Однократное быстрое воздействие радиации на весь организм может быть смертельным, однако накопление той же дозы за несколько недель или месяцев наносит существенно меньший вред. Последствия воздействия радиации также зависят от площади поражения. Например, доза более 6 Гр при облучении всего тела может быть смертельной. Однако при ограниченном воздействии на участок небольшой площади в течение нескольких недель или месяцев, например, в ходе противоопухолевой лучевой терапии, человек в состоянии без особых последствий перенести дозу, которая будет в 10 раз больше.
Некоторые участки тела более чувствительны к радиации. Радиация больше вредит органам и тканям, клетки которых делятся быстро, например, кишечнику и костному мозгу, чем тем, в которых клетки делятся медленнее, например, мышцам и головному мозгу. Воздействие радиоактивного йода на щитовидную железу повышает вероятность развития рака щитовидной железы, поскольку радиоактивный йод в ней накапливается.
Другие факторы могут повысить чувствительность к лучевому поражению. Люди, у которых имеется два гена атаксии-телеангиэктазии (по одному от каждого родителя) гораздо более чувствительны к лучевому поражению. Чувствительность к лучевому поражению могут повышать такие болезни, как заболевания соединительной ткани и диабет. Некоторые препараты и химиотерапевтические средства (например, актиномицин D, доксорубицин, блеомицин, 5-фторурацил, метотрексат) также могут повышать чувствительность к лучевому поражению. Некоторые химиотерапевтические препараты (например, доксорубицин, этопозид, паклитаксел, эпирубицин), антибиотики (например, цефотетан), статины (например, симвастатин) и растительные препараты могут вызвать воспалительную реакцию кожи в месте предшествующего облучения (реактивация лучевых ожогов) спустя недели и годы после воздействия на эту область радиации.
Радиация и дети
У детей некоторые органы и ткани, такие как головной мозг, хрусталик глаза и щитовидная железа, более чувствительны к радиации, чем у взрослых. При этом другие ткани у детей не более чувствительны к радиации по сравнению с взрослыми, а такие ткани, как яичники, напротив -- менее чувствительны. Причины различий неоднозначны и до конца не изучены, но врачи считают, что повышение чувствительности некоторых тканей у детей, по крайней мере частично, обусловлено более высокой скоростью роста и созревания клеток у детей, а также гораздо большим числом циклов деления клеток, чем у взрослых.
Плод чувствителен к лучевому поражению, поскольку клетки плода делятся очень быстро, а также дифференцируются из незрелых в зрелые клетки. Воздействие мощностью более 300 мГр на 8-25 неделе беременности может вызвать у плода нарушение умственных способностей и ухудшить способность к обучению. Внутриутробное воздействие больших доз излучения может стать причиной возникновения пороков развития. Тем не менее, при дозах ниже 100 мГр, в частности, при более низких дозах излучения, применяемого в ходе обычных для беременных визуализирующих исследований, риск возникновения врожденных пороков у ребенка заметно не повышается.
Радиация и онкологические заболевания
Сильное воздействие радиации увеличивает риск возникновения рака из-за повреждения генетического материала (ДНК) переживших воздействие радиации клеток. Тем не менее, радиация стимулирует развитие онкологических заболеваний не так значительно, как принято считать. Даже облучение всего тела с дозой 500 мГр (более чем в 150 раз превышающей среднегодовую дозу фонового излучения) повышает пожизненный риск смерти от онкологического заболевания с 22 % примерно до 24,5 % (всего 2,5 % повышение абсолютного риска).
У плода или ребенка риск радиационно-индуцированного онкологического заболевания в несколько раз выше, чем у взрослого человека. Большая предрасположенность детей объясняется тем, что их клетки чаще делятся; кроме того, остаточная продолжительность жизни, в течение которой может развиваться рак, у детей больше. Установлено, что в результате компьютерной томографии (КТ) брюшной полости риск смерти от онкологического заболевания в течение жизни у годовалого ребенка повышается приблизительно на 0,1 %. В последнее время опасения по поводу возможных рисков, связанных с КТ, привели к разногласиям о целесообразности частого использования КТ. По причине указанных проблем методы КТ оптимизируются с целью снижения дозы облучения. Врачи также стараются назначать КТ только в том случае, если она дает более точные результаты, чем другие обследования, в которых используются меньшие дозы, или излучение совсем не используется. В ситуациях, когда КТ является очевидно наиболее точным методом, риск неверной диагностики по причине использования менее точного метода обследования намного превышает риск КТ.
Радиация и врожденные пороки
Было показано, что у животных облучение яичников или яичек большими дозами радиации приводит к рождению потомства с пороками развития (наследственный эффект). Однако среди детей, родившихся у выживших во время ядерных бомбардировок в Японии, всплеска пороков развития не отмечалось. Возможно, что воздействие радиации было недостаточно сильным для того, чтобы вызвать измеримый рост. Не было обнаружено никакого повышения риска врожденных пороков у детей, зачатых после получения их родителями лучевой терапии по поводу онкологического заболевания, где средняя доза облучения яичников составляла около 0,5 Гр и яичек -- около 1,2 Гр (типичная доза для близлежащих тканей, но не для располагающихся непосредственно в зоне облучения).
3. Острая лучевая болезнь
Симптомы зависят от того, распространяется ли воздействие радиации на все тело, или лишь на небольшой его участок. Воздействие высоких доз излучения на все тело приводит к острой лучевой болезни, а при частичном облучении -- к местному лучевому поражению.
Острая лучевая болезнь
Как правило, острая лучевая болезнь развивается у людей, все тело которых подверглось воздействию очень высоких доз излучения в результате единичного инцидента либо за очень короткий промежуток времени. Острая лучевая болезнь подразделяются на три группы (синдромы), в зависимости от пораженных систем органов -- хотя в некоторых случаях эти группы перекрываются.
Гематопоэтический синдром: Поражает ткани, которые вырабатывают клетки крови.
Гастроинтестинальный синдром: Поражает пищеварительный тракт.
Цереброваскулярный синдром: Поражает головной мозг и нервную систему.
В течении острой лучевой болезни обычно можно выделить три стадии:
первичные симптомы, например, тошнота, потеря аппетита, рвота, усталость, при воздействии очень высоких доз излучения -- диарея (общее название -- продромальный период);
бессимптомная (латентная) фаза;
различные наборы симптомов (синдромы), в зависимости от тяжести полученной дозы.
Характер, тяжесть и скорость развития синдрома зависят от полученной дозы излучения. С увеличением дозы симптомы появляются раньше, прогрессируют быстрее (например, от продромальных симптомов до синдромов поражения разных систем органов) и проявляются жестче.
Тяжесть и динамика ранних симптомов одинаковы практически у всех пострадавших, подвергшихся воздействию радиации одной и той же мощности. Соответственно, полученную человеком дозу излучения часто можно определить по времени возникновения, характеру и тяжести ранних симптомов. Однако наличие травм, ожогов или тревожности тяжелой степени может усложнить эту оценку.
Гематопоэтический синдром развивается в результате облучения костного мозга, селезенки и лимфатических узлов -- основных участников процесса выработки клеток крови (кроветворения, или гемопоэза). Потеря аппетита (анорексия), летаргия, тошнота и рвота могут начаться через 1-6 часов после воздействия радиации мощностью 1-6 Гр. Через 24-48 часов после облучения симптомы проходят, и пострадавший чувствует себя нормально до недели и более. В течение этого бессимптомного периода кроветворные клетки костного мозга, селезенки и лимфатических узлов погибают и не заменяются, что приводит к тяжелой недостаточности лейкоцитов, затем тромбоцитов и, наконец, эритроцитов. Недостаток лейкоцитов приводит к развитию тяжелых инфекций. Недостаток тромбоцитов может привести к безостановочному кровотечению. Недостаток эритроцитов (анемия) приводит к повышенной утомляемости, слабости, бледности и одышке при физических нагрузках. Через 4-5 недель (если пострадавший не умирает) процессы кроветворения запускаются снова, однако ощущение слабости и усталости не покидает пострадавшего месяцами, кроме того, у таких лиц повышается риск онкологических заболеваний.
Гастроинтестинальный синдром развивается в результате облучения клеток слизистой оболочки пищеварительного тракта. Сильная тошнота, рвота и диарея развиваются в течение часа после воздействия радиации мощностью от 6 Гр. Симптомы могут привести к сильному обезвоживанию, но проходят в течение 2 дней. В течение следующих 4-5 дней (латентная стадия) пострадавший питается нормально, однако клетки слизистой оболочки пищеварительного тракта, обычно выполняющие защитную барьерную функцию, погибают и сбрасываются. После этого возвращается сильная диарея -- часто с кровью -- и снова приводит к обезвоживанию. Бактерии из пищеварительного тракта могут попасть в организм и вызвать тяжелые инфекции. Столь сильная доза излучения приводит также к развитию гематопоэтического синдрома, которому свойственны кровотечения и развитие инфекций, еще больше повышающих риск смерти. Доза излучения 6 Гр и более часто приводит к смерти. Однако современная медицина может спасти до 50 % пострадавших.
Цереброваскулярный синдром развивается в случаях, когда общая доза радиации превышает 20-30 Гр. У пострадавших быстро развивается дезориентация, тошнота, рвота, диарея с кровью, тремор и шок. Латентная фаза скоротечна или отсутствует. Через несколько часов происходит снижение артериального давления, сопровождающееся судорожными припадками и комой. Цереброваскулярный синдром всегда приводит к смерти, которая наступает в течение нескольких часов, максимум -- через 1-2 дня.
Местное лучевое поражение
Одной из наиболее частых причин местных лучевых поражений является лучевая терапия при лечении рака. Симптомы зависят от полученной дозы излучения, скорости получения дозы и облучаемого участка тела.
Во время или вскоре после облучения головного мозга или брюшной полости могут развиваться тошнота, рвота и потеря аппетита. Большие дозы излучения на небольшом участке тела часто повреждают кожу над этим участком. Кожные изменения могут включать потерю волосяного покрова, покраснение, шелушение, возникновение язв, с большой долей вероятности -- истончение кожного покрова и расширение подкожных кровеносных сосудов (сосудистые звездочки). Облучение рта и челюстей может вызывать стойкую сухость во рту, увеличение случаев зубного кариеса и повреждение челюстной кости. Облучение легких может вызвать воспаление легких (лучевой пневмонит). Очень большие дозы могут привести к сильному рубцеванию (фиброзу) легочной ткани, способному привести к крайне тяжелой одышке, а впоследствии к смерти. Обширное облучение грудной клетки может привести к воспалению сердца и его защитной сумки (перикарда), сопровождающемуся одышкой и болью в груди. Большие накопленные дозы при облучении спинного мозга могут иметь катастрофические последствия и вызвать паралич, недержание мочи и потерю осязания. Обширное облучение брюшной полости (при раке лимфатических узлов, яичка или яичников) может привести к образованию хронических язв, рубцеванию и сужению либо перфорации кишечника, сопровождающемуся болью в животе, рвотой (в том числе с кровью) и темным, дегтеобразным стулом.
В некоторых случаях тяжелые поражения развиваются по прошествии длительного времени после окончания лучевой терапии. Через 6-12 месяцев после массивной дозы облучения может нарушиться функция почек, что приводит к анемии и повышенному артериальному давлению. Большие накопленные дозы при облучении мышц могут вызвать болезненное состояние, сопряженное с мышечной атрофией и отложением кальция в тканях облученной мышцы. В некоторых случаях лучевая терапия может спровоцировать возникновение новой раковой (злокачественной) опухоли. Раковые опухоли вследствие облучения обычно возникают через 10 и более лет после воздействия радиации.
4. Диагностика лучевого поражения
Симптомы, тяжесть симптомов и время до появления симптомов после воздействия радиоактивного облучения
Количество лимфоцитов (для определения тяжести воздействия)
Факт радиоактивного облучения может быть очевиден из анамнеза пострадавшего. Подозрения на радиоактивное поражение возникают при развитии симптомов болезни или покраснения кожи либо появления язв после лучевой терапии, а также после радиационной аварии. Определить полученную дозу излучения можно по времени, прошедшему между облучением и возникновением симптомов. Диагностика воздействия радиации при помощи специальных анализов невозможна, хотя некоторые стандартные клинические исследования позволяют определить наличие инфекции, падение концентрации кровяных телец или нарушение функций органов. Тяжесть воздействия радиации определяют по количеству лимфоцитов (вид белых кровяных телец) в крови. В общем случае, чем ниже концентрация лимфоцитов в крови через 48 часов после облучения, тем сильнее воздействие радиации.
В отличие от облучения, наличие радиоактивного заражения часто можно определить, обследовав тело пострадавшего при помощи счетчика Гейгера-Мюллера -- устройства, которое регистрирует радиоактивное излучение. На радиоактивность также обследуют мазки из носа, горла и ран.
Ранние симптомы острой лучевой болезни -- тошнота, рвота и тремор -- могут также быть вызваны тревожностью. Тревожность после терактов и ядерных инцидентов весьма естественна, поэтому не следует паниковать, обнаружив у себя подобные симптомы, особенно если степень воздействия радиации неизвестна и, возможно, невелика.
5. Профилактика лучевого поражения
В случае масштабного радиоактивного загрязнения окружающей среды в результате аварии на атомной электростанции или намеренного радиоактивного заражения населению необходимо следовать рекомендациям официальных представителей службы здравоохранения. Обычно такую информацию передают по телевидению и радио. Местным жителям могут рекомендовать покинуть зараженную территорию или укрыться в своих домах. Решение об эвакуации или укрытии принимается с учетом множества факторов, в том числе времени, прошедшего с момента выброса, уверенности в прекращении выброса, погодных условий, наличия подходящих укрытий, а также дорожно-транспортной обстановки. Если населению рекомендуют укрыться в своих домах, наиболее надежными укрытиями являются бетонные или металлические строения, особенно расположенные под землей (например, подвалы). В многоэтажных зданиях без подвалов наиболее безопасны помещения на средних этажах, расположенные ближе к центру здания и подальше от окон.