Средства индивидуальной защиты от ионизирующего излучения
Защита от ионизирующего излучения основывается на четырех принципах: количество, время, расстояние, экранирование.
Защита количеством обеспечивается минимальным использованием радиоактивных веществ и других источников ионизирующего излучения. Этот принцип имеет ограниченное применение из-за жестких требований большинства технологических процессов.
Защита временем обуславливается теми же закономерностями. Максимально сократив продолжительность работы с источником ионизирующего излучения, можно значительно уменьшить получаемую дозу.
Защита расстоянием основывается на том, что доза ионизирующего излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника излучения.
Большое значение, особенно при использовании закрытых источников излучения, имеет экранирование, в том числе с применением средств индивидуальной защиты (просвинцованные фартуки, перчатки, щитки и др.) [10, 13, 26].
ГЛАВА 1
Статистический анализ влияния инкорпорированных радионуклидов на иммунный статус у профессионалов
Исследование влияния малых доз радиоактивного излучения на здоровье человека продолжает оставаться актуальной задачей вследствие расширения площадей территорий загрязненных радионуклидами [15] . Увеличение количества лиц подвергающихся воздействию малых доз радиации вследствие техногенных факторов требуют исследования зависимостей типа “доза – эффект” в первую очередь именно на таком контингенте [20, 21].
При больших разовых дозах достаточно быстро возникают непосредственные, нестохастические эффекты облучения: острая лучевая болезнь, нарушения кроветворения и т.д. [9,17,23]. С увеличением дозы возрастает и степень проявления этих нарушений. Эффекты же обусловленные влиянием малых доз проявляются в отдаленные после облучения сроки.
Такие эффекты принято называть стохастическими, вероятностными [11]. Стохастическая связь “доза – эффект” означает: чем больше доза облучения, тем больше вероятность или риск появления данного эффекта у облученного человека. Уровень изученности подобных стохастических эффектов значительно ниже по ряду причин.
Во-первых, стохастические эффекты проявляют себя не сразу после облучения, а спустя длительный период. Кроме того, сами эффекты проявляются на фоне многочисленных других причин, мешающее действие которых необходимо элиминировать. Наконец сам вероятностный характер последствий излучений в малых дозах требует достаточно грамотного применения аппарата теории вероятностей и математической статистики.
Достаточно большой контингент подверженных хроническому воздействию малых доз в дополнение к этому подвергается и инкорпорированию радионуклидами. К такой категории в первую очередь относится персонал ядерных объектов и население территорий загрязненных радионуклидами.
В работе [18] показано, что у работников производственного объединения “Маяк” даже малая степень инкорпорированного плутония вызывает достоверные изменения состояния лимфоцитов крови. Был выполнен статистический анализ влияния уровня инкорпорирования радионуклидов на иммунный статус у работников Сибирского химического комбината (г.Северск).
Анализ данных проводился с использованием статистических пакетов SAS 6.04, STATISTICA 5.0 и SPSS 6.0. Выборка состояла из 219 лиц мужского пола и 109 лиц женского пола в возрасте от 23 до 62 лет. Средний возраст и стаж составляли соответственно 45 и 21 год.
Уровень инкорпорирования радионуклидов отдельным работником выражался показанием счетчика излучения человека (СИЧ) в нанокюри. Иммунный статус работника был представлен 17 основными иммунологическим показателями, в частности, такими как содержание лейкоцитов, лимфоцитов, фагоцитов, Т-лимфоцитов, Т-хелперов, Т-супрессоров, а также содержание иммуноглобулинов М, G и А и ряд других показателей.
Учитывали также такие клинические показатели, как аутоиммунный синдром, инфекционный синдром, аллергический синдром, кожно-аллергические проявления, микозы, вегетососудистая дистония, суставной синдром и ряд других хронических заболеваний. Общая доля пропущенных наблюдений составила не более 0,0005 .
В исследовании использовались следующие методы статистического анализа: дисперсионный, корреляционный, регрессионный, кластерный, дискриминантный и факторный, а также анализ таблиц сопряженности. Уровень доверительной вероятности был задан равным 95% , т.о. нулевые гипотезы отвергались в том случае, когда достигнутый уровень значимости Р используемого статистического критерия принимал значения менее 5% .
Исследуемая выборка группировалась по следующим показателям:
– по уровню инкорпорирования радионуклидов: 0-32 нКи; 32-60 нКи; 60 и более нКи;
– стажевые группы: до 5 лет; 5-10 лет; 10-20 лет; 20 и более лет;
– возрастные группы: до 40 лет; 40-50 лет; 50 и более лет;
– синдромальные группы: нет синдромов; 1-2 синдрома; 3 и более синдрома.
Сравнение мужской и женской групп работников показало достоверное различие по уровню инкорпорирования радионуклидов. Среднее значение показаний СИЧ составляло в мужской группе работников 26 нКи против 6,8 нКи в женской группе. Можно предположить, что такие различия были обусловлены профессиональными различиями этих групп.
Ранее большинство авторов исследований считали, что малые дозы радиации могут провоцировать в основном раковые заболевания и заболевания крови. Однако работы последних лет показали, что последствия малых доз излучения и инкорпорирования радионуклидов имеют более сложные клинические проявления.
Так в работе [18] отмечается: “Статистически значимое увеличение числа хромосомных аберраций в лимфоцитах обнаружено уже у тех работников, в чьем организме плутоний-239, по данным естественной экскрекции, не был обнаружен (уровень чувствительности метода).
С нарастанием количества депонированного радионуклида отмечено увеличение количества аберраций хромосомного типа как стабильных, как и нестабильных, включая дицентрики”. В свою очередь ряд авторов высказывает гипотезу о том, что генетические последствия малых доз облучения на клеточном уровне могут в дальнейшем приводить к разнообразным заболеваниям.
В работе [14] делается вывод о том, что “Длительный экологический прессинг на популяцию неизбежно приводит к деформации и области нормы в пространстве параметров, при этом малые воздействия (дозы) не всегда означают слабый эффект. … Радиация (и другие факторы среды обитания) комплексно воздействуют на живую систему, что требует комплексного (системного) анализа результатов воздействия. …
Через обратные связи осуществляется опосредованное влияние натрадиционно “нерадиационные” заболевания”. В этой же статье автор приводит данные анализа динамики заболеваемости на загрязненных радионуклидами территориях Тульской области, которые подтверждают его точку зрения.
Сравнение двух выборок из женской группы работников в возрастной группе более 50 лет, показало, что у лиц страдающих остеохондрозом, средний уровень активности излучения по СИЧ статистически значимо выше, чем в группе без остеохондроза: 19,17 против 5,6 нКи.
В работе [22] экспериментально было показано, что при попадании плутония внутрь организма животных ” … наибольшие дозы обнаруживаются в бедре и позвонках, и значительно меньше – в мягких тканях”. Это видимо и служит объяснением того факта, почему достоверные различия уровня показаний СИЧ были обнаружены и для больных остеохондрозом.
Аналогичные статистически значимые различия наблюдались в женской группе и для таких синдромов, как вегето-сосудистая дистония (во всех трех возрастных подгруппах) и кожно-аллергические проявления. Для мужчин наблюдались статистически значимые различия средних показаний СИЧ при сравнении групп больных и здоровых.
Так для возрастной группы 41-50 лет у мужчин с аутоиммунным синдромом средний уровень показаний СИЧ составлял 46,46 нКи против 22,8 нКи у здоровых (Р=0,003). У мужчин с возрастом более 50 лет средний уровень показаний СИЧ был равен 133 нКи для группы с аутоиммунным синдромом и 19 нКи у здоровых (Р=0,0003).
Подобные же статистически значимые различия наблюдались у мужчин для следующих синдромов: длительная субфебрильная температура, остеохондроз, кожно-аллергические проявления и инфекционный синдром. Аналогичные достоверные различия наблюдались не только в отдельных возрастных подгруппах, но и в отдельных стажевых подгруппах.
Однако наиболее сильно влияние уровня инкорпорирования радионуклидов на состояние здоровья работников проявилось при сравнении групп с разным количеством синдромов. Так для группы с 1-2 синдромами среднее значение показаний СИЧ составляло 15,4 нКи. Для группы с 3-4 синдромами – уже 30,8 нКи.
А для группы с 5 и более синдромами среднее значение показаний СИЧ достигало уже 108,7 нКи (Р = 0,0001 при сравнении всех трех групп). Подобная же динамика была характерна и для отдельных половых подгрупп. Отмечено, что для мужской группы достоверные различия активности излучения по СИЧ для различных синдромов наблюдались примерно в три раза чаще, нежели для женской группы.
Поведены исследования по взаимосвязи между наличием ряда синдромов и таким показателем, как скорость, интенсивность инкорпорирования радионуклидов. Данный показатель представлял собой отношение показаний СИЧ к стажу работника. Такое построение этого показателя опиралось на наличие положительной корреляции между стажем и уровнем показаний СИЧ, что позволяет говорить о доминирующей роли производственной деятельности в процессе инкорпорирования радионуклидов.
Для ряда синдромов наблюдались статистически значимые различия не только показаний СИЧ, но и интенсивности инкорпорирования. Так в мужской подгруппе у лиц, страдающих инфекционным синдромом среднее значение такой интенсивности равно 1,5 нКи/год стажа, а для здоровых лиц – 0,8 нКи/год стажа (Р=0,002).
Подобное же различие и для аутоиммунного синдрома: есть синдром – среднее значение равно 3,0 нКи/год стажа; нет синдрома – среднее значение равно 0,9 нКи/год стажа. У мужчин с длительной субфебрильной температурой среднее значение такой интенсивности равно 6,8 нКи/год стажа против 1,0 нКи/год стажа (Р=0,0001).
Сравнение мужских групп с разным количеством синдромов обнаруживает следующие статистически значимые различия в интенсивности инкорпорирования радионуклидов: нет синдромов – 0,87; 1-2 синдрома – 0,92; 3 и более синдромов – 1,84 нКи/год стажа. Для женских подгрупп обнаруживается аналогичная динамика: 0,53; 0,57 и 1,55 нКи/год стажа.
На наличие достаточно определенной взаимосвязи между уровнем инкорпорирования радионуклидов и системой иммунитета указывают и результаты кластерного и дискриминантного анализов. Так с помощью кластерного анализа, в котором были использованы только иммунологические показатели, были выявлены три кластера.
Эти три группы работников статистически значимо отличались по средним значениям иммунологических показателей. До начала кластерного анализа все показатели были предварительно стандартизованы к нулевому среднему и единичной дисперсии. Такое нормирование исключало эффект размерности разных по масштабу иммунологических показателей.
Качество кластеризации проверяли с помощью дискриминантного анализа. Процедура переклассификации с помощью полученных дискриминантных функций показала следующие результаты. В первый кластер были отнесены на основании значений иммунологических показателей все 100% наблюдений, во второй кластер – 71% и в третий кластер также все 100% наблюдений.
Такие результаты говорят о достаточно высокой локализованности первого и третьего кластеров. Для идентификации взаимосвязи выделенных кластеров и уровня инкорпорирования радионуклидов нами был выполнен анализ таблиц сопряженности. Для признаков “Группа по активности СИЧ” и “Номер кластера” этот анализ показал наличие достоверной связи при достигнутом уровне значимости равном 0,003.
Приведенные результаты статистического анализа позволяют положительно оценить предложения о целесообразности сплошного СИЧ-обследования жителей территорий загрязненных радионуклидами.
Выводы
1. Установлено статистически значимое увеличение средних значений активности излучения по СИЧ у групп работников СХК страдающих рядом синдромов, по сравнению с лицами, у которых данные синдромы отсутствуют.
2. Увеличение количества синдромов сопровождается статистически значимым увеличением средних значений активности излучения по СИЧ.
3. Для ряда синдромов наблюдается значимая взаимосвязь не только с активностью излучения по СИЧ, но и с отношением показаний СИЧ к стажу работы.
5. Наблюдаются статистически значимые корреляции между характеристиками иммунитета и активностью излучения по СИЧ.
ГЛАВА 2
Клинические аспекты действия малых доз ионизирующего излучения на человека
Нарушение здоровья тесно связано с ростом числа общесоматических заболеваний. Пусть здоровье – это состояние организма, которое можно охарактеризовать соответствующими уровнями физических и умственных способностей, а также возможностями приспособления к меняющимся условиям работы и жизни.
В этом случае в понятие «нарушение здоровья» входит снижение функциональных способностей организма. Для оценки нарушения здоровья, а вместе с этим и для прогноза роста заболеваний, применяют критерии изменения гематологических, биохимических и морфологических параметров организма, которые имеют количественные лабораторные оценки, и эти изменения могут быть результатом неблагоприятного воздействия факторов на различные физиологические системы.
Рассмотрим клинические проявления, которые возникают у практически здорового человека при действии малых доз ионизирующего излучения на примере медицинских и дозиметрических исследований заболеваемости ликвидаторов аварии на ЧАЭС по данным Российского государственного медико-дозиметрического регистра.
Таблица 2.
Показатели заболеваемости на 100 тыс. человек в 1993 году по основным классам болезней среди ликвидаторов различных дозовых групп и населения России в целом
Примечания:* – показатели, достоверно отличающиеся от соответствующих показателей в дозовой группе 0 – 5 сГр;** – те же различия с дозовой группой 5 – 20 сГр.
В таблице представлены показатели заболеваемости на 100 тыс. человек в 1993 г. по основным классам болезней среди ликвидаторов различных дозовых групп и населения России в целом. Из данных таблицы видно, что показатели заболеваемости среди ликвидаторов превышают таковые для населения России.
Рост заболеваемости (сумма заболеваний по классам болезней) по группам ликвидаторов составляет соответственно 20; 22,8 и 23,2 %. Эффективная доза Dэф
рассчитывалась из предположения, что ликвидаторы на ЧАЭС подвергались равномерному облучению в течение трех – шести месяцев.
Мы считаем, что столь высокий рост заболеваний объясняется тем, что уровень, полнота и качество диспансеризации ликвидаторов значительно отличаются от общероссийской практики. Поэтому группу, получившую дозу 0 – 5 сГр (Dэф
£ 2 сГр), мы принимаем в качестве контрольной группы сравнения.
Из данных таблицы следует, что во второй и третьей группе имеет место достоверный рост заболеваний примерно на 3 %. Этим группам с дозой облучения 20 – 35 сГр Dэф
соответствует 7 – 11 сГр, то есть у части лиц она несколько превышала условный порог (Dэф
=8 сГр).
Нарушение здоровья есть нестохастический эффект. При достижении пороговой дозы он выявляется у части лиц (до 5 %). На этом основании мы принимаем Dэф
=8 сГр за порог нарушения здоровья.Имеющиеся в литературе клинические данные об изменениях в основных регуляторных системах организма при действии ионизирующего излучения в дозах, не вызывающих острую или хроническую лучевую болезнь, указывают на то, что функциональные изменения деятельности основных физиологических систем чаще всего носят полисиндромный характер.
Это проявляется в первичных функциональных отклонениях на уровне многих физиологических систем организма, развитию донозологических состояний, переходящих с ростом дозы к клинической патологии. Как показывает анализ заболеваемости ликвидаторов аварии на ЧАЭС, при дозах более 5 сГр через четыре года имеет место достоверный рост заболеваний по следующим классам болезней: болезни нервной системы, психические расстройства, болезни крови и кроветворных органов, болезни органов пищеварения.
По другим классам болезней различия в показателях заболеваемости не выявлены.Рассмотрим данные о состоянии различных систем организма у лиц, подвергшихся облучению в малых дозах, и на этой основе попытаемся установить, к каким клиническим последствиям приводит облучение в установленных выше диапазонах дозы.
В структуре неврологической заболеваемости особое место занимает синдром вегетативной дистонии. Стойкие и выраженные нарушений вегетативной регуляции выявлены при дозе внешнего облучения выше 25 – 50 сГр. Психологические и психосоциальные скрининговые исследования больших контингентов пострадавших вследствие аварии на ЧАЭС выявили универсальную реакцию в виде повышения тревожности как устойчивой личностной черты, характерной для состояния стресса со всеми его тремя компонентами: соматическим, эмоционально-волевым, поведенческим.
При этом отмечается ускорение перехода психофизиологических расстройств в стойкие психосоматические у 30 % обследованных. Анализ клинических данных обследованных лиц с установленными дозовыми нагрузками показывает, что при облучении в диапазоне дозы от 5 – 15 сГр до 25 – 50 сГр психофизиологические и психологические изменения можно рассматривать как функциональный или рефлекторный ответ нервной системы в виде неспецифической ориентировочной реакции при восприятии облучения как раздражителя.
При больших дозовых нагрузках (от 60 до 100 – 200 сГр) физиологическая реакция трансформируется в реакцию повреждения. Наблюдаемую реакцию нервной системы на ионизирующее излучение можно оценить как дизрегуляторный синдром, который в свою очередь модифицирует клиническое течение ранее существовавшей патологии, способствует более торпидному ее течению и снижает в ряде случае эффективность терапии.
Гематологический мониторинг показывает, что признаки функциональной дезорганизации в системе гомеостаза и морфофункциональных свойств клеток крови выявляются при воздействии ионизирующего излучения в дозе порядка 5 – 30 сГр. Такого рода изменения по отношению к контрольной группе находятся в пределах физиологических колебаний и нормализуются в течение шести месяцев.
При исследовании периферической крови лиц, работавших в 30 км зоне ЧАЭС, в 11 % случаев выявлена преходящая и стойкая лейкопения при поглощенной дозе порядка 36 – 72 сГр. Изучение состояния здоровья этих лиц позволяет выделить их в группу риска развития гематологических заболеваний.
Изучение особенностей течения острой лучевой болезни пострадавших с относительно равномерным облучением показало, что при дозе около 1 Гр постлучевая динамика клеток крови выражена минимально. Острая лучевая болезнь (ОЛБ) первой степени тяжести (доза облучения 1 – 2 Гр) характеризовалась только клинико-лабораторными находками и умеренными астеническими последствиями.
Однако необходимо отметить, что при ретроспективном анализе гематологических показателей (по факту волнообразного снижения нейтрофилов и тромбоцитов) выявлена группа пострадавших с зарегистрированной дозой 50 – 75 сГр. Однако избыточная заболеваемость болезнями крови и кроветворных органов у профессионалов – ликвидаторов аварии на ЧАЭС не была выявлена.
Результаты многолетнего изучения иммунитета у населения Южного Урала, подвергшегося облучению в дозе 10 – 85 сГр (средние значения), указывают на изменения в иммунной системе. Через два – четыре года наблюдалось угнетение фагоцитарной активности нейтрофилов крови, снижение содержания лизоцима в слюне, незначительное нарушение продукции антител.
Через пять-шесть лет изменения показателей факторов естественного иммунитета были менее выраженными. Однако при функциональных нагрузочных пробах выявилось снижение резервной возможности иммунной системы, которое сохранялось в течение 20 лет.Сопоставляя лабораторные показатели и клинические проявления, можно применить разработанные дозовые критерии для оценки изменений интегрального показателя – нарушения здоровья, то есть для прогноза возникновения ряда общесоматических заболеваний при действии ионизирующего излучения в малых дозах.
На практике достаточно сложно определить порог вредного действия, так как трудно провести различия между физиологическими колебаниями, физиологическими процессами адаптации и патологическими процессами. Так наряду с клинико-эпидемиологическими данными, указывающими на рост общесоматических заболеваний при действии малых доз, имеют место исследования, по данным которых рост заболеваемости не был выявлен.
В частности, данные за 1979 – 1988 гг. о влиянии радиационного фактора риска на распространенность ишемических и геморрагических инсультов в зоне предприятий атомной промышленности и работников предприятия, которые подвергались воздействию внешнего гамма-облучения со средней суммарной дозой 62 – 81 сГр за 16,9 – 23,5 лет указывают, что эти показатели не превышают таковые по другим регионам страны.
По расчетным оценкам Dэф
для профессиональных работников составляла 9,5 – 11,5 сГр. Заболеваемость с временной утратой трудоспособности (ВУТ) при неврологических проявлениях остеохондроза не превышала таковую среди лиц контрольной группы других производств, не имеющих контактов с ионизирующим излучением.
Данные по персоналу атомных реакторов, облучавшемуся в большой дозе (годовая доза составляла 100 сГр и более, 266 сГр за 5 лет; частота заболеваемости хронической лучевой болезни 0,5 % в год), указывают на то, что после прекращения контакта с радиационным фактором показатели морфологического состава периферической крови восстанавливались до исходного уровня в течение 5 – 10 лет.
Анализируя данные, приведенные выше, можно предложить следующие дозовые критерии для ранжирования состояния организма по гематологическим, иммунологическим и биохимическим показателям. Уровень воздействия с эффективной дозой, равной 2 – 8 сГр, характеризуется изменениями, не указывающими на нарушение здоровья.
Можно считать, что вклад радиационного фактора в рост общесоматических заболеваний в данном диапазоне дозы практически не значим. Уровень воздействия с эффективной дозой, равной 8 – 30 сГр, характеризуется изменениями показателей перечисленных систем, которые значимо отличаются от контроля или от исходных значений, выявляются общепринятыми лабораторными методами исследования, но лежат в пределах физиологической нормы.
В этих условиях воздействия активно работают компенсаторные механизмы. При этом имеют место скрытые нарушения, выявляемые, в частности, при помощи функциональных и экстремальных нагрузок. Такой сдвиг может быть неблагоприятным. Таким образом, эффективная доза, равная 8 сГр, является пороговой, начиная с которой могут иметь место случаи, указывающие на нарушение здоровья.
При дополнительном воздействии других неблагоприятных факторов существует вероятность роста общесоматических заболеваний. Радиационный фактор выступает лишь как одно из условий этого роста. Уровень воздействия с эффективной дозой, равной 30 – 60 сГр, характеризуется изменениями в кроветворной, иммунной и нейроэндокринной системах, которые достоверно (р < < 0,05) отличаются от контроля, более стойко сохраняются и (или) выходят за пределы физиологических колебаний.
Перечисленные признаки характеризуют этот уровень как перенапряжение механизмов адаптации или недостаточность адаптации. Такой результат воздействия является по общепринятому мнению неприемлемым. Таким образом, эффективная доза, равная 30 сГр, является пороговой, начиная с которой радиационный фактор выступает как причина развития и роста общесоматических заболеваний.
Особый интерес представляет вопрос о длительной потере трудоспособности в результате общесоматических заболеваний при радиационном воздействии на человека. На основе предложенных данных можно сделать следующий вывод. Предположим, что длительная потеря трудоспособности может наступить только при возникновении устойчивой совокупности ряда симптомов – синдрома.
Из приведенных данных следует, что такая ситуация может возникнуть при эффективной дозе, превышающей 30 сГр. Отсюда следует, что при облучении (однократно и кратковременно) практически здорового трудоспособного человека ионизирующим излучением в дозе менее 30 сГр опасность длительной потери трудоспособности отсутствует. При хроническом воздействии в течение года такой вывод справедлив для дозы менее 1 Гр.
ГЛАВА 3
Воздействие различных видов излучения малых мощностей на человека
Радиация, электромагнитные поля СВЧ и КВЧ диапазонов, ультразвук и экраны дисплеев, имеющие широкий спектр излучений – все эти факторы широко представлены в нашей повседневной жизни. Это телевизоры, компьютеры, печи СВЧ, сотовые телефоны, различные ультразвуковые устройства и т.д., а также проживание вблизи линий высоковольтной передачи, теле – и ретрансляционных башен, объектов использующих радиационные материалы.
На протяжении последних почти двадцати лет небольшая группа сотрудников Института проблем управления РАН занимается созданием методов обработки медицинской информации. В частности созданием объективных методов диагностики и управления лечением ряда неврологических заболеваний.
Исследование физиологического и патологического тремора человека позволили разработать новый метод компьютерной обработки ЭМГ. Метод основан на спектрально-статистическом анализе кривых электрической активности мышц.
При проведение различных экспериментальных исследований параллельно с подопытной группой экспериментатор всегда использует контрольную группу. Обычно это субъекты, которые не несут в себе те или иные заболевания (если речь идет об исследованиях различных заболеваний) или не подвергаются тем или иным воздействиям в отличие от подопытной группы.
В качестве контрольной группы часто выступали сотрудники Института проблем управления РАН. Для многих из них накапливались данные на протяжении более десятка лет. Эти исследования показали, что усредненные спектры человека сохраняются неизменными на протяжении этого времени.
Эти спектры отражают физиологический тремор человека в норме. Усредненный спектр одного из испытуемых показан на рис.1. Предварительный анализ результатов обследования группы здоровых испытуемых (около 100 человек) позволил определить среднестатистические значения спектральных параметров нормы.
Проводя очередные экспериментальные исследования в сентябре 1986 с участием контрольной группы, состоящей из наших сотрудников, мы столкнулись с резким изменением их спектральных характеристик. Все, ранее стабильные на протяжении нескольких лет, показатели контрольной группы изменились. На рис.2 показано как изменился усредненный спектр одного из участников контрольной группы.
Поиски причин изменения ранее стабильных характеристик нормы привели к мысли о влиянии Чернобыльской катастрофы на жителей Москвы. Было решено провести исследования людей, непосредственно попавших в зону Чернобыльской аварии. Просмотр характеристик этой группы, позволил бы определить, реагирует ли ЦНС человека на радиационные воздействия малых доз.
В декабре 1986- январе 1987 года проведено обследование группы людей (34 человека), попавших в аварию на Чернобыльской АЭС и участвовавших в ее ликвидации в период апрель – август 1986 года. Исследования проводились на базе отделения радиационной неврологии Института биофизики МЗ СССР.
Больные находились на лечении в клинике. Среди них 21 человек с диагнозом острая лучевая болезнь (ОЛБ) различной степени тяжести. Остальные 13 человек подверглись облучению в дозах, не приведших к возникновению ОЛБ. Дозы, полученные этими людьми, варьировались от 15 до 800 рентген. Возраст обследованных от 17 до 55 лет.
Обследование и анализ результатов позволили получить признак реакции ЦНС человека на радиационное облучение. Выявленный признак не коррелировал со стадией заболевания или полученной дозой. Напротив, чаще он был выявлен у лиц, не имеющих диагноз лучевая болезнь.
Это можно объяснить, по сей видимости, тем, что люди, заболевшие лучевой болезнью, получили дозы, вызвавшие “глобальные изменения” в организме. Эти больные получали интенсивную терапию, перенесли несколько процедур переливания крови, все это могло “замазать” картину.
Выявление же признака у людей, которые находились на профилактическом осмотре, т.к. не получили повышенных доз радиации, и по клинике не считались пораженными, заставил обратить внимание на людей, профессионально связанных с радиационными воздействиями и получивших нормативные для этой отрасли дозы.
В эти группы входили работники различных цехов (реакторного, турбинного, электро-, химического и ремонтного, а также отдел охраны труда и радиационной безопасности) в возрасте от 22 до 55 лет и стажем работы на АЭС от 2 до 30 лет. Для определения длительности периода сохранения признаков реакции на радиационное воздействие у людей, получивших малые и средние дозы облучения, в 1990г. проводилось обследование участников ликвидации аварии на ЧАЭС.
Обследовано 24 мужчин в возрасте от 33 до 56 лет, получивших в период 1986 -1988 гг. дозы, не превышающие 30 рентген. Обследование проводилось в клинике кафедры военно-полевой терапии Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова (г.Санкт-Петербург). В контрольную группу людей, профессионально не связанных с радиационным фактором, вошли:
1.Курсанты Военно-медицинской академии им.С.М.Кирова -20 чел.;
2.Студенты и преподаватели Санкт-Петербургского технического университета- 24чел.;
3.Сотрудники Института проблем управления РАН г.Москва -20 чел
4.Рабочие завода по обработке цветных металлов г.Москва – 44 чел.
Для всех исследуемых групп людей, получивших различные дозы радиационного облучения непосредственно после облучения или через несколько лет после него, а также находящихся в зоне длительного влияния малых мощностей радиации, было получено статистически достоверное различие значения параметра, определяющего реакцию человека на радиационное воздействие, от значений этого параметра для групп людей профессионально не связанных с этим фактором.
На диаграмме ( рис.3) показано в % число людей, имеющих признак реакции ЦНС на радиационное воздействие во всех исследуемых группах. Все контрольные группы слиты в одну группу “норма”.
Наблюдение за контрольной группой “норма ИПУ”, изменивших свои характеристики в 1986 году, на протяжении 1987-1993 годов показало, что уже в 1987 году характеристики некоторых испытуемых стали смещаться в сторону нормализации. Отметим, что до 1986 года группа “норма” имела 4% людей с признаком, соответствующим реакции на воздействие.
На диаграмме (рис.4) показано как менялся % людей в группе “норма”, имеющих отклонения, по годам
Таким образом, обследование ликвидаторов аварии на ЧАЭС через 3-4 года после облучения и наблюдение за “нормой” на протяжении 7 лет показало, что признак реакции человека на воздействие малых доз радиации сохраняется не менее года. Характеристики нормализуются в течение 2-4 лет после воздействия.
Дисплей
Люди, работающие на персональных компьютерах (ПК), часто жалуются на головные боли, повышенную утомляемость и ухудшение зрения. Но влияние ПК характеризуется не только этими симптомами. Экран дисплея ПК является источником широкого спектра излучения малой интенсивности.
Экспериментальные исследования воздействия электромагнитных волн
СВЧ-диапазон.
В Исследованиях участвовала группа врачей-добровольцев, подвергавшихся специальному локальному облучению кистей рук электромагнитным полем СВЧ – диапазона (F=2450 МГц, W=50 мВт/см2
). Работа проводилась совместно с Институтом гигиены труда и профзаболевания.
Анализ полученных данных показал, что после первого сеанса у всех испытуемых изменился характер спектров ОЭМГ. Причем изменения произошли не только в спектрах ОЭМГ мышц рук (облучались кисти рук), но и в спектрах ОЭМГ мышц ног.
Этот эффект сохранялся после последующих сеансов без изменения, что говорит о том, что даже локальное облучение электромагнитным полем СВЧ-диапазона вызывает общую реакцию организма. Эти же испытуемые проходили параллельно подробное клиническое обследование.
Никаких клинических проявлений эти обследования не выявили.
Через год выявленные нами признаки сохранились у всех испытуемых, а через 2 года у одного испытуемого признаки нормализовались, т.е. вернулись к фоновому значению, а у остальных испытуемых наблюдалась тенденция к нормализации.
КВЧ-диапазон.
Исследования проводились совместно с Институтом высшей нервной деятельности (лабораторией электромагнитных воздействий) с участием 3 испытуемых, на которых осуществлялось воздействие и контрольной группы из 5 человек. Осуществлялось локальное воздействие на кисть руки электромагнитным полем ММ диапазона.
Для воздействия использовался специальный КВЧ – излучатель, применяемым для физиотерапевтических процедур в медицине. Длина волны излучения 5,6 мм, мощность излучателя 10мВт/см2
. Время воздействия 20 минут. Проводилось воздействие на правую руку (от 3 до 6 сеансов)
и спустя 3-5 месяцев на левую руку (также до 6 сеансов). До начала сеанса воздействия и после сеанса регистрировалась электрическая активность мышц испытуемых. Сеансы проводились с двух – трехдневными перерывами. Для контрольной группы в 5 экспериментах регистрировалась электрическая активность мышц.
Изменения в спектрах подопытной группы были зафиксированы после второго сеанса воздействия. Причем эти изменения вначале фиксировались на стороне, контрлатеральной воздействию.
Исследование, проведенное через год после второй серии экспериментов, показало нормализацию спектров, т.е. возврат к первоначальному фону.
В контрольной группе никаких закономерных изменений выявлено не было.
Таким образом, экспериментальное исследование реакции человека на воздействие электромагнитных полей КВЧ диапазона показало, что эта реакция наблюдается и первые ее признаки появляются на контрлатеральной стороне.
Ультразвук.
Воздействие ультразвука на организм человека исследовалось с участием врачей, работающих с ультразвуковой диагностической аппаратурой (15 человек). Стаж работы с УЗ аппаратурой у обследуемых лежал в диапазоне от 1 до 10 лет.
У всех обследуемых были выявлены изменения спектрально – статистических характеристик по сравнению с нормой. При этом многие испытуемые жаловались на частые головные боли, усталость, вялость. Клинические исследование данной группы не показали каких-либо характерных изменений
.
ВЫВОДЫ
Приведенные примеры, отвечают на вопрос, поставленный в заглавии. Центральная нервная система человека является тонко реагирующим датчиком на различные внешние воздействия. Эта система управляет не только мышцами человека, но и другими органами. Можно сделать предположение, что если ЦНС меняет свое состояние (под воздействием какого-либо фактора), то это может найти свое отражение и в нарушении работы любого органа.
Если предположить, что выявленный нами признак реакции человека на воздействия различных физических факторов есть показатель изменений ЦНС, то это может найти свое отражение и в различного рода вегетативных нарушениях. В [25] показано, что Чернобыльская катастрофа привела к тенденции роста заболеваемости по всем основным классам болезни населения, проживающего на загрязненных территориях.
Разработанный метод компьютерной обработки сигналов электрической активности мышц может использоваться для:
· определения реакции индивидуума на рассматриваемые в работе физические факторы воздействия;
· мониторинга состояния населения, живущего в экологически неблагоприятных районах, а также людей профессионально связанных с различными ионизирующими и неионизирующими воздействиями.
Ранее выявление реакции позволит своевременно принять профилактические меры для уменьшения риска заболевания.
ГЛАВА 4
Течение и исходы беременности у женщин, пострадавших вследствие аварии на Чернобыльской АЭС
Особую тревогу вызывает здоровье беременных женщин и их потомства, от которого зависит будущее нации.
На пострадавших территориях Украины, где плотность радиоактивного загрязнения по 137
Cs составила от 5 до 40 Ku/км2
, возникли условия длительного воздействия малых доз ионизирующего излучения, влияние которого на организм беременной и плода до Чернобыльской катастрофы фактически не изучалось.
С первых дней аварии велось тщательное наблюдение за состоянием здоровья беременных женщин и их новорожденных из пострадавших районов. На первом этапе это были 533 беременные, эвакуированные из тридцатикилометровой зоны, в последующем – более 20 тыс. беременных женщин, постоянно проживающих в радиационно загрязненных районах Киевской (Иванков, Полесье), Житомирской (Овруч, Народичи) и Черниговской (Репки, Козелец, Черниговский район) областей.
Прежде всего, следует отметить значительное снижение числа родов по каждому из контролируемых районов по сравнению с доаварийным периодом (рис. 5). Преимущественное снижение числа родов отмечалось в 1987 г., причем в Полесском районе на 40,4%, Народичском – на 33,1%, Козелецком – на
30%. Это объясняется не только миграцией из них детородной части населения в то время, но и психологическим воздействием, приводящим к состоянию хронического стресса, недостаточной информированностью о радиационной обстановке и ее влиянии на организм человека, боязнью за здоровье будущего ребенка.
В течение первых 1,5 лет после аварии нами не было отмечено увеличения частоты осложнений беременности и родов, перинатальной смертности, регистрируемых аномалий развития, соматической заболеваемости беременных и заболеваемости новорожденных. Но со второй половины 1988 г. начался существенный рост таких осложнений беременности, как поздние гестозы, угроза прерывания, преждевременные роды, и к 1995 году частота их в 2–3 раза превысила доаварийный уровень (рис. 6).
Это может быть связано с влиянием не только прямых последствий аварии, но и ряда других факторов, в том числе изменением условий быта, уклада жизни, нарушением характера питания, особенно в тех населенных пунктах пострадавших районов, где запрещено употребление местных продуктов.
Обращает на себя внимание и резкое (с 18,6 до 62%) увеличение за этот период частоты осложненных родов в пострадавших районах .
Особое беспокойство вызывает стойкая тенденция роста частоты маточных кровотечений, отмеченная в некоторых районах (Народичи, Полесье, Овруч) уже в первый год после аварии (рис. 7). Проведенные исследования концентрации гормонов фето-плацентарного комплекса выявили сдвиги, предрасполагающие к развитию геморрагических осложнений.
Однако, это не единственный фактор. У данного контингента беременных обнаружены также значительные изменения во всех звеньях системы гемостаза, свидетельствующие о гиперкоагуляционной фазе хронического диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови.
За годы после аварии существенно вырос и уровень соматической заболеваемости беременных. Резко возросла частота железодефицитных анемий и к 1996 г. достигла почти десятикратного уровня по сравнению с доаварийным периодом (рис. 8).
Следует отметить, что рост частоты анемии беременных в последние годы характерен для всех областей Украины, однако темпы этого роста на контролируемых территориях значительно превышают средние по стране. Похоже, что это становится одной из основных проблем в пострадавших районах, поскольку анемия является важной причиной нарушений состояния плода и новорожденного, создает фон для развития акушерской и экстрагенитальной патологии.
Увеличилась заболеваемость острыми респираторными заболеваниями.
Произошло также закономерное и весьма существенное (в 2,5–3 раза) увеличение частоты пиелонефрита во время беременности, что, как и рост респираторных инфекций, может быть связано с угнетением системы иммунитета, особенно у женщин, проживающих во второй зоне радиационного контроля.
Исследование микробиоценоза в системе мать–плод выявило еще один фактор, способствующий внутриутробному инфицированию и свидетельствующий о нарушении защитно-приспособительных механизмов,– у каждой четвертой женщины, проживающей во второй зоне (уровень загрязнения почвы от 15 до 40 Кu/км2
), в родовых путях были выделены условнопатогенные бактерии семейства энтеробактерий.
Видовой состав микроорганизмов, выделенных из крови сосудов пуповины, плаценты и околоплодных вод, был идентичен микрофлоре новорожденных и родовых путей матери. Это свидетельствует именно о внутриутробном, а не контаминационном (происходящем во время родового акта) инфицировании новорожденного.
Существенное значение в повышении уровня заболеваемости населения на контролируемых территориях имеют психологические или т.н. “стрессогенные” факторы. Их роль повышается во время беременности, когда женщина испытывает дополнительные психологические нагрузки и нередко находится в состоянии хронического психо-эмоционального стресса.
На этом фоне резко увеличилось число женщин с различными типами нейроциркуляторной астении, причем прогрессирующей во время беременности, принимающей в ряде случаев неблагоприятное течение с вегето-висцеральными кризами.
В пострадавших районах существенно нарушается состояние плода. В 35% случаев отмечается отставание темпов роста основных показателей биофизического профиля, что указывает на формирование синдрома задержки внутриутробного развития плода (гипотрофия). Это в 3 раза больше, чем в условно чистых (неконтролируемых) областях!
Гипоксия плода в контролируемых районах также наблюдается в 2–3 раза чаще (в среднем 15,3 против 6,7%)., причем существует прямая зависимость частоты гипотрофии и гипоксического синдрома от степени загрязненности зоны по цезию.
Существенные нарушения обнаруживаются в плаценте, многообразные функции которой во многом определяют течение гестационного процесса и состояние плода. У 47,7% женщин при ультразвуковой плацентографии обнаружено преждевременное старение плаценты (очаги кальциноза, уменьшение ее размеров, структурные нарушения и др.), наступающее уже в 30–32 недели беременности.
Новорожденные дети, родившиеся у женщин, пострадавших в результате аварии, являются предметом особой тревоги и внимания. К сожалению, различные отклонения в состоянии здоровья у них наблюдаются в три раза чаще, чем в условно чистых регионах. Так, в зонах с уровнем загрязненности от 15 до 40 Ku/км2
, более чем в 45% случаев наблюдаются различные нарушения процесса ранней неонатальной адаптации (неврологические расстройства, отечный, желтушный, геморрагический синдромы, нарушение становления дыхания, большая потеря массы тела и медленное ее восстановление).
В структуре заболеваемости новорожденных ведущее место занимают асфиксия(ее удельный вес вырос в 2,0 раза), синдром дыхательных расстройств(в 2,8 раза), что вполне объяснимо при наличии у беременных высокой частоты акушерских осложнений.
На контролируемых территориях участились случаи рождения очень маловесных и крупновесных детей. Последнее, вероятнее всего, объясняется неправильным характером питания с преобладанием углеводных продуктов. О некоторых причинах первого (анемия, снижение стрессоустойчивости, плацентарная недостаточность) уже сказано выше.
В наиболее неблагоприятных по радиоактивному загрязнению районах (Народичи, Полесье, Иванков) в последние годы наметилась некоторая тенденция к повышению частоты врожденных пороков развития. Вероятность их возникновения в результате аварии на ЧАЭС была высказана учеными сразу после расшифровки спектра радионуклидного выброса.
Однако тщательная экспертная оценка каждого случая врожденного порока развития при значительном снижении числа родов по всем контролируемым регионам не дает пока оснований говорить о возможном нарушении наследственного аппарата. Но не позволяет и успокаиваться, поскольку, если даже естественный фон радиации вызывает за год определенное число мутаций, то любое повышение этого фона неизбежно отразится на темпе возникновения таких мутаций.
Значимость медико-генетических аспектов проблемы Чернобыля очевидна. Поэтому необходим генетический мониторинг беременных, проживающих на радиационно загрязненных территориях и испытывающих ежедневно воздействие ионизирующего излучения в дозах, превышающих естественный фон.
Смертность новорожденных от врожденных аномалий развития за эти годы не увеличилась. Перинатальная смертность (рис. 9) при некоторой стабильности в среднем по контролируемым территориям, остается высокой в районах Житомирской области, Иванковском и Полесском районах Киевской области (17,7, 27,0, 16,6%).
Результаты динамического наблюдения за состоянием здоровья беременных и новорожденных, а также результаты специальных исследований свидетельствуют, что в генезе акушерских и перинатальных осложнений большое значение имеют нарушения морфо-функциональных особенностей фето-плацентарного комплекса, значительные изменения иммунитета, гормонального баланса и метаболические расстройства.
Обнаружены характерные особенности иммунологического статуса, свидетельствующие об угнетении Т-клеточного иммунитета, снижении пролиферативной активности лейкоцитов и повышении активности лимфоцитов-супрессоров, угнетении гуморального иммунитета. Это ведет к тому, что в условиях пролонгированного влияния малых доз радиации существенным образом снижается антивирусная и противоопухолевая защита организма. В наибольшей мере страдает фагоцитарная активность.
При беременности, развивающейся на таком фоне, эти расстройства либо сохраняются либо усугубляются, приводя к угнетению или напряжению отдельных звеньев защитной системы организма, что может явиться одной из причин развития инфекционной патологии. Это определяет необходимость проведения неспецифической и иммунокорригирующей терапии во время беременности, в родах и в послеродовом периоде.
При изучении показателей системы иммунитета новорожденных выделена группа риска по развитию аутоиммунной патологии, причем численность этой группы продолжает увеличиваться. Наличие у новорожденных антител к наследственному материалу свидетельствует о нарушении иммунологической толерантности и может быть признаком развития в будущем аутоиммунной патологии, что требует самого пристального внимания и дальнейшего изучения.
Уже в первый год после аварии в Институте педиатрии, акушерства и гинекологии АМН Украины начали заниматься изучением функционального и гистоморфологического состояния фето-плацентарного комплекса, когда на фоне динамического определения в процессе беременности концентрации гормонов фето-плацентарной системы выборочно проводилась гистоморфология ткани плаценты.
Интересно отметить, что скрининговые и более детальные обследования беременных женщин и их новорожденных в тот первый послеаварийный период не выявили каких-либо значительных отклонений в состоянии их здоровья. Однако в ткани плаценты уже тогда были обнаружены некоторые структурные изменения, а к концу 1989 – началу 1990 г. нами выявлены клинические и гормональные признаки формирования фето-плацентарной недостаточности в виде гормонального дисбаланса в системе эстрогены/прогестерон.
Если в первой половине беременности наблюдается лишь некоторое напряжение функции фето-плацентарного комплекса, то во второй – имеется снижение эстрадиола и плацентарного лактогена, что свидетельствует о явном угнетении его функции и может быть причиной осложнений беременности и родов, задержки внутриутробного развития и других нарушений состояния плода.
Помимо нарушений гормональной функции фето-плацентарного комплекса, выявлены изменения, которые характеризовались как проявление плацентарной недостаточности в виде острого расстройства кровообращения (мелкие кровоизлияния на поверхности децидуальной оболочки, а также в межворсинчатом пространстве).
Структурные изменения плаценты, недостаточность ее васкуляризации, отсутствие тесного контакта между плодовыми и материнскими сосудами, дистрофические изменения и нарушение кровообращения, условий газообмена, питания усугубляют эффект непосредственного действия радиации на развитие плода и новорожденного, что отрицательно сказывается на сохранении генофонда Украины.
Установлено, что в плаценте женщин, проживающих в зонах радиационного контроля, имеется существенное накопление радионуклидов 90
Sr, 137
Cs, 134
Cs, 40
К, причем отражающееся на общей массе плаценты. Отмечены значительные колебания удельной активности этих изотопов у беременных из одного и того же региона.
С учетом выявленных сдвигов в фето-плацентарной системе и системах антиоксидантной защиты, иммунитета, гемостаза, нейро-гуморальной регуляции гестационного процесса разработан специальный комплекс лечебно-профилактических мероприятий для беременных, проживающих в зонах радиоактивного загрязнения.
Результаты использования данного комплекса свидетельствуют о его эффективности.
Таким образом, 11-летние наблюдения свидетельствуют о значительных отклонениях в течение процесса беременности, родов, состоянии плода и новорожденного у женщин, постоянно проживающих на контролируемых территориях. Очевидна необходимость дальнейшего изучения особенностей влияния малых доз ионизирующего излучения на организм женщины репродуктивного возраста как вне, так и во время беременности.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рис. 1.
Усредненный спектр одного из испытуемых
Рис. 2.
Изменение усредненного спектра одного из участников контрольной группы
Рис.3.
Число людей (%), имеющих признак реакции ЦНС на радиационное воздействие во всех исследуемых группах
Рис.4.
Изменение % людей в группе “норма”, имеющих отклонения, по годам
Рис. 5. Динамика количества родов на контролируемых территориях
Рис. 6.
Частота гестозову беременных в контролируемых районах
Рис. 7.
Частота маточных кровотечений в родах у женщин контролируемых районах
Рис. 8.
Заболеваемость беременных в контролируемых районах.
Рис. 9.
Перинатальная смертность в контролируемых районах
