоря, не очень хорошо. Я думаю, что
это проблема в первую очередь научной общественности России. Такая
национальная организация должна быть у нас создана.
Таким образом, я бы хотел обратить внимание на то, что в настоящее
время существует и действует достаточно много организаций. При этом нельзя
сказать, что они объединены в какую-то единую систему. Может быть это
несколько систем. Хорошо это или плохо? Я думаю, что это в принципе хорошо.
Почему? Потому что в настоящих условиях, когда существует достаточно много
проблем, которые далеки от своего разрешения, важно наличие различных точек
зрения на возможные последствия действия малых доз облучения, особенно в
условиях хронического облучения.
Новое развитие получает проблема нераковых эффектов при
радиационном воздействии. Специалисты знают, что на протяжении многих лет
формировалось мнение, что только раковые эффекты и лейкозы могут
встречаться в качестве отдаленных последствий у облученных людей.
Есть данные, представленные буквально 2 недели назад учеными из
Японии, которые подтвердили наличие нераковых эффектов. Вероятность
развития заболеваний сердечно-сосудистой системы и сосудов головного мозга
среди облученных людей выше, чем у необлученных. И я думаю, что эта
проблема в настоящее время будет достаточно активно и плодотворно
обсуждаться в научных кругах.
Серьезной является вновь возникшая проблема, связанная с
радиационно-индуцированной нестабильностью генома человека. Традиционное
представление ученых состояло в том, что радиация, действуя на клетку человека,
может приводить к трем эффектам: или вызывать гибель, или клетка полностью
восстанавливается (репарируется), или в клетке все-таки сохраняются
16
сублетальные повреждения, которые можно детектировать в этой клетке, но
клетка сохраняет свою жизнеспособность и может эту ущербную информацию
передавать своим потомкам.
Новым направлением - пока трудно назвать это открытием - является
то, что радиация может приводить к эффектам через 6-7 поколений в клетках,
которые подверглись радиационному воздействию. То есть клетка после
радиационного воздействия остается живой, она не несет в себе никаких маркеров
радиационного воздействия, но через 6-7 делений в потомстве клеток выявляются
грубые радиационно-индуцированные повреждения.
Таким образом, я далек сегодня от того, чтобы сказать, что все
проблемы радиационной биологии в настоящее время решены. К сожалению, еще
очень много проблем сохраняется. И в этой ситуации процесс принятия решений
по обеспечению радиационной безопасности в настоящее время базируется во
многом на основе экспертных оценок и поисках компромисса между различными
группами, заинтересованными в обеспечении вопросов радиационной
безопасности. И как мне кажется, в этой ситуации, когда отсутствует какая-то
жесткая единая система и на международном, и на национальном уровнях, и
когда сохраняются большие неопределенности с точки зрения научного
обоснования радиационной безопасности, очень важно существование разных
точек зрения.
Отвечая на вопрос, почему рекомендации Российской национальной
Комиссии радиационной защиты о необходимости скорейшего отнесения
территории ПО "Маяк" и прилегающих к нему территорий к зоне чрезвычайной
экологической ситуации в соответствии с законом "Об охране окружающей
природной среды" не выполняются, скажу, что ситуация действительно не
простая. Потому что по своей сути организация Международный и Национальный
Комитеты по радиологической защите являются неправительственными
организациями и рекомендации, которые они вырабатывают, поскольку являются
высокоавторитетными организациями, используются многими странами. Но все
же они носят рекомендательный характер и не являются обязательными с точки
зрения их выполнения и с точки зрения их реализации. Но очень многие страны
достаточно быстро и оперативно реагируют на эти решения, потому что они - в
частности, западные страны - вовлечены в разработку этих рекомендаций на этапе
их обоснования и подготовки в тех многочисленных организациях, о которых я
говорил. Поэтому для них эти нормы не что-то с луны свалившееся, как для нас
это часто бывает, а это закономерный финал. Они как бы готовят свою
общественность, чиновников к тому, что может быть ужесточение норм и
стандартов. Поэтому изменения национальных правил радиационной
безопасности у них проходит достаточно легко. Хотя надо сказать, что 60-я
публикация МКРЗ не во всех странах еще принята к настоящему времени. Это
связано в тем, что нужно ориентировать вновь строящиеся объекты на
обеспечение современных норм радиационной безопасности, более жестких. Но
очень трудно реорганизовать работу предприятий со старым технологическим
процессом. Я знаю, что до сих пор во Франции эти жесткие рекомендации не
действуют для более старых предприятий.
Возвращаясь к истории возникновения Российской Национальной
Комиссии по радиационной защите. Действительно 7 лет назад существовала
Национальная Комиссия по радиационной защите, которую возглавлял академик
Ильин. Комиссия в основном состояла из ученых института Биофизики. В
17
течение последних 7 лет Комиссия была трансформирована. Сейчас существует
Российская Национальная Комиссия по радиационной защите, которую
возглавляет академик Дыб. Сейчас Леонид Андреевич Ильин не возглавляет
Российскую Национальную Комиссию, ее возглавляет Анатолий Федорович Цыб,
и эта комиссия является действующей. Она готовит предложения для
правительства, она готовит нормы радиационной безопасности. Сейчас
заканчивает новую редакцию основных санитарных правил.
Возвращаясь к проблеме эпидемиологических исследований. Я не
соглашусь с утверждением, что эпидемиологических исследований на Урале не
было в том объеме, как это было бы положено. Если они и не велись, то в
настоящее время ведутся. Это достаточно хорошие исследования, потому что
Институтом Биофизики № 4 была создана достаточно рано база данных,
фиксирована когорта для наблюдения, велись большие работы по реконструкции
доз. То есть предпосылки для того, чтобы проводить эти работы создавались, и
исследования велись. Существенная проблема состояла в том, что статус этих
исследований не был государственным, таким, например, как в Хиросиме и
Нагасаки. Потому что в Хиросиме и Нагасаки была создана государственная база
данных. Она была создана под патронажем ООН, конкретно - Научного Комитета
по действию радиации. То есть все гарантии по обеспечению сохранности,
защиты этой базы взял на себя Научный Комитет ООН. У нас, к сожалению, эти
проблемы не были решены.
К чему это привело? Это привело к тому, что меньшими усилиями мы
смогли выполнить гораздо меньшие объемы работ. Очень много людей было
потеряно из поля зрения, из наблюдения. Это, конечно, несколько снижает
достоверность тех результатов, которые получаются. И, с точки зрения
организации этих наблюдений, были проблемы с тем, что советские ученые на
протяжении многих лет были изолированы от мирового сообщества. И все
подходы, связанные с регистрацией заболеваний, случаев смерти, системой
организации данных, конечно же, отличаются от тех, которые использовались в
мире. И поэтому сопоставлять эти данные напрямую сейчас достаточно сложно. В
течение последних лет проводится достаточно кропотливая работа для того,
чтобы те подходы, которые использовались раньше в России, каким-то образом
изменить. Тогда данные, полученные на основании многолетних наблюдений за
когортами облученных на "Маяке", на реке Тече и на ВУРСе, можно будет
сопоставлять с данными Хиросимы и Нагасаки.
Но и здесь остаются пока проблемы.
Главные международные организации, работающие в
области ядерной энергетики:
Международное агентство по атомной энергии - МАГАТЭ
Международная комиссия по радиационным единицам и измерениям МКРЕИ
Всемирная ассоциация организаций, эксплуатирующих АЭС - ВАО
АЭС
Международная ассоциация радиационной защиты - МАРЗ
Международная ассоциация радиационных исследований - МАРИ
Международная комиссия по радиологической защите - МКРЗ
Научный комитет ООН по действию атомной радиации - НКДАР ООН
Международное агентство по изучению рака - МАИР
18
Международный союз радиоэкологов - МСР
Европейское общество радиобиологов - ЕОРБ
МАГАТЭ
Цели: содействие в области мирного использования ядерной энергии и
поддержание мира и международной безопасности.
Формы деятельности: контроль мирного использования ядерной энергии.
Структура: руководящий орган - генеральная конференция и Совет
управляющих, в который входят представители 35 стран (22 избираются и 13
назначаются). Научно-консультативный комитет. Членами МАГАТЭ являются 115
государств.
МКРЗ
Цели: разработка правил работы с радиоактивными веществами,
совершенствование мер и средств защиты человека и объектов окружающей
среды от действия ионизирующего излучения.
Форма деятельности: подготовка рекомендаций по нормам
радиационной безопасности.
Структура: Главная Комиссия (13 членов), Комитет 1 - радиационных
эффектов (16 членов), Комитет 2 - производных пределов (17 членов), Комитет 3 радиационной защиты в медицине (16 членов), Комитет 4 - по применению
рекомендаций МКРЗ (18 членов).
Члены МКРЗ представляют 20 стран: Аргентина, Великобритания,
Венгрия, Германия, Дания, Израиль, Индия, Италия, Канада, КНР, Нидерланды,
Польша, Россия, США, Украина, Финляндия, Франция, Швейцария, Швеция,
ЮАР, Япония.
НКДР ООН
Цели: оценка последствий радиационного воздействия на здоровье
человека и доз, получаемых населением от естественных и искусственных
источников излучения.
Форма деятельности: сбор и анализ информации, подготовка отчетов
по актуальным проблемам.
Структура: НКДР ООН состоит из членов, назначаемых президентом
Генеральной Ассамблеи.
Страны - участницы НКДАР ООН: Австралия, Аргентина, Бельгия,
Бразилия, Великобритания, Египет, Индия, Индонезия, Канада, КНР, Мексика,
Перу, Польша, Россия, Словакия, США, Судан, Франция, ФРГ, Чехия, Швеция,
Япония.
МАРЗ
Цели: создание условий для обеспечения международных контактов и
сотрудничества ученых.
Формы работы: организация международных рабочих семинаров,
конференций, симпозиумов; подготовка научных обзоров; установление единых,
приемлемых для всех стран стандартов по радиационной защите.
19
Структура: Генеральная Ассамблея собирается 1 раз в 4 года,
Исполнительный Комитет 1-2 раза в год. Членство коллективное (около 16 тыс.
человек).
Государства - члены МАРЗ: Австрия, Аргентина, Бельгия, Бразилия,
Великобритания, Венгрия, Германия, Греция, Дания, Израиль, Индия, Ирландия,
Италия, Исландия, Испания, Канада, КНР, Корея, Люксембург, Мексика,
Нидерланды, Норвегия, Перу, Польша, Россия, Словакия, США, Филиппины,
Финляндия, Франция, Чехия, Швейцария, Швеция, Югославия, ЮАР, Япония.
20
V.
О развитии российского законодательства в части
превентивных мер по гражданской ответственности
за радиационный ущерб
3
Цитцер О.Ю.
Экологическая и радиоэкологическая обстановка в России обусловлена
как авариями и катастрофами, издержками стремительной урбанизации,
недостаточно развитым правовым полем, техногенным прессом многолетних
воздействий опасных и особо опасных производств, так и продолжающимися
воздействиями этих производств и ВПК.
Решение проблемы обеспечения экологической безопасности на
территории России и защиты населения тормозится ввиду отсутствия до сего
момента страхового и компенсационного механизмов в действиях опасных
производств, как в отношении человека, так и в отношении окружающей
природной среды. В “советский период” само собой разумеющимся было то, что
государство, и только государство несло бремя полной ответственности за
случающееся причинение вреда в результате возникающих сверхнормативных
воздействий, инцидентов, аварий и катастроф. Институт защиты прав человека на
благоприятную и безопасную окружающую среду не был развит, экологическое
сознание еще только пробуждалось.
Серия глобальных катастроф, всеобщий интерес к проблемам охраны и
восстановления качества окружающей среды, совпавшие со сменой социальноэкономической парадигмы, попытка создания правового государства с развитой
законодательной базой еще более заострили проблему скорейшей разработки и
принятия полноценных нормативных документов действительно защищающих
человека и его жизненное пространство от экспансии природоразрушительных
производственных моделей.
Широкое использование атомной энергии в мирных и оборонных
целях сопряжено с возможностью причинения ядерного ущерба физическим и
юридическим лицам, не связанным по роду своей деятельности с применением
ядерных материалов и радиоактивных веществ. Частично государственная
система льгот и компенсаций радиационного ущерба закреплена в
законодательстве Российской Федерации по защите прав физических и
юридических лиц, пострадавших при Чернобыльской и других радиационных
катастрофах (правда, законодательство в этой сфере очень несовершенно и
требует серьезного пересмотра). Однако государство должно снять с себя часть
финансового бремени возмещения ущерба здоровью и имуществу граждан,
причиненного радиационными инцидентами. Необходимость законодательно
отрегулировать обеспечение возмещения ядерного ущерба, как со стороны
государства, так и со стороны эксплуатирующих организаций, осуществляющих
деятельность по использованию ядерных материалов, атомной энергии и
радиоактивных веществ.
В развитие ст.17 Федерального закона “Об использовании атомной
энергии” должен был быть разработан Федеральный закон “О мерах по
3
Цитцер О.Ю. - член рабочей группы Комитета по экологии ГД РФ по “атомному праву”, гл.
специалист Госкомэкологии России.
21
социальной защите граждан в районах расположения ядерных установок,
радиационных источников и пунктов хранения” (в настоящее время отложен).
Ст. 18 Федерального закона “Об использовании атомной энергии” и
Венской Конвенцией “О гражданской ответственности за ядерный ущерб”,
подписанной российской стороной в 1996 году продиктована необходимость
скорейшей разработки законопроектов (варианты Правительства РФ и Госдумы)
“О возмещении ядерного ущерба...”, “О гражданско-правовой ответственности за
ядерный ущерб...”, “О ядерном страховании...”, “Об обязательном страховании
граждан от риска радиационного воздействия”. Законопроекты под такими или
несколько измененными названиями находятся в настоящее время на разных
стадиях разработки и согласования.
Согласно указанной статье “работники ядерных установок,
радиационных источников и пунктов хранения, командированные на указанные
объекты, а также граждане, проживающие, осуществляющие трудовую
деятельность или проходящие военную службу в пределах зоны наблюдения
ядерных установок, радиационных источников и пунктов хранения, подлежат
обязательному бесплатному страхованию личности от риска радиационного
воздействия за счет средств собственников или владельцев (пользователей)
объектов использования атомной энергии”. Замечания по законопроектам,
высказываемые при согласовании показывают, что разработчики и
заинтересованные ведомства придерживаются различных точек зрения по
отдельным положениям, в частности, касающимся страхования граждан,
проживающих, осуществляющих трудовую деятельность или проходящих
военную службу в пределах зоны наблюдения объектов использования атомной
энергии.
В действующих нормативных актах (ФЗ “О радиационной
безопасности населения”, НРБ-96) понятие “зона наблюдения” раскрыто
недостаточно, а также отсутствует утвержденная в установленном порядке
методика расчета размеров “зоны наблюдения”, позволяющая определять ее
граница. Кроме того, в стадии доработки находятся новые “Основные санитарные
правила” – ОСП. В последнем, очень важном документе, затрагиваются вопросы
контроля радиационной обстановки, обеспечения радиационной безопасности и
охраны окружающей среды не только в пределах потенциально радиационноопасных предприятий, но и в зонах их возможного влияния.
При этом хочется еще раз и еще раз отметить – все перечисленные
проекты документов в соответствии с Федеральным законом “Об экологической
экспертизе” должны обязательно быть направлены на заключение
государственной экологической экспертизы, которая обязана, в свою очередь,
учесть и представленные соответствующим образом заключения общественной
экологической экспертизы.
22
VI.
Эффект сверхмалых доз
4
Е.Б. Бурлакова
Из рабочей тетради исследователя
Как показали исследования, выполненные под руководством автора
этой статьи в Институте химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, действие на
биологические объекты сверхмалых доз биологически активных веществ или
радиации обладает уникальной особенностью: наблюдаемый эффект сопоставим с
воздействием того же препарата или излучения, но имеющего в десятки раз
большую концентрацию или интенсивность. Открытие получило подтверждение в
ряде российских и зарубежных лабораторий. Появляется возможность в десятки
раз уменьшить объем производства биологически активных веществ (пестициды,
лекарства и т.д.), что, безусловно, даст большую экономическую выгоду, снизит
экологическую и социальную нагрузку на общество.
В 1983 году сотрудники нашего института вместе с коллегами из
Института психологии, изучая влияние антиоксидантов на электрическую
активность изолированного нейрона виноградной улитки, получили весьма
неожиданный результат. Первоначальная доза препарата (10-3 М) была для
нейрона не только активной, но и довольно токсичной, поэтому пришлось
перейти на менее концентрированный раствор. К нашему удивлению, доза на
четыре порядка ниже первоначальной оказалась не только менее токсичной, но и
более эффективной. Ее дальнейшее уменьшение приводило к росту эффекта, он
достигал максимума (при 10-15 М), затем снижался, пока результаты (при 10-17 М)
практически не совпадали с контрольными [1]. Аналогичные закономерности
впоследствии были зарегистрированы в экспериментах на животных при
введении им антиоксиданта и изучении чувствительности холинорецептора к
действию холиномиметика ареколина.
Мы исследовали эти эффекты на животных и растительных клетках, на
организменном уровне, уровне биомакромолекул и т.д.
Изучалось действие противоопухолевых и антиметастатических
веществ, радиозащитных препаратов, ингибиторов и стимуляторов роста
растений, нейротропных препаратов разных классов, гормонов, адаптогенов,
иммуномодуляторов, детоксицирующих агентов, антиоксидантов, физических
факторов – ионизирующего облучения и др. Десятилетний опыт работы (19831993) привел нас к мысли о том, что мы имеем дело не с особенностью действия
какого-то одного препарата или ответа одного какого-то биологического объекта,
а с некими принципиально новыми закономерностями взаимодействия
биологических объектов со сверхмалыми дозами биологически активных веществ
(БАВ). Каждое из этих веществ может обладать специфической мишенью, своим
механизмом усиления, особенностями метаболизма, однако при сверхнизких
дозах они демонстрируют и ряд общих закономерностей. Как выяснилось позже,
4
Бурлакова Елена Борисовна – доктор биологических наук, заведующая отделом
Института химической физики им. Н.Н. Семенова РАН. Перепечатывается из Вестника РАН, 1994, том
64, № 5, с.425-431.
Сверхмалыми дозами мы считаем концентрации БАВ 10-13–10-15 М и ниже. При таких
концентрациях на одну клетку приходится десять и меньше молекул БАВ.
23
и физические факторы низкой интенсивности проявляют аналогичные
закономерности.
Уровень биологической организации, на котором обнаружено действие
сверхмалых доз БАВ, тоже весьма разнообразен – от клетки, макромолекул,
органов и тканей до животных, растительных организмов и даже популяций.
Сказанное не означает, что эффект наблюдался при сверхмалых дозах любого
БАВ на любом биологическом объекте. Мы лишь хотим подчеркнуть, что
получение эффекта от действия БАВ в концентрациях 10-13–10-17 М и ниже нельзя
связать с какой-то определенной структурой вещества или ступенью
биологической организации.
Зависимость “доза-эффект” для биологически активных
веществ.
Биомасса, отн. ед.
Эффект
Общие закономерности влияния сверхмалых доз препаратов наиболее
ярко проявляются при изучении дозовых зависимостей. В некоторых случаях эта
зависимость бимодальная: эффект возрастает при сверхмалых дозах препаратов,
затем по мере увеличения дозы уменьшается, сменяется так называемой мертвой
зоной, где он не заметен, и вновь усиливается (рис. 1, кривая 1). Иногда в дозовой
зависимости обнаруживается стадия “перемены знака” эффекта. Например, если в
области сверхнизких доз отмечалась ингибирующая активность, то по мере роста
концентрации она сменялась стимулирующей, а затем вновь ингибирующей (рис.
1, кривая 2). Известны случаи, когда эффект в очень большом диапазоне
3
концентраций не зависел от дозы (рис. 1, кривая 3). Мы исследовали
действие
гербицида из класса гидропероксидов на растительную культуру клеток.
Препарат проявлял одинаков+ую активность при дозах, различающихся
на шесть
1
порядков: 10–13–10-7 М (рис. 2).
В диапазоне концентраций между этими дозами эффект отсутствовал.
Два максимума стимулирующего действия на рост растительных клеток имеют на
кривой дозовой зависимости антиоксиданты [2].
Эксперименты, поставленные в других лабораториях, подтвердили
наши результаты. Так, И.Н. 0Топчиева с коллегами получили бифазную кривую
-л селезенкой при введении мышам иммуногенного
для скорости синтеза антите1,5
полимера. Равная (близкая) активность приходилась на дозы полимера,
различавшиеся на пять порядков в обласДоз
ти а концентраций между этими
максимальными значениями полимер практически не проявлял активность [3]. А.
Рис.1. Типы кривых зависимости “до
Робертсон и И. Гратч изучали
1,0 число колхициновых тимозов в зависимости от
концентрации нуклеотида в среде. Максимумы эффекта зарегистрированы при
концентрации 5х10-11 и 10-6 М. В промежутке между этими дозами эффект был
существенно ниже [4]. С.В. Зайцев с сотрудниками выявили активность
2
1
энкефалина при концентрац0,5
ии 10-14 М. “Респираторный взрыв” ингибировался
при дозах 10-14–10-11 М, но при промежуточных значениях доз ингибирование
отсутствовало [5].
В обзоре Дж. Дэвиса и Д. Свенсгарда приведены многочисленные
экспериментальные и клинические
сведения об U-образных кривых зависимостей
0
-1
5
-11
“доза-эффект”, полученных на различных
животных
и-7человеке при действии
Ло
гарифм
концентрации
токсичных агентов – таких, например, как свинец или алкоголь [6]. Во всех
случаях эффект был ярко Рис.
выражен
при низких
дозах
препаратов,
2. Влияние
пероксида
янтарной
кислотызатем
(1) и лоон
биомассы
каллусной
культуры
уменьшался по мере увеличена
ниярост
дозы,
возвращался
к норме,
потомклеток
менялтабака
знак на
противоположный.
24
Мы уже говорили, что аномальная дозовая зависимость для
сверхнизких концентраций БАВ зарегистрирована на уровне ответа не только
клетки или целостного организма, но и отдельных биомакромолекул. На
изолированном ферменте – протеинкиназе-С, выделенной из сердца животных, изучалась ингибирующая активность токоферола. Протеинкиназа-С – сложный,
липидзависимый, кальцийтребующий фермент, который имеет несколько
активных центров, аллостерически взаимодействующих друг с другом. В
литературе приводились данные о том, что в области концентраций 10-4 – 10-5 М
токоферол оказывает ингибирующее действие на активность протеинкиназы-С
[7]. Наши исследования ингибирующего эффекта токоферола в широком
интервале концентраций (10-18 – 10-5 М) показали, что существует бимодальная
зависимость эффекта от дозы. Токоферол активно ингибирует протеинкиназу-С
при концентрациях 10-16–10-12 М и 10-4 –10-5 М (рис. 3). В промежуточном
интервале концентраций активность его существенно ниже. Аналогичные данные
получены и для протеинкиназы-С, предварительно активированной форболовым
эфиром. Ингибирующая активность такого фермента при низких концентрациях
токоферола была меньше, чем у неактивированного, и максимум ее приходился
на более высокие концентрации токоферола, однако бимодальный характер
зависимости сохранялся [8].
Зависимость “доза-эффект” для ионизирующего излучения.
Ее корректное определение имеет важное практическое значение, ибо
от выбора адекватной модели зависит точность оценки риска. Изучение действия
малых доз облучения проходило несколько этапов. На начальном – многие
радиобиологи придерживались мнения о том, что малые дозы не влияют на
биологические объекты. Они полагали, что последствия облучения живых систем
сказываются лишь с определенного (порогового) уровня доз, а потому
зависимость “доза-эффект” носит пороговый характер. Впоследствии для оценки
стохастических эффектов облучения (рак, генетические нарушения, тератогенные
эффекты) стили пользоваться концепцией линейной или квардатично-линейной
зависимости от дозы.
В 70-х годах появились работы о стимулирующих эффектах малых доз
облучения, а затем сформировалось общее представление о так называемом
гормезисе, то есть эффекте стимулирования жизнедеятельности организма,
повышения его устойчивости к действию повреждающих факторов, увеличения
способности к выживанию. В нашей стране родоначальником этого направления
является А.М. Кузин, за рубежом – Л.Ф. Саган. Длительное время подобные
исследования не вызвали интереса широкого круга радиобиологов, и только в 90х годах они стали предметом научных дискуссий.
При вычислении радиационного риска поражений биологических
объектов использовались не только известные модели – пороговая, линейная и
линейно-квадратичная, но и модель, учитывающая процесс гормезиса. Согласно
последней модели, при малых дозах облучения проявляется стимулирующий
эффект повреждающего действия, который вначале возрастает, затем
уменьшается и сменяется монотонно возрастающим с увеличением дозы
облучения. Мы считаем, что перед диапазоном доз облучения, вызывающих
стимулирующий (адаптивный) эффект, находится область, в которой доза
облучения приводит к таким же изменениям в клетках, как и более высокие дозы.
Эти две области доз (низких и высоких) с одинаковыми эффектами воздействия
на биологические объекты разделены интервалом, в котором проявляется
25
1,5
связывания днк
ь липедной фазы
х мембран, отн. ед.
Процент ингибирования
противоположный, стимулирующий эффект облучения. Поэтому общая кривая
“доза-эффект”, по нашим представлениям, носит не U-образный, а бифазный
характер.
В семи крупнейших лабораториях мира (в частности, в Ливерморской
национальной
лаборатории
США)
изучалось действие малых доз
низкоинтенсивной радиации на хромосомные аберрации в лимфоцитах. Был
обнаружен небольшой пик в посте числа хромосомных аберраций при низких
дозах облучения (порядка 1 рада), затем с увеличением дозы (2-4 рада)
наблюдался практически постоянный уровень аберраций, и только при дозе
облучения от 5 рад и выше число хромосомных аберраций стало монотонно
возрастать.
Д.М. Спитковский проанализировал эти данные и сопоставил их со
своими собственными результатами, полученными при изучении изменения
степени компактизации хроматина в ядрах лимфоцитов последействия облучения
[9]. Он установил, что уже при дозах порядка 1 рада и меньше наблюдается
увеличение диаметра ядра лимфоцитов, продолжающееся до тех пор, пока доза не
составит 2,5 рада, затем диаметр уменьшался и вновь возрастал при дозах
облучения от 5 рад и выше.
Сотрудники
100 Института химической физики и Института биофизики
изучали воздействие низкоинтенсивного облучения на молекулы ДНК, на
мембраны в разных 80
органах и тканях мышей. Изменения наблюдались в клетках
крови, печени, селе60
зенки. Была обнаружена бимодальная зависимость от дозы
облучения для скорости щелочной элюции ДНК.
1 В этом опыте интенсивность
40
облучения составляла 6 рад в сутки, а доза облучения, при которой
регистрировался пе20
рвый максимум, соответствовала 6-12 радам. Такая же
2
закономерность выявлена и при измерении показателей связывания ДНК
0
селезенки нитроцеллюлозными
фильтрами в условиях нейтрального рН.
-1
6
14
-1
2
-6 -5 ра-4
Одинаковые эффекты получены для-10доз-8облучения,
злич-3ающихся в 10–20 раз
Логарифм концентрации
(рис. 4). Эти результаты могут быть обусловлены наличием однонитевых
разрывов, сшивок ДРис
НК-белок
и другими
конформационными
изменениями
ДНК.
. 3. Влияние
альфа-токоферола
на активность
протеинкина
Однако подобное опро
бъяснение
не правомерно
при облучении
клеток
малым
теинкиназы-С,
активированной
форболовым
эфиром
(2). и
дозами радиации.
Д.М. Спитковский выдвинул концепцию о существовании
запрограммированной субпопуляции клеток, гибели которых предшествует еще
одна генетически детерминированная реакция – аутоиндукция в клетках
хромосомных аномалий или другие структурные перестройки генома. Такие
перестройки приводят к появлению новых генетических вариантов и возможному
отбору из них наиболее приспособленных к изменившимся условиям среды или к
потенциально ожидаемому новому воздействию. Мы полагаем, что механизм
возникновения повреждений в ДНК при малых дозах может быть иным, чем при
высоких, и главную роль здесь отводим повреждениям мембран под действием
облучения. В первую очередь изменяются их структурные характеристики, а
затем и активность мембранных ферментов, в том числе ферментов репарации
ДНК. Действительно, нарушения в мембранах селезенки, печени, эритроцитов (их
вязкости, антиоксидантной активности, состава липидов) происходят по тем же
законам: бимодальная зависимость эффекта от дозы и одинаковый эффект для доз
облучения, различающихся приблизительно в 20 раз [10].
1 зависимости
2
“Парадоксальные”
“доза-эффект” обнаружены и для СВЧизлучения: выявлены 2,области
низких
и
высоких
частот излучения, одинаково
0 24
20
16
1,0
12
2
26 1
повреждающего биологические объекты. Эти частотные области разделены
интервалом, в котором эффект практически отсутствует [11].
Чувствительность биологических объектов к сверхмалым
дозам.
Влияние сверхмалых доз БАВ или низкоинтенсивного облучения
проявляется не только в аномальной зависимости от дозы (хотя этот факт
особенно привлекателен для практики), но и в других эффектах – прежде всего
модификации чувствительности биологических объектов к широкому спектру
эндогенных и экзогенных воздействий. Так, после низкоинтенсивного облучения
изменяются не только физико-химические, биофизические, биохимические
характеристики клеток облученных животных, но и физиологические параметры.
Например, у животных, испытывающих действие очень низких доз
ионизирующей радиации, изменяется чувствительность центральной нервной
системы к действию холиномиметиков, а у клеток, получивших такую же дозу, –
чувствительность к последующему облучению [10].
В экспериментах с растениями мы изучали активность гербицидов.
Растения
обрабатывались
двумя
препаратами,
производными
2-11
-13
-8
хлорфеноксиуксусной кислоты. Один вводился в дозе 10 –10 М, другой–10 М.
Эффективность каждого из них в отдельности не превышала 1%, и ожидаемый
аддитивный эффект был равен 2%. В действительности же при введении обоих
препаратов мы наблюдали 100-процентное ингибирование роста растений.
Аналогичные данные получены ранее Б. Бонавидом с сотрудниками. При
совместном введении в низких дозах фактора некроза опухолей и адриабластина у
животных наблюдался высокий синергический эффект [12].
Наше объяснение этих данных допускает, что сверхмалые дозы
препаратов влияют на чувствительность клеток и организмов к последующему
действию других биологически активных веществ или повреждающих факторов,
Чувствительность может возрастать, и тогда мы имеем синергический эффект,
либо уменьшаться, и тогда проявляется защитное действие препаратов.
Мы предположили, что по тому же каналу, по которому действуют
малые дозы низкоинтенсивного облучения, могли бы оказывать влияние и
радиозащитные препараты, если их ввести в сверхнизких концентрациях. И
действительно, зафиксировано радиозащитное действие антиоксидантов в дозах
10-15 М при низкоинтенсивном ионизирующем облучении. Эти же препараты в
тех же дозах проявляли защитный эффект и от химических отравляющих веществ.
С аналогичных позиций можно объяснить наблюдавшееся Н.П.
Коноваловой с сотрудниками антиметастатическое действие препаратов
лодинамина и эфазола, вводимых в дозах 10-15–10-17 М. На моделях меланомы В16 и рака Льюиса обнаружено практически полное подавление метастазирования.
При этом эффект для доз эфазола 10-15–10-17 М сопоставим с его действием в
дозах 10-2–10-4 М [13].
Ответ биологических объектов на введение сверхмалых доз БАВ
обладает еще одной важной особенностью – гетерогенностью, определяемой
начальными биохимическими, биофизическими, физиологическими и другими
характеристиками. А.Н. Голощапов с сотрудниками установили, что
антиоксиданты фенозан и анфен в дозах 10-14 М оказывают различное воздействие
на антиокислительную активность мембран лимфоцитов [14]. У лимфоцитов с
высоким уровнем перекисного окисления липидов наблюдается ингибирование
этого процесса при введении препаратов, с низким – его индукция (рис. 5).
27
Возможные механизмы действия сверхмалых доз.
Антиокислительная
активность, отн. ед.
Чтобы понять, как влияют сверхмалые дозы препаратов на
биологические объекты, нужно в первую очередь объяснить с кинетической точки
зрения саму возможность реакций столь малого числа молекул со своими
мишенями. При концентрациях 10-15 М и ниже перестает работать закон
действующих масс Вант-Гоффа и в определенной степени теряется понятие
“концентрация”. В работе Л. Блюменфельда, А. Гросберга и А. Тихонова
приводится уравнение, описывающее реакцию между молекулами и малыми, но
макроскопически замкнутыми везикулами с позиции статистической физики [15].
Показано, что закон действующих масс нарушается, когда объем везикул и (или)
константа равновесия реакции достаточно малы, а среднее число свободных
частиц внутри везикулы порядка единицы или меньше. Важное значение
приобретают флуктуации, особенно для биологических везикул, размер которых
10-2–10-3 А.
Некоторые специалисты обращают внимание на кинетические
парадоксы, связанные с тем, что многие биологически активные вещества
действуют в дозах на несколько порядков более низких, чем константы
диссоциации их комплексов с рецепторами. И.П. Ашмарин с сотрудниками
исследовали действие 14 нейропептидов, четыре из которых оказались активными
в дозах 10-16–10-14 М [16]. В то же время известные константы диссоциации
комплексов нейропептидов с их рецепторами равны 10-12–10-18 М.
Аналогичные закономерности обнаружены и нами при изучении
биологического
действия
антиоксидантов.
Константы
специфического
связывания их белками равны 10-8–10-9 М, между тем активность антиоксидантов
проявляется уже при концентрациях 10-15–10-18 М. Самое простое объяснение
этого парадокса – допущение существования рецепторов, имеющих более низкие
константы диссоциации их комплексов с биологически активными веществами,
но мы их не можем обнаружить с помощью современных методов исследования.
Однако С.В. Зайцев и Л.В. Сазанов предложили другое оригинальное объяснение
[17]. Они использовали модель клеточной адаптации, разработанную Д.
Кошландом для описания хемотаксиса бактерий в ответ на действие аттрактантов
(репеллентов). Согласно этой модели, бактерии “отвечают” не на концентрацию
аттрактанта как таковую, а на разность концентраций, их градиент в двух
близлежащих точках на пути своего движения. Увеличение (уменьшение)
концентрации порождает быстрый ответ, который затухает (возвращается к
начальному уровню) за более длительный период, чем время его возникновения.
С.В. Зайцев и Л.А. Сазанов модифицировали эту модель, чтобы
объяснить кинетические парадоксы действия сверхмалых доз. Они предположили
существование нескольких (в простейшем случае – двух) рецепторов или
ферментов, с которыми связывается лиганд. Рецепторы имеют различные
константы перехода из начального состояния в активное (и обратно) и действуют
в противоположных направлениях. Производя расчеты скорости проявления
общего эффекта как разности эффектов, вызванных связыванием сверхмалых доз
0,6
вещества на разных рецепторах, исследователи показали возможность
существования бимодальной
зависимости с максимумом для сверхмалых доз
0,5
БАВ. Характер ответа зависит от времени наблюдения, различий в константах
диссоциации комплексов 0,и4др.
С помощью эт0,
ой
3 модели удается объяснить и большую “удаленность”
действующих концентраций от констант диссоциации комплексов “лиганд0,2
0,1
0
28
К
1
2
К
1
2
Рис. 5. Влияние фенозана (1) и анфена (2) в дозе 10-1
рецептор”, и возможность почувствовать влияние введенного препарата в
концентрациях, на порядки ниже эндогенных.
Мы предложили другой подход к объяснению кинетических
парадоксов [18]. В основу его положено представление об аллостерическом
взаимодействии каталитических центров в молекуле фермента. Допустим, что
фермент или рецептор содержан несколько центров с разным сродством к
субстрату, например, константы диссоциации для одного центра 10-13 М, а для
другого – 10-8 М. Когда вводятся низкие дозы препарата, молекулы
преимущественно связываются с высокоаффинным центром. При увеличении
дозы в “игру” вступает второй центр. Он взаимодействует аллостерически с
первым, понижая его сродство к субстрату, и тогда все молекулы, которые были
связаны с центром, “сходят” с него. Вновь с ним связаться они могут после того,
как концентрация препарата приблизится к значению константы диссоциации
комплекса “лиганда” с первым центром, достигнутому под воздействием второго.
Такое представление используется, в частности, для объяснения сложного ответа
обонятельного рецептора на изменение дозы субстрата.
Л.А. Блюменфельд выдвинул идею о параметрическом резонансе как
возможном механизме действия сверхнизких концентраций биологические
активных веществ на клеточном и субклеточном уровнях [19]. Он полагает, что
параметрический резонанс возникает при совпадении временных параметров
запускаемых БАВ внутриклеточных процессов и характерного времени подхода
БАВ к мишени. В результате связывания БАВ с его мишенью фермент (рецептор)
переходит в конформационно-неравновесное состояние, которое на определенной
стадии релаксации обеспечивает его максимальную активность.
При очень больших концентрациях БАВ, когда характерное время
подхода к мишени мало, а частота подхода велика, весь фермент будет
находиться в малоактивном конечном равновесном состоянии. При очень малой
концентрации, когда характерное время подхода БАВ к мишени очень велико,
почти весь фермент (рецептор) останется в малоактивном исходном равновесном
состоянии. И только для доз БАВ, при которых характерное время подхода БАВ к
своей мишени и временные параметры запускаемых им внутриклеточных
процессов практически совпадают, можно ожидать максимальной стационарной
концентрации промежуточной активной неравновесной конформации.
Расчеты показывают, что пик активности приходится на дозы 10-11 –
10-15 М. Для близких более высоких или низких концентраций активность будет
существенно ниже. Равная или более высокая - достигается лишь при увеличении
концентрации до 10-5–10-4 М, когда активность изменяется уже по другому
механизму в связи с насыщением центров ферментов (рецепторов) лигандами. С
точки зрения этих представлений, БАВ может взаимодействовать со своими
мишенями, даже если константа диссоциации комплекса “БАВ-мишень” будет
существенно (на порядки) выше, чем применяемые концентрации. Находит свое
объяснение и уменьшение активности при возрастании дозы.
Рассматривая взаимодействие двух противоположно направленных
процессов, например, повреждения и репарации, специфической активности и
токсичности, удается объяснить и бимодальный характер дозовой зависимости.
Предположим, что при малых дозах облучения системы восстановления не
индуцируются или индуцируются не в полной мере, в результате чего мы
наблюдаем лишь эффекты, связанные с повреждением биомолекул. По мере
возрастания дозы облучения процессы восстановления активируются и могут
29
полностью “нейтрализовать” повреждающие. Именно тогда будет наблюдаться
“мертвая зона” в зависимости “доза-эффект”. Превалирование процессов
восстановления над повреждением приводит к эффекту гормезиса. В дальнейшем
по мере повышения дозы облучения отношение повреждение/восстановление
увеличивается и эффект растет линейно или квадратично-линейно от дозы. Таким
образом, количественные математические и качественные феноменологические
модели позволяют объяснить закономерности действия сверхмалых доз, однако
необходима серьезная экспериментальная проверка этих моделей.
Универсальность механизма ответа биологических объектов на
действие сверхмалых доз БАВ и физических факторов низкой интенсивности не
получила однозначной трактовки. Одни исследователи считают, что наличие
общих
закономерностей
в
зависимости
“доза-эффект”,
изменение
чувствительности биологических объектов к широкому спектру разнообразных
факторов (внутренних и внешних), гетерогенность ответа как результат введения
сверхмалых доз свидетельствуют лишь о внешнем сходстве явлений. В каждом
конкретном случае рекомендуется искать свой механизм, свои мишени действия,
свои возможности усиления сигнала и т.д. Другие, не отрицая специфичности
реакции в каждом конкретном случае, развивают представления об общем
характере ответа биологических объектов на сверхмалые дозы БАВ, о системном
изменении метаболизма под влиянием сигналов из внешней среды.
Мы придерживаемся второй точки зрения.
Литература
1. Бурлакова Е.Б., Греченко Т.Н., Соколов Е.Н., Терехова С.Ф. влияние
ингибиторов радикальных реакций окисления липидов на электрическую
активность изолированного нейрона виноградной улитки. Биофизика, 1986, т. 31,
№ 5, с. 921-923.
2. Богатыренко Т.Н., Редкозубова Г.П., Конрадов А.А. и др. Влияние
органических пероксидов на рост культивируемых клеток высших растений.
Биофизика, 1986, т. 34, № 26, с.327-329.
3. Topchieva I.N., Erokhin V.N., Osipova S.V. et al. Blok copolymers of ethilene
oxide and oxide (pluronics) as immunomodulators and antitumor agents. Biomedical
Science. 1991, v. 2, p. 38-44.
4. Robertson A.D., Grutsch I.F. Biphasic responses, quantal signal and cellular
behavior. J. Theor. Biol. 1987, v.25, № 1, p.41-47.
5. Zaitsev S.V., Sazanov L.A., Koshkin A.A. et al. Respiratory burst inhibition in
human neutrophils by ultra-low doses of [D-Ala] methionine enkephalin amide. FEBS
letters. 1991, v.291, № 1, p.84-86.
6. Davis J.M., Svendsgaard D.J. U-chaped dose-response curves. J. of Toxis & Env.
Heth. 1990, v.30, p.71-83.
7. Voskoboinik K.D., Szevszuk A., Hensey C., Azzi A. Inhibition of Cells
Proliferation by alfa-tocopherol (role of PK-C). J. Biol. Chem. 1991, v.266, p.61886294.
8. Пальмина Н.П., Мальцева Е.Д., Курнакова Н.В., Бурлакова Е.Б. Влияние
альфа-токоферола в широком спектре концентраций (10-2–10-16 М) на активность
ПКС. Связь с пролиферацией и опухолевым ростом. Биохимия, 1994.
9. Спитковский Д.М. Концепция действия низких доз ионизирующей радиации
на клетки, и ее возможное использование для интерпретации медико-
30
биологических последствий аварии на ЧАЭС. Радиобиология, 1992, т. 32, № 3,
с.382-400.
10. Burlakova E.B., Goloschapov A.N., Zhizhina G.P. et. al. Some specific aspects of
low-doses irradiation on membranes, cells and organism. Abstracts of 25th Annual
Meeting of the European Society for Radiation Biology. July 1993. Stockholm, Sweden.
11. Кисловский Л.Д. Реакция биологической системы на адекватные ей слабые
низкочастотные электромагнитные поля. Проблемы космической биологии, 1982,
т.431, с.148-165.
12. Safrit J., Tsuchitani T., Zighubolm J., Bonavida B. Overcoming tumor cells drug
resistance by low-doses of recombinant tumor necrosis factor and drug. Ultra-low
doses/ Ed. Doutrempuich C. Univ. Bordeaux France, Tavior and France, London,
Washington, D.C., 1991, p.27-43.
13. Коновалова Н.П., Франчи Ф., Дьячковская Р.Ф., Волкова Л.Н.
Антиметастическая активность низких и сверхнизких доз лонидамина. Известия
РАН, сер. биол., 1994.
14. Голощапов А.Н., Кислова И.В., Бурлакова Е.Б. влияние сверхмалых доз
антиоксидантов на состояние клеточных мамбран. Биологические мембраны.
1994.
15. Blumenfeld L.A., Grosberg A.Ju., Tikhonov A.N. Fluctuations and mass action law
breakdown in statistical thermodynamics of small systems. J. Chem. Phys. 1991. V.95,
№ 10, p.7541-7544.
16. Лелекова Т.В., Романовский П.Я., Александров П.Н., Ашмарин И.П. Действие
фемто- и пико-молярных концентраций тиролиберина и тафцина на
сократительную активность лимфатических сосудов брыжейки крысы. Бюл.
экспер. биол. и мед. 1989, т.108, № 7, с.8-10.
17. Zaitsev S.V., Sazanov L.A. A possible interpretation on the Paradoxical Effects of
Ultra-low doses of Biologically Active Substances. G. of Chem. and Biochem. Kinetict.
1991. V.1, № 3, p.21-26.
18. Бурлакова Е.Б., Конрадов А.А., Худяков И.В. Воздействие химических
агентов в сверхмалых дозах на биологические объекты. Известия РАН, сер. биол.
1990, № 2, с.184-193.
19. Блюменфельд Л.А. Параметрический резонанс как возможный механизм
действия сверхнизких концентраций биологически активных веществ на
клеточном и субклеточном уровнях. Биофизика, 1993, № 1, с.129-132.
31
I.
Цитогенетические последствия воздействия
ионизирующих излучений на популяции человека
5
В.А. Шевченко, Г.П. Снигирева
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова
Московский НИИ диагностики и хирургии МЗ и МП РФ
РАН, Москва,
Введение
Методология оценки генетического риска при воздействии
ионизирующих излучений на популяции человека разработана Научным
Комитетом ООН по действию атомной радиации (1-3). На основе более чем 30летнего международного опыта исследований генетических эффектов
ионизирующих излучений у экспериментальных объектов - микроорганизмов,
растений и животных, а также сравнительно редких исследований генетических
эффектов у человека, НКДАР ООН произвел оценку ожидаемых генетических
эффектов облучения в будущих поколениях в расчете на единицу дозы - 1 Зв.
Основным источником информации о дозе признана физическая
дозиметрия, позволяющая получать сведения о виде ионизирующих излучений,
мощности дозы, длительности облучения и распределении дозы в пространстве.
Однако сведения о генетически значимой дозе, основанные на данных
физической дозиметрии, в случаях крупномасштабных аварий, таких как
Чернобыльская, чаще всего весьма ограничены.
Перспективным методом оценки поглощенных доз является метод
биологической дозиметрии, а именно, цитогенетический анализ (4). Под
воздействием радиации могут возникать два типа хромосомных аберраций:
нестабильные - дицентрики, центрические кольца, ацентрические фрагменты и
стабильные - реципрокные и другие типы транслокаций.
Чаще всего для оценки величины поглощенной организмом дозы
используют частоту возникновения аберраций нестабильного типа, а именно,
дицентриков (5). Центрические кольца также могут быть использованы для этой
цели, но частота их возникновения составляет всего 5-10% по сравнению с
частотой возникновения дицентрических хромосом (6). Сравнивая данные по
частоте дицентрических хромосом со стандартной кривой доза-эффект,
полученной в эксперименте in vitro, можно определить дозу облучения. Данный
метод был рекомендован к практическому использованию документами ВОЗ,
МАГАТЭ и НКДАР ООН (1,4,7). Дицентрические хромосомы легко распознаются
при анализе без применения специальных методов окрашивания. Однако,
использование их, как и других аберраций нестабильного типа, для целей
биологической дозиметрии не всегда возможно. Это связано с тем, что частота
клеток, содержащих такие хромосомы, со временем после облучения снижается
(8, 9). В связи с этим ретроспективная оценка величины поглощенной дозы (в
первую очередь это касается чрезвычайных и аварийных ситуаций) по частоте
дицентриков без дополнительных исследований практически маловероятна, если
прошло достаточно большое время после воздействия ионизирующего излучения.
5
Шевченко Владимир Андреевич, д.м.н., проф., зав. лабораторией Института общей генетики им. Н.И.
Вавилова РАН.
32
Более перспективным в плане биологической дозиметрии является
анализ аберраций стабильного типа - транслокаций, частота которых остается
постоянной в течение длительного времени после облучения (месяцы, годы).
Вероятность возникновения аберраций стабильного (транслокаций) и
нестабильного (дицентриков) типов после облучения одинакова (10, II). Однако,
транслокации, в отличие от дицентриков не подвергаются селекции во время
клеточной пролиферации. В ряде работ данные, полученные при исследовании
лиц, проходящих курс лучевой терапии, а также пострадавших в результате
атомной бомбардировки в Хиросиме, подтверждают этот факт (9, 12).
Использование методов биологической дозиметрии, в частности,
цитогенетического анализа, позволяет заполнить пробел в знаниях об уровнях
поглощенных доз, полученных людьми, пострадавшими от крупных ядерных
катастроф, что было неоднократно продемонстрировано при изучении
последствий аварии на Чернобыльской АЭС в 198бг. (13-19), в Гойяне (Бразилия)
в 1987г. (20) и других чрезвычайных радиационных ситуациях (21,22). В свою
очередь, уточненные при помощи цитогенетических методов анализа сведения о
поглощенных дозах, полученных популяцией человека, дают возможность
получить оценку генетического риска облучения в будущих поколениях.
Цитогенетическое
обследование
жителей
с.
Муслюмово,
расположенного на берегах р. Теча, загрязненной радионуклидами
В 1949-51 гг. предприятием по производству плутония (ПО "Маяк") в
Челябинской области был осуществлен сброс в открытую гидросеть рек ТечаИсеть-Тобол в общей сложности 2.76 млн. Кu жидких радиоактивных отходов
(34). Всего по берегам этой водной системы радиационному воздействию
подверглись 124 тыс. человек, из них 28.1 тыс. проживали на берегах реки Теча.
Эти жители подвергались облучению в достаточно больших дозах - коллективная
доза составила около 6 тыс. чел-Зв. Примерно 7.5 тыс. человек, переселенных из
20 населенных пунктов, получили, согласно официальным данным, средние
эффективные эквивалентные дозы облучения от 3.5 до 170 сЗв (34) . Наибольшие
дозы облучения получили жители выселенного села Метлино (170 сЗв,
численность населения 1.2 тыс. человек). Среди невыселенных сел наиболее
серьезная радиационная обстановка сохраняется сейчас в с. Муслюмово,
находящемся в 30 км от ПО "Маяк". В 1949 г. в этом населенном пункте
проживало около 4 тыс. человек, в настоящий момент около 2.5 тыс. Уровень доз
облучения здесь критический - средняя доза на костный мозг составляет 0.25 Гр.
Приблизительно у 5% жителей средняя доза на костный мозг равна 1 Гр (35).
Первые медицинские осмотры были организованы спустя 2 года после начала
сброса радиоактивных отходов в р. Теча только для жителей одного населенного
пункта в верховьях реки - села Метлино. В других местах медицинское
обследование начали проводить через 3-6 лет. Регистр облученных людей,
живущих по течению реки Теча, начали создавать лишь в 1968 году. Эти
обстоятельства в сочетании с высокой миграцией облученного населения, создали
ситуацию, при которой оценки отдаленных последствий облучения населения
становятся весьма затруднительными.
Вместе с тем уже первые исследования показали, что облучение
населения в верховьях реки Теча привело к возникновению хронической лучевой
болезни (особенно в селе Метлино, где хроническая лучевая болезнь в 1956 году
диагностирована у 64.7% взрослого населения и 63.15% осмотренных детей) (36).
В общей сложности хроническая лучевая болезнь была выявлена у 935 человек.
33
Установлено увеличение заболеваемости лейкозами у обследуемого населения. За
33 года зарегистрировано 52 случая заболевания гемобластозами, в том числе 37
больных лейкозами среди 17.2 тыс. человек, наблюдаемых с 1950 г., что на 15
случаев больше ожидаемых случаев без облучения.
Кроме хронической лучевой болезни у жителей прибрежных сел было
зарегистрировано снижение иммунологической реактивности, угнетение
гемопоэза, учащение случаев вегето-сосудистых дистоний, гипертонической
болезни, увеличение патологии беременности и родов, детской смертности. В
работе М.М. Косенко и М.О. Дегтевой (36) показано, что смертность от рака в
1950-82 гг. возросла по сравнению с группой жителей, проживающих в
незагрязненных
радионуклидами
районах
с
похожими
социальноэкономическими условиями.
Цитогенетическое обследование жителей с. Муслюмово проводили в
1993-1994 гг. Всего было обследовано 116 человек. Данные цитогенетического
анализа сравнивали с результатами обследования контрольной группы
(обследовано 30 человек, проанализировано 7831 метафаз), которая была
сформирована из жителей незагрязненного радионуклидами региона Алтайского
края. В соответствии с задачами исследования все люди были объединены в
несколько групп. В 1 группу включены все обследуемые жители. Вторая группа
объединяет жителей с. Муслюмово, родившихся до 1949 г. (начало загрязнения р.
Теча) и проживающих здесь постоянно. В третью группу включены люди,
родившиеся в период с 1949 по 1956 гг. (это время характеризуется наиболее
высоким уровнем загрязнения р. Теча). Четвертая группа объединяет людей,
родившихся после 1957 г, и пятая группа сформирована из мигрантов, т.е. людей,
приехавших в с. Муслюмово в разное время, в том числе эвакуированные из
деревень, подвергшихся радиоактивному загрязнению.
В таблице представлены результаты цитогенетического обследования,
проведенного с использованием традиционного метода (анализ хромосомных
аберраций нестабильного типа).
Во всех группах частота хромосомных аберраций превышала
контрольный уровень. Обращает на себя внимание более высокий уровень этого
показателя во второй и третьей группах. Во всех обследованных группах были
выявлены хромосомные аберрации обменного типа - дицентрики и центрические
кольца, частота которых значительно превышала этот показатель в контрольной
группе (в 5-10 раз). Наиболее высокая частота дицентриков и колец, а также
клеток, содержащих этот тип хромосомных аберраций, была отмечена во второй и
третьей группах. Эти результаты представлены на рисунке 2. Частота парных
фрагментов не отличалась достоверно в группах обследованных жителей с.
Муслюмово и в контрольной группе. Во всех обследованных группах отмечено
превышение контрольного уровня по частоте аберраций хроматидного типа.
При обследовании жителей с. Муслюмово были обнаружены клетки с
множественными хромосомными аберрациями. В целом, при анализе 32203
метафаз найдено 6 мультиаберрантных клеток, среди которых выявлены клетки с
трицентриками и тетра-центриками, которые в норме практически не
встречаются.
34
Таблица. Частота хромосомных аберраций в лимфоцитах
периферической крови у жителей Муслюмово (Челябинская обл.) [(М + m)х10-3].
Группа
Число
людей
Число
проана
лизиро
ванны
х
мегафа
з
Число
клеток
с
аберра
циями
Общее
число
аберра
ций
Дицен
трики
+
центри
ческие.
кольца
Парны
е
фрагме
нты
Cdr
Аберрации
хроматидн
ого типа
1
116
32203
14.4
±0.7*
15.3
±0.7*
2.2 ±0.3*
5.4 ±0.4
1.4 ±0.2*
7.6 ±0.5*
2
23
6730
19.3
±1.7*
19.4
±1.7*
2.7 ±0.6*
6.6 ±1.0
1.9 ±0.5*
9.8 ±1.2*
3
23
5730
15.8
±1.7*
17.2
±1.7*
3.2 ±0.7*
7.6 ±l.l
2.1 ±0.6*
6.3 ±l.l*
4
49
14052
11.9 ±0.9 12.4 ±0.9 1.5 ±0.3*
3.3 ±0.5
1.1 ±0.3*
7.6 ±0.7*
5
21
5691
13.3 ±1.5
15.4
±1.6*
2.2 ±0.6*
6.7 ±l.l
0.9 ±0.4
6.4 ±l.l
Контроль
30
7831
10.2 ±l.l
10.7 ±1.2
0.3 ±0.2
5.7 ±0.8
0.3 ±0.2
4.7 ±0.8
1 - все обследованные лица;
2 - родившиеся до 1949г.;
3 - родившиеся в период с 1949 по 1956гг.;
4 - родившиеся в период с 1957 по1988гт.;
5 - люди, переселенные из других населенных пунктов.
* - достоверное отличие от контроля, р< 0,05;
m - стандартная ошибка;
Cdr - клетки, содержащие дицентрики и/или центрические кольца.
По оси абсцисс - группы обследованных людей: 1 -контрольная
группа; 2 - все обследоваРис
нные;
3 - рожденные
до 1949 г. 4 -рожденные
в период с
. Частота
клеток с дицентриками
и центрическими
1949 по 1956 гг.; 5 - кольцевыми
рожденные вхромосомами
период с 1957
по 1988 гг.; 6 - группах
переселенные
в обследованных
жителеиз
й
других населенных пунктов. По пос.
оси Муслюмово
ординат - число
клеток
с
ди
центриками
и
(Челябинская обл.)
кольцами на 1000 клеток.
Можно предположить, что появление клеток с множественными
2,5 результатом воздействия альфа-излучения от плутония и
аберрациями является
продуктов его деления (30,31,37). Согласно А.В. Трапезникову с соавторами (38)
2 около 8 GBq 239,240Pu. Эта оценка произведена на участке
в реке Теча накоплено
реки, начиная с 50 км от ПО "Маяк" до 240 км - места впадения в реку Исеть.
Таким 1,5
образом, цитогенетическое исследование, проведенное в с.
Муслюмово, выявило повышенный уровень хромосомных аберраций обменного
типа - дицентриков1и центрических колец, появление которых характерно для
воздействии на организм ионизирующих излучений. Наиболее высокий уровень
0,5
0
1
2
35
3
4
6
6
таких аберраций (в 9-10 раз выше контрольного) отмечен у жителей, родившихся
до 1949 г. или в период наиболее высокого загрязнения р. Теча радионуклидами.
Клетки с множественными хромосомными аберрациями, обнаруженные в крови
обследованных жителей с. Муслюмово, по-видимому, могут быть результатом
воздействия на организм плотноионизирующего альфа-излучения от плутония и
его радиоактивных продуктов.
Заключение
Представленные в работе цитогенетические данные, полученные при
обследовании различных групп людей, пострадавших в результате воздействия на
организм ионизирующих излучений, позволяют сделать следующее обобщение.
При обследовании населения, проживающего в районе р. Теча (с.
Муслюмово), в Алтайском крае и в окрестностях ТМА (США), выявлены высокие
уровни клеток с дицентриками и центрическими кольцами, которые достоверно
превышают контрольные значения. Выявление таких аберраций хромосом 15-45
лет спустя после воздействия ионизирующих излучений свидетельствует о
длительном сохранении определенной доли клеток с нестабильными аберрациями
хромосом у людей, получивших достаточно высокие дозы облучения.
Мультиаберрантные клетки, обнаруженные у жителей Алтайского края и с.
Муслюмово, свидетельствуют, по-видимому, о воздействии на людей
плотноионизирующе-го альфа-излучения от плутония и продуктов его деления.
Как уже было отмечено, наиболее широко используемый и достаточно
доступный для анализа метод биологической дозиметрии, основанный на учете
частоты нестабильных хромосомных аберраций (дицентриков и центрических
колец), не может быть эффективно использован для ретроспективной оценки
поглощенных доз без четкого представления о характере и скорости элиминации
со временем клеток, несущих такой тип хромосомных аберраций. Только в тех
случаях, когда имеется возможность точно восстановить картину имевшего место
облучения (а именно, диапазон доз, условия облучения, время, прошедшее от
начала радиационного воздействия) с помощью методов математического
моделирования по частоте клеток с дицентриками и центрическими кольцами
можно попытаться произвести оценку полученных доз облучения. При иных
обстоятельствах, особенно при облучении в небольших дозах, когда прошло
достаточно много времени с момента облучения, применение этого метода
биологической дозиметрии становится мало эффективным, а в большинстве
случаев практически невозможным.
Анализ стабильных транслокаций в настоящее время является
наиболее перспективным биологическим методом ретроспективной оценки доз
облучения. Эффективность применения этого метода особенно возросла после
разработки новой технологии учета стабильных транслокаций - флуоресцентной
in situ гибридизации клеток (FISH), позволяющей достаточно легко проводить
цитогенетический анализ (41, 42).
Ретроспективная оценка индивидуальных доз облучения, особенно в
области малых доз, с использованием FISH метода осложняется тем, что для
получения достоверных результатов необходимо анализировать достаточно
большое количество клеток, а это, к сожалению, по целому ряду причин не всегда
возможно. Эта задача упрощается, когда речь идет о ретроспективной оценке
дозы для определенной группы людей. Полученные цитогенетические данные
являются этому хорошей иллюстрацией. Показано, что поглощенная доза,
36
оцениваемая при помощи FISH метода, с учетом характера облучения для
жителей трех деревень Алтайского края составляет около 1 Гр, а для жителей
окрестностей ТМА (США) - в диапазоне 0.6 - 0.9 Гр.
В заключение необходимо подчеркнуть, что важное значение анализа
стабильных транслокаций для ретроспективной оценки доз облучения нисколько
не умаляет роли цитогенетического обследования с использованием
традиционного метода (анализ нестабильных хромосомных аберраций), который
остается определяющим при проведении длительного мониторинга в популяциях
людей, проживающих в регионах с неблагоприятной экологической обстановкой.
Литература
1. United Nations. Ionizing radiation. Sources and biological effects. UNSCEAR 1982,
report to the General Assembly with annexes. United Nations sales publication. E.82.
1982, United Nations, New York, 1982.
2. United Nations. Genetic and Somatic Effects of Ionizing Radiation.United Nations
Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, 1986, Report to the General
Assembly, with annexes. United Nations sales publication E.86.1X.9. United Nations,
New Yorii, 1986.
3. United Nations. Sources, Effects and Risk of Ionizing Radiation. United Nations
Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, 1988, Report to the General
Assembly, with annexes. United Nations, New York, 1988.
4. Biological dosimetry: chromosomal aberration analysis for dose assessment.
Thechnical Reports series N260. International Atomic Energy Agency (IAEA), Viena,
1986, pp. 1-69.
5. Bender M.A., Awa A., Brooks A.L. et al.// Mutat. Res. 1988. V. 196. P.103-159.
6. Bauchinger M.// Mutat.Res. 1995. V.339. P. 177-189.
7. Method of human chromosome aberration analysis. Edit. by K.Backton, H.Evans.
WHO, Geneva, 1976, 64p.
8. Bauchinger M.// Strahlentherapie. 1968. V. 135. P. 553-564.
9. Awa A., Sofuni Т., Honda T. et al.// J. of Rad. Res. 1978. V. 19. P. 126-140.
10. Buckton K.E. // lnt.J. of Rad. Biol. 1976. V.29. P.475-488,
11. Tucker J.D., Ramsey M.J., Lee D.A., Minkler J.L.// lnt.J. of Radiat. Biol. 1993. V.
64. №1. P. 27-37.
12. Lucas I.N., Awa A., Straume T. et all. // Int. J. Radiat. Biol.. 1992. V. 62. № 1. P.
53-63.
13. Шевченко В.А., Акаева Э.А., Елисеева И.М., Елисова Т.В. // Проблемы
безопасности при чрезвычайных ситуациях.М: ВИНИТИ. 1990. Т.12. С.69-90.
14. Шевченко В.А., Семов А.Б., Акаева Э.А., Елисова Т.В. // Рад. биология.
Рад.экологая. 1995. Т.35. Вып.5. С. 646-654.
15. Семов А.Б., Иофа Э.Л., Акаева Э.А., Шевченко В.А. // Рад. биология.
Рад.экологая. 1994. Т.34. Вып.б. С. 865-871.
16. Чернобыльская катастрофа: причины и последствия. Часть 2. Минск:
СЭНМУРВ. 1993. С.85-137.
17. Shevehenko V.A., Snigiryova G.P. // SCOPE-RADTEST III Workshop on
"Methodologies of Dose Reconstruction, Epidemiology, and Sub-surface Transpart",
March, 27-31. Bnissels-Liege, Belgium. 1995. RL.08.95. P. 10.
18. Пяткин E.K., Нутис В.Ю., Чирков А.А.// Медицинская радиология. 1989. Т.34.
Вып.б. С.52-56.
19. Bauchinger М. // Stem Sells. 1995. V. 13. P. 182-190.
37
20. RamalhoA.T., A.C.H.Nasdmeo and A.T.Natarajan.// Radiat. Protect. Dosimetry.
1988. V. 25. P. 97-100.
21. Шевченко В.А., Снигирева Г.П., Сусков И.И" Акаева Е.А и др. // Рад.
биология. Рад.экология. 1995. Т.35. Вып.5. С. 588-596.
22. Шевченко В.А.. Сусков И.И., Снигирева Г.П. и др. // Вестник научной
программы "Семипалатинский полигон Алтай". 1994. Вып.З. С.5-33.
23. Lloyd D.C., Purrot R.J., Reder E.J. // Mutat. Res. 1980. V. 72. P. 523-532.
24. Снигирева Г.П., Любченко П.Н, Шевченко В.А., Новицкая Н.Н. и др.//
Гематология и трансфузиология. 1994. Т.39. Вып. 3. С. 19-21.
25. Снигирева Г.П., Шевченко В.А., Новицкая Н.Н. // Рад. био-логия.
Рад.экология. 1995. Т.35. Вып.5. С. 654-661.
26. Snigiryova G.P., Shevehenko V.A., Novitskaja N.N., Hazins E.D. // Int. Workshop
on Determination of Radiation Doses among Critical Groups of the Population in the
FSU after Chernobyl, Munchen, 1994.
27. Киселев В.И., Лобарев В.М., Шойхет Я.Н. // Вестник науч-ной программы
"Семипалатинский полигон Алтай". 1994. №1.С.1-9.
28. Snigiryova G.P., Shevehenko V.A. // SCOPE-RADTEST III Workshop on
"Methodologies of Dose Reconstraction, Epidemiology, and Sub-surface Transport",
March, 27-31, Bnissels-Liege, Belgium, 1995. RL.07.95. P. 10.
29. Лобарев В.М., Судаков В.В., Зеленов В.И. и др.// Вестник научной программы
"Семипалатинский полигон Алтай". 1994. №1. С.27-56.
30. Bochkov N.P. and Katosova L.D.// Mut.Res. 1994. V. 323. P. 731. Neel J.V., Awa А.А., Kodama Y. et al. // Radiation Effects Research Foundation.
CR 3-92. P. 1-14.
32. Маренный A.M., Ковалев E.E., Шойхет Я.Н. и др.// Вестник научной
программы "Семипалатинский полигон Алтай". 1994. №4. С.73-78.
33. Braselmann Н., Schmid E., Bauchinger М. // Mut.Res. 1994. V. 306. P. 197-202.
34. Nazarov A.G., Buriakova E.B., Osanov D.P. et al. Resonance. Conclusions of
theUnified Scientific Group on the Enviromental Protection. Penyagin AN, Editor.
Chelyabinsk South-Ural Publishing House, 1991,55p.
35. Degteva M.0" Kozheurov V.P., Vorobiova M.I. // The Science of the Total
Environment. 1994. V. 142. P.49-61.
36. Kossenko M.M, Degteva M.O. // The Science of the Total Environment. 1994.
V.142. P.73-89.
37. Sevan'kaev A.V., Tsyb A.F., Lloyd D.C. et al. // Int. J. Radiat. Biol. 1993. V. 63.
N.3.P.361-367.
38. Trapeznikov L.V., Pozolotina V.N., Chebotina M.Y. et al. // Health Phys. 1993. V.
65. N.5. P.481-488.
39. Nakao Н. Three Mile Island. Kyoto, Japan. 1980. 280 P.
40. Investigations of Reported Plant and Animal Health Effects in the Three Island
Area. NUREG-0738 EPA 600/4-80-049, Washington. 1980.33 P.
41. Pincel D., Straume T. and Gray J.//Proc. of the Nat.acad.of Sciences (USA). 1986.
V. 83. P. 2934-2938.
42. Lucas I.N., Tenjin Т., Straume T. et al. // Int. J. of Radiat. Biol. 1989. V. 56. N.I. P.
35-44.
38
I.
Содержание в организме радионуклидов и уровень
цитогенетически измененных клеток в крови у людей,
длительно проживающих в зоне влияния НПО “Маяк”
в Челябинской области
6
Н.Н. Ильинских, В. Боркарт, Н.Н. Шакиров, Е.Н. Ильинских
Сибирский медуниверситет (г. Томск, Россия)
Институт радиационной гигиены (г. Мюнхен, Германия)
В настоящее время в акватории реки Течи в пределах Челябинской
области расположены 4 населенных пункта, общей численностью около 9 тысяч
человек: Муслюмово, Бродокалмак, Русская Теча и Нижнепетропавловское, для
жителей которых наблюдаются три источника повышенного облучения за счет
стронция-90. фиксированного в скелете, внешнего облучения за счет пребывания
на прилегающих к реке территориях, загрязненных цезием-137 и внутреннее
облучение за счет потребления загрязненных продуктов местного производства
Цель настоящей работы - проведение корреляционного анализа между уровнем
наблюдаемых цитогенетических изменений в клетках крови и наличием в
организме обследованных людей радионуклидов.
Материалом для цитогенетического исследования послужила кровь
людей, у которых имелись данные индивидуальной дозиметрии по показаниям
счетчика излучения человека (СИЧ). Обследование проведено в 1993 году
согласно измерительной программе Федеративной Республики Германии
(Morfogrtamm der Bundesrepublik Deutschland 1993). Каждому обследуемому был
выдан сертификат (bescheinigung) измерений накопления радиоактивных веществ
в организме. У каждого человека проведено измерение во всем теле содержания
St-90 и Cs-137 в международных единицах - нКu (nCi) - нанокюри или в Бк (Bq) в Беккерелях.
Проведенное микроядерное тестирование по определению уровня
цитогенетических изменений в крови жителей 4 поселков, расположенных в зоне
влияния НПО "Маяк" свидетельствуют о повышенных значениях этого показателя
у местного населения.
Обследование жителей поселка Муслюмово в зависимости от
индивидуальных доз, регистрируемых в СИЧ-приборе, свидетельствует, что
имеется выраженная связь между показателями наличия в костной ткани пациента
радионуклидов St-90 и уровнем эритроцитов с микроядрами.
Установлено, что уровень эритроцитов с микроядрами существенно
отличался в зависимости от года рождения пациента. Резко выделяются люди,
рожденные в 1957 году - момент аварии на НПО "Маяк". Также значителен
уровень эритроцитов с микроядрами у рожденных в 1958 - 1962 годах.
Существенно меньше показатели микроядерного теста у рожденных до 1957 и
после 1962 года.
6
Ильинских Николай Николаевич - д.м.н., проффессор, директор Томского биомедицинского центра
“Экоген”.
39
Исследования с помощью СИЧ-прибора на наличие в организме
человека Cs-137 и параллельного изучения уровня эритроцитов с микроядрами
свидетельствует, что хотя в случае регистрации наличия цезия в организме
уровень эритроцитов с микроядрами существенно выше, чем в норме, однако мы
не наблюдали четкого параллелизма между показателями СИЧ и регистрируемым
уровнем цитогенетического неблагополучия у данного человека.
Обследование 46 людей, попавших под воздействие аварии на ПО
"Маяк" в 1957 году и уехавших сразу после аварии в другие регионы Сибири
(Томская и Новосибирская области), показало, что уровень эритроцитов с
микроядрами у этих людей существенно ниже, чем у жителей пос. Муслюмово,
но достоверно выше, чем показатели, характерные в среднем для Сибири. Всего
проведен анализ препаратов крови у 26 человек, получивших фиксированные
дозы облучения. Анализ представленных препаратов позволяет заключить что:
1. Показатели микроядерного теста для этой группы людей имеют диапазон
колебаний от 0.4 до 16 о/оо (в норме 0,2 - 0,3 о/оо).
2. Доза облучения в 1 Гр вызывает у человека появление (3-6 день наблюдения) в
периферической крови около 4-6 о/оо эритроцитов с микроядрами.
3. Доза облучения в 1,5-2 Гр индуцирует 8-12 о/оо эритроцитов с микроядрами.
4. В обоих случаях через месяц отмечено снижение уровня эритроцитов с
микроядрами на 15,6%
5. Через полгода снижение составило 48% от первоначального уровня
6. Через 1-1,5 года снижение уровня эритроцитов с микроядрами достигло 56%.
7. Через 5-10 лет снижение уровня эритроцитов с микроядрами составило 72%
8. Далее для людей, облученных в дозе более 1 Гр, отмечен постепенный рост
регистрируемого показателя с резким всплеском после того, как пациенту
исполняется 50-55 лет. Полученные результаты свидетельствуют, что уровень
эритроцитов с микроядрами через 36-40 лет после облучения в дозе выше 1 Гр
соответствует 2,6 о/оо, а дозе 1-0,5 Гр-1,4 о/оо и в дозе менее 0,5 Гр - 0,6 о/оо. В
этом случае калибровочная кривая будет представлять следующий вид.
В поселке Муслюмово были выявлено несколько семей, в которых
мать во время аварии в 1957 году была беременна. Обследование уровня
эритроцитов с микроядрами у матерей и родившихся у них детей показало, что
этот показатель существенно выше у потомка, чем у матери. По-видимому,
цитогенетическое поражение стволовых клеток костного мозга плода ведет к
появлению клонов клеток постоянно поступающих в кровоток даже через много
лет, после того как произошло облучение. Кроме того, у обследованной категории
людей присутствующие в их организме радионуклиды могут постоянно
индуцировать в костном мозге новые цитогенетические аберрации.
Выводы
Таким образом, обследование населения Челябинской области,
находящегося под воздействием влияния ПО "Маяк", свидетельствует о
следующем:
1. Уровень эритроцитов с микроядрами у жителей поселков Муслюмово,
Бродокалмак, Русская Теча и Нижнепетропавловское достоверно выше, чем
аналогичные показатели, характерные для населения Сибирского региона.
2. Имеется четкая связь - в поселках, где зарегистрированы высокие показатели
эффективных эквивалентных доз облучения (ЭЭДО) у местных жителей уровень
40
эритроцитов с микроядрами был достоверно выше, чем там, где ЭЭДО была
низкой.
3. Установлено, что у людей, имеющих повышенный уровень эритроцитов с
микроядрами, регистрируются высокие показатели радиоактивности по St-90,
согласно обследованию, проведенному на приборе СИЧ.
4. У родившихся в 1957 году, т.е. когда произошла авария на ПО" Маяк", а также
в последующие годы, отмечаются особенно высокие показатели микроядерного
теста.
5. У лиц, перенесших последствия аварии в 1957 году на ПО "Маяк", а затем
уехавших в другие регионы Сибири, уровень эритроцитов с микроядрами был
также повышен, но в меньшей степени, чем у жителей пос. Муслюмово
Челябинской области.
6. Данные на основании анализа гематологических препаратов, полученные в
различные годы от одного и того же человека, попавшего под облучение,
позволили создать калибровочную кривую, согласно которой возможно
проводить ретроспективный анализ доз облучения.
7. Снижение уровня эритроцитов с микроядрами с течением времени после
облучения происходит более существенно у взрослых людей, чем у лиц,
попавших под облучение в пренатальном возрасте.
41
I.
К вопросу о неравномерности внутреннего облучения
в популяции в случае локального загрязнения
внешней среды
7
Ю.А. Зайцев, В.М. Лебедев
Уральский региональный радиологический
Госсанэпиднадзора в Челябинской области
Центр
при
Центре
Случаи локального распределения источников излучения во внешней
среде весьма типичны. Таковыми, в той или иной мере, являются загрязнения,
обусловленные технологическими и аварийными выбросами предприятий
атомной промышленности и энергетики, а также загрязнения при подземных и
наземных ядерных взрывах. Типичным примером локального загрязнения
внешней среды является радиоактивное загрязнение источника водоснабжения.
Одно из следствий локального загрязнения – неравномерность
облучения населения. Причины возникновения неравномерности в условиях
локального загрязнения, в общем, сводятся к тому, что продолжительность и
интенсивность контакта отдельных представителей населения с загрязненными
объектами, оказываются неодинаковыми. Неравномерность доз внутреннего
облучения, кроме того, существенным образом связана с возрастными и
индивидуальными особенностями метаболизма радионуклидов в организме
людей. В целом, разброс доз может оказаться столь значительным, что он не
может не учитываться при выборе принципов и разработке мер, обеспечивающих
надежную радиационную безопасность проживания населения в условиях все
возрастающего поступления радионуклидов в биосферу. На этом основании
изучение природы формирования неоднородностей облучения человеческих
популяций, представляет собой важную научно-практическую задачу.
Настоящая работа посвящена некоторым сторонам рассматриваемой
проблемы. В ней на конкретной радиационной ситуации – загрязнении речной
системы реки Течи – рассматривается распределение поглощенных доз
внутреннего облучения костной ткани радионуклидами стронций–89,90 у
популяции, проживающей на побережье реки.
Материал и методы
Поступление радионуклидов населению осуществлялось, в основном, с
речной водой, употребляемой для питья и приготовления пищи, а также по
“молочной” пищевой цепочке (преимущественное поступление детям младшего
возраста). Начало поступления пришлось на середину 1949 года и продолжалось в
разных населенных пунктах до 1953–1955 гг., после чего часть населения была
отселена в “чистые” районы, а для оставшейся части было организовано
водоснабжение из источников, не связанных с рекой. Молочная цепочка
поступления радионуклидов также была прервана путем исключения пойменных
7
Зайцев Юрий Анатольевич, к.т.н., зав отделом физико-химических исследований УРРЦ при ЦГСЭН в
Челябинской области.
42
угодий реки течи из территорий, используемых для выпаса скота и заготовки
сена.
Для расчета индивидуальных дозовых нагрузок от радионуклидов
стронций-89,90 использовались результаты прижизненных измерений содержания
стронция-90 у обследуемого населения. Расчет осуществлялся по
модифицированной модели “наблюдаемого отношения”, описывающей
накопление и удержание стронция-90 в организме человека при известных ритмах
поступления радионуклида [2]. Рассчитывались мощность дозы и поглощенная
доза. В настоящей работе анализируются данные, приходящиеся на 1976 г.
При расчете групповых и популяционных характеристик учитывалось
различие возрастных структур наблюдаемого населения и контингента,
прошедшего измерение. Необходимая для этих целей демографическая
информация в виде регистра населения и паспортных данных, а также
дозиметрическая информация были подготовлены в специально созданной для
исследования
рассматриваемой
радиационной
ситуации
проблемноориентированной Базе Данных [3,4].
Результаты и обсуждение
Для жителей челябинской области, проживающих на побережье реки
Течи, средние мощность дозы и поглощенная доза на 1976 год от радионуклидов
стронций–89,90 соответственно равны 1,46 сГр/год и 92 сГр.
В табл. 1 представлена “возрастная” структура средней мощности дозы
и поглощенной дозы. Характер возрастных различий представленных в таблице
дозовых нагрузок определяется реализовавшейся у населения кинетикой
внутреннего поступления и различием метаболической функции. Максимальные
дозовые нагрузки в момент наблюдения приходятся на возраст 36–40 лет.
Отметим, что на начало поступления этой группе населения соответствовал
возраст 10–14 лет, т.е. возраст интенсивного формирования скелета.
Таблица 1. Возрастная структура средней мощности дозы (P) и средней
поглощенной дозы (D) на костную ткань в популяции
Возраст
21-25
26-30
31-35
36-40
41-45
46-76
(годы)
Р
0,25
0,7
1,6
3,3
2,6
1,0
(сГр/год)
D
30
95
132
214
151
51
(cГр)
В табл.2 представлены данные о средних дозовых нагрузках на
костную ткань у жителей 13 населенных пунктов. Расположение пунктов по реке
совпадает с порядком их нумерации. Из таблицы видно, что средние значения
дозовых нагрузок у населения испытывают существенные вариации от пункта к
пункту. Эти вариации связаны с различиями в степени и продолжительности
существовавшего у жителей разных населенных пунктов контакта с рекой:
использованием в некоторых населенных пунктах для питья и приготовления
пищи наряду с речной водой воды колодцев, родников и других “чистых”
источников водоснабжения.
43
Таблица 2 Средние мощность дозы и поглощенная доза на костную
ткань жителей населенных пунктов верховья реки Течи
№
Наименование
Все население
Возрастная
населенного
группа 36-40 лет
пункта
Р
D
Р
(сГр/год)
(cГр)
(сГр/год)
1
Метлино
1,7
107
3,5
2
Теча Брод
0,7
43
1,6
3
Асаново
1,5
95
3,1
4
М. Таскино
2,1
127
5,9
5
Герасимовка
1,7
117
4,0
6
Надыров Мост
1,1
71
2,7
7
Надырово
2,8
168
4,8
8
Ибрагимово
3,4
212
7,5
9
Исаево
1,5
99
3,5
10
П/хоз. тр.42
2,3
146
5,9
11
Муслюмово
2,2
142
4,8
12
ст. Муслюмово
1,5
92
3,6
13
Курманово
1,7
107
3,4
При наличии в населенном пункте нескольких источников
водоснабжения количество используемой частными хозяйствами воды того или
иного источника определялось качеством воды и затратами труда на доставку
воды в дом. Поэтому жители, проживавшие на разном удалении от реки, в разной
степени использовали ее воду для хозяйственно-бытовых нужд.
Имели место и другие причины, приводившие к различиям у
отдельных представителей наблюдаемого населения контакта с рекой: полововозрастные и индивидуальные особенности поведения человека на территории
ареала, вид и конкретные места выполнения трудовой деятельности и т.д. В
результате, дозы у отдельных лиц из наблюдаемой популяции оказались
существенно неодинаковыми.
В табл.3 представлено распределение индивидуальных доз,
накопленных жителями наблюдаемого района к 1976 году. Видно, что более 50%
всего населения получило дозы менее 50 сГр. В то же время около 0.8% всего
населения облучилось в дозах, превышающих 700 сГр.
В этой же таблице представлено распределение индивидуальных доз,
накопленных лицами из возрастной группы 36–40 лет (на момент наблюдения),
которая, как отмечалось ранее, характеризуется максимальным содержанием
стронция в скелете. В графе (1) приведено распределение доз для пунктов 1, 2, 3,
6, 9, 12, 13 (см. табл.2), в которых средняя доза облучения всего населения не
превышает 110 сГр. В графе (2) – распределение доз у жителей пунктов 4, 5, 7, 8,
10, 11, в которых средняя доза более 110 сГр. Оба распределения имеют схожие
между собой формы и (что на наш взгляд является существенным) совпадение
высокодозных хвостов распределений. Это свидетельствует о наличии в каждой
выборке приблизительно одинаковой доли лиц, использующих реку, как
единственный источник питьевой воды. Одновременно в каждой выборке
имеются представители с относительно низкими дозами (0–100 сГр). И в том, и в
другом случае они образуют некую самостоятельную совокупность, так что в
44
целом каждая выборка оказывается существенно неоднородной – суммой двух
совокупностей: высокодозовой и низкодозовой (см. табл.3).
Таблица 3. Частотное распределение индивидуальных доз у жителей
наблюдаемого района, проживающих в челябинской области, %
Дозовые интервалы
Все население
Возрастная группа 36-40 лет
(сГр)
(1)
(2)
51,36
0-50
19,47
16,44
18,55
50-100
15,49
5,33
9,43
100-150
10,62
2,67
6,51
150-200
13,27
7,56
3,92
200-250
7,08
7,56
2,57
250-300
4,42
8,00
1,87
300-350
5,31
8,00
1,42
350-400
5,75
6,67
0,94
400-450
2,21
5,78
0,75
450-500
3,10
5,78
0,64
500-550
5,31
5,33
0,57
550-600
2,21
4,00
0,31
600-650
0,88
3,56
0,31
650-700
0,44
3,56
0,27
700-750
2,21
3,11
0,19
750-800
0,44
2,67
0,03
800-850
0,00
0,44
0,15
850-900
1,33
1,78
0,02
900-950
0,00
0,44
0,05
950-1000
0,00
0,89
0,10
0,44
0,44
>1000
Естественно предположить, что в низкодозовую группу входят лица,
не употреблявшие совсем или употреблявшие речную воду в ограниченном
количестве. Контакт с рекой у этих лиц осуществлялся в основном через
посредство пищевых цепочек (молоко, овощи и т.д.), роль которых в поступлении
радионуклидов стронция в организм жителей рассматриваемого контингента в
значительной мере уступает поступлению радионуклидов непосредственно с
речной водой. Таким образом, наличие двух групп жителей реки, различающихся
по содержанию стронция в организме (дозам внутреннего облучения) указывает
на существование преимущественного использования теми или иными лицами
(вероятно, семьями) того или иного источника воды, который и определяет
содержание радионуклидов в организме.
На рисунке в вероятностном масштабе представлены функции
распределения индивидуальных доз в высокодозовых группах. Для
характеристики распределений была использована функция логарифмическинормального закона. Положение эмпирических точек на графике показывает, что
в изучаемой популяции вероятность встречаемости лиц с высокими дозами
облучения более высокая, чем это следует из закона логарифмическинормального распределения. Это обстоятельство, по-видимому, является
характерным для локального загрязнения внешней среды и с ним следует
считаться. Для характеристики неравномерности облучения людей в указанных
высокодозовых группах приведем также значения коэффициентов вариации. Так,
45
для выборки (1) коэффициент вариации составил величину порядка 110% , для
выборки (2) – величину порядка 80%.
Приведенные распределения являются отражением конкретной
радиационной обстановки, сложившейся в наблюдаемом районе, и одновременно
общих, свойственных локальному
загрязнению окружающей среды,
закономерностей облучения населения. Последнее проявляется в большей, чем
при равномерном загрязнении, дисперсии доз и в большей асимметрии кривой их
распределения, так как обусловлено не только возрастными и индивидуальными
особенностями метаболизма стронция, но и дисперсией меры контакта человека с
загрязненными объектами.
Для сравнения покажем, что коэффициент вариации содержания
стронция–90 глобального происхождения, накопленного в скелете жителей
(P) страны, составил для различных групп взрослых величину
одного из регионов
порядка 40–70%, а коэффициент вариации стабильного стронция – величину
порядка 35% 2,0[1]. Oбе приведенные величины характеризуют дисперсию
содержания стронция, а, следовательно, и доз, для случая относительно
равномерного распределения этого элемента в природной среде. Обе они, как
видно, значительно меньше соответствующих величин, найденных для
рассматриваемого в работе случая локального загрязнения.
1,0
Выводы
1. При локальном радиоактивном загрязнении внешней среды наблюдается
существенная неравномерность внутреннего облучения в популяции,
проживающей в районе загрязнения. Максимальные дозы облучения
формируются в результате максимально возможного контакта населения с
загрязненными объектами, а вероятности появления тех или иных доз – из
распределения возможной реальной меры этого контакта у отдельных его
представителей0,.0Задача состоит в том, чтобы разработать методические подходы
4,0 подобных характеристик,
5,0
,0огут быть
и способы количественных оценок
которые6м
положены затем в основу разработки мер радиационной защиты населения при
локальных радиоактивных загрязнениях окружающей среды.
2. В данных разработках следует учитывать, что приемлемость концепции
линейного хода зависимости “доза – эффект” для человека ограничена дозами
“профессионалов”. Вместе с тем, как показано в рассмотренном примере, в случае
локального р-1асп
,0 ределения радиоактивных веществ в окружающей среде,
реальные дозы облучения у части населения при относительно невысоких
средних уровнях могут превосходить допустимые для “профессионалов”
(1)
пределы. Поэтому использование
в данных условиях в качестве характеристик
дозовых нагрузок ионизирующей радиации на население различного рода
усредненных и групповых величин, включ(2)
ая и коллективную дозу, не может быть
приемлемым вариантом.
3. При высоком уровне загрязнения внешней среды и, тем более выраженном
-2,0
локальном распределении излучателя становится необходимой оценка
индивидуальных доз с адекватным контролем, состояния здоровья населения.
Литература
Рис. Функции распределения индивидуальных доз
группах
(1) и (2).выпадения
1. Дибобес И.К., Пантелеев Л.Ив.,высокодозовых
Зайдман С.Я.,
и др.выборок
Глобальные
стронция–90 на территории Урала в период 1964–1966 гг. Гос. Комитет по
использованию атомной энергии СССР, М., Атомиздат, 1967.
46
2. Зайцев Ю.А., Кожеуров В.П. Бюл. Рад. Мед., 1982, № 2, с.69–74.
3. Зайцев Ю.А., Косенко М.М., Лебедев В.М. Ближайшие и отдаленные
последствия радиационной аварии на чернобыльской АЭС: Материалы конф. М.,
1987, с.163–167.
4. Лебедев В.М., Зайцев Ю.А., Косенко М.М. Бюл. Рад. Мед., 1988, № 2, с.77–82.
47
I.
Биофизическая модель метаболизма
щелочноземельных элементов, учитывающая
возрастные изменения структуры костной ткани и
неравномерность распределения элементов по
структурам кости
Зайцев Ю.А.
Уральский региональный радиологический
Госсанэпиднадзора в Челябинской области
Центр
при
Центре
Несмотря на то, что метаболизму щелочноземельных элементов в
костной ткани уделялось большое внимание, до сих пор нельзя утверждать, что
нам достаточно хорошо известны закономерности накопления-выведения этих
элементов в различных тканях и структурах скелета и что оценки дозовых
нагрузок, выполненные с использованием известных, официально принятых
моделей метаболизма [1,2,3], достаточно корректны. Наиболее серьезным
недостатком указанных моделей является игнорирование неравномерности
распределения щелочноземельных радионуклидов в растущих (детских)
организмах.
По вопросу о неравномерности распределения щелочноземельных
радионуклидов в костной ткани в литературе имеется следующая информация:
• коэффициент неравномерности распределения Ra в костной ткани достигает
13-14 (Lloyd E., 1961);
• неравномерность распределения стронция в костях собак в ранние сроки после
однократного введения достигает 10 у молодых и 5 у взрослых животных (Л.А.
Булдаков, Ю.И. Москалев, 1968);
• концентрация радионуклидов в "горячих пятнах" в 75 (16-218) раз (Rowland
R., 1960) и в 5-100 раз (Н.М. Любашевский, 1980) выше, чем концентрация в
диффузной компоненте;
• суммарно в каждой из компонент (диффузная, "горячие пятна") у взрослых
собак и человека сосредоточивается около половины количества радиоизотопов
кости (Н.М. Любашевский, 1980).
Необходимо отметить, что для взрослых организмов характерно
равномерное распределение "горячих пятен" по костной ткани. Это означает, что
– несмотря на указанную неравномерность распределения концентрации –
костная ткань взрослого организма облучается, в среднем, равномерно и что в
данном
конкретном
случае
концепция
равномерного
распределения
радионуклидов по костной ткани допустима. Для растущих организмов
характерна иная картина. Вместо “горячих пятен”, равномерным образом
распределенных по костной ткани, имеются две макрообласти кости (так
называемые, зоны роста), в которых концентрация радионуклидов такая же, как и
в “горячих пятнах”, а условия поглощения энергии излучения приближаются к
условиям полного поглощения. Все это вместе естественным образом приводит
нас к мысли о том, что для растущих организмов характерна существенная (1–2
порядка) неравномерность облучения костной ткани и что концепция
равномерного распределения радионуклидов по губчатой и компактной кости,
48
используемая неявным образом во всех известных моделях метаболизма,
непригодна в этом случае для использования. Необходимо отметить также, что
для растущих организмов существуют два обстоятельства, повышающих
значимость
неравномерности
распределения
радионуклидов.
Первое
обстоятельство – это то, что обе зоны повышенной концентрации являются
местом
расположения остеогенных клеток, находящихся в состоянии
пролиферации, т.е. в состоянии повышенной радиочувствительности. Второе
обстоятельство – это то, что метафизарная зона роста прилегает непосредственно
к зоне кроветворения, что обусловливает повышенные дозы облучения красного
костного мозга в растущем организме.
В самом широком аспекте закономерности минерального обмена в
костной ткани определяются:
• функционированием (жизнедеятельностью) клеточных элементов кости;
• физико-химическими свойствами элементов (ионов, молекул, комплексов,
соединений);
• регуляторными сигналами со стороны организма, направленными на
поддержание кальциевого гомеостаза.
Поскольку интерес представляют закономерности минерального
обмена в “практически здоровых” биологических системах в нормальных
физиологических условиях проживания, постольку специфические вопросы
регуляции кальциевого обмена не будут предметом нашего исследования. В то же
время при обсуждении конкретной модели минерального обмена мы неявно
будем предполагать наличие соответствующих физиологических процессов.
Нам кажется очевидным, что основным механизмом транспорта,
определяющим обмен химическими элементами внутренних костных объемов с
плазмой крови, является жизнедеятельность остеоцитов. По поводу механизмов
транспорта в литературе нет единого мнения. Большинство авторов,
моделирующих метаболизм костной ткани, механизмом транспорта считает
диффузию по каналикулам. Однако механизм диффузии эффективен только
тогда, когда она осуществляется широким фронтом. Но даже в мягких тканях, где
это реализуется, диффузия в состоянии обеспечить жизнедеятельность клеток на
расстоянии, не превышающем 25мкм от капилляра [4]. В то же время некоторые
остеоциты удалены от капилляров на расстояние до 0,2 мм, а диффузия при этом
должна осуществляться по весьма узким каналам – каналикулам [5]. Имеются
другие экспериментальные данные, свидетельствующие о наличии направленного
потока межклеточной жидкости [6]. Решение вопроса о механизме транспорта
имеет, на наш взгляд, важное значение, поскольку только в этом случае имеется
возможность построения внутренне непротиворечивой модели метаболизма. Не
отрицая в целом возможности переноса вещества за счет механизмов диффузии,
мы в то же время считаем, что основным механизмом переноса является
направленное движение межклеточной жидкости, точнее, циркуляция тканевой
жидкости между костной поверхностью и внутренним объемом кости. Причем
циркуляция осуществляется: при движении из внутреннего объема кости к
поверхности – по внутриклеточному пространству, а от поверхности кости во
внутренний объем – по внеклеточному пространству. Таким образом, система
взаимодействующих остеоцитов выполняет (как минимум) роль транспортной
системы, обеспечивающей доставку химических элементов из внутренних
объемов кости в кровоток и наоборот.
49
Для построения внутренне непротиворечивой теории метаболизма
принципиальное значение имеет осуществление связи минерального обмена со
структурной перестройкой кости. Гистологические исследования костной ткани
показали, что у остеоцитов можно выделить, по крайней мере, три стадии
жизненного цикла. На первой стадии структура остеоцитов соответствует их
способности синтезировать и секретировать органический матрикс. На второй
стадии способность остеоцитов к синтезу уменьшается, а в цитоплазме
появляется –больше лизосом. На третьей стадии остеоциты гибнут, что является
естественным завершением жизненного цикла клеток [6]. Авторы работы [7]
предполагают, что в процессе гибели остеоцитов освобождающиеся
лизосомальные ферменты выполняют остеолитическую функцию. На резорбцию
остеоцитами окружающей кости в ходе функциональной перестройки
указывается в работе [8].
Гибель остеоцитов ведет к прекращению обменных процессов и
переходу участка кости, находящегося под “контролем” данного остеоцита, в
состояние “мертвой” кости. В этом состоянии кость находится до тех пор, пока в
результате деятельности остеокластов данный участок кости не подвергнется
резорбции. В соответствии со сказанным выше мы различаем молодые, зрелые и
“мертвые” остеоциты и, соответственно, молодую, зрелую и “мертвую” (или
старую) костную ткань. Переход остеоцитов из одного состояния в другое,
осуществляемый, возможно, под воздействием гормонального сигнала, запускает
механизмы резорбции минеральной компоненты кости, в результате чего
осуществляется поставка кальция в циркулирующую тканевую жидкость. Таким
образом, переход остеоцитов из одного состояния в другое, гибель остеоцитов с
образованием “мертвой” костной ткани и с последующей ее резорбцией
остеокластами,
мы
рассматриваем
в
виде
единого,
нормального,
физиологического процесса, управляемого гормональной системой, и
определяющего поставку кальция в циркулирующую тканевую жидкость. В
литературе по поводу резорбционной функции остеоцитов нет единого мнения.
Участие остеоцитов в этом процессе считается проблематичным, а функция
резорбции минеральной компоненты кости
приписывается, в основном,
остеокластам [6]. Однако наше глубокое убеждение состоит в том, что остеоциты
принимают участие в этом процессе.
Минеральная компонента молодой костной ткани образуется в виде
неустойчивого аморфного фосфата кальция. При этом отсутствует
дискриминация Sr по отношению к Ca. Минеральная компонента зрелой костной
ткани состоит, в основном, из кристаллов гидроксиапатита. При формировании
кристаллической компоненты проявляется дискриминация Sr по отношению к Ca
[9]. Другим свойством зрелой кости является проявление адсорбционной
способности каналикулярно–лакунарной поверхности костной ткани. Поскольку в
кристаллической компоненте проявляется дискриминация Sr, постольку
реализуется неравномерность распределения радионуклида по кости. В молодой
костной ткани (зоны роста, “горячие пятна”) концентрация Sr на 1–2 порядка
выше, нежели в зрелой и в старой кости [10,11].
В старой кости внутренние костные объемы не участвуют в
минеральном обмене, однако костная поверхность по-прежнему функционирует.
50
Структура модели метаболизма
Изложенный выше материал позволяет нам перейти к описанию
структуры модели метаболизма. На рисунке 1 приведена структурная схема
модели для губчатой кости. Смысл отдельных камер (компонентов костной
структуры) ясен из подписей к рисунку и из пояснений в тексте. На примере
кальция рассмотрим судьбу метки щелочноземельного элемента. После
всасывания из желудочно-кишечного тракта кальций, поступивший в кровь,
переходит или в тканевую жидкость мягких тканей, или в тканевую жидкость
костных поверхностей. Процесс этот происходит очень быстро. Так, по данным
работы [12] через 1 минуту после введения элемента в крови крысы остается
около 1% от введенного количества. В связи с этим не имеет смысла выделять
кровь в отдельную камеру и рассматривать количественно переходные процессы
в ней. Первоначальное отложение кальция в различных органах и тканях
организма пропорционально кровотоку через данный орган. Это означает, что
основное количество введенного элемента задерживается в мягких тканях (~90%)
[13]. Мы принимаем, что все 100% первоначально задерживаются в мягких
тканях. В дальнейшем начинается перераспределение кальция из мягких тканей в
скелет. Поскольку для дозиметрических целей желательно знать закономерности
накопления нуклида на костных поверхностях, камера “мягкие ткани” (камера
“Т”) включена нами в общую схему метаболизма.
Под костной поверхностью, контактирующей с кровотоком, мы будем
понимать пространство от стенок капилляров до остеоидной ткани, покрывающей
минерализованную поверхность костной матрицы, заполненное тканевой
жидкостью и являющееся местом обитания остеогенных клеток. Костная
поверхность связана с внутренними структурами кости двумя типами
транспортных путей – внутриклеточным, осуществляемым с помощью
цитоплазматических
отростков
костных
клеток,
и
внеклеточным,
осуществляемым по пространству между отростками и стенками каналикул.
Таким образом, мы отошли от раннего представления костной поверхности, как
костной мембраны [14], что, во-первых, более соответствует гистологическим
представлениям о структуре костной поверхности и, во-вторых, позволяет
логично рассматривать механизм циркуляции тканевой жидкости между костной
поверхностью и костным объемом в качестве основного механизма транспорта.
Структурно костная поверхность делится на внешнюю (камеры
SN,SM,SZ,SH,SO) и внутреннюю (камеры S1,S2,S3,S4,S5) части, различающиеся
условиями функционирования, а также на участки, имеющие отношение: к
формированию костного матрикса – SN, к формированию минеральной
компоненты молодой кости – SM, к формированию кристаллической компоненты
зрелой кости – SZ, к компоненте, адсорбированной на внутренних костных
поверхностях – SH.
Поверхность "живой" костной ткани характеризуется наличием потока
кальция, направленного во внутренние структуры кости. Поверхность старой
кости (камеры SO,S5) характеризуется отсутствием потока кальция во внутрь
кости. Какую роль играют остеогенные клетки в транспорте продуктов
жизнедеятельности остеоцитов и кальция, необходимого как для формирования
минеральной компоненты кости, так и для поддержания кальциевого гомеостаза?
На наш взгляд, остеогенные клетки совместно с остеобластами и остеоцитами
образуют общую транспортную систему, обеспечивающую направленный поток
тканевой жидкости во внутренний объем кости по внеклеточному пространству, а
51
из внутреннего объема на поверхность кости – по внутриклеточному
пространству.
С потоком тканевой жидкости кальций поступает в камеры VN, VM,
VZ, VH, моделирующие межклеточную костную жидкость – среду обитания
остеобластов (камера VN) и остеоцитов (камеры VM,VZ,VH). Далее, в
зависимости от состояния костных клеток, кальций либо включается в
минеральную компоненту (переходы: KMV ,KZV, KHV), либо поступает во
внутриклеточное пространство (переход KV) и с током жидкости возвращается
обратно на костную поверхность. Минеральная компонента формируется либо в
виде аморфного фосфата кальция (камера M), либо в виде кристаллического
гидроксиапатита (камера Z). Переход KZV указан на рисунке пунктирной линией,
что говорит о дискриминации щелочноземельных элементов по отношению к
кальцию при формировании кристаллической компоненты. Камера H моделирует
кальций, адсорбированный на внутренней поверхности каналикулярнолакунарной сети зрелой костной ткани. Понижение pH среды (возможно,
контролируемое остеоцитами) приводит к распаду фосфата кальция с появлением
свободных ионов. Попадая в циркулирующий поток тканевой жидкости (переход
KM), ионы кальция доставляются на поверхность кости и далее в кровяное русло.
При гибели остеоцитов происходит повышение pH среды, что ведет к
массированному переходу адсорбированного кальция в тканевую жидкость
(переход KZ). Кристаллическая компонента при этом не затрагивается, что
позволяет кости в полной мере выполнять опорные функции.
Кристаллическая компонента, по нашим представлениям, не участвует
в обменных процессах до тех пор, пока данный участок костной ткани не
подвергнется резорбции остеокластами (переход KO). Резорбция осуществляется
на поверхности кости, освобожденной остеогенными клетками. Происходит это,
по-видимому, на тех участках костной поверхности, которые не имеют внутри
живых костных клеток. В заключение отметим, что структурная схема,
представленная на рис.1, гармонично соединяет внутренний обмен кальция
(связываемый обычно со структурной перестройкой кости) с обменом кальция с
внешней средой. Для компактной кости структурная схема несколько отличается
от рассмотренной схемы, что объясняется иным способом формирования костной
ткани. Однако она содержит все те же элементы, что и структурная схема
губчатой кости.
Параметры модели метаболизма
Выбор параметров модели, как нам представляется, имеет
существенное значение. От того, насколько удачно будут они выбраны, зависит и
вид модели, и ее интерпретация, и точность оценки параметров по
экспериментальным данным, и точность прогноза величин, для расчета которых
предназначена разрабатываемая модель. Естественным стремлением при выборе
параметров является минимум их общего числа и максимум числа параметров,
являющихся постоянными. Последнее требование напрямую зависит от
структурирования модели метаболизма. В нашем случае полная модель
метаболизма щелочноземельных элементов определяется 10 параметрами.
Параметры, зависящие от возраста:
Ca(t) – содержание кальция в организме в возрасте t;
dCa(t)/dt. – прирост кальция в организме в возрасте t;
52
f(t) – коэффициент всасывания из желудочно-кишечного тракта в
кровь.
Параметры, не зависящие от возраста:
КТ – скорость выведения Са из мягких тканей во внешнюю среду;
KP – скорость включения Са в минеральную компоненту костной
ткани;
KV – скорость выведения Са из тканевой жидкости костного объема;
KW – скорость структурной перестройки костной ткани взрослого
организма;
KН – скорость перехода адсорбированного кальция в тканевую
жидкость;
KD – коэффициент дискриминации Sr при формировании
кристаллической компоненты кости;
BG – доля губчатой костной ткани в скелете старого организма;
BG=0,2.
Таким образом, на данном этапе разработки в модели используется 10
параметров. Для сравнения приведем данные о числе параметров, используемых в
официальной модели МКРЗ [1]:
полное число параметров в модели 26
независимых параметров
15
зависимых параметров
10
дополнительных параметров
1
число параметров, используемое
в функции задержки всего тела
9
из них независимых
8
Таким образом, в сравнении с официальной
моделью
МКРЗ
разрабатываемая модель имеет меньшее число параметров.
Оценка
параметров
модели
осуществлялась
стандартными
математическими методами. Был использован метод оценки параметров
нелинейных
функций
с
помощью
наименьших
квадратов
[15].
Экспериментальные данные, представляющие собой величины задержки
стронция в организме собак разного возраста, были получены в эксперименте,
описанном в работе [16]. Особенностью данного эксперимента является
получение индивидуальных экспериментальных функций задержки для каждой
собаки в отдельности. Прижизненные измерения содержания стронция-85 в
организме собак осуществлялись на гамма-спектрометрической установке.
Длительность наблюдения за собаками охватывает временной интервал порядка
203-404 суток. Число собак, используемое в эксперименте, – 12. Число измерений
каждой собаки лежит в диапазоне от 32 до 48. В таблице 1 приведены оценки
параметров модели, полученные для некоторых собак.
Оценка параметров (в частности, параметра KW) позволила
исследовать вопрос о возрастных изменениях структуры костной ткани собак.
Структура кости (распределение кости по типам костной ткани) является
функцией возраста. Так, например, у только что появившегося потомства
полностью отсутствует зрелая и старая костная ткань (и, следовательно,
кристаллическая компонента). Вся минеральная компонента кости состоит из
53
аморфного фосфата кальция. У старых организмов молодая костная ткань
составляет приблизительно 14%. Примерно столько же составляет зрелая костная
ткань. Остальная кость приходится на долю старой костной ткани. Причем,
приблизительно 65% приходится на долю компактной кости и 7% на долю
губчатой. Более подробно возрастные изменения структуры кости собак
представлены на рис.2.
Знание структуры кости и коэффициентов дискриминации Sr в
различных структурах позволило рассчитать величину наблюдаемого отношения
(НО). На рис.3 приведена полученная возрастная зависимость наблюдаемого
отношения для собак. Здесь же нанесены экспериментальные значения НО,
полученные в работе [17]. Очевидно хорошее согласие теоретических и
экспериментальных значений.
Экстраполяция модели на человека
Обмен щелочноземельных элементов в живых системах, имеющих
развитую костную структуру остеогенной природы, несомненно, имеет общие
закономерности [10,18]. Это означает, что модель минерального обмена
щелочноземельных элементов должна для разных биологических видов иметь
одинаковую структуру и одинаковый вид математических выражений, отличаясь
лишь значениями параметров. Однако, несмотря на это, казалось бы, очевидное,
предположение, проблема переноса (экстраполяции) моделей обмена с одного
вида животных на другой и, в частности, на человека, в принципе, своего решения
не получила. Возможно, это связано с тем, что в большинстве случаев эти
модели представляли собой аппроксимирующие математические формулы, не
отражающие природы костной ткани и закономерностей минерального обмена.
Получив биофизическую модель метаболизма для собак, мы поставили перед
собой задачу попытаться экстраполировать ее на человека. В связи с тем, что
строение кости у собаки и человека принципиальных различий не имеет, можно
ожидать, что все различие в метаболизме определяется различием скоростей
обмена кальцием между отдельными костными структурами и внешней средой и
организмом в целом. Мы сделали попытку учесть это различие. По нашей модели
для собак престарелого возраста скорость обмена с внешней средой одного
грамма кальция, содержащегося в скелете, равна приблизительно 0,003 г/сутки.
Для человека эту величину можно оценить по формуле:
Co=r*f/Ca
где:
Co – скорость обмена с внешней средой для условного человека,
нормированная на 1 г кальция в скелете;
r – суточный рацион кальция для условного человека;
f – коэффициент всасывания кальция из желудочно-кишечного тракта;
Ca – содержание кальция в граммах в скелете условного человека.
Имеем: Co=1*0.3/1000 =0.0003 г/сутки
Отношение скоростей обмена для собаки и человека получается
равным приблизительно 0,1. Учтя эту величину в модели метаболизма для собак,
получили соответствующую модель для человека. На рис.4 представлена
полученная таким образом функция задержки стабильного стронция в организме
54
пожилого человека. Для сравнения здесь же приведена задержка стронция по
модели МКРЗ. Совпадение кривых весьма приличное: на интервале от 8 суток и
до 10000 суток различие не превышает 12.5%, а на интервале от “0” до 8 суток
различие не превышает 35%. В целом рис.4 демонстрирует, как нам кажется,
весьма обнадеживающие результаты.
Обсуждение результатов
Из того, что представлено в докладе, наибольший интерес, на наш
взгляд, представляет новая структура модели метаболизма. От всех ранее
известных моделей новая модель отличается своей биологичностью,
системностью, логичным сочетанием процессов внутренней перестройки костной
ткани с процессами кальциевого обмена с внешней средой. Модель реализована
для собак. Учет внутренней перестройки костной ткани позволил создать
универсальную модель метаболизма щелочноземельных элементов для собак
любого возраста. Модель позволяет рассчитывать структуру костной ткани и
количество радионуклида, откладываемого в отдельных костных структурах, в
частности, в зонах роста кости и в, так называемой, “диффузной” компоненте.
Параметры модели имеют ясный биологический смысл, легко поддаются
интерпретации и, в принципе, допускают экспериментальную проверку.
Разделение минеральной компоненты костной ткани на аморфную и
кристаллическую структуры впервые позволило в условиях живого организма
оценить коэффициент дискриминации стронция в кристаллической компоненте
кости и учесть, таким образом, неравномерность распределения радионуклидов
по костной ткани. В силу своей биологичности и в силу того, что изложенная в
работе теория минерального обмена корректно учитывает строение костной ткани
и основные закономерности кальциевого обмена, модель имеет, на наш взгляд,
значимость не только для собак, но и для других биологических видов.
Литература
1. ICRP (1973) Alkaline Earth Metabolism in Adult Man, ICRP Publication 20.
Pergamon Press, Oxford.
2. ICRP (1989) Age-dependent Doses to Members of the Public from Intake of
Radionuclides: Part 1, ICRP Publication 56. Pergamon Press, Oxford.
3. Дегтева М.О. Модели расчета доз от бета–излучающих радионуклидов
щелочноземельных элементов, поступающих в организм человека в различном
возрасте. Диссертация, 1989.
4. Лайтфут Э. Явления переноса в живых системах. М.,1977.
5. Человек. Медико-биологические данные. Публ. № 23 МКРЗ: пер. с англ. М.,
1977.
6. Хем А., Кормак Д. Гистология: пер. с англ. М., 1983. Т.3.
7. Luk S., Nopajaroonscki C. a. Simon J.T. Ultrastructure of the endosteum. A
topographic study in young rabbits. J. Ultrastruct. Res. 1974 v.46, № 2, p.165–183.
8. Joterean F.V., Le Domarin N.M. The developmental relationship between
osteocytes and osteoclastes. Dev. Biol. 1978 v.63, p.253-265.
9. Энгстрем Э., Бьернерстед П., Клемедсон К., Нельсон
Э., Кость и
радиоактивный стронций: пер. с англ. М., 1962.
10. Любашевский Н.М. Метаболизм радиоизотопов в скелете позвоночных. М.,
1980.
11. Москалев Ю.И., Минеральный обмен. М., Медицина, 1985.
55
12. Булдаков
Л.А.,
Москалев
Ю.И.
Проблемы
распределения
и
экспериментальной оценки допустимых уровней Cs–137, Sr–90, Ru-106. М., 1968.
С.105.
13. Фолков Б., Нил Э., Кровообращение: пер .с англ. М., 1976.
14. Зайцев Ю.А. Структура модели метаболизма щелочноземельных элементов.
Радиобиология, 1988, Т.28, Вып.6, С.852-856.
15. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. М., 1966, Т.1, с. 358-360.
16. Osanov D.P., Panova V.P. and Arefieva S.S. Health Physics Pergamon Press 1971.,
vol.21,pp. 205-210.
17. Goldman M., Della Rosa R.J. Исследование динамики метаболизма стронция в
зависимости от возраста при непрерывном поступлении радиоактивного изотопа с
диетой. Метаболизм стронция. М., Атомиздат, 1971.
18. Любчанский Э.Р. От радиобиологического эксперимента к человеку. М., 1976,
стр.70.
Таблица 1. Результаты оценки параметров модели для собак
№
КТ
КР
KV
KW
KH**
-2
собаки
*10
*
1
3.038
32.321
1.981
0.238
2
0.552
2.809
0.034
0.270
3
0.671
2.883
0.129
0.217
270
4
0.826
1.552
0.049
0.146
5
1.739
5.532
0.292
0.192
6
2.727
11.115
0.363
0.176
640
7
1.887
11.209
0.526
0.162
8
1.129
3.455
0.240
0.124
0.105
9
2.202
9.510
0.615
0.122
4750
11
1.984
1.623
0.488
0.206
0.106
12
1.890
1.234
0.441
0.146
0.070
Среднее
1.56
5.09
0.318
0.181
0.094
Стандартное
0.73
4.02
0.204
0.047
0.021
отклонение
Коэффициент
0.46
0.79
0.64
0.26
0.22
вариации
Возраст
(сутки)
180
KD
*10-2
1.000
0.549
1.872
1.217
1.595
0.438
0.343
0.868
0.014
0.800
0.500
0.84
0.556
0.67
* – данное значение не учитывалось при оценке среднего;
** – параметр KH удалось оценить только для трех собак (№№: 8, 11,
12), для остальных собак этот параметр принимался равным среднему значению.
KO
M - молодая кость (аморфная минеральная компонента – Ca3 (PO4)2)
Z -100
зрелая кость (кристаллическая минеральная компонента – Ca10
КТ
(PO4)6 (OH)2)
90
O - старая кость (кристаллическая минеральная компонента)
Мертвые
O
S5
SO
80
остеоциты
T
70
601,0
50
KOZ
KV
KH
40
КОТ
К5S
KZ
KT
0,8
30
ие (НО)
Зрелые
20
остеоциты
10
Z
H
56
VH
S4
SH
НО - теоретическая (модельная) кривая
KHV
- экспериментальные
точки, [17]
K4S
KHT
KV4
Q, R
0,75
Q - модель Маршала
R- модель разрабатываемая
0,5
0,25
0
20
R-Q
(%)
Q
10
0
-10
R
Q
1000
2000
3000
4000
5000
600
Сутки
1000
2000
3000
4000
5000
600
-20
Рис. 4. Функции задержки стабильного стронция в организме
57
I.
Оценка состояния здоровья детского населения,
проживающего на загрязненных радионуклидами
территориях уральского региона
8
Н.Н. Русанова, Д.К. Волосников
Челябинская государственная медицинская академия
Челябинская область отнесена к территориям экологического бедствия
в связи с радиоактивным загрязнением, обусловленным производственной
деятельностью ПО “Маяк”. За период его деятельности с 1949 по 1967 гг. имели
место три аварийные радиационные ситуации, приведшие к повышенному
уровню облучения более 437 тысяч человек и загрязнению радионуклидами около
26700 кв. км территории Челябинской области.
Полноценная
реабилитация
населения,
проживающего
на
загрязненных радионуклидами территориях, с привлечением широкого круга
специалистов, к сожалению, началась с большим опозданием. Группа авторов
данного сообщения была привлечена к работе с 1991 года.
Нами проведен медико-социальный скрининг семей проживающих на
загрязненных
радионуклидами
территориях
с
помощью
специально
разработанных анкет, аппаратных методов исследования, с последующим
осмотром детей группой специалистов Челябинской Медицинской Академии в
экспедиционных условиях.
Отмечено, что патология со стороны ЛОР органов (хронические
тонзиллиты, отиты, гаймориты, аденоидиты) занимает первое место и составляет
28%.
Ведущее место в структуре заболеваний ЛОР органов занимала
патология лимфаденоидного глоточного кольца. Так, аденоиды и хронический
аденоидит выявлены в 43,2%, хронический тонзиллит в 22,5%, гипертрофия
небных миндалин в 6,9%.
Заболевания носа и придаточных пазух выявлены в 19,7%,
превалирующей патологией носа был передний сухой ринит с носовыми
кровотечениями. Патология уха обнаружена в 6,5%.
Патология со стороны органов дыхания (рецидивирующие бронхиты,
хроническая пневмония, бронхиальная астма и др.) занимает второе место и
составила 20,7%. Следует отметить, что ведущее место в этой группе заболеваний
занимают рецидивирующие бронхиты, частые респираторно-вирусные инфекции.
Хроническая пневмония, бронхиальная астма встречается редко.
Патология со стороны органов пищеварения занимает третье место,
составляет 15,5%. Эта группа заболеваний была представлена в основном
гастритами, гастродуоденитами, энтероколитами.
Обращает на себя внимание высокий процент синдрома вегетососудистой дистонии у детей 9 лет и старше – 35,4%, функциональных
8
Русанова Надежда Николаевна, зав. кафедрой детских болезней № 2
ЧГМА, д.м.н., профессор, академик МАНЭБ
58
кардиопатий, которые составили 20,4%, что можно рассматривать как проявления
общего дизадаптационного синдрома.
Общая неврологическая заболеваемость у детей до 4 лет составила 34,9
на 1000, в т.ч. пре- и перинатальные заболевания – 29,1 на 1000, постнатальные –
14,7 на 1000.
В структуре заболеваемости наибольшая доля (до 40%) принадлежит
пограничным состояниям: задержка психомоторного развития, задержка моторноречевого развития, задержка моторного развития; эписиндрому – 12%. У детей
дошкольного и младшего школьного возраста в 70% выявляются
психологические отклонения, свидетельствующие о диффузной или очаговой
недостаточности головного мозга.
Хирургическая патология составила около 20%. Патология опорнодвигательного аппарата (сколиозы, деформации грудной клетки, дисплазии
тазобедренного сустава и др.) занимает основное место в структуре всей
хирургической патологии и составляет 12%.
Различные виды грыж передней брюшной стенки выявлены у 3%
детей, которые заняли второе место. Урологическая патология (водянка яичка,
варикоцеле, фимоз) составила 17 на 1000 и заняла 3 место.
Врожденные пороки развития выявлены у 2,7% детей (26,5 на 1000).
Обращает на себя внимание то, что патология, в генезе которой немалое значение
придается неблагоприятным факторам внешней среды, влияющим на ребенка уже
во внутриутробном периоде, занимает ведущее место и составляет 60% от всей
выявленной хирургической патологии.
При
анализе
показателей
гемограммы
выявлено,
что
железодефицитные анемии у детей Кунашакского района составляют 15%, что
существенно не превышает ее распространенность в среднем по области. При
анализе лейкограмм существенных отклонений от нормы не выявлено. Так
лейкопения отмечена лишь в 2% случаев, лимфопения в 17,6%. Обращает на себя
внимание эозинофилия, встречающая в 30,2% случаев, что нами связывается с
распространенностью атопического синдрома.
Показатель младенческой смертности в Кунашакском районе за
последние 5 лет в среднем составлял 14,5 на 1000 родившихся детей и был ниже
среднеобластного показателя за эти годы. В структуре младенческой смертности,
как и в целом по области, доминируют болезни новорожденных и врожденные
пороки развития, которые занимают 1–2 место. Мертворождаемость,
перинатальная смертность в районе не высокая, и в последние годы ниже, чем в
области.
Нами изучено влияние социально-гигиенических факторов на
состояние здоровья и физическое развитие детей зоны ВУРС. Отмечено, что
среди живущих в зоне наибольшего радиоактивного загрязнения (с. Муслюмово)
достоверно больше лиц (родителей), чем в других селах Кунашакского района, с
хроническими заболеваниями (в 3,7 раза), с частыми респираторными
инфекциями (в 1,4 раза), с неудовлетворительной медицинской активностью (в
1,3 раза), с семейными неурядицами (в 3 раза), с нервно-эмоциональным
напряжением во время беременности (в 2 раза), с плохими бытовыми условиями
(в 2 раза).
Анализ демографической характеристики семей позволил выявить, что
в изучаемой группе семей преобладали женщины (в 2 раза), имевшие в анамнезе
59
аборты из-за боязни вредного воздействия радиации, многодетных семей было
меньше в 1,4 раза.
Для женщин данного региона не характерна высокая детность,
преобладают малодетные семьи (т.е. с одним–двумя детьми), составляющие
73,4% от общего числа опрошенных. Желаемое число детей не соответствует
фактическому.
На показатели реального и желаемого числа детей влияют боязнь
вредного воздействия радиации, материально – бытовые условия и плохое
состояние здоровья.
Выявлен низкий уровень санитарной грамотности и культуры жителей,
проживающих в зоне радиоактивного следа.
Имеет место ряд существенных недостатков в организации
медицинской помощи, среди которых наиболее частыми дефектами является
нерегулярность наблюдения детей на первом и втором годах жизни.
Таким образом, результаты социально–гигиенического и медикобиологического анализа свидетельствуют, что действие радиационного фактора
на здоровье в значительной степени усугубляется действием неблагоприятных
социально-биологических факторов, что требует выделение дополнительных
средств для коренного улучшения условий и качества жизни населения,
проживающего на этих территориях.
60
II.
Обоснование системы иммунологического
мониторинга населения Южного Урала
9
С. Н. Теплова
Челябинская государственная медицинская академия
Южный Урал относится к индустриально развитым регионам,
отличающимся наличием природных аномалий с залеганием различных
химических элементов и пород, разрабатываемых в промышленных масштабах,
сосредоточением
большого
числа
промышленных
предприятий
металлургического, химического, в т.ч. радиохимического профиля.
Многовековая история развития цветной и черной металлургии в районе привела
к значительному накоплению выбросов этих предприятий в окружающей среде.
Развитие в последние десятилетия радиохимической промышленности
сопровождалось беспрецедентным накоплением в регионе радиоактивных
отходов, а серьезные аварии на производственном объединении “Маяк” привели к
длительному загрязнению обширных территорий, примыкающих к нему,
радиоактивными веществами.
Специфика техногенных загрязнений окружающей среды Челябинской
области делает необходимым создание системы постоянного экологического
мониторинга в регионе, а также внедрения мониторинга здоровья населения,
включающего как составную часть динамический анализ состояния тех
функциональных систем организма, которые обеспечивают сохранность
постоянства внутренней среды организма в условиях воздействия
неблагоприятных факторов окружения природного и антропогенного
происхождения и первыми реагируют на любое нарушение этого постоянства
(гомеостаза). К таким физиологическим системам относится наряду с другими и
иммунная система, главной функцией которой является надзор за генетическим
постоянством внутренней среды организма, распознавание и удаление из
организма всех чужеродных агентов и субстанций (Р.В. Петров и соавторы, 1989;
Р.М. Хаитов, Б.В. Пинегин, Х.И. Истамов, 1995).
Обоснование системы иммунологического мониторинга в регионе
стало
возможным
благодаря многолетним
исследованиями экологопопуляционных особенностей населения региона, планомерно проводимого в
рамках государственных программ сотрудниками Челябинской медицинской
академии. В рамках этих программ успешно работали с 80-х гг. совместно
коллективы следующих кафедр и отделов института: Центральной научноисследовательской лаборатории, кафедры иммунологии (зав. проф. С.Н. Теплова),
кафедры детских болезней № 2 (зав. проф. Н.Н. Русанова), кафедры общей
хирургии (зав. проф. В.А. Привалов), НИС Академии (зав. СНС Т.А. Налимова),
кафедры гигиены (зав. доц. И.А. Мякишев).
Первым этапом проведения эколого-популяционных исследований в
регионе был анализ иммуногенетической структуры населения Челябинской
области, детально изученный ассистентом кафедры иммунологии Т.А. Сусловой
9
Теплова Светлана Николаевна - зав. кафедрой клинической иммунологии, д.м.н., профессор, академик
РАЕН
61
(1989) на основе определения частоты выявления в популяциях генетически
детерминированных антигенов гистосовместимости, отличающихся выраженным
полиморфизмом и позволяющих выявить особенности генофонда населения,
возможные связи между иммуногенетическими маркерами популяции и
характером ответа на повреждающие воздействия внешней среды, а также
ассоциации между этими маркерами и экологически зависимыми заболеваниями,
к которым можно отнести некоторые формы рака щитовидной железы,
гемобластозы, аутоиммунный тиреоидит, развитие приобретенных нарушений
функции иммунной системы. Как показали проведенные исследования, большую
часть населения Челябинской области (около 80%) составляет этническая группа
восточных славян (русские, украинцы, белорусы). Представители монголоидной
популяции, более длительно проживающей на территории Южного Урала,
включают этнические группы татар, башкир. Всего было проведено
иммуногенетическое типирование (определение частоты встречаемости
антигенов, генов, гаплотипов НLA первого класса) у 701 представителя
европеоидов и 312 монголоидов.
Установлено, что в популяции восточных славян, проживающих в
регионе наиболее распространены антигены: HLA – A2 (35,2%), A9 (28,8%), A3
(25,7%), A1 (24,7%), A10 (21,1%), B7 (24,5%), B13 (20,3%), B35 (23,1%), B8
(15,8%), B12 (15,4%). К наиболее распространенным гаплотипам в данной
этнической группе относятся следующие пары антигенов: А1–В8, А2–В12, А2–
В27, А3–В7, А10–В18, А10–В27.
В монголоидной популяции Челябинской области
наиболее
распространены антигены локусов: HLA-А2 (57,7%), А9 (25,3%), А3 (23,1%), А1
(20,8%), А11 (10,5%), а также В13 (29,8%), В7 (22,1%), В5 (21,5%), В35 (16,7%),
В8 (15,4%). Только часть этих антигенов является широко распространенной и
типичной для ориентов: А9, В13, В35. Среди часто встречаемых в данной
популяции региона гаплотипов следует отметить следующие пары антигенов:
А1–В8, А2–В13, А3–В35, А10–В27, А10–В16, А11–В5. Из них типичными для
всех монголоидов являются А11–В5, А3–В35, А2–В40, А2–В5.
Для панмиктических популяций восточных славян и ориентов региона
характерны не только общие иммуногенетические признаки, но и существенные
различия по частоте распространенности антигенов В5, В13, В35 и гаплотипов
А2-В13, А11-В5, что следует учитывать при проведении иммуногенетических
исследований при поиске возможных ассоциаций между этими генетически
детерминированными маркерами и некоторыми заболеваниями человека,
чувствительностью популяции к неблагоприятным факторам окружающей среды.
В результате проведенного анализа частоты распространения
антигенов HLA среди населения Челябинской области было, во-первых,
завершено
иммуногенетическое
типирование
восточноевропейской
и
монголоидной популяций Урала и прилегающих к нему районов, включая
Свердловскую область (Н.М. Семянникова, 1993), Кировскую область (Г.А.
Зайцев, 1989). Во-вторых, установленные закономерности распределения
иммуногенетических маркеров в популяциях населения Южного Урала, стали
основой для изучения вероятных ассоциаций этих маркеров с некоторыми
заболеваниями. В этой области была выполнена целая серия исследований. Было
установлено, в частности, в работе Х.Я. Гюлова (1997), что в семьях высокого
риска развития опухолевых заболеваний, проживающих в Челябинской области,
было
иное
распределение
HLA-антигенов
и
гаплотипов,
чем
в
62
восточноевропейской популяции населения. У членов семей высокого
онкогенного риска выявлены положительные ассоциации с антигенами HLA–А11,
А19, В17, В18, В40 и гаплотипами А9–В5, А9–В7, А9–В12, А28–В13, А1–В15,
А3–В16, А19–В22.
Особый интерес представляет выявление высокой частоты (29,76%)
неполного фенотипа по локусу А у членов семей высокого онкогенного риска.
Неполный фенотип является, по данным специалистов в области иммуногенетики
(В.Н. Шабалин, Л.Д. Серова ,1984), показателем меньших селективных и
приспособительных возможностей гомозигот в сравнении с гетерозиготами,
имеющими полный фенотип.
Положительные ассоциации с антигенами и гаплотипами HLA
выявлены с некоторыми формами онкологической и иммунопатологии, в
развитии которых определенное значение имеют факторы техногенного
загрязнения, в том числе и радиационного характера. Так, в работах Т.А Сусловой
(1989), С.В. Яйцева (1989) было установлено резкое снижение частоты антигена
В13 у детей, больных острым лимфобластным лейкозом в сравнении со здоровой
восточноевропейской популяцией населения региона. Для диффузного
аутоиммунного тиреоидита выявлены позитивные ассоциации с антигенами А19
и В40 и гаплотипами А2–В15, А9–В16, А9–В27. Установлены характерные
положительные и отрицательные ассоциации для больных с раком щитовидной
железы.
В исследованиях ассистента кафедры иммунологии А.Ю.
Пищальникова (1992) было показано, что у детей с верифицированным
увеличением вилочковой железы частые инфекционно-воспалительные
заболевания ассоциируются с высокой частотой антигенов HLA-В7 и В16, что
позволило автору отнести эти маркеры к диагностически значимым при
выделении группы риска в данной детской популяции.
В серии иммуногенетических исследований в рамках программы
“Эколого-популяционная характеристика иммунитета населения Южного Урала”
были выполнены работы Е.Н. Севостьянова (1996) и Е.Н. Горсковой (1998),
посвященные анализу распространенности кератоконуса в районах с разным
уровнем индустриальной насыщенности и выявлению возможных взаимосвязей
антигенов системы HLA первого класса (А.В.С), их гаплотипов с
дистрофическими поражениями роговицы. В результате проведенных работ было
установлено более частое выявление кератоконуса у жителей, проживающих в
районах с радиоактивным загрязнением, в сравнении с другими районами
Челябинской области и другими областями Урала. Выявлена высокая частота
встречаемости у больных кератоконусом антигенов HLA–A28, B12, низкая –
частоты B13 и Cw2, полное отсутствие антигена А11, установлены
положительные и отрицательные ассоциации антигенов и гаплотипов с разными
клиническими вариантами течения кератоконуса.
В 1992 году при выполнении федеральной программы “Реабилитация
территорий Уральского региона, подвергшихся радиоактивному загрязнению, и
оказание помощи пострадавшему населению” под руководством проф. Н.Н.
Русановой была начата работа по оценке состояния здоровья детского населения
пострадавших территорий. В рамках этого исследования нами проводилась также
оценка иммунного статуса детей сельскохозяйственных районов Челябинской
области, расположенных в зоне производственной деятельности ПО “Маяк”,
разработаны, апробированы и заложены основы иммунологического мониторинга
63
детского населения этих районов. Следует отметить, что многие специалисты в
области экологии отмечают более высокую чувствительность детей к действию
неблагоприятных факторов промышленного загрязнения, сопровождающуюся
изменением отдельных показателей иммунной системы, нарушением
устойчивости к инфекционным агентам. Эта закономерность, в частности, была
установлена нами в совместных исследованиях с сотрудниками кафедры гигиены
Р.С. Тулинской (1990), Л.П. Банниковой (1995) при изучении здоровья детей
работниц электродного производства Челябинска.
При проведении оценки иммунитета у детей, проживающих на
загрязненных радионуклидами территориях, исследования проводились в селе
Муслюмово, расположенного по реке Теча и Б. Куяш, расположенного в зоне
Восточно-Уральского радиоактивного следа. Оба села находятся в Кунашакском
сельскохозяйственном районе, где исключались другие виды промышленного
загрязнения среды. Всего обследовано 890 детей.
При организации иммунологических наблюдений мы полагали
важным и обязательным наличие контрольных исследований. В качестве
контрольных территорий избраны села Чебаркульского района, не входящего в
зону влияния ПО “Маяк” и не имеющего радиоактивного загрязнения (внешний
контроль), обследовано 337 детей. В качестве “внутреннего контроля” избраны
населенные пункты Кунашакского района, не входящие в зону ВУРС и не
расположенные на реке Теча, всего обследовано 1443 ребенка. При таком подборе
обследуемых групп уровень медицинской помощи, социально-экономические
условия, этнические особенности детского населения, проживающего на
загрязненных радионуклидами территориях и в контрольных селах были очень
близкими. Материалы этого исследования подробно освещены в докторской
диссертации Д.К. Волосникова (1998). При проведении данного исследования мы
полагали важным использовать не только лабораторные методы оценки
иммунной системы, но использовать клинические подходы, позволяющие
выявить группы детей высокого риска развития у них приобретенной иммунной
недостаточности, определить численность этих групп на загрязненных
радионуклидами и контрольных территориях. В каждой территории выделялись
группы детей с клиническими признаками иммунной недостаточности и
практически здоровых. Стандартизация подходов к диагностике в ходе
медицинских осмотров достигалась обследованием детей по единой клиниколабораторной программе с заполнением регистрационной карты персонального
учета, в которой особое внимание было обращено на анамнестические данные,
позволяющие выявить многочисленные факторы риска развития приобретенной
иммунной недостаточности. Возможно, более предпочтительным было бы
выявление врожденных (первичных) форм иммунной недостаточности в этих
условиях, но частота врожденных иммунодефицитных состояний (ИДС), как и
других тератогенных эффектов облучения на популяционном уровне, не высока.
Вместе с тем имеющиеся в нашем распоряжении случаи врожденных ИДС,
внесенные в региональный регистр, включают и детей, родившихся от родителей,
подвергавшихся облучению в результате проживания на загрязненных
радионуклидами территориях. Какие-либо заключения о связи врожденных ИДС
с проживанием родителей на загрязненных территориях или об отсутствии этих
связей из-за малой численности этих случаев делать было бы некорректно.
Выявление приобретенной иммунной недостаточности мы проводили,
руководствуясь литературными данными и собственным опытом, на основе
64
ведущих иммунопатологических синдромов у ребенка: инфекционного,
аллергического, лимфаденопатии. В группу с инфекционным синдромом были
отнесены дети с рецидивирующими (4-6 и более раз в году) микробно –
воспалительными заболеваниями различной этиологии и различной локализации.
В группу с аллергическим синдромом отнесены дети с атопическим дерматитом,
нейродермитом, экземой, поллинозами, аллергическим ринитом. В соответствии с
рекомендациями Р.Я. Мешковой (1996), была выделена группа детей с
лимфаденопатией (полиаденией) как c одним из вероятных проявлений
недостаточности иммунной системы. Математическая обработка результатов
проводилась с помощью пакета программ Statistica for Windows методами
параметрической и непараметрической статистики.
В результате проведенных исследований установлено, что
максимальная
частота
выявления
клинических
маркеров
иммунной
недостаточности наблюдается среди детского населения, проживающего на
загрязненных радионуклидами территориях, что составляло 44,4% против
частоты выявления ее в контрольных селах Кунашакского района, где она
составила 36%, и Чебаркульского района – 37,7% (р< 0,0001, p<0,034
соответственно). Более высокая частота клинических признаков иммунной
недостаточности на загрязненных территориях формировалась, по нашим
данным, за счет превалирования этих признаков у девочек, частота выявления
клинических маркеров иммунных нарушений составила у них в селах с
радиоактивным загрязнением 47%, в то время как в контрольных пунктах
Кунашакского и Чебаркульского районов - всего 32% (р<0,001), частота
выявления клинических маркеров иммунной недостаточности у мальчиков на
всех территориях была практически одинаковой.
Максимум выявления инфекционного синдрома был установлен у
детей старшей из анализируемых возрастных групп (1О–15 лет).
Особенностью анализируемой ситуации является то, что детское
население с. Муслюмово, проживающее на загрязненной радионуклидами
территории, постоянно подвергается воздействию малых доз облучения. С другой
стороны, более высокая частота выявления инфекционного и других синдромов
иммунной недостаточности у детей загрязненных районов может зависеть от
состояния здоровья родителей и прародителей, длительно проживающих в
условиях хронического воздействия радиации.
Параллельные исследования группы профессора О.Ф. Калева,
проводимые у взрослого населения с. Муслюмово, в частности, исследования Л.К.
Кармазовой (1994), показали очень высокую частоту врожденной патологии
почек, в т.ч. поликистоза почек, что свидетельствует о врожденных нарушениях,
лежащих в основе плохого здоровья части взрослого населения села Муслюмово.
В связи с этим одной из задач проводимого иммунологического
исследования был анализ факторов риска, связанных с семейным анамнезом, у
детей села Муслюмово с признаками иммунной недостаточности. С целью
верификации степени влияния этих факторов на формирование иммунной
недостаточности в работе Д.К Волосникова были рассчитаны показатели
относительного риска по программе Epi Info Версия 5.01b (ВОЗ.1991).
Установлено, что у детей с инфекционным, аллергическим синдромом и с
лимфаденопатией чаще, чем у детей без проявлений иммунной недостаточности
выявляется семейная отягощенность по аллергическим заболеваниям. В группе
детей с инфекционным и аллергическим синдромом общими факторами риска
65
были хронические заболевания матери во время беременности, а также
отягощенный семейный анамнез по онкологическим заболеваниям. Для детей с
инфекционным синдромом и с лимфаденопатией общими факторами риска были
раннее искусственное вскармливание и частые инфекционно-воспалительные
заболевания у отца, а также у обоих родителей.
Проведенный многофакторный анализ, проведенный методом главных
компонент с последующим varimax вращением показал, что для детей с
признаками иммунной недостаточности были следующие главные компоненты:
отягощенная наследственность по иммунной недостаточности среди
родственников, отягощенный акушерско-гинекологический анамнез матери.
Наряду с определением клинических признаков иммунной
недостаточности у детей при организации иммунологического мониторинга
важно определить лабораторные признаки этих нарушений. Настоящая работа
проводилась экспедиционным методом. Поэтому исследуемый материал (кровь из
вены) забирали и перевозили в базовую лабораторию (ЦНИЛ) для исследования.
Мы хорошо понимали, что оптимальным является определение клеточных
показателей иммунитета у детей, сходя из целей и задач проводимого
исследования. Однако мы не располагали в 1992 году проточным
цитофлюориметром (и до сих пор им не располагаем) для проведения анализа
популяционного и субпопуляционного спектра лимфоцитов периферической
крови, не располагали мы в тот период и тест-системами для определения
интерлейкинов в крови. В работе было проведено определение гуморальных
показателей иммунитета: содержания сывороточных иммуноглобулинов,
циркулирующих иммунных комплексов, компонентов классического пути
активации комплемента (С1, С2, С3, С4, С5), Р-белков у детей контрольных и
загрязненных территорий. Тем самым были определены
региональные
возрастные нормы показателей гуморального иммунитета у детей, которые, как
известно, в гуморальном звене существенно изменяются с возрастом. Выявлены
определенные закономерности отклонений от нормы гуморальных показателей у
детей с клиническими признаками иммунной недостаточности. Создана
информационная система обеспечения иммунологического мониторинга детского
населения загрязненных радионуклидами и контрольных территорий.
При организации иммунологического мониторинга детского
населения, как нам представляется, мало подходят различные инвазивные
методы. Поэтому при проведении настоящего исследования мы параллельно
апробировали систему иммунологического скрининга, основанную на
использовании неинвазивных технологий. В этих целях в кандидатской
диссертации О.В. Яворской (1994) был использованы следующие направления:
анкетирование с целью выявления клинических маркеров иммунной
недостаточности у детей; авторский тепловизионный метод диагностики
нарушений секреторного иммунитета слизистых, защищенный патентом на
изобретение и лабораторное определение показателей секреторного иммунитета у
детей на основе анализа слюны. В татаро-башкирской популяции детей, которая
является основной в с. Муслюмово и других селах Кунашакского и
Чебаркульского районов, анкетный метод мало пригоден, для его осуществления
требуются специалисты, знающие язык. Более удобным является тепловизионный
метод, пригодный для экспедиционных исследований и лабораторный метод
оценки иммунологических показателей слюны. С помощью неинвазивных
66
методов удалось выявить достоверное снижение показателей секреторного
иммунитета у детей с. Муслюмово в осенне-зимний сезон года.
Изучение секреторного иммунитета у детей, на наш взгляд, весьма
перспективно в работах экологического направления. В нашей совместной работе
с Д.К. Алексеевым (г. Якутск) при изучении показателей секреторного
иммунитета у детей этого города в сопоставлении с аналогичными показателями
у детей г. Челябинска и параллельной оценкой содержания микроэлементов в
слюне показано, что в аметаллическом районе, к которым относится Якутск, и в
Челябинске, где высок уровень насыщенности различными элементами, в т.ч.
металлами, содержание микроэлементов в слюне (никеля, свинца, меди) у детей
существенно различны. Весьма информативны для оценки противомикробной
защиты слизистых такие показатели как общее содержание белка, муцина, SIgA,
IgA, IgM, IgG, активности лизоцима, компонентов комплемента.
Таким образом, в Южно-Уральском промышленном регионе
разработаны подходы к проведению иммунологического мониторинга детского
населения в зоне радиоактивного загрязнения. Создана система оказания
специализированной
иммунологической
помощи,
обеспечивающая
преемственность в оказании лечебной помощи детям, а затем и взрослым с
врожденными
формами
иммунодефицитных
состояний.
Имеется
специализированный иммунологический прием в Областной детской
клинической больнице для детей с разными формами иммунопатологии, в том
числе приобретенного характера. К недостаткам работы в регионе относится
разобщенность исследований. Следует кооперировать исследования, проводимые
по оценке здоровья взрослого населения и детей, оценке уровня загрязнения
внешней среды обитания. Кроме того, создав систему мониторинга, следует далее
на ее основе внедрять систему реабилитации здоровья детей, медикаментозной
коррекции приобретенных нарушений иммунитета, разрабатывать и внедрять
оптимальную систему питания, оздоровления детей, что требует специального
государственного финансирования, кооперации усилий с общественными
организациями и движениями.
67
III.
Иммунологические подходы оценки состояния
здоровья детского населения экологически
неблагополучных территорий
10
Д.К. Волосников, Н.Н. Русанова, С.Н. Теплова
Челябинская государственная медицинская академия
Иммунная система является критической мишенью для большого
числа ксенобиотиков и экстремальных физических воздействий. Это дает
основание использовать иммунологические методы для донозологической
диагностики повреждений, вызываемых токсическими соединениями, и
прогнозирования
отдаленных
последствий
неблагоприятных
факторов
окружающей среды.
Оценка иммунного статуса человека и диагностика нарушений
иммунной системы на фоне действия неблагоприятных факторов внешней среды
является основой экологической иммунологии, интенсивно развивающейся в
настоящее время.
Наряду с оценкой лабораторных показателей, в последние годы
развиваются эпидемиологические исследования по выявлению иммунной
недостаточности на основе клинических и анамнестических признаков.
На территориях Южного Урала, пострадавшего от производственной
деятельности ПО “Маяк”, среди трудоспособного сельского населения подобные
исследования были проведены А.В. Аклеевым и М.М. Косенко (1989).
Среди детского населения, длительно проживающего на загрязненных
радионуклидами территориях, подобные исследования по выявлению иммунной
недостаточности до сих пор не проводились. Вместе с тем, увеличение
антропогенной нагрузки на организм ребенка сопровождается, прежде всего,
изменениями в иммунологической системе, ответственной за устойчивость
организма к неблагоприятным факторам внешней среды. Создание
иммунологического мониторинга дает возможность выявить формирование
вторичных иммунодефицитных состояний на ранних стадиях патологического
процесса, обосновать необходимость проведения дифференцированного
комплекса профилактических мероприятий в каждом конкретном экологически
неблагоприятном регионе с учетом различных факторов риска и устранить или
ослабить их влияние (Г.В. Римарчук, 1997). Это одна из важных задач педиатрии
и экологической иммунологии.
Нами
проведено
иммунно-эпидемиологическое
исследование,
направленное на изучение распространенности иммунной недостаточности в
детской популяции, проживающей на загрязненных радионуклидами
территориях. Обследовано 890 детей, проживающих на загрязненных
радионуклидами территориях Кунашакского района и 1443 ребенка из
контрольных сел этого же района. Диагностику иммунной недостаточности
проводили
на
основе
ведущих
иммунопатологических
синдромов:
инфекционного, аллергического и лимфаденопатии.
10
Волосников Дмитрий Кириллович – д.м.н., доцент кафедры детских болезней № 2 ЧГМА
68
Максимальная частота выявления клинических маркеров иммунной
недостаточности наблюдалась среди детского населения, проживающего на
загрязненных
радионуклидами
территориях.
Так,
на
загрязненных
радионуклидами территориях иммунная недостаточность выявлялась в 44,4%, что
существенно выше, чем в контрольных селах Кунашакского района, где её
частота была 36% (Р<0,0001). В структуре иммунной недостаточности во всех
территориях, по нашим данным, преобладает инфекционный синдром, который
составляет 58% в контрольных территориях и 67% на территориях, загрязненных
радионуклидами. Приблизительно с одинаковой частотой в структуре иммунной
недостаточности на всех территориях выявлялся аллергический синдром (18%) и
лимфаденопатия (15%–25%).
Частота выявления инфекционного синдрома на загрязненных
радионуклидами территориях среди детей первых 15 лет составляет 30%, что с
высокой степенью достоверности выше, чем в контрольных селах – 21%
(Р<0,001). Аллергический синдром у детей от 0–15 лет на всех территориях
выявлялся, практически, с одинаковой частотой и колебался от 6% до 9%. Частота
лимфаденопатий на сравниваемых территориях колебалась от 7% до 9%. При
анализе распространенности иммунной недостаточности в зависимости от
половой принадлежности отмечено, что у мальчиков частота иммунной
недостаточности как на загрязненных радионуклидами территориях, так и в
контрольных селах была примерно одинаковой (40%–42%). Среди девочек
иммунная недостаточность наиболее часто выявлялась на территориях,
загрязненных радионуклидами, где её частота – 47% была достоверно выше, чем в
контрольных селах Кунашакского района (32%), Р<0,001. Максимальная частота
клинических
проявлений
иммунной
недостаточности
(48%)
была
диагностирована у детей 10–15 лет, проживающих на загрязненных
радионуклидами территориях.
Выявление
закономерностей
формирования
иммунной
недостаточности у детей, проживающих на загрязненных радионуклидами
территориях, выяснение факторов риска, важно для углубления понимания
различных аспектов её развития.
Согласно концепции непрерывности переходных состояний (Б.А.
Кобринский, 1994), многие факторы риска, которые действуют на организм в
анте-, интра- и постнатальном периодах, характеризуются не только
ближайшими, но и отдаленными эффектами, влияя на последующее развитие и
формирование организма ребенка, его патологии.
Учитывая вышеизложенное, нами был проведен анализ акушерскогинекологического анамнеза, особенностей течения беременности и родов;
проведен так же анализ генеалогического анамнеза, особенностей развития
ребенка в периоде новорожденности и первого года жизни у детей села
Муслюмово с клиническими признаками иммунной недостаточности и
практически здоровых детей этого села.
Для выявления статистически значимых ассоциаций между иммунной
недостаточностью у детей и анализируемыми нами факторами использован метод
“хи-квадрат” с поправкой Йетса в соответствии с рекомендациями В.А.
Мякоткина (1989).
Установлено, что у детей с инфекционным, аллергическим синдромом
и лимфаденопатией чаще, чем у детей контрольной группы, выявляется семейная
отягощенность по аллергическим заболеваниям. В группе детей с инфекционным
69
и аллергическим синдромом общими факторами риска были хронические
заболевания матери во время беременности и отягощенная семейная
наследственность по онкологическим заболеваниям. Для инфекционного
синдрома и лимфаденопатии общими факторами риска были раннее
искусственное вскармливание на первом году жизни ребенка, частые
инфекционные заболевания у отца, частые инфекционные заболевания у обоих
родителей. Ряд факторов риска ассоциированы только с одним из клинических
синдромов иммунной недостаточности. Так, с инфекционным синдромом у детей
села
Муслюмово
ассоциированы
такие
маркерные
факторы,
как
преждевременные роды, масса тела при рождении 2,5 кг и меньше, частые
инфекционные заболевания у ребенка на первом году жизни. Специфическим
фактором риска у детей с лимфаденопатией был токсикоз второй половины
беременности у матери.
Нами проведена также оценка роли структуры брака в развитии
иммунной недостаточности у детей, длительно проживающих на загрязненных
радионуклидами территориях и являющихся потомками облученных лиц. Степень
эндо-экзогамии брака оценивали по величине брачного радиуса (Л.В.
Антипенская, Т.А. Илюхина, Л.А. Атраментова, 1986).
В зависимости от степени эндо-экзогамии супружеских пар их
потомство было разделено на три группы. Потомки условно эндогамных браков
(1группа) считались наиболее гомозиготными, дети от условно экзогамных
браков (3 группа) – максимально гетерозиготными. В 1 группу вошли потомки
супружеских пар, в которых муж и жена принадлежали к одной национальности и
были выходцами из одного села. 2 группу составили потомки супружеских пар, в
которых муж и жена были одной национальности, но происходили из отдаленных
мест. Супруги разных национальностей и их дети образовали 3 группу. Данные
представлены в таблице 1.
Таблица 1. Распределение детей села Муслюмово в зависимости от
степени эндо-экзогамии брака
Распределение детей в зависимости от
структуры брака
Анализируемы
1 группа
2 группа
3 группа
Всего
е группы
абс.
%
абс.
%
абс.
%
абс.
%
Инфекционны
58
43
72
53
6
4
136
100
й синдром
Аллергически
24
44,4
27
50
3
5,5
54
100
й синдром
Лимфаденопат
17
43,6
16
41
6
5,4
39
100
ия
Контрольная
27
53
21
41
3
6
51
100
группа
Всего
126
45
136
48,6
18
6,4
280
100
Среди всех обследованных нами супружеских пар села Муслюмово не
было зафиксировано ни одного случая инцестных браков.
Как видно из таблицы 1, среди детей села Муслюмово с клиническими
синдромами иммунной недостаточности, потомки условно эндогамных браков
70
составили от 43% до 44,4%, в контрольной группе практически здоровых детей
этого села – 53% (Р>0,05).
Потомки от браков средней степени экзогамии в группе детей с
иммунной недостаточностью встречались с частотой 41%–3%, что не отличается
от контрольной группы, где они наблюдались в 41% (Р>0,05).
Потомки от браков с третьей степенью экзогамии (супруги разных
национальностей), как в группах с иммунной недостаточностью, так и в контроле
занимали небольшой процент – от 4% до 15,4% и 6% соответственно (Р>0,05).
Итак, статистически достоверной зависимости между степенью эндоэкзогамии брака и иммунной недостаточностью у детей в селе Муслюмово нам
обнаружить не удалось. Тем не менее, высокий процент эндогамных браков
(45%), установленный нами в селе Муслюмово, в условиях хронического
воздействия малых доз радиации, может способствовать накоплению в семьях
отягощенного “генетического” груза.
Таким образом, выявленные факторы риска развития иммунной
недостаточности у детей, проживающих на загрязненных радионуклидами
территориях,
свидетельствуют
о
необходимости
в
план
иммунореабилитационных мероприятий включать не только медикаментозные средства,
но и широкий комплекс социально-гигиенических и медико-генетических
мероприятий.
71
I.
Характеристика показателей секреторного
иммунитета у детей, проживающих на территориях с
разным уровнем радиоактивного загрязнения
Яворская О.В., Теплова С.Н.
Челябинская государственная медицинская академия
Разработка специальных программ массового обследования и
целенаправленного скрининга при проведении экспертизы распространенности
иммунологической недостаточности в популяции является необходимым при
организации мониторинга здоровья детского населения, особенно в зонах
экологического бедствия и неблагополучия.
Показатели иммунитета являются чувствительными индикаторами
неблагоприятных воздействий внешней среды на организм. Использование
иммунологических маркеров может быть полезным в диагностике
функциональных, доклинических нарушений у человека.
Особенно привлекательным является использование в этих целях
иммунологических неинвазивных методов, которые до проведения настоящей
работы не применялись в экологических исследованиях.
Целью настоящего исследования является оценка секреторного
иммунитета у организованных детей 1,5–7 лет, проживающих в населенных
пунктах, отличающихся уровнем радиоактивного загрязнения, с применением
лабораторных иммунологических методов.
Исследование выполнено в рамках государственной программы
Российской Федерации по реабилитации территорий Уральского региона,
подвергшихся радиоактивному загрязнению, и оказанию помощи пострадавшему
населению на 1991–95 гг. и проведено в двух населенных пунктах Челябинской
области, в селе Кунашак и Муслюмово, имеющих одинаковые
климатогеографические условия, этнический состав, характер питания и
отличающихся между собой, по данным Берзиной И.Г., Чечеткиной В.В.,
Хотулевой М.В., 1993 г., радиационным фоном местности.
В селе Кунашак уровень радиации соответствует среднему
радиационному фону по региону, в селе Муслюмово выявлено загрязнение
биологических объектов и природных сред радиоактивными изотопами,
поступающими в организм чаще всего ингаляционным путем, а
радиоэкологическая обстановка на ряде подворий охарактеризована как
конфликтная и даже критическая.
Всего нами обследовано 526 детей в возрасте 1,5–7 лет, посещающих
детские дошкольные учреждения (468 – из села Кунашак и 58 детей – из села
Муслюмово), что составляет соответственно 88,3% и 45,3% от общей
численности организованных детей этого возраста, из них детей 1–3 лет было 88,
3,1–7 лет – 438; мальчиков – 268, девочек – 258.
Оценка состояния местного иммунитета носоглотки проводилась с
помощью следующих лабораторных методов: количественного определения
секреторного иммуноглобулина А, иммуноглобулинов А, М, G методом
радиальной иммунодиффузии в геле по Mancini А. al. (1965), определения
72
активности лизоцима нефелометрическим методом В.Г. Дорофейчук (1972),
определения концентрации циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) по
методу В. Гашковой с соавт. (1978), определения титра R-белка в слюне по
торможению реакции гемаглютинации между анти–R–сывороткой и
эритроцитами человека.
В связи с тем, что отмечается большой разброс индивидуальных
данных в пределах каждой из групп и распределение изучаемых показателей не
отвечает требованиям нормального, при статистической обработке мы
использовали
определение
универсальной
средней
(медианы)
и
непараметрический метод с вычислением критерия Хи–квадрат.
Иммунологическое исследование слюны проводилось в различные
сезоны года (осенне-зимний и весенний).
Средние показатели SJgA представлены в таблице 1.
Таблица 1. Средние показатели местного иммунитета (медианы) у
организованных детей 1,5-7 лет с. Кунашак и с. Муслюмово
Показатели
n
c. Кунашак
n
с. Муслюмово
Р
медиана
квартили
медиана квартили
Секретор468
1,55
1,36-1,66
58
0 ,57
0 - 0,98
< 0,05
ный JgA
(осеньзима)
Секретор60
1,0
0,28-1,79
40
0,26
0,2 - 0,5
> 0,05
ный JgA
(весна)
Лизоцим
468
40,0
30 - 60
58
54,80
48,35 > 0,05
(осень62,05
зима)
Как видно из таблицы, медиана, характеризующая содержание SJgA, у
организованных детей 1,5–7 лет села Кунашак в осенне-зимний и весенний
период выше, чем у детей села Муслюмово, однако достоверности эти различия
достигают только в осенне-зимний период. Весной различия недостоверны, хотя
медиана, характеризующая содержание SJgA, у детей села Муслюмово в этот
период в 3 раза ниже, чем в сравниваемой детской группе села Кунашак.
Отсутствие различий, как нам представляется, связано с очень большими
индивидуальными вариациями показателя в слюне у обследуемых детей в
весенний сезон года.
Так, у детей села Кунашак в осенне-зимний период представлены
различные значения SJgA (от 0,85 до 1,83 мг/дл), но преобладающими по частоте
являются высокие показатели – 1,6 мг/дл. Весной при вариациях показателя от
0,25 до 2,0 мг/дл преобладающими по частоте становятся значения SJgA 0,4 мг/дл,
0,9 и по-прежнему, высокие (у 25% детей села Кунашак SJgA > 1,8 мг/дл).
У детей села Муслюмово в осенне-зимний период отмечались низкие
показатели SJgA (0–0,2 мг/дл) более чем в 35% случаев, средние значения (0,4–0,8
мг/дл) – у 35% детей и высокие (более 1,0 мг/дл) – у 27–28% детей при медиане
0,57 мг/дл. Весной при уменьшении числового значения медианы до 0,26 мг/дл
характер распределения изучаемого показателя в этой популяции детей остается
73
прежним: низкие значения SJgA – у 50% детей; средние – у 30%, высокие – у 20%
детей.
Достоверных различий в активности лизоцима у организованных детей
обоих сел нет, хотя можно отметить большее значение медианы,
характеризующей активность лизоцима в слюне у детей села Муслюмово, в
сравнении с детьми из Кунашака (54,8 мкг/мл против 40 мкг/мл).
У детей села Муслюмово достоверно чаще обнаруживаются JgA, G и
R-белки. Напротив, обнаружение ЦИК у организованных детей села Муслюмово
отмечалось достоверно реже, чем у детей села Кунашак.
Подъем JgA и G у детей с дефицитом SJgA имеет приспособительное
значение, хотя и недостаточно эффективное для полной компенсации, о чем
свидетельствуют наши данные о высокой частоте R-белков, являющихся
маркерами клеточной деструкции.
Снижение частоты обнаружения ЦИК в слюне у детей села
Муслюмово может быть следствием дефицита SJgA, участвующего в образовании
и элиминации ЦИК.
Кроме средних показателей мы определяли частоту снижения SJgA и
лизоцима в анализируемых популяциях детей, используя критерий снижения
показателя более чем на 41% от среднего.
У организованных детей 1,5-7 лет села Муслюмово существенно
преобладал, по сравнению с детьми села Кунашак, в осенне-зимний период
дефицит SJgA, частота которого составила 1:1,3 и соответственно 1:31 в
Кунашаке. Весной частота дефицита SJgA составила соответственно 1:1,3 и 1:3,3.
Напротив, у детей села Кунашак достоверно чаще отмечалось снижение
лизоцима. Частота его составила 1:11 при полном отсутствии снижения лизоцима
у детей села Муслюмово.
Отсутствие значимого снижения активности лизоцима в слюне у детей
села Муслюмово, а также возрастающее у них количество SJgA и G,
обнаруживаемое у 50% и соответственно у 20,7%, может иметь компенсаторное
значение в условиях имеющегося дефицита SJgA.
Дефекты SJgA, по нашим данным, имели транзиторный характер,
который может быть обусловлен замедлением старта физического развития,
нервной регуляции, а также иммуносупрессивными воздействиями факторов
внешней среды, включая радиационный.
Таким образом, выявленные различия в содержании SJgA у детей села
Кунашак и Муслюмово, отличающихся уровнем радиоактивного загрязнения,
могут быть связаны с влиянием неблагоприятных внешнесредовых факторов, в
частности радиационного, в связи с длительным проживанием семей и
нескольких поколений на территориях, загрязненных радионуклидами,
оказывающими отрицательное действие на материнский и детский организм.
Проведенное
исследование
обосновывает
целесообразность
использования неинвазивных иммунологических методов оценки секреторного
иммунитета в экологических исследованиях в связи с их безопасностью и
высокой чувствительностью, индивидуальным полиморфизмом показателей.
74
I.
Эпидемиология лейкоза и тромбоцитопенической
пурпуры в детской популяции Челябинской области
Н.Н. Русанова, Е.В. Жуковская, М.Я. Берлинсон, Е.В. Башарова
Челябинская государственная медицинская академия
Изучение
распространенности
детской
онкогематологической
патологии имеет чрезвычайно важное значение в связи со значительными
социально-экономическими потерями общества, обусловленными высокой
смертностью, инвалидизацией пациентов (В.М. Мерабишвили с соавт., 1997; В.В.
Двойрин, 1997).
Эпидемиология онкогематологических заболеваний предполагает
использование системного подхода, который позволяет добиться комплексного
изучения причин, влияющих на уровень заболеваемости и смертности.
Цель нашей работы было изучение эпидемиологических характеристик
наиболее распространенных нозологических форм в детском возрасте, острого
лейкоза и идиопатической тромбоцитопенической пурпуры.
Наше исследование выполнено на базе областного детского
онкогематологического центра и охватывает 1976-1995 годы. Использовался как
ретроспективный, так и проспективный методы. Верификация диагнозов
проводилась на основе рутинного общеклинического и лабораторных
обследований. Расчет заболеваемости лейкозом, математическое моделирование в
разделе выполнен на основе программы, разработанной в вычислительном центре
отдела эпидемиологии гемобластозов научного гематологического центра г.
Москва под руководством профессора И.В. Осечинского. Расчет относительного
риска выполнен на основе программы Epi Info 5,01b версия. Картографическое
моделирование выполнено в НИИ технической физики г. Снежинска под
руководством В.И. Зуева.
Учитывая различный характер внешних воздействий в условиях
проживания в городской и сельской местности, проведено сравнение доли
городских и сельских жителей среди пациентов областного детского
онкогематологического центра. Соотношение городского и сельского населения
среди пациентов гематологического центра и в области (город/село) составляет
82,6% / 17,4% соответственно. Сопоставление кривых распространенности
лейкоза и ИТП у детей в Челябинской области демонстрирует зависимость этого
показателя от результатов лечения данной патологии. За годы наблюдения
химиотерапия лейкозов изменилась коренным образом, а лечение
тромбоцитопенической пурпуры осталось, практически, неизменным.
В течение многих лет для оценки динамики эпидемиологического
процесса опухолевой патологии анализировались, преимущественно, показатели
смертности, так они с достаточной полнотой отражали существовавшую
заболеваемость. Однако по мере улучшения результатов лечения значимость
показателя заболеваемости стала превалировать. С целью проведения
дескриптивного анализа заболеваемости детей лейкозами, но и ИТП, как в каждой
из административных единиц, так и в выделенных экологических зонах.
Заболеваемость ИТП 3,89/100000 и не имеет статистически значимой тенденции
75
роста. Заболеваемость лейкозом имеет незначительную тенденцию роста, что
соответствует
положительному
тренду
среднеобластного
показателя
заболеваемости лейкозом 0,08 (4,7 градуса). Заболеваемость значительно
варьирует на территории области. Показатели заболеваемости ИТП на
выделенных территориях, проранжированы по величине. Более высокий ее
уровень характерен для территорий с высоким уровнем промышленного
загрязнения. Так, заболеваемость ИТП в Челябинске 5,5/100000. Атрибутивный
риск развития возникновения ИТП у детей в индустриальных городах 0,042.
Атрибутивный риск развития лейкоза у детей в закрытых городах 0,03.
Как показывает исследование заболеваемость ИТП и острыми
лейкозами у детей в Челябинской области находится на одном уровне. В
соответствии с рассчитанными показателями заболеваемости выполнено
картографирование территории области.
Лидирует по показателям заболеваемости лейкозом детей среди
закрытых городов г. Трехгорный 7,94/100000 детского населения по сравнению с
4,21/100000 в Озерске. Численность детского населения в Трехгорном напротив
более чем в 2 раза ниже, чем в Озерске. Нельзя исключить, что имеет здесь место
реализация вирусной концепции лейкозогенеза (И.В. Осечинский, 1992; G. McVie,
1998). А именно, большая концентрация лейкозогенного вируса в менее
многочисленном изоляте.
Детская смертность от болезней крови определяется только
смертностью от лейкозов, так как только один ребенок умер от черепно-мозговой
травмы на фоне ИТП. Смертность от лейкозов составила 1,8-2,4 на 100.000. Этот
показатель значимо стал снижаться только в 1992-1995 гг., в связи с улучшением
качества лечения.
Смертность от лейкоза, как показывают наши исследования, может
зависеть от экологии в широком смысле этого слова. Так, при сравнении уровней
смертности в таких изолятах, как Озерск и Снежинск, оказалось, что мы имеем
значимое различие этих показателей. При, практически, одинаковом уровне
оказания медицинской помощи, дети из Озерска имели более высокий фактор
риска (протокол ALL-BFM-90), следовательно, и худшие показатели
выживаемости. Этот эпидемиологический феномен может иметь свое объяснение
с точки зрения куммуляции техногенных воздействий герминогенными клетками
человека (T.E. Wheldon, R.Mairs, A. Barrett, 1993; A.Irvin, 1998, B. Lord, 1998).
Таким образом, на территории области за период с 1974-1993 гг.
выявлены эпидемиологические феномены, касающиеся распространения лейкоза,
ИТП в детской популяции Челябинской области. Для их расшифровки, уточнения
лейкозом
по области на
100000 населения
их природы необхоЗаболеваемость
димо проведение
детальных
эпидемиологических
6
кооперативных исследований.
5
Заболеваемость ИТП по области на 100000 населения
64
53
Л
42
31
20
1
И
Условно чистые
районы
Индустриальные
города
Закрытый город
76
УРС
0
Челябинск
Рисунок 1
Условно чистый
район
ВУРС
Закрытые города
ндустриальные
города
Челябинск
II.
Эпидемиология онкогематологической патологии в
детской популяции Челябинской области
11
Жуковская Е.В.
Челябинская государственная медицинская академия
Развитие и совершенствование методов эпидемиологических
исследований непосредственно связано с организацией эпидемиологического
мониторинга неинфекционных болезней. Для чего необходимо осуществлять
контроль за распространенностью данной патологии на ограниченной
административными, географическими границами территории, либо среди строго
определенного контингента лиц (Аксель Е.М. и соавт.,1997).
Результаты эпидемиологического контроля должны быть отражены в
соответствующей эпидкарте. Для этого мы предусматривали создание
регионального регистра детской онкогематологической патологии (Цыб А.Ф. и
соавт., 1989, Иванов Е.П., 1992). Информация, вносимая в архив регистра,
используются впоследствии для оценки уровня заболеваемости, смертности,
временных и трендовых направлений, их зависимости от социальных и
экономических условий, от факторов окружающей среды (Осечинский И.В.,
1996).
Обсуждая с программистами возможности адаптации разработанных
ранее баз данных к нашим потребностям, мы убедились в неблагодарности этой
идеи, как в отношении будущего качества, так и по экономическим
соображениям. Таким образом, созданное на основе технического задания
программное обеспечение к базе данных нашего регистра является оригинальным
программным продуктом, созданным доцентом А. Лапиным и Ю. Дегтеревым на
кафедре информационной обработки ЧГТУ. Созданный нами регистр в состоянии
решить следующие задачи:
• сбор разнообразной информации на индивидуальном уровне по каждому
отдельному пациенту;
• проведение как проспективных, так и ретроспективных исследований в
соответствующих когортах;
• обобщение полученных данных на популяционном уровне;
• подтверждение значимости врожденных особенностей, тех или иных факторов
окружающей среды для возникновения заболеваний крови у детей;
• обеспечение преемственности между педиатрической онкогематологической и
взрослой службами;
• создание необходимых предпосылок для моделирования эпидемиологической
ситуации, с целью получения краткосрочного и долговременного прогноза.
Сбор информации при заполнении базы регистра может проводиться
при непосредственном интервьюировании родителей или других родственников
больного ребенка, путем выкопировки информации из бумажных носителей (ф.
025/у, 066/у и т.д.). Регистр включает в себя 2 ПЭВМ IBM 486.
11
Жуковская Елена Вячеславовна – к.м.н., ассистент кафедры детских болезней № 2 ЧГМА
77
Проблема достоверности полученных данных напрямую зависит от
полноты и качества полученной информации. Для ее решения необходимо было
предусмотреть следующие условия:
• эпидкарта должна быть максимально информативной, содержать все сведения,
интересующие врача-исследователя;
• эпидкарта должна быть удобной для извлечения данных многократного
использования.
Организационная структура регистра
Областная детская больница
Областной онкологический диспансер г.
Челябинск
Детский онкогематологический регистр
ДГБ № 3 и онкодиспансер
г. Магнитогорска
Областная детская консультативная
поликлиника
При составлении собственной эпидкарты (регистрационной формы)
мы исходили из того, что она одновременно является и учетной формой для
регионального регистра детской онкогематологической патологии.
Наша база данных написана на языке FoxРro 2, т. к. предусматривались
такие возможности программы, как перевод в другой формат, например, Dabase
format, применение графики.
Установлены пароли для пользователей. Выборка интересующих
пользователя данных осуществляется по команде select. Выборки формируются
произвольно в соответствии с запросом. Учитывая невозможность формализовать
все записи, предусмотрены поля мемо для такого рода информации.
Формулировка запроса предусмотрена в соответствии с положениями
анкеты по изучению факторов риска. Статистическая обработка программой
регистра не предусмотрена. Предполагается создание ряда совместимых
программ по результатам химиотерапевтического лечения, подсчета социально
экономического ущерба и т.д.
Экранные формы по анамнезу, лечению и обследованию в стационаре и
поликлинике могут быть использованы в историях болезни в качестве выписных
эпикризов. Разработаны формы, которые являются формализованными
заключениями текущего диспансерного наблюдения. Меню составлено с учетом
деления всех пациентов по нозологическим формам: гемобластозы; опухоли
(солидные различной локализации); анемии объединяют все формы
гемолитических и гипопластических анемий; геморрагические диатезы включают
наследственные коагулопатии, тромбоцитопении, также нерасшифрованные
варианты геморрагических диатезов; к группе прочих относятся, в том числе, и
болезни накопления.
78
Написание программы и ее последующая обкатка выявили многие
моменты, которые было невозможно предугадать при составлении технического
задания. Кроме того, по мере ее эксплуатации менялись взгляды на
регистрируемые параметры и т. п., поэтому при выборе исполнителей
программного обеспечения следует отдавать предпочтение тем, с кем вы
предполагаете продолжить сотрудничество в будущем (в силу их квалификации,
местоположения, доступности цен). Опыт работы нашего регистра показал, что,
по-настоящему, эффективно заполнение базы данных может быть осуществлено
при наличии постоянного оператора, знакомого с программным обеспечением
базы. Лечащие врачи выступают в качестве активных пользователей, способных
извлечь необходимую текущую информацию. Врачи, не имеющие навыков
работы с компьютером, получают необходимые сведения по запросу с помощью
оператора. Например, при заполнении в случае повторной госпитализации
истории болезни или во время диспансерного осмотра в поликлинике. Таким
образом, наименьшее число машин типа ПЭВМ не должно быть меньше 2.
Возможности локальных компьютерных сетей позволяют предусмотреть
одновременное пополнение данными лабораторной службы.
Первоначальная версия регистра стала основой для разработки и создания
Российского регистра 10 детских онкогематологических центров, созданных при
помощи КЭР Германии. Международные компьютерные сети делают
возможными организацию международных кооперативных исследований в
области эпидемиологии детских онкогематологических заболеваний.
79
I.
Распределение лейкоцитарных антигенов у детей с
острым лейкозом в Челябинской области и в зоне
ВУРСа
М.Я. Берлинсон, Т.А. Суслова, Е.В. Жуковская
Челябинская государственная медицинская академия
Принимая во внимание тот факт, что лейкоз - многофакторное
заболевание, итог неблагоприятных воздействий внешней среды, генетической
предрасположенности, мы изучали потенциально корреляционные связи между
этим заболеванием и различными факторами в сравнении с сопоставимой группой
здоровых детей методом case-контроль.
В итоге исследований к факторам риска возникновения острого
лейкоза в детском возрасте отнесены отягощенный акушерский анамнез,
злоупотребление
алкоголем,
еще
в
большей
мере
табакокурение,
профессиональные вредности родителей, чаще отца, отягощенный семейный
онкологический анамнез.
Поскольку, по данным литературы и нашим исследованиям, лейкоз и
злокачественные заболевания встречаются чаще среди родственников больных
лейкозами в сравнении с общей популяцией, можно говорить о существовании
наследственной предрасположенности к лейкозам, которая реализуется под
влиянием экзогенных факторов.
В связи с этим представляют интерес поиски гено– и фенотипических
маркеров.
В отечественной и зарубежной литературе приводятся данные об
ассоциативности системы лейкоцитарных антигенов с восприимчивостью или
резистентностью человека к различным заболеваниям, в том числе к опухолевым
и гематологическим (Серова Л.Д. с соавторами, 1990; Зотиков Е.А. с соавторами,
1982; Johnson A.H. с соавторами, 1986; Bortin M.M. с соавторами, 1982 и др.).
Хотя результаты, полученные разными авторами, не идентичны,
анализ
материала
с
целью
выявления
генотипического
маркера
предрасположенности или резистентности к болезням системы крови и опухолям
обнаружил ряд особенностей. Помимо того, HLA–фенотип определяет характер
течения заболевания, помогает прогнозировать его, а в перспективе даст
возможность выделить группы риска развития патологии, проводить раннюю
диспансеризацию, профилактику, превентивную терапию.
Что касается вопроса о механизмах коррелятивных связей HLAфенотипа и различных заболеваний, то, по-видимому, имеют значение
наследственность, инфекционный и аутоиммунный компоненты, особенности
иммунного ответа, находящегося под генетическим контролем.
Исследования клинического направления “HLA и болезни” в медицине
еще не завершены. Для применения на практике выявленных взаимосвязей
необходимо дальнейшее накопление данных и изучение более четких
закономерностей.
Л.Д. Серова, Н.М. Калинина, Л.В. Мишина отметили демонстративные
различия в HLA-антигенном составе тканей у больных лейкозами в сравнении со
80
здоровыми. Особенно выраженной эта ассоциация оказалась при остром
лимфобластном лейкозе. В.М. Нерсисян с соавторами у больных острым
лейкозом также обнаружили отчетливое увеличение частоты встречаемости
антигена В35 и снижение частоты антигенов В12 и В27 по сравнению со
здоровыми.
Как указывают Л.Д. Серова и В.Н. Шабалин, с HL–антигенным
составом связаны темпы прогрессирования острого лимфобластного лейкоза,
заболевания, особенности течения его у детей в разном возрасте, а по данным
Rogentine с соавторами, выживаемость больных. Разноречивые результаты
получены при изучении распределения лейкоцитарных антигенов у пациентов
хроническими лимфолейкозом, миелолейкозом и другой гематологической и
онкологической патологией.
Однако не все исследователи пришли к аналогичным заключениям
(Johnson с соавторами de Jongh).
Разноречивость результатов Felton считает возможным объяснить тем,
что исследования проводились в группах детей разного возраста, в различные
периоды заболевания, с разной продолжительностью ремиссии, в то время как
при некоторых заболеваниях в период обострения и ремиссии сыворотки
различным
образом
взаимодействуют
с
лимфоцитами,
изменяется,
“выраженность” HLA–антигенов на мембране клеток. Кроме того,
неоднозначность, по-видимому, связана с такими моментами, как влияние
географических, этнических факторов, гетерогенность заболеваний, а также
недостаточная представительность наборов типирующих HLA–реактивов,
качество комплемента и т.д.
Особенностью лейкоцитарных антигенов, которая связана с
резистентностью к опухолям, лейкозам, гипопластической анемии, подмеченной
целым рядом авторов (Л.Д. Серова, В.Н. Шабалин; Bender с соавторами; Fu с
соавторами и др.) является фенотипическая гетерозиготность. Напротив,
заболеваемость раком, лейкозом, гипопластической анемией выше у людей с
гомозиготным HLA–фенотипом.
В Челябинском областном детском гематологическом центре
проводилось HLA–типирование 190 детей с острым лейкозом (у 108 пациентов
диагностирован острый лимфобластный лейкоз, у 82 – острый нелимфобластный
лейкоз). Контролем служила частота встречаемости лейкоцитарных антигенов у
701 донора областной станции переливания крови. Статистическая достоверность
различия распределения антигенов гистосовместимости оценивалась по критерию
К. Пирсона, Х2. Антигенный состав лейкоцитов определялся стандартным
лимфитотоксическим тестом панелью сывороток Банка гистотипирующих
стандартов, направленных к 24 антигенам HLA локусов А и В.
Современное изучение сосредоточено в основном на поиске
положительных ассоциаций патологических процессов с лейкоцитарными
антигенами. Но не менее важно для клиники выявление отрицательных
взаимоотношений, когда повышение риска развития болезни связано с
отсутствием в тканях, определенного антигена. В таком случае его можно
рассматривать как протективный генетический фактор в отношении к данной
патологии. Еще большее значение имеет обнаружение ассоциативных связей не с
отдельным антигеном, а с комплексом антигенов, гаплотипом. Наряду с
больными детьми, HLA–типирование проводилось и у родителей.
81
При остром лимфобластном лейкозе у 108 пациентов с 7 до 14 лет
выявлена достоверно более частая, чем в контроле встречаемость HLA–В35 (р <
0,05). Это позволяет расценивать его как иммуногенетический маркер
предрасположенности.
Напротив, антиген В13 среди этой группы больных регистрировался
достоверно реже, чем в контроле, р < 0,05. Следует указать, что это снижение
наблюдалось как у детей-славян, так и детей татарской национальности, то есть,
не связано с этническими особенностями. Встречаемость антигена В13
достоверно снижена и у родителей больных детей в сравнении с донорами, р <
0,05. Встречаемость антигена В13 достоверно снижена и у родителей больных
детей в сравнении с донорами (р < 0,05). Таким образом, речь может идти о
протективном значении антигена В13 в отношении острого лимфобластного
лейкоза.
В литературе имеются указания о снижении частоты антигена В12 при
остром лимфобластном лейкозе у больных славянской, армянской популяции.
Перенос протективной роли в отношении острого лимфобластного лейкоза с
антигена В12 у славян европейской части страны на В13 у наших больных
(уроженцев Южного Урала) можно объяснить изменением соотношения этих
антигенов в здоровой популяции Южного Урала.
В подгруппе из 82 больных острым нелимфобластным лейкозом
(ОнеЛЛ) встречаемость достоверно более высокой, чем в контроле р < 0,05.
Отмечена тенденция к снижению частоты HLA-В1.
Учитывая более высокую заболеваемость гемобластозами в зоне
Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС) в нашей области, мы
выделили подгруппу из 47 детей с острым лейкозом, проживающих в этой зоне. У
этих пациентов выявлена большая частота HLA–A11 в сравнении с контролем (р
< 0,05). Это позволяет говорить о положительной ассоциативной связи данного
антигена с острым лейкозом на повышенном радиационном фоне. В отличие от
больных детей из условно чистых районов встречаемость антигена В13
незначительно отличалась от показателей контрольной группы. Можно
допустить, что в условиях повышенного радиационного фона протективная роль
этого антигена не реализуется.
82
II.
Клиническая манифестация
радиойодиндуцированного рака щитовидной железы
С.В. Яйцев, 12В.А. Привалов
Челябинская государственная медицинская академия
Увеличение числа заболеваний щитовидной железы зависит не только
от природно-географических особенностей Южно-Уральского региона, где
имеется недостаточность йода в почве и воде, но и от профессиональной
занятости населения, особенностей размещения промышленных объектов,
загрязняющих окружающую среду, а также от радиационной обстановки.
Недалеко от областного центра с 1947 года функционирует предприятие по
производству плутония. В первые годы работы ПО “Маяк” радиоактивные
выбросы осуществлялись в атмосферу и открытую гидросеть. Оценки
показывают, что основной вклад в величины эффективных эквивалентных доз
(ЭЭД) облучения, накапливаемых населением к 90-м годам обусловлен
выбросами в атмосферу йода–131.
Зависимость ЭЭД, накопленных к 1990 году, от года рождения имеет
ярко выраженную тенденцию к росту до 1953 года, которая затем сменяется
резким уменьшением. Снижение ЭЭД в период с 1953 по 1990 г. Составляет более
4 порядков величины (Хохряков В.В. с соавт., 1995).Такое поведение показателя
отражает рост производительности предприятия на первом этапе и результаты
внедрения атмосфероохранных мероприятий – в последующем. В настоящее
время деятельность ПО “Маяк” не вносит значимого вклада в накопление дозы
облучения.
Целью нашего исследования явилось изучение структуры и частоты
онкологических заболеваний щитовидной железы в зоне радиационного
загрязнения.
Проведен ретроспективный анализ 202 случаев рака щитовидной
железы у лиц, проживающих в зоне радиационного загрязнения и лечившихся в
областном центре эндокринной хирургии с 1971 года. В качестве контроля
изучена заболеваемость тиреоидным раком в районе, не подвергшемся
радиоактивному загрязнению. Уровень эндемии зоба в сравниваемых районах
оценивался как легкий. В отдельную группу выделены жители г. Озерска (107
человек), проживающие в эпицентре ионизирующей радиации и получившие
большие дозы радиоактивного йода в начале 50 годов.
Таблица 1. Динамика роста онкопатологии щитовидной железы
Период
Челябинская область
г. Озерск
1951–1965
5,7%
0 (333 операции)
1969–1983
12,0%
9,5%
1984–1994
20,6%
12,2%
При анализе возрастных особенностей в целом каких-либо различий в
сравниваемых группах не установлено. Наибольшая частота заболевания
отмечена в 4–6 десятилетиях жизни. Не выявлено различий при изучении
распространенности процесса в железе.
12
Привалов В.Я. зав. кафедрой общей хирургии ЧГМА, д.м.н., профессор
83
Интересным, на наш взгляд, является факт клинической манифестации
рака щитовидной железы с момента инкорпорации радиоактивного йода. До 1970
года миграции жителей из г. Озерска практически не отмечалось. Для лиц,
оперированных в возрасте до 20 лет, пик заболеваемости пришелся на 1974 год,
т.е. в начале 50 годов они были в раннем детском возрасте, а возможно и во
внутриутробном развитии.
Для лиц, оперированных в возрасте 20-29 лет, пик заболеваемости
пришелся на 1989 год. Начиная с 30-летнего возраста на момент операции, во
всех возрастных группах пик заболеваемости выровнялся и составил 45 лет с
момента инкорпорации йода (1994). В этой группе количество тиреоидного рака
не отличалось от общей популяции населения области без тенденции к росту
показателей с течением времени.
Таким образом, сравнительный анализ заболеваемости раком
щитовидной железы в зоне радиационного загрязнения не выявил существенных
различий по сравнению с аналогичными показателями как по Челябинской
области в целом, так и в контрольном районе.
Полученные данные позволяют предположить, что риск развития
радиойодиндуцированного рака щитовидной железы наиболее высокий у лиц,
подвергшихся облучению в раннем детском возрасте, причем клиническая
манифестация его происходит значительно раньше (в среднем на 20 лет).
84
I.
Олигофрения как возможный маркер радиационного
поражения потомства
13
Шалагинов С.А., Аклеев А.В., Ижевский П.В.
УНПЦ РМ (Челябинск), ГНЦ РФ-Институт биофизики (Москва)
Одной из наиболее актуальных проблем в современной радиационной
биологии остается проблема генетических эффектов действия ионизирующего
излучения в человеческих популяциях. С одной стороны, накоплен большой
экспериментальный материал, указывающий на роль радиации как мутагена. С
другой стороны, сведения о частоте тех или иных наследственных заболеваний,
как правило, очень редких и трудных для диагностики – недостаточны. Важно
отметить, что оценки генетического радиационного риска основаны, главным
образом, на экстраполяции экспериментальных данных.
Наименее изученной остается проблема анализа генетических
эффектов в популяциях людей, подвергшихся хроническому облучению. Интерес
к данной проблеме определяется, прежде всего, все более возрастающей ролью
атомных технологий в жизни человека. Чернобыльская катастрофа еще раз
показала существование вероятности облучения большого числа людей. Важность
проблемы определяется тем, что гаметы и плод чувствительны даже к малым
дозам ионизирующего излучения.
Хорошо известны работы по изучению роли облучения головного
мозга в происхождении олигофрении среди облучившихся внутриутробно в
Хиросиме и Нагасаки. Вместе с тем, вклад генетических факторов в
происхождение умственной отсталости в настоящее время оценивается в 75%, что
предопределяет интерес к изучению олигофрении как возможного следствия не
только тератогенного, но и мутагенного действия радиации.
Важность изучения проблемы умственной отсталости связана еще и с
ее высокой распространенностью, значительно более высокой, чем
распространенность известных генных и хромосомных заболеваний. Являясь
главной причиной инвалидизации среди детей, олигофрения давно приковывает к
себе внимание большой армии социальных работников, педагогов, врачей,
психологов.
В нашем исследовании изучена заболеваемость умственной
отсталостью среди лиц 1950–1987 годов рождения, проживающих на территории
пяти радиационно загрязненных районов Челябинской области. Выделены группы
антенатально облученных на реке Теча, потомков облученного на реке Теча
населения 1–го и 2–го поколения, контрольные группы соответствующего
возраста.
Наиболее высокие показатели кумулятивной заболеваемости
олигофренией получены в Красноармейском и в Кунашакском районах,
превышающие соответственно 3 и 4 %. Особенно высокая заболеваемость
отмечена для лиц, родившихся в период с 1969 по 1973 год на территории
Кунашакского района, когда сброс радиоактивных отходов в реку Теча был,
согласно имеющихся данных, прекращен. Для родившихся в 1950–1953 годах в
13
Шалагинов С.А. - к.м.н., зав. лабораторией медицинской генетики УНПЦ РМ.
85
период максимального радиационного воздействия, когда было получено около
95% всей дозы, заболеваемость олигофренией не превышала контрольных
показателей. Таким образом, нет оснований считать, что высокий уровень
заболеваемости олигофренией на исследуемой территории связан с облучением
головного мозга в период внутриутробного развития.
Заболеваемость среди потомков 1-го поколения облученного на реке
Теча населения была несколько выше, чем среди интактного населения
административных районов. Однако не было получено прямых доказательств
вклада радиационного фактора в происхождение дополнительных случаев
умственного недоразвития – не зафиксировано увеличения показателей
заболеваемости в зависимости от увеличения дозы. В ряде населенных пунктов,
расположенных на “чистой” территории дефекты в интеллектуальной сфере
имели от 6 до 10% населения соответствующего возраста, в то время как,
например, в Муслюмово только 5%, в Русской Тече только 3,5%.
Установлено, что большое значение имели такие факторы, как возраст
родителей на момент рождения ребенка, многоплодная беременность и, в
особенности, факторы популяционной структуры, выражающиеся, в частности,
долей близкородственных браков. Важной особенностью явилось наличие так
называемых “семейных” случаев олигофрении, когда случаи интеллектуальной
недостаточности встречались у нескольких родственников, многие из которых
родились до 1949 года, то есть до начала сброса радиоактивных отходов в реку
Теча. При выборе в качестве контроля не всего населения административных
районов в целом, а только части необлученного населения, которая имела
сопоставимую долю близкородственных браков с жителями прибрежных сел,
различий в уровне заболеваемости умственной отсталостью не отмечено.
Получены определенные качественные различия в структуре
олигофрении, выражающиеся в увеличении среди олигофренов – потомков
облученного населения 1–го поколения доли тяжелых олигофрений (до 25%
против 12% в контроле), а также в изменении соотношения полов в основной
группе олигофренов в сторону относительного увеличения лиц женского пола.
Обычное соотношение полов в популяции: 1 женщина на 1,05 мужчины. Среди
олигофренов, как правило, преобладают лица мужского пола в соотношении 1:1,5
– 1: 2. Считается, что чем выше вклад генетических факторов, тем больше это
соотношение отклоняется в сторону увеличения мужчин.
В нашем исследовании соотношение полов в контроле составило 1:2,3
и 1: 1,6 в основной группе (P < 0,01). Важно отметить, что соотношении полов
зависело от факта облучения отца или матери. При облучении только отца в
потомстве увеличивалась доля дочерей–олигофренов, при облучении только
матерей - увеличивалась доля сыновей–олигофренов.
Известно, что преобладание среди олигофренов лиц мужского пола
связано с наличием у них только одной Х–хромосомы, в которой локализовано
большое число генов, определяющих психическое развитие человека. В
настоящее время известно 80 наследственных заболеваний, сцепленных с полом,
сопровождающихся дефектом в интеллектуальной сфере.
Приведенные
факты
косвенно
подтверждают
возможность
мутационного вклада ионизирующего излучения в происхождение умственной
отсталости и подтверждают роль Х–хромосомы в формировании интеллекта. В
этой связи важно отметить, что заболеваемость олигофренией достоверно выше в
группе с облученной матерью по сравнению с группой, в которой облучался
86
только отец. В первой группе вероятность возникновения мутации в Х–
хромосомах в два раза выше, чем во второй, так как мужские гаметы несут только
одну Х–хромосому.
Вторым важным моментом, способным повлиять на изменение
соотношения полов среди олигофренов, является большая чувствительность
плодов мужского пола к действию различных экзогенных факторов, что находит
свое отражение в значительном преобладании среди спонтанных абортусов и
среди детей, умерших на первом году жизни, лиц мужского пола.
Есть основания предполагать, что второй фактор мог сыграть
определенную роль среди облучившихся на реке Теча, особенно среди
родившихся в 1950–1952 годах. В эти годы в регионе, отмечена высокая
смертность детей первого года жизни.
Как показал проведенный анализ содержащихся в базе данных УНПЦ
РМ, сведений на детей, умерших до года в 1950-1956 годах, соотношение полов
среди умерших составило: 1 девочка на 1,97 мальчика. В последующем, по мере
снижения в группе облучившихся на Тече младенческой смертности, изменилось
и соотношение полов среди умерших, составляя 1 на 1,37, что близко к
среднеобластным показателям – 1:1,43.
Исследования, проведенные на протяжении 1992-1995 годов, показали
эффективность метода изучения олигофрении как клинического маркера для
выявления наследственных заболеваний, что делает возможным использование
олигофрении для оценки генетических эффектов действия радиации. Наиболее
перспективным следует считать изучение олигофрении в критических группах
населения: в семьях, имеющих многоплодные беременности, в изолированных
высокоинбредных популяциях, среди потомства родителей в возрасте старше 30
лет, в семьях, отягощенных по порокам развития.
В проведенном исследовании не получено прямых доказательств
влияния радиационного фактора на происхождение умственной отсталости в
регионе, однако качественные различия в структуре олигофрении среди потомков
облученного населения 1–го поколения и контролем делают целесообразным
продолжение изучения проблемы с привлечением новых методов.
87
II.
Патология щитовидной железы в семьях,
проживающих в зоне радиационного загрязнения
С.В. Яйцев, В.А. Привалов, О.В. Селиверстов
Челябинская государственная медицинская академия
Нарушения экологических норм вызывают серьезные отрицательные
последствия для здоровья человека и оказывают влияние на рост числа
заболеваний щитовидной железы. Увеличение количества таких заболеваний
зависит не только от природно-географических особенностей, но и от
профессиональной занятости населения, наличия предприятий, загрязняющих
окружающую среду, применения в сельском хозяйстве ядохимикатов, а также от
радиационной обстановки.
Важной частью исследований в зоне экологического неблагополучия
является выявление патологии щитовидной железы в семьях, проживающих на
территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Учитывая сложности
выявления патологии щитовидной железы, особенно у детей раннего возраста, во
время экспедиции в качестве скрининг-тестов были использованы наиболее
доступные и информативные методы диагностики: анкетирование по
разработанной нами схеме, клинические данные, осмотр, пальпация щитовидной
железы, рефлексометрия, сонография железы и экскреция йода с мочой, а также
радионуклидное исследование.
В период с 1991 по 1995 г. проведено комплексное обследование 2312
детей и 222 родителей из 210 семей, проживающих в Кунашакском районе. В
качестве контроля обследовано 276 детей и 1000 человек взрослого населения
Чебаркульского района, “чистого” в отношении радиоактивного загрязнения.
При анализе анкетных данных и клиническом исследовании у 0,5%
взрослых Кунашакского района выявлено диффузное увеличение щитовидной
железы, а у 0,3% имел место явный гипотиреоз. У детей по данным мануального
исследования узловых образований в железе выявить не удалось, а у их родителей
узловая трансформация имела место в 2% случаев. С целью выявления
тиреоидной дисфункции в качестве скрининг-метода нами использован метод
рефлексометрии, позволяющий судить о действии тиреоидных гормонов на
периферии.
В наиболее загрязненном населенном пункте (с. Муслюмово) в
возрасте до 3-х лет обследовано 29 детей, в возрасте от 3 до 7 лет – 98 человек и
185 детей школьного возраста (от 7 до 14 лет). Отмечено, что во всех возрастных
группах детей зоны загрязнения по сравнению с детьми из Чебаркуля имеется
достоверное увеличение продолжительности ахиллова рефлекса. Это может
свидетельствовать о наличии скрытой гипофункции щитовидной железы у детей,
проживающих в селе Муслюмово.
Объем щитовидной железы по данным УЗИ у детей до 3 лет,
проживающих в Кунашакском районе, был равен 5,3+0,1 см3, во второй
возрастной группе – 9,2+0,6 см3, у школьников – 13,3+0,6 см3. В Чебаркульском
районе эти показатели составили соответственно: 2,7+1,1 см3, 6,3+1,3 см3,
10,5+0,6 см3.
88
На основании проведенных скрининговых исследований на первом
этапе была сформирована группа риска по заболеваниям щитовидной железы, в
которую были включены лица с гиперплазией либо нарушением функции этого
органа. На втором этапе обследования проведено изучение гормонального статуса
гипофизарно-тиреоидной системы жителей двух сравниваемых районов, у
которых на первом этапе была заподозрена либо обнаружена тиреоидная
патология.
При анализе результатов гормонального исследования детей раннего
возраста, проживающих на загрязненной территории, не выявлено существенных
отклонений от нормы показателей свободного тироксина и тиреотропного
гормона. Во второй возрастной группе свободный Т4 оказался сниженным в
17,2% случаев, при этом уровень ТТГ не отличался от нормы. В третьей группе
детей тироксин оказался сниженным уже у 23,2%, а содержание ТТГ у 11,9%
детей было повышенным. Таким образом, у детей с возрастом отмечалось
нарастание частоты проявлений гипотиреоза. Эта тенденция у взрослых
становилась еще более выраженной: содержание тироксина у лиц от 20 до 45 лет
оказалось сниженным в 25,3% случаев, а у лиц старше 45 лет – в 37,0%. В чистом
регионе исследование уровней тироксина и ТТГ во всех возрастных группах
детей не выявило отклонений от нормы. У взрослых показатели гормонального
статуса коррелировали с выявленной тиреоидной патологией.
Среди взрослого населения Кунашакского района при дополнительном
обследовании диффузный зоб обнаружен у 29,1%, аутоиммунный тиреоидит – у
6,8%. В чистом регионе диффузный зоб имел место в 11,8% случаев, узловые
формы зоба – у 0,3% обследованных, аутоиммунный тиреоидит – у 0,5% и рак – у
одной больной.
Таким образом, можно предположить, что длительное хроническое
воздействие малых доз ионизирующей радиации влияет на формирование
патологии щитовидной железы, проявляясь чаще всего в виде гиперплазии с
тенденцией к гипотиреозу и последующим развитием аутоиммунного тиреоидита
или узловой трансформацией железы во взрослом состоянии. Нами не
установлено роста числа злокачественных новообразований у лиц, проживающих
в зоне радиационного загрязнения.
89
III.
Особенности показателей физического развития
детей первого года жизни, проживающих в
Кунашакском районе, и влияние на них комплекса
социально-биологических факторов внешней среды
14
Панова Е.М.
Челябинская государственная медицинская академия
В последние десятилетия в экономически высокоразвитых странах, в
том числе и в нашем государстве, здоровью подрастающего поколения придается
приоритетное значение.
Физическое развитие является одним из определяющих критериев
понятие “здоровье”. В связи с этим, его показатели используются как
чувствительные тесты оценки здоровья детского населения. Наибольшее значение
в изучении антропометрических показателей принадлежит периоду раннего
возрасте, так как для этого периода характерен наиболее интенсивный прирост
всех антропометрических параметров. Отклонения физического развития,
выявившиеся в грудном возрасте, с большим трудом коррегируются в
последующие возрастные периоды.
Накопленного материала по оценке физического развития детей
различных возрастных групп, национальностей, климатогеографических зон
позволил оценить произошедшие годы.
Экологический риск, то есть опасность разрушительного воздействия
человека на природу, породил экопатогенный риск для здоровья детей.
Экологическая педиатрия вынуждена изучать проявления длительного
воздействия на растущий организм допороговых или малых доз радиации на
основе экологического и биологического мониторинга. Воздействие
экопатогенных факторов заметно ухудшает основные показатели физического
развития, обусловливает увеличение количества детей с дисгармоничным
развитием.
Челябинская область является зоной экологического бедствия. Пять
районов области объявлены зоной ВУРСа, и в первую очередь Кунашакский
район. При проведении сравнительного анализа параметров физического развития
детей периода новорожденности и грудного возраста, проживающих в городе
Челябинске и Кунашакском районе, выявлены определенные особенности.
Так средняя масса тела новорожденных Кунашакского района на 500 г
ниже средней массы тела новорожденных г. Челябинска. И на первом году жизни
дети Кунашакского района имеют более низкие показатели нутритивного статуса,
хотя различия к годовалому возрасту сокращаются. Влияние экопатогенных
факторов на показатели средней длины тела имеет меньшее значение в периоде
новорожденности (разница с показателями у детей г. Челябинска составила всего
0,2 см), но возрастает роль их воздействия в течение первого полугодия, когда
разница составляет уже 3 см. Различие показателя средней длины тела детей г.
Челябинска и Кунашакского района нивелируется к годовалому возрасту.
14
Панова Е.М. - к.м.н., доцент кафедры детских болезней № 2 ЧГМА.
90
При сравнении соматотипов детей г. Челябинска и Кунашакского
района
отчетливо
выявилось
достоверно
значимое
преобладание
микросоматотипа. Гармоничность физического развития новорожденных детей
зоны ВУРСа на 21,7% ниже таковой среди детей г. Челябинска. Детей с
нормальной массой тела родилось в зоне ВУРСа на 28,8% меньше. Тогда как
детей с дефицитом массы тела - на 36,5% больше. На первом году жизни
повышается неотчетливое в периоде новорожденности различие в показателях
длины тела. Так, нормосомия у детей зоны ВУРСа регистрируется на 18,4% реже,
чем в г. Челябинске.
Из комплекса биологических и социальных причин, отрицательно
влияющих на физическое развитие путем многофакторного дисперсионного
анализа, выделены с различной степенью значимости следующие факторы:
полнота семьи, возраст матери, профессия матери, образование матери,
пристрастие матери к курению.
Таким образом, неблагоприятные экопатогенные факторы оказывают
большее влияние на скорость и интенсивность пластических процессов,
ответственных за увеличение длины тела. Масса тела, как более лабильный
показатель, зависящий не только от экопатогенных, но и от комплекса иных
социально-биологических факторов, в первую очередь - характера
вскармливания, различается в меньшей степени у детей г. Челябинска и детей,
проживающих в зоне ВУРСа.
Таблица. Сравнительные данные основных показателей физического
развития детей периода новорожденности и первого года жизни Кунашакского
района и г. Челябинска (в процентных соотношениях)
Показатели
Физического
Развития
Гармоничност
ь развития
Нормосомия
Гипосомия
Нормальная
масса тела
Дефицит
массы
Мальчики
период
новорожденности
Кунаш.
Челярайон
бинск
17,7
39,4
Мальчики
первый год жизни
Кунаш.
район
36,9
Челябинск
60,8
Девочки
период
новорожденности
Кунаш.
Челярайон
бинск
22,9
44,3
Девочки
Первый год
жизни
Кунаш. Челяби
район
нск
28,2
55,4
45,4
6,4
28,4
51,0
10,8
58,6
53,9
33,3
64,5
72,6
13,7
73,8
49,6
9,2
35,9
52,6
12,5
65,3
51,1
37,4
55,7
67,8
14,2
71,3
70,1
33,7
16,4
11,6
61,1
29,4
24,5
14,0
Показатели физического развития мальчиков Кунашака и Челябинска
80
Кунашак (при р
70
Челябинск (при
60
Кунашак (1 год
50
Челябинск (1 го
40
30
20
10
0
Гармоничность
Гипосомия
Диаграмма 1
91
Дефицит
массы
I.
О состоянии здоровья населения Аргаяшского района
15
Шафиков М.М.
Материально-техническая база медицинских учреждений Аргаяшского
района состоит из 4 больниц на 407 больничных коек, районная больница на 243
койки, противотуберкулезный диспансер на 85 коек, 2 участковые больницы на
100 коек, 5 врачебных амбулаторий и 39 ФАПов. Обеспечение населения
больничными койками составляет на 10 тыс. жителей, 100 коек, тогда как
норматив – 129 коек.
Детское отделение районной больницы на 40 коек расположено в
общем корпусе, полезная площадь на 1 ребенка составляет 3,1 кв. м при
нормативе 6 кв. м.
Пищеблок находится в аварийном состоянии. Патологоанатомический
корпус и овощехранилище не подлежат капитальному ремонту. Поэтому
требуется строительство детской больницы на 60 коек, пищеблока,
патологоанатомического корпуса, овощехранилища.
Для ввода в эксплуатацию молочной кухни необходимы средства на
отделочные работы, на приобретение и установку оборудования.
Рождаемость в Аргаяшском районе:
Рождаемость составила – 1996 г. – 11,3
1997 г. – 11,0
Естественный прирост – 1996 г. – 0,5
1997 г.– 0,3
Детское население – 11861
до 1 года – 457
Количество детей, родители которых пострадали в 1957 г. – 433 (3,6%
от детского населения).
Патология, выявленная во время медосмотра:
• кариес – 24–18%,
• заболевания желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) – 17–12,7%,
• заболевания почек – 8–6,01%,
• анемия – 19–14,2%.
По заболеваемости на 1 месте заболевание верхних дыхательных путей
– 134–30,9%.
Общая заболеваемость за 1997 год – 18838 – 158,8% (1996 год –
156,3%).
На 1 месте – заболевание органов дыхания 8720 – 735,1%.
На 2 месте заболеваемость н.с. и органов чувств 2491 – 210%.
На 3 месте – инфекционные и паразитарные болезни – 1904 – 157,9.
Диспансеризация:
В 1997 г. – 4081 – 344,06%
1996 г. – 3946 – 320,3%
15
Шафиков М.М., главный врач Аргаяшской ЦРБ.
92
На 1 месте заболевания нервной системы и органов чувств – 863
На 2 месте болезни органов пищеварения – 590 – 49,1
На 3 месте болезни крови и кроветворных органов – 453 – 38,1
Инвалиды – всего: 241 – 20,3%
1 место – болезни нервной системы и органов чувств – 86 – 35,8%
2 место – врожденные аномалии – 46 – 19,04%
3 место – психические расстройства – 24 – 0,9%
Туберкулезно-инфицированных – 39
“Вираж” – 41
Закончили беременность в 1997 г. – 477 чел.
Своевременные роды – 445 чел.
Преждевременные – 32 – 6,7%
Анемии – 242 – 50,7%
Страдали гестозами – 136 – 28,5%
Пиелонефритами – 97 – 20,3%
Сердечно-сосудистой патологией – 40 – 0,9%
Изменение щитовидной железы – 186 – 29%
ВСД – 44 – 0,9%
Перед поступлением в школу около 20 детей имеют патологию
органов дыхания, 21% идут в школу с нарушением осанки, 8% детей с патологией
ССС и 10% детей с патологией зрения, 12% с патологией желудочно-кишечного
тракта.
Из 9317 школьников на диспансерном учете состоит 3308 детей, т.е.
каждый третий ребенок болен и подлежит более пристальному вниманию и
наблюдению мед. работников. На 1 месте -–заболевания желудочно-кишечного
тракта. На 2 месте заболевания мочевыводящей системы, на 3 месте заболевания
сердечно-сосудистой системы, на 4 месте – патология органов дыхания,
заболеваемость среди школьников составила в случаях – 4432, т.о. за 1997 год
переболел каждый второй ребенок.
Проблемы выявленной патологии при профосмотре тесно
переплетаются с проблемами материально-технической базы школ. Так,
например, регистрация скалиозов в 1994 г. – 185 случаев, в 1996 г.– 248, что
связано с кабинетной системой обучения. Неуклонно происходит рост
школьников страдающих близорукостью. Если в 1994 году зарегистрировано 462
случаев, в 1995 г. – 475, в 1996 г. – 521.
Для сохранения нормального зрения необходимо естественное
освещение, которое в помещениях школ неравномерное, распределение
достигается при наличии следующих условий – окраска учебных помещений в
светлые тона, что, к сожалению, встречается не во всех школах. Для обеспечения
уровня искусственной освещенности в течение дня необходимо следить за
своевременным включением искусственного освещения особенно в осеннезимний период. В школах не проводится своевременная замена неисправных
ламп.
Из-за отсутствия средств на финансирование в 1996–97 гг. программа
осталась невыполненной. Не осуществлено в 1996 г. строительство детской
больницы поликлиники на 60 мест, пищеблока для райбольницы на 250 мест.
93
Для улучшения качества реабилитации пострадавшего населения
требуется:
1.
2.
3.
4.
5.
Компрессор “Роза-5” к детскому дыхательному аппарату.
Приставка к УЗИ для обследования щитовидной железы.
Спирограф.
Аппарат УЗИ “Алока”.
Базовый ортопедно-травматологический набор.
Дрель травматологическая. Аппарат Илизарова.
6. Фиброскоп “Олимпус”.
7. Фиброгастроскоп “Олимпус”.
8. Автоклав.
9. Стеклометр лазерный корреляционный медицинский ЛКС-03.
10. Аппарат для иммуноферментного анализа.
Остро стоит вопрос о проведении вакцинации против:
• Коревой краснухи
• Вирусного гепатита
• Клещевого энцефалита
Необходимо обеспечить детей и беременных женщин препаратами:
• Железа
• Противоглистными
• Антиструминами
94
I.
Распространенность и особенности формирования
бронхиальной гиперреактивности у детей в условиях
техногенного загрязнения атмосферы города (на
примере города Челябинска)
Мицкевич С.Э., 16Жаков Я.И.
Челябинская государственная медицинская академия
Наpушение бpонхиальной пpоходимости характерно для многих
бpонхолегочных заболеваний. Одним из самых pанних пpизнаков наpушения
бpонхиальной пpоходимости является бpонхиальная гипеppеактивности (БГР).
БГР фоpмиpуется под воздействием pяда предрасполагающих
(наследственность и атопически измененная конституция) и способствующих
фактоpов. Среди способствующих выделяют респираторно-вирусные инфекции,
нарушение вегетативной регуляции тонуса бронхов, активное и пассивное
табакокурение и микроэкологию помещений. Особое значение имеет фактоp
загpязнения воздушной сpеды пpомышленного гоpода.
По результатам многолетних наблюдений, город Челябинск включен в
десятку наиболее загрязненных городов России. Основными загрязнителями
воздуха, по данным городского центра Госсанэпиднадзора, являются пыль,
сернистый газ, окись углерода, двуокись азота, фенол, формальдегид, бензапирен.
Цель: выявить влияние экологических параметров воздушной среды на
pаспpостpаненность и особенности формирования БГР у детей.
Обследование: 660 организованных детей дошкольного и младшего
школьного возpаста (4–6 и 7–8 лет), пpоживающих в двух регионах Челябинской
области, отличающихся по уровню загрязнения воздушной среды.
Опытная группа была представлена Ленинским, Калининским и
Советским районами г. Челябинска (476 детей) (суммарный показатель
загрязнения – К = 17,3 ед.). Самым многочисленным и самым ярким по
показателям загрязнения представителем опытной группы был Ленинской район
(К=19,5 ед.). За контрольную (условно чистую) группу был принят г. Куса
Челябинской области (184 ребенка). По показателям загpязнения атмосфеpы г.
Куса pезко отличался от всех pайонов г. Челябинска их минимальными
значениями (К=0,84 ед.).
Использовались методики исследования функции внешнего дыхания
(ФВД), хаpактеpизующие pазличные механизмы бpонхиальной обстpукции –
пpовокационный тест с физической нагpузкой и фармакологические
бpонходилатационные тесты с беpотеком и атpовентом.
Распространенность БГР по результатам не менее, чем одного, любого
из тестов ФВД составила во всей исследуемой совокупности (г. Челябинск и г.
Куса) 73% из 660 детей, в опытной гpуппе (г. Челябинск) – 73% из 476 детей,
отдельно в Ленинском pайоне – 73% из 361 ребенка, в Калининском pайоне – 74%
из 57 детей, в Советском pайоне – 64% из 58 детей, в контрольной группе (г.
Куса) – 73% из 184 обследованных детей.
16
Жаков Я.И. зав. кафедрой детских болезней № 1 ЧГМА, д.м.н., профессор
95
Отсутствие различий распространенности БГР в данных районах
позволяет предположить на первом этапе исследования, что БГР не является
обязательным маркером степени загрязнения атмосферы, так как она
характеризует лишь функциональные нарушения адаптационных механизмов,
вызванные действием экотоксикантов в субпороговых дозах. Дальнейшее
увеличение дозы токсикантов не приводит к срыву адаптации и формированию
грубой органической патологии в течение какого-то промежутка времени,
длительность которого определяется эндогенными факторами (Величковский
Б.Т., 1991 г.).
В ходе pаботы были выявлены некотоpые отличия в манифестации БГР
по данным ФВД в pайонах, отличающихся по степени загрязнения атмосферы.
В опытной группе доля детей с проявлением БГР одновременно на
всех уровнях бронхиального дерева достоверно превышала аналогичные
показатели на каком-либо определенном уровне и составила: по тесту с беротеком
35,5 %; по тесту с атровентом – 28,2%; по тесту с физической нагрузкой - 34,1%;
(р <= 0,006 по Фишеру).
Таким образом, в опытной группе отмечалось преимущественное
вовлечение всех уровней бронхиального дерева в реализацию БГР.
Особенностью проявления БГР по данным ФВД у детей в опытной
группе было преобладание долевого участия мелких бронхов по
провокационному тесту с физической нагрузкой, который по литературным
данным (Ширяева И.С., 1990 г.), является самым специфичным в выявлении БГР
(20,5 %, р <= 0,003). Данный факт может свидетельствовать о глубине наpушения
pегуляции тонуса бpонхиального деpева у детей данной группы и о длительности
действия пpовоциpующих фактоpов. Первыми пpи воздействии экотоксикантов
pеагиpуют кpупные и сpедние бpонхи, pеакция мелких бpонхов пpоявляется пpи
длительном патологическом влиянии (Шиpяева И.С. и дp., 1993; Takishima et.al.,
1991).
Для опpеделения отдельных фактоpов, пpедpасполагающих и
способствующих фоpмиpованию БГР было проведено клиническое обследование
97 детей с БГР из опытной группы.
По результатам данного обследования ведущим предрасполагающим
фактором является генетически обусловленная атопически измененная
конституция ребенка, что подтвеpждает литеpатуpные данные (Балаболкин И.И.,
1995, Федосеев Г.Б., 1994, Шиpяева И.С., 1992, Абpосимов В.Н., 1990).
Проявления аллергического диатеза в раннем возрасте имелись у 81%
исследуемых детей. Атопия, подтвеpжденная лабоpатоpно в виде повышения
уpовня общего IgE была диагностиpована у 26 детей из 47 обследованных по
показаниям, что составило 55%.
Особо значимое место в фоpмиpовании БГР занимает частая
респираторная заболеваемость. По нашим данным, максимальная кpатность
ОРВИ (более 5 pаз) была отмечена на втоpом и тpетьем году жизни. На втоpом
году жизни 53% детей являлись часто болеющими ОРВИ, клинические
пpоявления бpонхообстpуктивного синдpома были заpегистpиpованы у 32 %
детей, на тpетьем году – 44% и 26% соответственно.
Важным этапом в формировании измененной реактивности бронхов
является нарушение вегетативной регуляции бронхиального тонуса вследствие
пеpинатального поpажения ЦНС смешанного генеза.
96
Последствия пеpинатального поpажения ЦНС в исследованной гpуппе
детей были диагностиpованы пpи осмотpе невpопатологом и инстpументально в
76% случаев.
Пассивное курение повышает риск развития БГР, приводит к более
раннему формированию обструктивного синдрома, повышает частоту развития
различных видов сенсибилизации (Гавалов С.М.,1995). В исследованной группе
детей (97 человек) 77% отцов и 7% матерей были курильщиками.
Выводы
1. БГР с одинаковой частотой встречается в районах с различной степенью
загрязнения атмосферы (у 73% обследованных детей). Распpостpаненность БГР не
отpажает непосpедственно степень техногенного загрязнения воздушной среды, а
опpеделяется комплексом экзогенных и эндогенных фактоpов, сpеди котоpых
экологические занимают опpеделенное место.
2. Установлено влияние фактоpов загрязнения воздушной среды на особенности
pеализации БГР. В районе с высоким техногенным загрязнением атмосферы
проявления БГР по данным ФВД характеризуются более выраженными и
глубокими изменениями проходимости бронхов.
3. Формирование и клиническая реализация БГР у детей происходит при
взаимодействии предрасполагающих и способствующих факторов. Среди
предрасполагающих наиболее значимым является атопически измененная
конституция, среди способствующих – нарушение вегетативной регуляции тонуса
бронхов, пассивное курение, частые респираторные заболевания.
97
I.
Предпосылки развития программы научного
сотрудничества между УНПЦ РМ (Россия) и
Департаментом Энергетики (США)
17
Жидкова Е.М.
УНПЦ РМ, Челябинск
В течение последних 50 лет деятельность, проводившаяся в атомной
промышленности во всех странах мира, привела к значительному заражению
окружающей среды и воздействию на тысячи людей, как из числа общего
населения, так и части населения, занятой в атомной промышленности. До
недавнего времени большая часть данных в отношении таких воздействий
оставалась засекреченной. В течение последних нескольких лет значительная
доля этой информации стала достоянием гласности, что дало нам возможность
исследовать последствия таких воздействий и в существенной степени улучшило
наше понимание воздействия радиации на здоровье человека.
Сохранение, восстановление и анализ радиационного облучения,
медицинских и экологических данных является исключительно важным для
Российской Федерации, Соединенных Штатов Америки и всего мира. Эти данные
могут служить в качестве основы для новых исследований радиационного
воздействия, которые могут привести к выводам, отличающимся от тех, которые
были получены в результате предыдущих исследований.
Исследования, нацеленные на верификацию коэффициента риска от
хронического облучения, которому подвергались на протяжении длительного
промежутка времени жители Урала, в сравнении с острым облучением могут
иметь медицинскую и экономическую значимость, поскольку на основе
результатов таких исследований может быть создано информационное
руководство по риску для тех групп населения, которые сегодня серьезно
озабочены будущим риском как от проводившихся в прошлом ядерных
испытаний, радиационных аварий и регламентных выбросов ядерных
предприятий, так и ввиду существующей потенциальной опасности
радиационного загрязнения окружающей среды вследствие деятельности
предприятий атомной индустрии.
Как результат осознания такого рода потенциальной опасности и
озабоченности этой проблемой, между Правительством России и Соединенных
Штатов Америки в 1994 было заключено российско-американское
межправительственное Соглашение по минимизации последствий радиации, и
впервые были сформированы совместные организационные структуры для
координирования совместной деятельности, Объединенный Координационный
Комитет (ОККИРВ) и Исполнительный Комитет, была разработана программа
совместных дозиметрических и эпидемиологических исследований. Важной
составляющей совместной исследовательской программы явилась разработка
комплекса мер, направленных на поддержание существующей в УНПЦ РМ базы
данных. В настоящее время заинтересованный научный мир достаточно
информирован о том, что база данных Южного Урала может предоставить
17
Жидкова Екатерина Мтхайловна - руководитель группы международного сотрудничества УНПЦ РМ.
98
возможность ответить на вопрос, отличается ли коэффициент риска, создаваемый
хроническим облучением низкими дозами радиации, от того коэффициента риска,
который предполагался ранее. Диапазон доз сравним с Хиросимой-Нагасаки, а
численность населения, подверженного радиации является более высокой.
В настоящее время по прошествии 5 лет работы в рамках совместной
исследовательской программы можно подвести итоги и проанализировать
результаты совместной деятельности. Следует отметить, что сотрудничество в
рамках совместных проектов является важным и результативным компонентом
деятельности УНПЦ РМ как научного учреждения. В настоящее время можно с
определенной доказательностью утверждать, что проекты, выполняемые под
эгидой ОККИРВ, способствуют выполнению УНПЦ РМ целей и задач,
поставленных перед ним Минздравом РФ и Федеральным управлением
Медбиоэкстрем. Вклад международного научного сотрудничества особенно
значим для выполнения следующих приоритетных для УНПЦ РМ задач:
• пополнение регистров базы данных (БД) УНПЦ РМ, повышение качества
имеющейся в БД информации;
• повышение качества научных исследований: освоение передовых
международно-признанных методик;
• оснащение лабораторий института современным оборудованием;
• повышение квалификации научных сотрудников и медперсонала;
• и, в конечном итоге,
• повышение качества медицинского обслуживания населения.
В настоящее время в УНПЦ РМ выполняется 3 совместных проекта
под эгидой ОККИРВ.
Проблема “Реконструкция доз облучения населения” решается в
рамках проекта 1.1 “Усовершенствование системы реконструкции доз для
населения, пострадавшего в результате деятельности ПО “Маяк”. Партнерами
УПНЦ РМ по этому проекту являются следующие лаборатории США: СевероЗападная Тихоокеанская лаборатория им. Бетелла, Лаборатория Университет
штата Юта.
Проект 1.2а “Физическая сохранность БД” выполняется совместно с
институтом науки и образования, Окридж, США. Целью проекта является
обеспечение физической сохранности БД. В результате выполнения проекта был
определен необходимый комплекс оборудования для обеспечения физической
сохранности БД. В настоящее время комплекс проходит тестирование в Окридже,
и по завершении тестирования, после прохождения контрольных испытаний,
будет поставлен в УНПЦ РМ. Кроме того, за счет финансирования по этому
проекту ведутся работы по модернизации локальной вычислительной сети (ЛВС)
УНПЦ РМ. Работа над проектом модернизации ЛВС завершается в настоящее
время.
Эпидемиологические исследования выполняются в рамках проекта
1.2б “Стохастические эффекты радиационного воздействия на население,
проживающее вблизи ПО “Маяк”. Целью проекта является выполнение
исследования по оценке раковой заболеваемости среди облучившейся субкогорты
немигрировавших лиц, в отношении которых информация о достоверных случаях
злокачественных новообразований может быть собрана более полно.
Как можно судить даже по названиям проектов, в научноисследовательской деятельности института в целом и в том, что касается
международного
сотрудничества,
сохраняется
преемственный
подход.
99
Направления, по которым развивалась раньше научно-исследовательская работа
лабораторий УНПЦ РМ, и которые соответствуют целям и профилю института,
получили в новых условиях новый импульс. Благодаря сотрудничеству с
передовыми научно-исследовательскими институтами зарубежных стран ученые
УНПЦ РМ получили возможность добиваться более точных результатов,
проводить более глубокий, математически выверенный анализ данных.
100
I.
Исследование содержания трития в объектах
внешней среды на территории Челябинской области
Э.М.Кравцова, В.М. Гуськов, Ф.К. Левочкин
Тритий – радиоактивный изотоп водорода, является чистым бетаизлучателем со средней энергией 5.683 кэВ и периодом полураспада 12,35 года
[1]. Он распространен на поверхности земли как изотоп естественного
происхождения. Основным источником природного трития является атмосфера,
где он образуется в результате взаимодействия протонов и нейтронов
космического излучения с водородом, кислородом и аргоном. По последним
данным, общее количество трития составляет 1.3*1018 Бк. Около 99% трития
превращается в тритированную воду (НТО) и участвует в нормальном
круговороте воды. Удельная активность трития в поверхностных водах,
измеренная до начала проведения ядерных взрывов, колебалась в диапазоне 0.2–
0.9 Бк/л для континентальных водоемов и около 0.1 Бк/л для воды океанов [2].
Искусственный
тритий
проник
в
стратосферы
благодаря
термоядерным взрывам, причем количество этого трития значительно больше,
чем трития естественного происхождения. Общий выброс от атмосферных
ядерных испытаний в атмосферу составил 2.4*1020 Бк. В 1961 году МАГАТЭ
создало глобальную сеть контроля за концентрацией трития в атмосферных
осадках и природы водах.
В восьмидесятые годы проводились большие исследования
содержания трития в водных системах международного значения.
Наибольшие концентрации трития в объектах внешней среды
наблюдаются вблизи промышленных реакторов, радиохимических заводов и
АЭС. В настоящее время во всем мире действуют несколько заводов по
переработке ядерного топлива, такие как радиохимический завод в Селлафилде
(Соединенное Королевство), а также заводы на мысе Аг и в Маркуле (Франция}.
Общее количество трития, прошедшего через завод в Селлафилде, колебалось
между 1.3*1015 Бк (1985 год) и 2.8* 1015 Бк (1981 год). В 1981 году выбросы в
атмосферу составили 0.46*10 15 Бк, а с жидкими отходами было сброшено 2*10 15
Бк, что в сумме дало 2.46*10 15 Бк [4]. ПОЭТОМУ представляется, что почти весь
тритий, содержащийся в облученном топливе, выбрасывается в ходе переработки,
причем около 20% его выбрасывается в атмосферу.
На расстоянии 1 км от АЭС содержание трития в свободной воде
пищевых продуктов местного производства составляет 3,7 кБк/л. Анализ свежего
молока с фермы, расположенной вблизи АЭС, показал, что концентрация трития в
1 л изменялась от 1 до 185 Бк/л. [5]. Концентрация трития в воде озера,
расположенного в районе Ок-Риджа (США) изменялась в диапазоне от 1.5 по 22
кБк/л. Пробы воды, отобранные в болотно-речной системе, В 5 км от Белоярской
АЭС в 1980-1982 гг. в разное время, содержали тритий в диапазоне от 0.17 до 17
кБк/л. Концентрация трития в воде зависела от количества трития, поступающего
в сбросной канал Белоярской АЭС [6, 7], в котором концентрация трития
достигает 53 кБк/л. Загрязнение объектов внешней среды тритием вблизи АЭС
происходит в основном за счет жидких технологических сбросов. Это связано с
тем, что НТО прямо проходит через системы водоочистки. Таким образом,
вследствие ядерных взрывов, работы атомной промышленности и энергетики
101
произошло глобальное загрязнение внешней среды тритием. Его содержание в
поверхностных водах увеличилось на один-два порядка по сравнению с его
естественным содержанием до ядерных испытаний и составляет 5–15 Бк/л.
Вблизи источников загрязнения объектов внешней среды тритием и его
концентрация в поверхностных водах достигает 10–20 кБк/л. Кроме загрязнения
поверхностных вод тритий вХОДИТ в продовольственные культуры в форме НТО
и отчасти включается в органические вещества. ПОЭТОМУ в рационе питания
тритий может быть в форме НТО и органических соединений. На основании
данных об относительном поступлении водорода с парами воды через органы
дыхания, включая и проникновение его через КОЖУ и через пищеварительный
тракт, можно сделать вывод, что 7% ожидаемых доз обусловлено ингаляционным
поступлением, а также абсорбцией через кожу, а 93% пероральным поступлением
[2]. Следовательно, при контроле загрязнения объектов внешней среды тритием
основное внимание необходимо уделять его концентрации в поверхностных водах
и источниках питьевого водоснабжения. Они в основном определяют уровень
поступления трития в организм человека и облучаемость населения за счет этого
радионуклида.
В связи с вышеизложенным организация контроля за содержанием
трития в питьевой воде и поверхностных водах для Челябинской области, на
территории которой действует радиохимическое производство, становится
особенно актуальным. В 1992 году в рамках федеральной целевой программы по
радиационной и социальной реабилитации территорий и населения Уральского
региона 1992–1995 г.г. начато изучение содержания трития в открытых водоемах
на севере области.
Исследования проводились Центром госсанэпиднадзора в Челябинской
области и лабораторией ядерно-физических методов контроля загрязнения сред
радиоактивными веществами Института биофизики РФ.
В период с августа по ноябрь 1992 года были отобраны воды из озер,
рек, колодцев, родников и колонок. С помощью низкофонового радиометра
"Квантулус-1220" была определена объемная активность трития в дистилляте.
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что уровень загрязнения воды
тритием в исследуемых водоемах сократился в несколько раз по сравнению с
данными измерений трития в 1978–1983 годах. Так, например, объемная
активность трития в воде озера Иртяш была ранее в пределах 200–500 Бк/л, в
настоящее время она составляет 76 Бк/л. Это можно объяснить уменьшением
величины газоаэрозольных выбросов в атмосферу ПО "Маяк".
Содержание трития в водах Кыштымского района лежит в пределах 32
– 76 Бк/л, в среднем составляет 58 Бк/л, в Каслинском районе – 40 – 76 Бк/л и 61
Бк/л, Кунашакском районе – менее 10 – 81 Бк/л и 40 Бк/л, соответственно. В ряде
проб воды, отобранных из колонок и родника в Кунашакском районе объемная
активность трития оказалась меньше величины минимально измеряемой
активности, которая равна 10 Бк/л.
Таким образом, концентрация трития в водах озер и рек, находящихся
в районах, расположенных вокруг предприятия "Маяк", превышает в настоящее
время уровень глобального загрязнения вод в 3 – 10 раз. Однако такой вывод
требует подтверждения путем дальнейших исследований в зимнее и летнее время.
Проведение таких исследований позволит оценить вклад трития в
индивидуальные и коллективные дозы техногенного облучения населения
Челябинской области.
102
Литература
1. Схемы распада радионуклидов. Энергия и интенсивность измерения.
Публикация 38 МКРЗ, М., Энергоиздат, 1987.
2. Ионизирующее излучение: источники и биологическое действие. ООН, НьюЙорк, 1982, 1991.
3. Источники и действие ионизирующей радиации. Доклад НКДАР ООН, НьюЙорк, стр.225,1978.
4. Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием
радиоактивных веществ в объектах внешней среды. Под ред. А.Н. Манрея.
Минздрав СССР, стр.95, М., 1980.
5. Е.Л.Телушкина. Тритий во внешней среде вблизи предприятий топливного
цикла. Гигиена и санитария, 1983, № 3, стр.62.
6. Н.В.Куликов, Т.А.Реч, М.Я.Чеботина. Тритий в воде болотно-речной
экосистемы. Экология, 1984, № 4, стр. 85.
7. М.Я.Чеботина, Т.А. Реч, Н.В.Куликов, Тритий в воде и снежном покрове в
зоне Белоярской атомной станции. Экология, 1984, № 4, стр.74.
103
“Движение за ядерную безопасность” основано в 1989 году,
зарегистрировано в 1993 году как общественная просветительская
экологическая организация. Председатель Движения – Наталия Миронова.
В настоящее время является информационным и обучающим
центром более чем 20-ти общественных экологических и правозащитных
организаций и групп Уральского региона. Сотрудничает с российскими и
зарубежными экологическими и правозащитными организациями.
Деятельность направлена на развитие демократической
культуры общества, поддержку социальных инициатив общественных
групп, защиту прав и свобод человека.
Развивает взаимодействие с федеральными и местными
структурами власти.
В
1997-98
году
Движение
осуществляет
социальнопросветительские проекты “Работа в команде”, “Объединение женских
усилий для здоровья и окружающей среды”, “Речной пикет на Тече”,
“Энергетика и безопасность”, “Просвещение граждан в отношении
опасности плутониевого загрязнения окружающей среды”, “Развитие
местного самоуправления. Расширение опыта референдумов в России”.
Адрес: 454084, Челябинск, Каслинская, 29-12, т/факс (351-2) 37-51-63,
e-mail: bureau@buecol.urc.ac.ru, chel@glas.apc.org
Челябинская
Государственная
Медицинская
Академия
основана в 1944 году на базе Киевского медицинского института,
эвакуированного в Челябинск во время отечественной войны. Академия
имеет 4 факультета – готовит врачей общего профиля, семейных врачей,
педиатров,
стоматологов
и
менеджеров.
Имеет
факультет
последипломной подготовки врачей.
Академия располагает высококвалифицированными научными
кадрами (56 докторов профессоров, 15 академиков и 196 кандидатов
наук). Ежегодно академия открывает двери для обучения 4000 студентов.
Главными задачами Челябинской Медицинской Академии являются
разработки и внедрение в практическое здравоохранение новых
технологий, направленных на совершенствование профилактики,
диагностики и лечения различных заболеваний, формирование
долгосрочной стратегии сохранения и укрепления здоровья населения.
В Академии широко используется принцип творческого объединения
теоретических и клинических кафедр для разработки актуальных проблем
медицинской
науки.
Приоритетными
направлениями
являются
экологическая программа медицинских исследований, в частности
“Разработка основ экопопуляционной иммунологии и методов защиты
населения
от
неблагоприятных
факторов
внешней
среды”;
эпидемиологические исследования онкогематологической заболеваемости
среди детей и др.
За свои научные изыскания в области фундаментальных
исследований
сотрудники
Академии
неоднократно
отмечались
международными Дипломами и призами.
Адрес ЧГМА: 454092, Челябинск, Воровского, 64
тел./факс (351-2) 60-89-90
104
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
52
Размер файла
1 470 Кб
Теги
современные, урала, оценки, населения, здоровье, 1998, воздействия, техногенного, подход, pdf
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа