Читать книгу Занимательная радиация. Всё, о чём вы хотели спросить: чем нас пугают, чего мы боимся, чего следует опасаться на самом деле, как снизить риски - Александр Константинов - Страница 9

Как вы думаете, на сколько лет раньше умирают выжившие после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, в сравнении с необлучёнными японцами? В среднем эти люди – в Японии их называют хибакуси – живут на 5–6 лет дольше. Это не оговорка. Да, хибакуси – люди больные. Но забота государства, специальные методики оздоровления с лихвой компенсируют вредное действие облучения.

Умирают от рака вовсе не все облучённые. И даже не большинство, лишь небольшая часть. Спустя пятьдесят лет после Хиросимы и Нагасаки из 86000 хибакуси в живых оставалась половина! А всего от рака, вызванного радиацией, умерло менее пятисот хибакуси [1].

Но опасения по поводу онкологических заболеваний обоснованы. Рост раковых заболеваний доказывают, в том числе, и результаты наблюдений американских врачей – именно за хибакуси. Особенно за теми, кто получил дозу более 0,5–1 Зв, но не умер от лучевой болезни. В 1950-х годах было замечено, что люди из этой большой группы населения (специалисты используют выражение когорта) стали чаще болеть и умирать. Сначала от лейкозов (рак крови, иначе – лейкемия, или белокровие), а позднее от других форм онкологических заболеваний.

Причём зависимость оказалась чёткой: чем ближе находились люди к эпицентру взрыва, тем чаще в этой группе болели раком. Американцы рассчитали примерные дозы, которые получили хибакуси, и прикинули, как эти дозы влияют на смертность от рака. Для этого построили график. По оси абсцисс отложили дозу, а по оси ординат – число смертельных злокачественных опухолей, пересчитанных на 100 тысяч облученных. Причём в расчёт брали только число дополнительных, избыточных случаев, – тех, что наблюдались сверх обычного (так называемого спонтанного) уровня онкологической смертности. Результаты исследований показаны на рис. 6.1, это называется зависимостью «Доза-эффект».

Рис. 6.1 Зависимость «Доза – эффект»

Что же мы видим?

Первое. Частота избыточных случаев смертельного рака в области больших и средних доз, от 0,2 Зв и выше, выражается прямой линией.

Второе. Если нашу линию мысленно продолжить в область малых доз, она попадёт прямо в нулевую точку; такая зависимость называется линейной (хотя правильней было бы – прямой пропорцией).

Третье. Риск смерти от рака, вызванного радиацией, составляет 0,1 (или 10 %) на 1 Зв (для малых доз сегодня принята цифра в два раза ниже – 5 %, но пока не будем заморачиваться). Что это означает? Например, если дозой 1 Зв облучаются 100 человек, рак ожидается у 10 из них. Много это или мало? Смотря с чем сравнивать. Например, курение повышает такой риск куда сильнее: не на 10 процентов, а в два-три раза.

Всё это стало ясно уже в 1950-е годы. Но наука – радиобиология, радиационная медицина, – на месте не стоит, и к настоящему времени узнали много нового. Что же именно?

Во-первых, оказалось, что риск смерти от радиационного рака зависит не только от величины дозы, но и от возраста (максимальный – у детей) и пола.

Во-вторых, канцерогенная опасность радиации зависит от того, облучается всё тело или же отдельные органы и ткани. Как вы считаете, что хуже: получить 1 Зв на весь организм или, к примеру, только на ноги? Понятно, что полное облучение опаснее. Но в реальных условиях облучение часто бывает неравномерным. Например, внешнее бета-облучение воздействует главным образом на кожу. А при попадании радионуклидов внутрь организма воздействию могут подвергаться отдельные органы и ткани.

Что интересно, такие важные органы, как головной мозг, почки, тонкий кишечник, способны выдержать высокие дозы облучения. А вот мужские семенники (гонады), костный мозг, лёгкие очень уязвимы к облучению. Иными словами, эти органы обладают высокой радиочувствительностью. Как же оценить и сравнить между собой возможный риск онкологических заболеваний при облучении разных органов и тканей?

Для этой цели используют понятие: эффективная эквивалентная доза, или просто – эффективная доза (измеряют её по-прежнему в зивертах). Такая доза учитывает радиочувствительность разных органов и тканей, а также – всего тела человека.

Радиочувствительность выражается взвешивающим коэффициентом для данного органа или ткани (таблица 6.1).

Таблица 6.1 Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов при расчете эффективной дозы [2]

Эффективная доза представляет собой произведение эквивалентной дозы в органе или ткани на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани:

Эквивалентная доза × коэффициент = эффективная доза

Например, в случае эквивалентной дозы на лёгкие (скажем, за счёт вдыхания радиоактивного радона), равной 100 мЗв, эффективная доза будет равна:

100 × 0,12 = 12 мЗв.

Это означает, что риск смерти от радиационного рака при облучении лёгких примерно в восемь раз меньше, чем при облучении той же дозой всего тела.

Если же облучению подвергается весь организм, а не отдельный орган (или несколько органов), значение эффективной дозы совпадёт со значением эквивалентной дозы: ведь сумма всех приведенных в таблице 6.1 взвешивающих коэффициентов равна единице.

В-третьих, важно оценить последствия облучения не только для конкретного человека. Одно дело, когда облучаются десять человек, и совсем другое, – десятки тысяч (Хиросима, Нагасаки) или миллионы (Чернобыль). Масштабы облучения учитывает так называемая коллективная доза. Она представляет собой сумму индивидуальных доз в группе облучённых людей и выражается в человеко-зивертах (чел. – Зв).

Чтобы не запутаться в разных видах доз, взгляните на рис. 6.2 [3].

Рис. 6.2 Дозовые величины, используемые в радиационной гигиене [3]

Сравним два разных случая облучения:

– 10 тысяч человек облучаются дозой 1 Зв каждый;

– 20 тысяч человек облучаются дозой 0,5 Зв каждый.

Для конкретного облученного вероятность смерти от рака тем выше, чем больше полученная им индивидуальная доза. Ясно, что в первой группе находиться опаснее.

А теперь рассчитаем коллективную дозу для каждой из этих групп. Поскольку внутри каждой группы индивидуальные дозы одинаковы, коллективная доза будет представлять произведение индивидуальной дозы на количество облученных. В наших группах коллективные дозы оказались одинаковы и равны

10 000 чел. – Зв:

10 000 чел. × 1 Зв = 10000 чел. – Зв;

20 000 чел. × 0,5 Зв = 10000 чел. – Зв.

Это означает, что число дополнительных смертей от рака на протяжении всей жизни в обеих группах будет одинаково (около тысячи). Но такие серьёзные дозы даже у хибакуси встречались нечасто, средняя доза была 200 мЗв.

На самом деле подобные расчёты куда сложнее. Их результаты зависят ещё и от возраста облучённых (особый разговор – о детях), и от формы онкологических заболеваний (лейкозы отличны от других раков) и т. п. Желающие разобраться детальнее могут обратиться к учебнику по радиационной гигиене [4].

В-четвёртых, в отличие от лучевой болезни, для случаев радиационной онкологии нельзя предсказать, кто именно из облучённых пострадает от рака.

Да, именно так. Это для ОЛБ всё просто: при дозе больше 1 Зв человек неизбежно заболеет, и чем больше доза, тем болезнь тяжелее. А для раковых заболеваний с ростом дозы увеличивается не тяжесть, а частота заболеваний. Рак может возникнуть, а может и не возникнуть. Рассуждение же типа: доза 2 Зв даёт рак, а 0,5 Зв – «маленький рачок» – ошибочное.

Частота (а для отдельного человека – вероятность) – вот ключ к пониманию опасности рака, вызываемого радиацией. И даже не частота, а повышение частоты за счёт облучения. Ведь развитие рака может вызываться самыми разными причинами: курением, стрессами, неправильным питанием и тому подобное. И оценить вину радиации можно лишь косвенно, по статистике: насколько чаще болеют облучённые в сравнении с необлучёнными.

Здесь уместно сделать отступление. В медицине и радиационной гигиене используют такие термины, как риск смерти, канцерогенный эффект, относительный онкологический риск и другие. Проблема в том, что учёные и люди неискушённые понимают эти термины по-разному.

Обычного человека такие слова просто пугают. «Ага, – рассуждает он, – где радиация, там риск умереть от рака; значит, радиация смертельно опасна».

А учёные вкладывают в эти слова другой смысл. Они используют специальные термины, чтобы оценить опасность количественно, в цифрах. Скажем, вероятность, равная 10–6 (одна миллионная) – это мизерная вероятность какого-то потенциально опасного события. Фактически это означает безопасность. А вот вероятность, равная 0,1 (одна десятая, или 10 %), – приличная величина. Один человек может её и не почувствовать, но в группе из ста человек угроза коснётся десяти из них. Для учёного вероятность 10–6 отличается от 0,1, как небо от земли. А для неспециалиста риск смерти, равный 10–6 и 0,1, – звучит одинаково жутковато. Таким образом, понимать риск как синоним реальной опасности неправильно.

Вероятностный характер радиационных раков – их главная особенность. Это означает, что отдалённые эффекты от облучения подчиняются законам теории вероятности, статистики. Подчеркнём: частота онкологических заболеваний может быть рассчитана только для больших групп людей – в зависимости от коллективной дозы. А точно предсказать, кто именно заболеет – невозможно. Нельзя рассуждать так: «Иванов получил дозу 0,5 Зв, ничего страшного, а Петров получил два зиверта, вот он точно умрёт от рака». Подобный прогноз работает для лучевой болезни: Иванов ей не заболеет, а Петров заболеет обязательно. В отношении же онкологических заболеваний действует правило пропорционального риска: у Петрова вероятность заболеть раком выше, чем у Иванова, в четыре раза. Но вероятность не означает неизбежность.

В-пятых (у меня все ходы записаны), прямая зависимость «Доза-эффект» доказана для больших и, с меньшей надёжностью, средних доз облучения. А что же в области малых доз? Казалось бы, какие проблемы? Нужно проследить за состоянием здоровья людей, получивших такие дозы, и обработать полученные данные. Однако не всё так просто. Получить надёжную статистику для малых доз очень, очень трудно: слишком велико значение спонтанной, естественной смертности от рака. И выделить на этом фоне вину именно радиации – невозможно.

Но понятно, что 1 мЗв примерно в тысячу раз безопаснее, чем 1 Зв. И если один зиверт даёт 10 %-ный прирост онкологического риска, то миллизиверт – не более 0,01 %. Для одного человека это нулевая опасность, а для больших групп населения (популяций)? Не будем спешить с выводами, о малых дозах мы побеседуем отдельно и основательно.

В-шестых, раковые заболевания, в отличие от лучевой болезни, проявляются далеко не сразу после облучения. Не бывает такого: «Шёл, поскользнулся, упал, потерял сознание, очнулся – рак». Онкологические заболевания имеют длительный скрытый период. Наиболее быстро (через 2–3 года, максимум через 5-10 лет) возникают смертельные лейкозы, это самая скоротечная форма радиационного рака [4]. К тому же у лейкоза низкий спонтанный уровень заболеваемости, в обычных условиях им болеют редко. По этим-то причинам белокровие чаще связывают с радиацией.

Но наиболее частыми формами рака, вызванного облучением, являются вовсе не лейкозы. Через 20–30 и особенно 40–45 лет после облучения у хибакуси учащались смертельные исходы от рака лёгких, молочной (у женщин) и щитовидной железы. Суммарное число этих исходов в три раза превысило число радиационных лейкозов. Учитывая большой скрытый период онкологических заболеваний, их называют отдалёнными эффектами; помимо радиационных раков, к отдалённым эффектам относят генетические повреждения, о них речь впереди.

В-седьмых, для возникновения отдалённых эффектов, в том числе раковых заболеваний, мощность дозы не так важна, как для лучевой болезни. Двести миллизиверт за час или столько же в течение года – почти не имеет значения. Клетки организма запоминают и накапливают повреждения, ведущие к раку.

«Всё это интересно, – могут сказать читатели. – Но что говорят факты? Какова реальная статистика по раковым заболеваниям, обусловленным радиацией?».

Да, такая статистика существует.

Хибакуси: общее число выживших после ядерной бомбардировки составило около 100000 человек. Дополнительная смертность от всех форм рака оказалась менее 500 человек, или 9 % по отношению к спонтанному уровню (рис. 6.3).

Рис. 6.3 Смертельные злокачественные опухоли у хибакуси, 1950–1990 гг. (графическая обработка данных [5–6])

Обратите внимание на огромные возможности для манипуляций. Захоти я вас попугать, просто сказал бы: «Смертность от лейкозов у облучённых японцев увеличилась вдвое, и это при невысокой средней дозе 200 мЗв». Так оно и есть: доля смертельных радиационных лейкозов составляет 51 %. Страшно? И зря. Сейчас я «забыл» подчеркнуть, что лейкоз – сравнительно редкая форма рака, и поэтому от радиационных лейкозов погибло только 89 хибакуси.