Владимир Зайнуллин, профессор, доктор
биологических наук, заведующий лабораторией радиационной генетики КНЦ УрО РАН,
заведующий кафедрой экологии СыктГУ
Радиация: полезный друг или невидимый враг?
Лекция была прочитана 20 апреля в СыктГУ.
Сегодня мы будем говорить о том, что здесь
написано. Радиация – полезный друг или, все-таки, невидимый враг. Почему?
Почему вы вообще ставите так вопрос? Почему радиация всегда рассматривается
нами с двух сторон: положительная и отрицательная?
Ну, первое, что я хотел бы отметить и сказать,
чтобы сразу мы проговорили тему сегодняшней лекции, я все-таки биолог. И
поэтому я буду больше обращать внимание, конечно, на биологическую составляющую
слова «радиация». Так вот, радиация, она всегда с нами, то есть именно
благодаря радиации мы и произошли. Когда-то очень-очень давно радиация помогла
из неорганики сделать органику. Дальше эта органика перешла в коацерватные
капельки. Дальше – это какой-то пра-пра-пра наш предок. И 150-200 тысяч лет
назад появился человек. Без радиации это невозможно было бы сделать. Это первый
тезис, и ясно, что этот тезис весьма-весьма положительный.
Далее в своей лекции я постараюсь показать, что
радиация не только положительна в прямом понимании этого слова, но имеет и
некоторые отрицательные моменты. И тоже можно понять почему. То есть мы, когда
сталкиваемся с чем-то неведомым, мы всегда стараемся себя как-то обезопасить,
отойти, спрятаться, укрыться. От радиации это невозможно по одной простой
причине – она нас с вами окружает всегда. Она проникает во все наши клеточки. И
она как раз действует, делает то, что иногда просто нежелательно получать. То
есть это провокация определенных патологических состояний, и, в то же время,
это стимулирование нормальных физиологических реакций. То есть настолько нормальных,
что иногда дама, которая не может иметь детей, становится плодовитой, то есть
фертильной. Иногда мужчина, который достаточно фертилен, после облучения, прошу
прощения, становится полуфертилен, то есть фертильность его понижается. И
плюсы, и минусы. Проблема лишь в одном, проблема лишь в дозах.
Дозы – это некая мера единицы энергии. Радиация
– это, все-таки, энергия, это электромагнитное излучение, это кванты энергии,
что угодно. И вот эта энергия, она складывается, скажем, из разных источников.
Прежде всего – это космогенное излучение. То есть Солнце, то же самое Солнце
является очень активным источником, то есть вот оно, да, радиации. Ну,
солнечная радиация, мы с вами хорошо знаем, без нее нам ну просто не жить на
Земле, солнечная радиация – это те же самые зеленые растения. Но солнечная
радиация, вернее то, что это Солнце излучает – это еще и ионизирующая радиации
с очень большой энергией. Энергией порядка 10 в 24-й МВ, это намного, то есть в
3-4 раза больше, чем мы можем получить на Земле. То есть это крайне,
достаточно, скажем так, высокоэнергетический компонент. А вот рядышком – это
то, из чего мы получаем дозу. Это внешнее и внутреннее облучение.
Дело в том, что когда мы с вами ходим по улице,
мы облучаемся. Когда мы забираемся куда-то, в не очень хорошее место, там, где,
скажем, радиоактивное загрязнение несколько выше фона, даже фоновые ниши, мы
что-то вдыхаем, мы что-то поглощаем. Вот это что-то дальше попадает в наши
клеточки и обуславливает облучение внутреннее, то есть компоненты внутреннего
облучения. Как правило, внутреннее облучение имеет куда большее значение для
нас с вами, нежели внешнее облучение. И вот на этой картинке вы можете, если
увидите посмотреть, вот, что составляет, какую долю составляют разные типы
облучения, наши с вами. И вот что видим, видите – атомная энергетика, которую
сегодня все, кому не лень, ругают, все, кому не лень, стараются отказаться от
нее, она всего составляет 0,03% от всех источников излучения. Даже когда вы
летаете на самолете, вон видите, - 0,1%, то есть в три раза больше. А если вы
еще надумаете перелететь из Камчатки куда-нибудь в Калининград, ну считайте,
что вы побывали почти в реакторе, почти. Ну, это не значит, что почти, в
нормальном действующем реакторе. Ну, это те позитивные моменты, которые надо
просто знать, хотя бы для того, чтобы не бояться ту же самую радиацию.
Я уже вам сказал, что есть внутреннее излучение,
вот его стоит, конечно, избегать. Внешнее излучение. Когда мы с вами идем на
флюорографию или еще куда-то, - это внешнее излучение. Биологическая
эффективность внешнего облучения, внешнего излучения, намного ниже, чем
внутреннего излучения. Потому что внешнее излучение – это источник находится
где-то вне вас. Вообще, все виды излучения – это альфа, бета, гамма.
Альфа-излучение самое, скажем так, макро, то есть высокоэнергетическое – вы
можете закрыться кусочком бумажки. Бета-излучение. Ну, на расстоянии, скажем,
полтора-два метра вы уже не будете знать о том, что где-то есть мощный
излучатель, типа Стронция-90. Ну а гамма-излучение, здесь уже нужно
закрываться, конечно, как можно дальше и как можно дальше бежать от этого
источника. Поэтому больше я буду говорить, конечно, о гамма-источниках.
Ну, для того, чтобы немножко вас, скажем,
просветить, вот здесь небольшая табличка. Это основные радиологические величины
и единицы. Ну, сегодня мы буквально каждый день слышим: зиверты, греи, кюри,
беккерели. Это все единицы измерения радиоактивности. Для нас более важны – это
зиверты, греи, ну и кто-то, может еще быть, знает такую дозу излучения, как
рентген. Один рентген, прошу прощения, один грей и один зиверт – это 100
рентген. Ну, так как-то удобнее. Ну, все наши ДП-5, армейские дозиметры, они
настроены на рентгены, и мне тоже где-то как-то более удобно говорить рентгены.
Большая часть радиобиологов, радиологов, они больше, скажем, воспринимают эту внесистемную
единицу – рентген. Потому что, сами посудите, ну кто будет говорить, что он получил
дозу 2,58 на 10ˉ⁴ кулон/кг, да еще и
временную позицию туда поставить, то есть, чтоб мощность, либо экспозицию. Ну,
слишком долго. И поэтому говорят: один грей.
Что же нас больше всего, скажем так, привлекает
или какой радионуклид нас больше всего привлекает из космогенов? Это бериллий.
Вот он гамма-источник. Но для нас он абсолютно несущественен, либо незначим,
потому что доля его очень и очень невелика. Все остальные – это вот
бета-источники, они практически все утилизируются органикой. Либо в деревьях,
либо в почве, ну где-то там. Гамма – это как раз тот фон, который, в основном…
То есть вот этот бериллий седьмой, - это тот источник, тот изотоп, который, в
основном, определяет внешний космогенный гамма-фон. Здесь же, вот на следующей
таблице, видно – не видно – не знаю, ну, скажем, представлены уже несколько
другие радионуклиды или радиоизотопы, которые есть в почве. То есть вы пойдете
куда-то в поле – вы обязательно столкнетесь вот с этими источниками. А если вы
ходите еще где-то в горах, то есть активность этих источников, этих изотопов
может быть выше. А если вы попадете, например, на речку Щугор, где когда-то
намывали золото, то есть эта концентрация урана, тория, то есть всех, скажем
так, естественных радионуклидов. Но нас здесь больше интересует тоже вот три
нуклида, это радон, это торий и уран. Радон – 222, торий – 232 и уран – 238.
Это то, что есть в почве. Из всех этих радионуклидов более для нас, так скажем,
неприятен, радон. Где-то это 40% нашего с вами внутреннего облучения за счет
радона.
Вот если опять же вспомнить, либо сопоставить
наше, так скажем, чуть не сказал советское, ну российское общежитие и те места,
где… те места, которые находятся за пределами нашей границы. Ну, у нас садики
детские обычно и на первом этаже, и в подвальных этажах. Ну, где-то за границей
на первом этаже никто не будет размещать детский садик по одной простой причине
– это намного ближе к почве. И эманация, так скажем, радона, то есть выход его
из почвы, приводит к тому, что в помещениях концентрация радона намного выше,
чем за пределами. Есть очень прекрасный способ защититься от этого радона –
просто очень часто проветривать помещение. Радон просто – это летучий газ. Ну,
это альфа-источник, и практически где-то 80% причин индукции опухолей легочной
системы вот как раз связывают с этим радоном. То есть не очень хороший
компонент и, к сожалению, особенно в Коми, особенно в некоторых регионах нашей
республики вот концентрация этого радона, это там, где мы имеем радиевые, радий
содержащие породы, концентрация радона намного выше чем, ну, к примеру, чем в
Сыктывкаре.
***
Итак, мы с вами немножко познакомились с дозами,
со шкалами, теперь что же нас, скажем, больше всего интересует? Какие дозы? Ну,
вот это градиент доз, с которым когда-то сталкивался, либо сталкивается
человек. Вот то, что выше, вот красная стрелочка – это лучевая болезнь. Это в
случае аварий, катастроф, в Чернобыле это было. Были и смерть под лучом – самая
верхняя, скажем, пояснительная записка. Были и так называемые формы лучевой
болезни связанные с заболеваниями пищеварительного тракта, с патологиями
костного мозга, ну то есть разные. Ну и, конечно, соматические всякого рода
нарушения. Но острая лучевая болезнь – это очень редкие случаи. Это надо просто
умудриться, чтобы получить ту дозу, которая вызывает, либо приводит к острой
лучевой болезни. Ну, за исключением, конечно, каких-то аварийных ситуаций. Либо
уже специально. Нас же больше интересует, и мы с этими дозами больше
сталкиваемся, те дозы, которые возникают при радиационных авариях. Потому что,
в отличие от других аварий техногенного происхождения, радиационные аварии не
имеют как таковых границ. Вот в чем опасность радиационных аварий. Одно дело,
когда мы имеем техногенную аварию на каком-то конкретном предприятии,
связанном, например, с нефтью, помните 1994 год, Усинск. Ну, нефть разлилась в
очень больших количествах, но она касается только определенной территории Республики
Коми и определенной реки Колва, значит, ну и туда, куда она впадает, - это Уса.
Здесь же несколько по-другому.
Вот следующий слайд. Может, кто-то знает, может,
кто-то и не знает, - это те очень большие техногенные аварии, связанные с радиационными,
с предприятиями ядерно-топливного цикла. Ну, самая первая, о которой всегда
молчат – это 1950 – 57-й года. Ну, это стало известно всем буквально лет 10
назад о том, что там были очень большие аварии. Мы не будем сейчас этого
рассматривать, ну потому что и времени нет. Ну, это речка Теча, это первые
места, где мы нарабатывали, так я скажу, оружейный плутоний. Ну, что-то
связанное с этим. Следующее – ну это все рядом, Теча и Кыштым – это те аварии,
которые прошли в диапазоне буквально 5-7 лет. Ну, они дымились, но выбросы были
очень мощные. То есть здесь 2,7 млн кюри, здесь 2,5 млн кюри – это очень
большие загрязнения. Дальше авария при Май-Айленд, это значит в Штатах, ее
иногда сопоставляют с аварией в Хиросиме, прошу прощения, в Фукусиме. Почему?
Потому что в сравнении с чернобыльской аварией – это уже достаточно
незначительная авария. И американцы ее утилизировали, то есть закрыли эту
аварию в течение где-то трех лет. Они просто взяли и растащили весь этот
реактор. И забыли, что там когда-то была атомная станция, прошу прощения,
реактор. То есть они его просто убрали, и проблема исчезла, как таковая. В 1984
году была авария – это Бхапал, взрыв. Но там проблема другая. Там просто
взорвался химический завод. И на свободу вылетело, было выброшено очень большое
число, количество ядовитых газов. Ну и, наконец, Чернобыль и, наконец,
Фукусима. То есть я не буду тоже говорить о технических характеристиках
реактора в Фукусиме и в Чернобыле. Но я хотел бы сказать следующее. Вот,
Бхапал, авария на химическом заводе. Вот, внизу, значит, сколько сразу погибло
– 3 тысячи, 23 тысячи скончались в течение одного года, 20 тысяч ослепли
полностью и почти 200 тысяч – паралич, ну, разной степени, вплоть до полного
обездвиживания.
А вот Чернобыль. Сразу же буквально погибли 29,
говорят, пожарники. Из них пять – это, сразу скажу, люди, которые работали, это
диспетчера в шестой смене как раз на этом четвертом блоке. Теперь – пострадали
или пострадают потом: 112 тысяч эвакуировано, около 600 тысяч были заняты
ликвидацией последствий. Здесь я могу сказать, что, к сожалению, наша политика,
которая была в 86 году… В Чернобыле я оказался 20 июня 86 года, выехал оттуда 9
октября 1986 года, ездил туда каждый год до 1992 года, пока на Украине, или в
Украине, как сейчас правильно говорят, не решили брать с москалей деньги за
поездку в зону аварии на Чернобыльской АЭС. Ну, ездить туда и еще платить
деньги как-то уже считается не очень хорошим тоном. Это моветон. Что б я хотел
сказать. Вот эта не понятная мне величина – 600 тысяч – это, к сожалению, до
августа солдаты-срочники, ну а где-то июль-август – это уже пошли, как мы
говорим, партизаны. Это те, которые на сборы, был критерий отбора, то есть
молодой человек, возраст – 30-35 лет, не менее двух детей. Но 600 тысяч мужчин
достаточно хорошего возраста. Я не буду сейчас говорить, сколько осталось. По
одним данным где-то около 250-ти тысяч из них уже погибло, по другим данным
всего 48 человек. Но вещь примерно такая здесь, то есть не будем говорить о
статистике. Я знаю, что есть регистр, это в Обнинске, где очень внимательно
следят за состоянием здоровья ликвидаторов. Вот я тоже ликвидатор, я тоже
прохожу каждый год здоровье, значит, оценку своего состояния здоровья. Ну, пока
еще, скажем, не страдаю какими-то острыми болячками. Ну, дай Бог, еще дальше
это будет. Но вещь такая. Согласно данным официальным нашего миздрава,
ликвидаторы живут несколько дольше и болеют несколько меньше. Могу сразу
сказать, что хибакуся – это те, кто подверглись атомной бомбардировке, они тоже
живут, жили или живут дольше и болеют намного меньше. Причина очень простая –
более внимательное отношение системы минздрава. Больше пока ничего. И уже,
значит, многие оправдывают именно этим.
Хотя тоже продемонстрирую некоторые слайды,
которые говорят, что радиация полезна. Теперь это ВУРС – это восточно-уральский
след это вот как раз Кыштым-Течи, это вот до сих пор там такие картинки – это
старые брошенные заводы. Это, я прошу прощения, сразу говорю, это не мои
картинки, это картинки из интернета. Это Чернобыль. Ну хоть, скажем, в 1986
году мне довелось летать на вертолете в том числе около реактора, но тогда было
запрещено фотографировать, кроме фотожурналистов. Все остальные не имели права
фотографировать. Ну а это вот Фукусима, это сейчас каждый может вытащить нужную
ему картинку и увидеть, что вот здесь есть некоторые цифры. Мы можем говорить
опять что угодно, но две недели назад, например, Фукусима имела рейтинговую
оценку – шестерку. Чернобыль – семерку. То есть авария на Фукусиме была
несколько ниже, чем чернобыльская авария. Где-то через неделю эти оценки
сравнялись. Здесь не очень хороший слайд. К чему привел, скажем, Чернобыль. Это
очень большое число техники, которая использовалась в ликвидации последствий.
Вот таких было пять хранилищ, пять отстойников. Это здесь автомобили, была
отдельно военная техника, была авиационная техника – вертолеты, они стояли.
Через три года этих отстойников не стало. Всех их переплавили в металл. Где
этот металл? Ну, пока неизвестно.
Теперь хроника чернобыльской зоны. Здесь тоже
некоторые уже наши фотографии. Это 1986 год – деревья начали сбрасывать листву.
Ну, здесь, правда, больше осень, но летом это были просто голенькие деревья.
1987 год – это вот один и тот же ракурс. Это песок, это июль месяц. Это вот
песок, а это реактор, который вот уже свинцовый, освинцованный саркофаг. 1988-й
год – начало очень буйно все расти. Ну а здесь, скажем, эта картинка, она
просто ради интереса. Скажем, корову я видел, теленка, прошу прощения,
хорошего. Кошку – нет. Но эта картинка из интернета. А это моя картинка, это
уже в Москве мы делали. Это проросший мутант из семян ели. То есть, видите,
чистота мутантов, то есть белая елка и белая ель – это очень редкое событие,
как правило, такие проростки не получаются. То есть это снимок, сделанный в ленинских
горках.
***
Теперь немножко теории. То есть вообще, скажем,
каждая наука или каждое направление в науке, оно имеет свои какие-то научные
обоснования, научные, скажем, положения. Вот здесь экология, я все-таки помню,
что я заведующий кафедрой экологии, поэтому здесь привожу правило Либиха,
которое в современной трактовке, в старой трактовке все есть яд, разница,
лекарство – лишь доза. А в новой трактовке это примерно вот следующее: то есть
в малой концентрации токсиканты действуют на организм в направлении усилия,
усиления функций или стимулирования, а большие дозы – наоборот, приводят к
гибели. Ну, примерно, то же самое. Малые дозы радиации нам необходимы,
поскольку благодаря им когда-то мы появились, благодаря им мы живем. Уберите
радиационный фон, и что получится? Мы будем испытывать дискомфорт. И были такие
эксперименты, 1956-58 года, эксперименты Планеля, Кузина. Они просто помещали
растения, лягушек в низкофоновую камеру. По-другому под землю. И вот эти
растения, эти лягушки жили не очень хорошо, достаточно много, так скажем,
отклонений в их развитии обнаруживали. Ну, тогда сделали не очень корректный
вывод, что облучение необходимо, оно полезно.
Чернобыль показал, что облучение в малых дозах…
вот эта парадигма, она была просто перечеркнута по одной простой причине.
Оказалось, что облучение в малых дозах не всегда полезно. То есть, есть очень
большие негативные эффекты. Вот здесь вот такая картинка – это уже сводка
данных, это обзор данных, которые провел Аптон, это австриец, согласно которым,
вот здесь вот – это те дозы, с которыми мы сталкиваемся в случаях аварий. При
малых дозах у нас эффект на выживаемость, это продолжительность жизни
по-другому, либо выживаемость. При малых дозах эффект уменьшается, а при
больших, то есть прошу прощения, увеличивается при малых дозах, уменьшается при
больших дозах. То есть, чем больше доза, тем меньше выживаемость. Здесь мышей
смотрели. Ну, сами судите, человека не очень хорошо смотреть. Но старые-старые
данные института биофизики примерно говорят следующее: один дополнительный
рентген в облучении – это минус четыре месяца жизни. Ну, это чисто, скажем так,
экстраполяция данных, которые получали на мышках, на собаках, это длительные
были очень эксперименты над человеком. Ну и, слава Богу. Сегодня это тоже не подтверждается.
Это для нас с вами, очень любознательных, когда
мы идем в систему больниц, здравоохранения, что же мы получаем и как можно
сопоставить те дозы, которые мы получаем, скажем, при компьютерной томографии с
тем, что мы получаем вне. Так вот, компьютерная томография – это два года
облучения на открытом воздухе. Понятно, да? То есть всего-то. Рентгенограмма
грудной клеточки – это 0,1 миллизиверта, либо 10 дней облучения на открытом
воздухе. Флюорография – 0,3, то есть в три раза больше, но сразу скажу: вот я,
поскольку чернобылец, я каждый год прохожу рентген грудной клетки, не
флюорографию. То есть нам запрещено просто проходить флюорографию, потому что
суммарная доза несколько больше. Но суммарный эффект – это незнание нашей
медицины. От рентгена несколько больше, чем от флюорографии, поскольку величина
энергии у рентгена все-таки выше, у рентгеновского аппарата, чем у флюорографа.
Теперь, ну тоже очень хорошо видно, это просто
демонстрация того, о чем я только что сказал. Это вот самолет и за четыре часа
полета, до Москвы и обратно, вы получаете, скажем так, дозу, как при
томографии. Соответственно, если вы вот так загораете, видите, как мужчина
загорал тут в Шарм-эль-Шейхе целый день, постоите, посидите, или, скажем,
полежите, то получите четыре томографических исследования, то есть это
достаточно большая доза. Но все мы загораем и все мы летаем на самолетах, не
говоря о том, не заботясь, что мы получаем какую-то дозу. Чем ближе к солнышку,
тем больше доза. Но помните, в самом начале я вам сказал, что это внешнее
излучение. То есть поэтому биологический эффект несколько другой.
Теперь все-таки давайте вспомним тоже историю.
Достаточно давно Вейсман, то есть я все говорю о биологии, то есть я не говорю
о физике лучей, то есть не стараюсь об этом говорить. Но первый, кто начал
оценивать влияние каких-то воздействий, это Вейсман. Это еще было где-то в 70-е
года позапрошлого века. Дальше у нас Надсон, Филиппов, 1925 год – это
сотрудники ныне Рентгеновского института, впервые показали, что рентгеновское излучение
действительно может приводить к наследственным патологиям. Меллер, он проходил
практику в Ленинградском университете, обучался работе над дрозофилой, и потом
за эту работу получил Нобелевскую премию несколько позже. Ну и Стадлер. Если Меллер
получил Нобелевскую премию, то Надсон и Филиппов были в свое время расстреляны.
То есть это отношение к нашей биологии. Тогда была несколько иная парадигма,
согласно которой человек – хозяин природы, и поэтому, что мы хотим, то мы и
получаем. То есть это времена «лысенковизма», либо сталинских репрессий.
Понятно, что радиация – это наука не
современная, то есть радиобиология – это наука не современная. О ней знали
достаточно давно. То есть, по крайней мере, уже целое столетие. Началось это с
получения первых фотографий рентгеновских. Когда-то это сделал Рентген, фотографируя
кисть, ладошку своей жены и дальше, значит, даря всем своим знакомым. Ну и,
конечно, были не очень хорошие явления. Вот такого рода явления, то есть случаи
поражения были и у Кюри, то есть у Мари Склодовской-Кюри, когда она, скажем,
работала с тем же самым полонием и радием. В 1935 году поставили первый обелиск
погибшим, опять же, говорю, научным работникам, исследователям, которые
работали по радиации, это в Гамбурге.
***
Теперь немножко о биологических эффектах. То
есть вот этот парадокс. Энергия, которая выделяется при облучении вот в дозе 4
грей, – это полулетальная доза для человека. Либо 67 калорий, кто следит за
своей диетой, он знает, что такое 67 калорий. То есть что такое 67 калорий по
энергетическим затратам? Это гибель в 50% случаев человека. Это одна чайная
ложка горячего кофе. Или как сейчас говорят по-другому: либо 2 секунды на пляже
в Шарм-эль-Шейхе. То есть по энергетике, по количеству энергии, которую
поглощает одна клеточка. Поэтому в 1920-м году Дессауэр предлагает свою
концепцию, которая якобы объясняет механизм действия радиации на биологические
объекты. Согласно нему, квант энергии попадает в клеточку, что-то там
происходит и в результате этого что-то происходят необратимые изменения в
жизнедеятельности. Организм погибает. Ну, конечно, это нереально. Поэтому,
было, правда, до войны, наш соотечественник Николай Владимирович
Тимофеев-Ресовский, Карл Циммер, это в Бохуме в Германии, ну и, конечно, Ли в
Гарварде, в Англии, они предлагают свою теорию, теорию «мишени», согласно
которой исследуемый эффект наблюдается только в той ситуации, если в мишень
попадает определенное число квантов, либо определенное количество энергии. Тоже
как угодно будет вам сказать. Что же является мишенью у нас с вами? По-разному
говорили. Говорили и что определенные органы, предполагали, что печень очень
чувствительна к облучению, сейчас можно сказать, что это наиболее устойчивый
орган у любого объекта. Но оказалось, что самым главным компонентом, который
определяет нашу с вами чувствительность, является ДНК, либо
дезоксирибонуклеиновая кислота, либо вот наш с вами геном. Потому что он
определяет буквально все.
Оказалось, что ядро намного чувствительнее, чем
цитоплазма, вспомните, пожалуйста строение клетки, то есть клетка, внутри есть
ядро. А хромосомы в 2-3 раза чувствительнее самой цитоплазмы. И вот это ДНК –
это картинка той молекулы, которая является мишенью при облучении. Различают
непрямое воздействие, и различают прямое воздействие. Прямое воздействие – это
когда квант энергии попадает точно в молекулу ДНК, поэтому вы, наверное, можете
понять, что, чем меньше величина дозы, тем меньше плотность этого потока, тем
меньше вероятность того, что квант попадет именно в эту ниточку ДНК. Что
касается вот этой позиции или непрямое действие радиации, дело в том, что любой
квант, проходящий через клеточку. Приводит к такому явлению, как радиолиз воды.
В результате радиолиза образуются достаточно активные, агрессивные ионы, ОН-ионы,
которые начинают прямо в клетке делать все, ну не очень хорошие явления. Он
разрывает связи, он участвует, помогает метилированию ДНК. В итоге абсолютно
нормально работающий ген вдруг становится ненормально работающим геном, и здесь
объяснение того, почему малые дозы радиации могут приводить к появлению
опухолей, к появлению всякого рода заболеваний, почему облучение даже в малых
дозах может изменять так экспрессию гена, что иногда абсолютно больной человек
может стать абсолютно здоровым, либо абсолютно здоровый человек может стать
абсолютно больным человеком. То есть это своего рода лезвие, точка бифуркации,
тут уж либо туда, либо сюда, То есть тут уж, прошу прощения, кому как повезет.
Либо вы будете себя чувствовать очень хорошо, и ваша выживаемость увеличится
намного, либо, наоборот, есть эффекты, которые могу привести к некоторым
патологическим состояниям.
Здесь вот суммация всего этого, то есть на
клетку и на хромосому. Интерфазная гибель – это когда клетка просто гибнет под
лучом, и для этого необходимо вот такое количество энергии – 20 грей. Только в
этой ситуации, 20 грей – 2 000 рентген, это очень большая доза, в реальных
условиях вы никогда не столкнетесь, не встретитесь с этой дозой. Ну, а с
хромосомками – здесь уже, конечно, те явления, с которыми сталкиваемся
ежеминутно, ежечасно. Даже сидя вот в этом помещении, наша клеточка испытывает,
так скажем, влияние излучения, и с частотой где-то 10⁻⁵-10⁻⁶ происходит изменение
ДНК у нас с вами сейчас. Вы можете просчитать, сколько это будет на клеточку, если
учесть, что человек с весом в 60 кг – это где-то 10¹⁵ клеточек. Ну, потом на досуге посчитаете,
сколько у вас клеточек изменилось. Но сразу успокою вас, у нас в организме
такие мощные системы защиты, чтобы эта частота, 10⁻⁵-10⁻⁶, реализовалась в какой-то
весомый эффект, ну это просто ничтожно малая вероятность. И поэтому мы с вами
живем, и поэтому мы с вами никак пока не мутируем.
Теперь о нескольких официальных цифрах, это я
потихонечку подхожу к научным изысканиям, 0,2 грея – это НКДАР, это Научный
комитет по действию атомной радиации при ООН, вот он постулировал, что все
дозы, которые меньше 0,2 грея, либо 20 рентген, являются малыми. Согласно
другой организации – Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) – это
практически те дозы, которые не приводят к видимым эффектам. Но все-таки мы
занимаемся клеткой, поэтому мы давным-давно, значит, предложили, что за малые
эффекты мы будем считать те эффекты, которые не приводят к явным соматическим
изменениям. То есть ДНК – это все-таки не соматика, это что-то, что находится в
клетке, ядро находится в клетке, а в ядре находится ДНК, это слишком долгая
цепочка. А как это реализуется на уровне организма, вот здесь некоторые
современные предположения, к чему приводит облучение в малых дозах, -
генетическая нестабильность. Я сейчас немножко объясню, что это такое,
адаптивный ответ и гормезис. Генетическая нестабильность – это то, о чем я
буквально говорил ну минутки 2-3 назад, это такое явление после облучения,
когда мы не знаем, что же дальше будет: то ли увеличение частоты мутаций, то ли
снижение частоты мутаций, то ли увеличение продолжительности либо выживаемости,
то ли уменьшение выживаемости. Адаптивный ответ – это явление, которое
повсеместно развито, и сегодня даже медицина старается обратиться к этому, особенно
при онкотерапии, это та ситуация, когда облучение в малой дозе приводит к тому,
что последующее облучение в большей дозе приводит к меньшим негативным
эффектам. То есть предоблучение приводит к активации, к стимулированию
клеточки. То есть, по-другому, к активации определенных процессов, механизмов,
которые устраняют последствия, возникшие после повреждения. Облучения в большой
дозе. Ну а здесь те механизмы, которые могут быть.
Наконец, последние 2-3 слайда – это немножко
наших оригинальных результатов, о которых мы докладываем на наших конференциях.
То есть одни из самых последних наших результатов. Я сразу скажу: человек -
очень неблагодарный объект для изучения последствий радиации. Поэтому изучаем
последствия радиации на несколько других объектах. Вот здесь дрозофила, это
мушка такая. Вот здесь, видите, синяя линия – это популяция, которая имеет
определенный генотип, прерывистая линия – это которые облучились, красная линия
– это иной генотип. Ну и черная линия – это те, которые были облучены в дозе
100 миллигрей за поколение. 100 миллигрей за поколение для дрозофилы – это
практически ничего. То есть для того, чтобы выбить дрозофилу, необходимо ее
облучить в дозе порядка, ну сейчас скажу, в шесть порядков больше доза должна
быть.
Но здесь какие результаты? Оказалось, что когда
мы имеем вот здесь, значит, синенькая линия, а здесь красненькая линия – два
разных генотипа – имеют разную выживаемость. Но здесь, просто подумайте,
пожалуйста, отличаются чем эти две линии? Тем, что одна линия, вот которая у
нас красненькая, - это гибрид, это потомок вот этой синенькой линии. Просто мы
скрестили или, грубо говоря, добавили один генотип в нашу популяцию и получили
вот такой эффект. Это проблема, я сейчас скажу не очень хорошую вещь,
сохранности наших генотипов. С другой стороны, там, где облучение, вот здесь
облучение, мы сравниваем эту и эту, видите? Облучение привело к снижению
выживаемости, согласны, да? Здесь то же облучение привело тоже к снижению
выживаемости. Облучение в дозе 100 миллигрей вот приводит к такому достоверному
снижению, значит, выживаемости. Тогда как самые первые данные, Аптон, помните,
по мышкам, там, когда мы говорим о малых дозах, увеличивается выживаемость,
когда говорим о больших дозах – уменьшается выживаемость. То есть проблема в следующем:
проблема в организмах. То есть не все организмы реагируют одинаково на малые
дозы. Следующий эксперимент уже проведен с культурой клеток китайского хомячка.
То есть вот схема очень проста, просто обратите внимание: вот здесь мы
облучали, это первое поколение, и дальше смотрели, что ж будет дальше с этими
клеточками. Сегодня аппаратура позволяет очень быстро локализовать и
идентифицировать повреждения. И оказалось, что после облучения происходит
повреждение или изменение ДНК, видите, вот 27-е поколение, вплоть до 42-го
поколения. Облучали всего одно поколение. А следили до 60-го поколения, то есть
повреждения регулярно идентифицировались в каждом поколении. Получается, что
облучаемся сегодня, регистрируем – далеко-далеко-далеко.
Внизу слайд несколько другой. Помните, я говорил
об адаптивном ответе? То есть когда идет предоблучение, а потом облучение
большей дозой. Вот здесь уже вначале мы давали дозу 1 грей, а потом 10 грей
дали. И оказалось, что до, я прошу прощения, 27-го поколения, то есть у нас вот
заштрихованы – это облучения, это опытный вариант, здесь доля повреждений выше.
А после 27-го поколения получается инверсия, то есть клетка уже ведет себя
абсолютно иначе. То есть получается, что это облучение приводит к тому, что
доля повреждений в каком-то поколении резко начинает снижаться. То есть опять
непредсказуемо все. Ну а это вот та информация, которая сегодня докладывалась,
была взята здесь. И, наконец, последний слайд – это «Всем спасибо».
Обсуждение:
Алексей Тимофеев, проректор СыктГУ по учебной
работе:
- Ощущаем ли мы в Коми дыхание японской аварии?
- Можно сразу сказать, что мы идентифицируем
японский след и в Коми, и на любой буквально другой территории по одной простой
причине, что когда происходит авария, происходит выброс вот этих радионуклидов.
Спектр радионуклидов, скажем, весьма индивидуален. И поэтому вы всегда можете
сказать: вот это чье, мое, либо не мое. То есть это да. Но фон практически
нулевой остается. То есть изменения фона практически нулевые. В Австрии
значительнее.
Вопрос из зала:
- У меня вот такой вопрос: насколько, по-вашему,
реально научится управлять воздействием радиации на клетки человека, чтобы из
человека получить сверхчеловека?
- Спасибо. Интересный вопрос. Но я сразу скажу,
конечно, очень давно пытались регулировать, управлять, скажем так, генотипом.
Это было такое. Были попытки с помощью радиации управлять, либо создать так
называемый направленный мутогенез. Но это крайне-крайне сложно, потому что
радиация – она не специфический агент, она повреждает буквально все. Вот в
онкологии, там это можно. Когда разгоняем определенный пучок, мы можем добиться
того, что он остановится как раз в том месте, которое называется опухолью, и
там он все просто выжжет буквально около себя. Что касается гамма-излучения, оно
пробивает клеточку всю. И говорить о связи, скажем, излучения и направленного
мутогенеза сегодня крайне-крайне сложно. То есть мы должны сначала научиться
управлять одним квантом энергии, чтобы точно выбивать именно то, что надо. С
другой стороны, отвечая на ваш вопрос, я могу сказать, что в ДНК есть так
называемые горячие сайты, которые наиболее чувствительны к излучению. Это пиримидиновые
сайты. То есть, поэтому люди, скажем, светлоокрашенные, им не очень хорошо
загорать, хотя бы да? По одной простой причине, что солнышко, ну, любой вид
радиации ультра-фиолетовой, практически по всей длине ультра-фиолетового
спектра, приводит к тому, что эти пиримидиновые сайты, они расщепляются, и
образуются пиримидиновые шифты. Для нормального человека с нормальной активностью
репарации это абсолютно нормально. Он позагорал и даже может не облезть. Что
касается высокочувствительных людей, у них активность репарации, фоторепарации,
объективации несколько понижена, поэтому для них загар не очень, скажем,
приемлем. Что касается химического мутагенез, там это уже делается. Там
направленный мутагенез вполне реален и возможен.
Пожалуйста.
Вопрос из зала:
- Здравствуйте, меня зовут Юлия. Я хотела бы
задать два вопроса. Первый вопрос: вы затронули тему про солнце, очень стало
интересно, насколько сильный уровень радиации получает человек, когда он
загорает, например, в дневные часы.
- Я могу сказать, что уровень солнечной радиации
иногда настолько высок и проблемы защиты от солнечной радиации настолько
значимы, что иногда ставится под сомнение возможность марсианской экспедиции.
То есть, я бы так ответил на ваш вопрос. Солнечная радиация... Вторую часть
вопроса, я прошу прощения, не очень хорошо услышал.
- Второй вопрос я еще не задала. Меня очень
интересует, если вы знаете, может… ну, в принципе, про любую радиацию, но в
частности про японскую. Что касается воздуха, в который попадают радиоактивные
элементы, - в принципе, понятно. Что касается еды и воды, которые поглощает
человек, накладывается ли эта радиация, суммируется ли она, и получается ли
больше? Либо это можно считать эквивалентным: получаю я радиацию с воздухом, с
водой? Как посчитать, насколько большую дозу может получить человек, если
уровень радиации, допустим, 0,2 микрозиверта, такое же количество находится в
воде и такое же – в еде? Суммируются ли эти показатели или нет?
- Это суммируется. Это обязательно суммируется,
но здесь проблема несколько в другом. Когда мы говорим о Чернобыле, там
все-таки иной спектр радионуклидов. Там практически вся периодическая система
Менделеева. Дальше: Чернобыль — это плутоний с графитом, которые разбросаны
очень-очень далеко, вплоть до Тульской губернии. Поэтому, что бы ни говорили,
но последствия чернобыльской аварии ... ну, у нас же всегда больше, сильней и
страшней, то есть я так скажу. Последствия чернобыльской аварии, конечно, более
значимы. Авария на Фукусиме, если опять же верить тому, что передают средства
массовой информации, я полагаю, что этому можно сейчас в какой-то степени
верить по одной простой причине, что каждый может сегодня ту дозу, которая в
реалии есть. Что касается структуры радионуклидов, которые были выброшены, один
раз только прозвучало, что есть якобы плутоний. Один раз только прозвучало,
далее нигде не видел. Дальше, этот плутоний, понятно, если твэлы разрушаются,
плутоний должен быть, другое дело — где он находится. Я надеюсь, здесь нет
такого, что в море выкидывается топливо из реакторов, выкидывается именно то,
что вода, отфильтрованная, процеженная, не знаю какая вода, но вряд ли
господа-японцы сообразят, чтобы выливать в океан эту воду.
- Сказали, что они куда-то в середину Тихого
океана собираются, между Америкой и Японией выливать эту воду радиоактивную.
- Нет, то, что выльют, это сделают они. Здесь-то
без сомнения. Никто ж не будет хранить у себя под домом эту вещь. Другое дело,
что там, а там он должен быть, и цезий, и стронций — все-все буквально, что
было и в Чернобыле, только в меньших количествах, период полураспада их
достаточно велик. То есть, если цезий и стронций -это 30 лет. То есть, фон
будет достаточно высокий в течение 28-32 лет. Где-то вот так. Что касается
йода, который сегодня является основным дозообразующим фактором, период его
полураспада, вот йод 131-й — это где-то 7-10. Я могу ошибиться, потому что есть
и другие изотопы, где период полураспада — до 50 дней. Но основная — это,
конечно, 7-10 дней. Это будет значить, что где-то через полгода вокруг реактора
можно будет ходить. Это примерно то же самое, что случилось в трехмильном
реакторе в Штатах. Там примерно такая же авария была, поэтому через полгода они
взяли, его растащили и спрятали. Что будут делать господа-японцы — я боюсь
что-то сказать, поскольку там все-таки работают частные компании. Я надеюсь,
что контроль будет жесткий.
Теперь о продуктах питания. Уже обнаруживаются
некоторые следы в продуктах питания. Природа — цезиевая, то есть это значит,
что цезий все-таки попал туда. Но существует очень жесткий контроль
международный, который просто не позволит этим продуктам попадать на рынок. Я
могу сказать по себе. Например, в Чернобыле в 86 году нам привозили продукты
питания. Знаете, иногда хотелось котлету школьную поесть, чтоб с хлебом и мясо
было. Но всегда привозили тушенку, ну и вода — только в бутылочках. То есть,
это уже проблема охраны здоровья. Ну, вот то, что вы сказали, это суммируется
все. Это проблема внутреннего облучения. Эффект внутреннего облучения, я уже
говорил, намного больше, чем от внешнего облучения. То есть, внешнее облучение
— ну, вот мы ходили, где мощность излучения была до 5 рентген в час. Не очень
приятно, конечно, убегаешь оттуда побыстрей. Ну, это по профессиональным
обязанностям. Но ходили. Единственно, что экипировка обязательна, и после
каждого маршрута моешься почти щавелевой кислотой.
- Я хотела бы задать еще один вопрос. Дело в
том, что… Это, конечно, замечательно, что к нам эти продукты питания не
попадут, будет очень жесткий контроль. В связи с этим я хотела объяснить
ситуацию. На самом деле, я живу в Японии и я находилась в момент первого и
второго взрыва как раз в Фукусиме. И буквально сегодня я вылетаю в Москве,
чтобы на этой неделе вылететь в Японию, в Фукусиму. Поэтому меня интересует
вопрос: вы не могли бы подсказать, какие продукты питания будут более
подвержены радиации, то есть какие не есть, не употреблять в пищу, а какие –
можно есть безболезненно?
- Я так скажу: надо лучше не есть те продукты
питания, где содержится вся эта дрянь. Раз.
- Какие, например?
- Ну, вы знаете, вы сейчас провоцируете меня на
очень интересный ответ. Я говорю о благе Великого поста. Хотя сам стараюсь есть
все, что дают.
- То есть мясо и рыбу есть категорически
запрещается?
- Нет, почему? Поймите правильно: если вы
знаете, что эти продукты питания чисты, их надо есть, обязательно, потому что
голодание к добру не приведет. Для того, чтобы выводить, если что-то в вас
попало — это зеленые травки. Это тот же укроп, сельдерей, в больших
количествах, если у вас желудок выдержит, чеснок. То есть это то, что
произрастает у нас на грядке. Но лучше — все зеленые травки. Они очень
интересно и очень активно выводят все, что в вас есть, - не только
радионуклиды, но и все остальное, тяжелые металлы. Когда был Чернобыль, мы в
больших количествах поглощали морскую капусту. Но, к сожалению, морская капуста
у нас добывается, в основном, на Дальнем востоке. Ищите капусту где-нибудь...
Нет, в Баренцевом море тоже нельзя, потому что там захоронения всякого рода
источников.
- А японская морская капуста не облучена на
данный момент? Потому что если она тоже облучена, тогда смысл ее кушать?
- Нет, поймите правильно: если она облучена
внешним, облучайте сколько хочется. Там у меня картинка была с техникой
железной, там иногда в «железке» происходят вещи, которые называются... Они
начинают сами быть излучателями, не будем вдаваться в физику. Что касается
биологических объектов, иногда облучение биологических объектов приводит к
стерилизации. Другое дело, если в этом биологическом объекте есть какие-то
радионуклиды. Но здесь надо просто тестировать. Это тоже легко делается:
берется дозиметр и измеряется. Если вы, скажем, боитесь, что когда вы пойдете в
магазин, вам там подсунут суши из рыбы, которая отловлена в реакторе. Понятно,
да? То есть это только от вас зависит. Конечно, надо соблюдать определенные
правила, но я считаю, что и в Японии, и в России, и тогда в Советском Союзе
были и есть системы, которые обязаны следить за состоянием, скажем так, нашего
питания. Есть нормативы.
- Вот сегодня вы сказали, что к малым дозам
облучения радиацией относятся как раз дозы до 0,2 микрозиверта, да?
- Нет, грей. Это получается две сотых, то есть,
прошу прощения, 20 миллизивертов. Это в другую сторону пойдет.
- То есть, по сути, 200 рентген.
- 20 рентген. Сейчас. 2 миллизиверта — это у нас
20 рентген. 2 миллизиверта. До 20-ти рентген.
- Просто город, в котором я сейчас проживаю, там
сейчас радиация – 22 рентгена.
- Микрорентген. 22 микрорентгена в час. Я могу
сказать, что Интернациональная, дом 108 А, рядом с ним находится небольшое
пятно мощностью 35 микрорентген в час. Там была котельная.
- Где находится?
- Интернациональная, 108 А.
- Это большая доза?
- Нет, это небольшая доза. Микрорентген. Около
любой котельной — куча шлака, куча отходов. Когда у вас котельная, выгорает
абсолютно все, остаются тяжелые радионуклиды. Вот они являются излучателем, мы
живем спокойно.
Вопрос из зала:
- Скажите, пожалуйста, есть ли в Коми такие
территории, в которых специалисты не советовали бы появляться или появляться
пореже? Спасибо.
- А я уже говорил. В Коми есть. Почему отдел
радиоэкологии и существует. В 30-х годах здесь добывали радий, добывали
достаточно долго — около 10-ти лет. Поэтому достаточно большие опять же
территории в Ухтинском районе загрязнены. Степень их очистки на сегодня, я
скажу так, не соответствует нормативам. Практически все территории, на которых
не хотелось бы увидеть людей, они огорожены. Там не рекомендуется ничего
собирать, там не рекомендуется выпас скота, там не рекомендуются какие-то
производства. То есть, есть такие территории. Это Ухтинский район, поселок
Водный. Вплоть, буквально, если так пройти, до Яреги.
Есть еще одна небольшая территория. Это Северный
Урал. Но это достаточно далеко. Никто у нас вертолетом не пользуется. Это
просто выход урано-ториевоносных пород. Но это участок небольшой, с пятачок
буквально — 20 на 20 метров. Все. А по остальной территории моете спокойно
гулять.
Вопрос из зала:
- Радиация не повышается?
Нет-нет. Радиация чем хороша — то, что уже
сидит, то сидит, надолго. Другое дело, есть такое существо человек, которое
может в карман что-то спрятать и куда-то перенести. И поделиться с другом,
например, кусочком радиации. Вот это намного страшнее.
- Скажите, а вещи перевозить возможно, если,
допустим, радиация – 22?
- А есть традиционный контроль, очень жесткий. Я
не знаю японские нормативы. Есть нормативы аварийные, есть нормативы, скажем
так, ну не военных времен. То есть вы просто не пройдете через аэропорт.
Поймите правильно: очень чувствительные у нас детекторы сегодня. Поэтому если
вы прошли в аэропорту, считайте, что вы абсолютно чисты.
По-моему, спасибо, да?
