Медицинские последствия аварии на Чернобыльской АЭС (16 лет спустя)

26 апреля 2002 года исполняется 16 лет аварии на Чернобыльской АЭС – самой крупной за всю историю развития атомной энергетики. В средствах массовой информации её чаще называют “Чернобыльской катастрофой”. Внимание мировой общественности к аварии по-прежнему не ослабевает, ибо проблема развития атомной энергетики связана с её безопасностью. За 16 лет накоплены уникальные материалы и имеется возможность объективно оценить медицинские последствия аварии, хотя делать окончательные выводы ещё рано. Для этого потребуются многие годы наблюдений не только за лицами, непосредственно подвергшимися облучению, но и за их потомками.
Радиационному воздействию подвергся персонал станции, пожарные, участники ликвидации последствий аварии (ЛПА) и население в зонах радиоактивных выпадений. Медицинские последствия обычно оценивают по дозе внешнего облучения. Между тем облучение носило комбинированный характер – внешнего и внутреннего от поступивших в организм радионуклидов и, как правило, сопровождалось действием многих нерадиационных факторов. Объективно оценить медицинские последствия аварии можно только с учётом действий всех вредных агентов, которым подвергались люди.
Известно, что в разрушенном реакторе содержалось огромное количество радионуклидов, состоящих из продуктов деления – радиоизотопов средней части Периодической системы Д.И.Менделеева, всего около 200 радионуклидов (от цинка до гадолиния), неразделившегося урана и радионуклидов наведённой активности. Выброс радиоактивных материалов из разрушенного реактора в атмосферу состоял из газов, аэрозолей и топлива, измельчённого до микроскопических частиц, характеризовавшихся высокой миграционной и биологической доступностью. РБГ (криптон, ксенон) были выброшены полностью, выброс 131I достигал 50-60 %, 134,137Cs – 20-40 %, 132Te – 25-60 %, других радионуклидов – 4-6 %, трансурановых элементов ~ 3,5 %. Суммарный выброс активности (без РБГ) достигал 185.1016 Бк (50 МКи). По оценкам некоторых авторов он мог быть и большим. Распространение поступивших в атмосферу радионуклидов носило практически глобальный характер с разной степенью, разумеется, загрязнения природных сред.
Кроме ионизирующих излучений, пострадавшие подвергались воздействию вредных факторов нерадиационной природы. При горении и плавлении графита, битума, полимерных материалов образовался ядовитый дым, в котором кроме окиси углерода, двуокиси азота, окислов серы содержался фосген, цианистый водород, а также высокодисперсные частицы деструкции строительных конструкций. С целью прекращения поступления в атмосферу радионуклидов из разрушенного реактора в него было сброшено 2400 тонн металлического свинца. Интенсивное испарение свинца привело к его поступлению в атмосферу в виде парогазовой фазы и загрязнению не только станции, но и обширных территорий. Для подавления пылеобразования использовали десятки тысяч тонн отходов целлюлозно-бумажной промышленности, содержавших сульфатно-спиртовую барду, соляную кислоту, формалин, щавелевую кислоту и др. Применяли также в больших объёмах полимерные пенообразующие композиции на основе карбамидных смол, поливиниловую дисперсную смесь и др. В условиях загрязнения приземного слоя атмосферы не исключалось поступление токсических веществ ингаляционным путём, а в последующем и перорально с продуктами питания и водой в организмы людей с модификацией биологического действия радиации и проявления эффекта синергизма.
Соматические эффекты облучения, как известно, делят на детерминированные (нестохастические) и стохастические (вероятностные). Детерминированные эффекты имеют порог и проявляются в различных вариантах в зависимости от дозы и условий облучения. Патогенез их связан с гибелью значительного числа клеток критического органа или ткани. Пороговые дозы зависят от длительности облучения и мощности дозы. При малой мощности дозы в результате восстановительных процессов они выше, чем при однократном кратковременном облучении с высокой мощностью дозы. Стохастические эффекты – злокачественные новообразования (ЗНО) и генетические нарушения могут возникать при облучении в широком диапазоне доз, увеличиваясь с ростом дозы. Предполагается, что они могут проявляться в отдалённые сроки даже при повреждении одной или нескольких клеток, т.е. при любой дозе, отличной от нуля. Их относят, таким образом, к беспороговым. Считается, что ядро клетки повреждается в результате прямого действия кванта энергии. В клетках к тому же накапливаются свободные радикалы, образующиеся в результате радиолиза воды и перекисного окисления липидов. Эффект суммируется, оказывая повреждающее действие на наследственный аппарат, мембранные и другие структуры клеток.
Наиболее интенсивному многокомпонентному облучению: общему гамма-облучению, гамма- , бета-облучению кожных покровов и ингаляционному поступлению парогазовой фазы радионуклидов подвергся персонал станции и пожарные. На станции на момент аварии находилось 176 человек дежурного и эксплуатационного персонала, а также работники различных цехов и ремонтных служб. Для тушения возникших возгораний было привлечено 250 пожарных, из которых 69 человек непосредственно участвовали в тушении.
Доврачебную и первую врачебную помощь пострадавшим оказывали на здравпункте станции, первую врачебную и квалифицированную помощь – в медсанчасти при участии прибывших специалистов ИБФ МЗ СССР, имевших большой опыт лечения лучевых поражений. Специализированную помощь до полного излечения оказывали в основном в больнице № 6 Москвы, куда самолётами эвакуировали лиц с явными симптомами лучевого поражения.
Острая костномозговая форма лучевой болезни у лиц, подвергшихся относительно равномерному облучению в дозе 1-12 Гр, диагностирована у 134 человек. Длительность облучения пострадавших варьировала от нескольких минут до нескольких часов. Ведущим симптомом была депрессия кроветворения разной степени в зависимости от дозы облучения. Радиационные поражения кожных покровов и термические ожоги были отягощающими факторами. Внешнее бета-излучение действует главным образом на кожу, а при большой энергии бета-частиц также на подкожную клетчатку и хрусталики глаз. У большинства пострадавших (> 60 ОЛБ III –IV степени тяжести сочеталась с поражениеми кожных покровов различными по глубине .
Пострадавшие подверглись и внутреннему облучению от ингалированных радионуклидов, не исключается поступление радионуклидов в организм через кожные покровы. По данным спектрометрических исследований выделений (моча, кал) и органов умерших у пострадавших идентифицировали 131I, 134,137Cs, 103,106Ru, 140Ba, 140La, 144Ce и другие радионуклиды. Максимальные дозы облучения щитовидной железы могли достигать десятков грей, лёгких – 2,5-3 Гр и всего тела – 1-2 Гр. Вклад внутреннего облучения мог составить по оценкам 5-10 % суммарной дозы (внешнего и внутреннего) [3,4]. Внутреннее облучение от поступивших в организм радионуклидов, как отягощающий фактор внешнего облучения, следует оценивать не по величине эффективной дозы, получаемой перемножением поглощённых в органах доз на взвешивающие коэффициенты с последующим их суммированием, а по поглощённым дозам в критических органах. Такими били щитовидная железа и лёгкие. Оценка по эффективной дозе существенно снижает опасность внутреннего облучения продуктами деления урана.
Несмотря на интенсивную специализированную помощь в первые три месяца умерло 28 человек, из них 20 человек, получивших дозы свыше 6 Гр. Причинами смерти чаще всего являлись инфекционные осложнения, геморрагический синдром и интоксикация. В последующие годы умерло ещё 14 человек от различных причин, в том числе не связанных непосредственно с облучением (сердечно-сосудистые заболевания, туберкулёз, дорожные катастрофы и др.). За оставшимися в живых ведётся постоянное наблюдение с целью установления роли облучения в состоянии их здоровья. Типичными осложнениями являются последствия бета-поражения кожных покровов и развитие катаракт. У одного пациента, перенёсшего ОЛБ, диагностированы начальные проявления онкопатологии, у другого – лейкоз. Динамическое наблюдение в Украине за лицами, у которых была верифицирована ОЛБ, обнаруживают сходные изменения в сомато-неврологическом и психологическом статусе.
Для ликвидации последствий аварии только в 1986-1987 гг. к работам в 30-километровой зоне было привлечено 230 тысяч человек, в том числе более 55 % военнослужащих. В основном это были лица среднего возраста (30-45 лет). Дозы облучения у участников ликвидации последствий аварии (УЛПА) существенно различались. Согласно официально зарегистрированным дозам облучений у УЛПА, ныне живущих во всех регионах РФ, в Российском государственном медико-дозиметрическом регистре (РГМДР) максимальному облучению подверглись УЛПА, работавшие в 1986 г., средняя доза оценивается в 16 сГр. Часть ликвидаторов получили более высокие дозы – 20-25 сГр и больше норматива аварийного облучения (25 сГр). Средняя доза облучения ликвидаторов 1987 г. оценивается в 9 сГр и ликвидаторов 1988-1990 гг. меньше 5 сГр. При верификации дозиметрических данных [5] дозы облучения УЛПА 1986 г. оценены в пределах 6,5-110 мЗв, в среднем 77 мЗв, а УЛПА 1987 г. – в пределах 9,3-63 мЗв, в среднем 47 мЗв.
Значения приведённых доз следует считать ориентировочными. Они свидетельствуют, что большинство УЛПА подверглись облучению в пределах малых доз. Само облучение было длительным, эффективность его примерно в 5 раз меньше по сравнению с острым облучением. Облучение в таких дозах не могло вызвать клинико-лабораторной картины лучевых поражений. Облучение в малых дозах связывают с возможностью проявления в отдалённые сроки ЗНО и генетических нарушений. Сторонники линейной беспороговой концепции (ЛБК), как отмечено выше, считают, что облучение в любой дозе, отличной от нуля, связано с риском. Этой концепции придерживаются МКРЗ, НКДАР при ООН и НКРЗ РФ. Такой подход к оценке малых доз радиации остаётся гипотезой. Прямых эпидемиологических и экспериментальных доказательств в пользу ЛБК нет. Многие исследователи, основываясь на данных эпидемиологических наблюдений и результатах экспериментальных исследований, считают, что и для стохастических эффектов существует порог [6-9]. Об этом свидетельствуют многолетние наблюдения за пострадавшими в Хиросиме и Нагасаки. Заболеваемость раком у лиц, облучённых в дозе 20 сГр и ниже, статистически не отличается от заболеваемости в контрольной группе необлучённых. Отмечается тенденция даже к более низкому уровню. В официальных публикациях НКДАР указывается, что для общей когорты, перенёсших атомную бомбардировку, включая все возрастные группы, достоверно увеличение риска смерти от рака происходит при дозах свыше 200 мГр. У жителей Хиросимы и Нагасаки не выявлено генетических отклонений среди потомков облучённых лиц.
Приведём также материалы наблюдений отечественных авторов. При химическом взрыве железобетонной ёмкости с хранившимися в ней высокоактивными отходами (Кыштымская авария) в зоне выпадения радионуклидов у населения при дозах внешнего облучения 0-17 сГр, ЖКТ – 0,7-150 сГр, красного костного мозга – 0,5-0,7 сГр, лёгких – 0,1-2,7 сГр случаев острой и хронической лучевой болезни и бластомогенных эффектов не зарегистрировано [10, 11].
Для их возникновения необходимы, очевидно, более высокие дозы. Отмеченное подтверждают наблюдения за жителями в верховьях реки Теча, куда в начальный период деятельности ПО “Маяк” сбрасывали радиоактивные отходы. В условиях комбинированного хронического облучения при дозах общего внешнего гамма-облучения 1000-1500 мЗв и дозе от 90Sr на костный мозг > 700 мЗв верифицировали хроническую лучевую болезнь (ХЛБ) и незначительное увеличение смертности от лейкемий.
Достаточно полно изучена ХЛБ у персонала атомной промышленности, подвергавшегося облучению в повышенных дозах (годовые дозы 0,4-4,5 Гр, суммарные 1-10 Гр) в первые годы развития отрасли. Ведущим симптомом при формировании болезни был костномозговой, проявлявшийся в снижении числа лейкоцитов, лимфоцитов, тромбоцитов и реже эритроцитов. Изменения показателей крови широко варьировались в зависимости от мощности дозы и суммарной дозы от нестойкого изменения (I степень) до апластического состояния крови (IV степень). Проявлялись и функциональные изменения нервной системы с развитием астенического синдрома. Прекращение контакта с радиацией или снижение уровней облучения приводило к усилению репаративных процессов и состояние больных улучшалось .
Из приведённых материалов, таким образом, следует, что проявление ЗНО и ХЛБ регистрировали при дозах облучения значительно больших тех, которые получили УЛПА. На выездной сессии коллегии Минздрава в 1999 г., посвящённой деятельности РГМДР за последние 13 лет после аварии отмечено однако, что уровень заболеваемости у УЛПА выше общероссийских показателей заболеваний: эндокринной системы в 10 раз, психических расстройств в 5 раз, сердечно-сосудистых заболеваний в 4 раза. Увеличился и рост инвалидности: в 1991-1994 гг. в 6,6 раз, в 1994-1997 гг. в 1,6 раз. Основной причиной инвалидности явились болезни нервной системы, кровообращения, психические расстройства. Самый высокий рост инвалидности отмечен в возрастной группе 30-34 года [12]. На 3 Международной конференции “Медицинские последствия Чернобыльской катастрофы: Итоги 15-летних исследований” также отмечали нарушение здоровья УЛПА, представленное преимущественно психоневрологическими и сердечно-сосудистыми расстройствами. Увеличилась инвалидность, снизилась рождаемость, ухудшилось здоровье новорождённых, увеличились осложнения беременности, снизился уровень здоровья детей .
Что же является основной причиной регистрируемой патологии у УЛП – облучение или другие нерадиационные факторы, в том числе социально-экономические? В последние годы здоровье значительной части населения РФ существенно ухудшилось. Сократилась продолжительность жизни, особенно у мужчин, снизилась рождаемость, ухудшилось здоровье детей и т.п. Произошедшие социально-экономические изменения в равной мере касаются и УЛПА и даже в большей мере, чем лиц, не подвергшихся облучению.
Участники ЛПА подвергались не только облучению, но и воздействию других вредных факторов и в первую очередь химических. Об их природе было сказано в начале статьи. Прямые замеры концентраций в воздухе, особенно в начальный период аварии, свидетельствовали о присутствии их в приземном слое атмосферы в значительных концентрациях . Известна массовая обращаемость ликвидаторов в медпункты с жалобами на острое раздражение слизистых дыхательных путей. За медицинской помощью по поводу ринитов, трахеитов, фарингитов обратилось 26 % в июле, около 45 % в августе и около 21 % в сентябре. Применявшиеся индивидуальные средства защиты “Лепесток” не всегда обеспечивали должную защиту органов дыхания. Сочетанное действие радиации и вредных факторов нерадиационной природы проявлялись чаще эффектом синергизма .
Работы по ликвидации последствий аварии с самого их начала протекали на фоне дезинформации в отечественных и зарубежных СМИ. Освещение последствий аварии в СМИ мало изменилось и в последние годы. Основой широко распространяемых мифов является представление, что любое облучение независимо от величины дозы вызывает нарушение здоровья человека. Эту концепцию к сожалению поддерживает МКРЗ и НКРЗ РФ. Такое представление о радиации – постоянно действующем физическом факторе на Земле - само по себе вредно и может сказываться на здоровье человека мало знакомого с действием радиации в малых дозах. Состояние хронического стресса оказывает влияние не только на психический статус человека, но и может быть причиной соматических нарушений.
Опасность облучения в малых дозах, как отмечено, связывают с возможностью проявления в отдалённые сроки ЗНО. Если исходить из ЛБК, то увеличение онкозаболеваемости может превысить фоновую на единицы процентов (3-5 %). К настоящему времени не установлено статистически значимых различий онкозаболеваемости у ликвидаторов и необлучённых с учётом возрастных групп. Есть основания считать, что не следует ожидать учащения лейкозов, латентный период для которых согласно рекомендациям МКРЗ равен 3-5 годам. Острые спонтанные лейкозы составляют менее 1 % всех злокачественных спонтанных опухолей. Возникновение солидных раков возможно через 10 и более лет и теоретически их учащение не исключается. Учитывая низкие дозы облучения, есть основания надеяться, что роста ЗНО не будет.
Радиоактивному загрязнению подверглись обширные территории с миллионами жителей. Уровни загрязнений и дозы облучений населения характеризуются широким диапазоном. Они существенно ниже доз облучений ликвидаторов, в том числе у населения, отселённого в начальный период и в последующие сроки из районов наиболее интенсивного загрязнения. Облучение носит хронический комбинированный характер в сочетании с действием многих нерадиационных факторов в зависимости от бытовых и производственных условий жизни каждого человека. Большинство жителей подверглось внешнему гамма-облучению в пределах 5-19 мЗв и лишь небольшая часть в дозах 100-200 мЗв. Эти дозы сопоставимы с дозами, которые получает каждый человек от естественных источников в течение всей его жизни. Основными дозообразующими радионуклидами внешнего гамма-облучения являются изотопы цезия 137Cs (74 %), 134Cs (20 %), на долю остальных радионуклидов приходится лишь 6 % .
Облучение в таких дозах не могло вызвать ни острых, ни хронических поражений и их не регистрировали. Не выявлено среди жителей и избыточного числа миелоидной лейкемии – наиболее типичного раннего проявления облучения. Пониженный риск возникновения лейкемий согласно рекомендациям МКРЗ оценивается в 5.10-3 (0,5 на 1 Зв – одну десятую долю риска всех злокачественных опухолей со смертельным исходом.
Основную опасность, особенно для детей, представляло поступление радиоизотопов йода 131-135I в организм по пищевым цепочкам в основном с молоком и молочными продуктами, получаемых от животных, выпасаемых на загрязнённых пастбищах. Радиойод мог поступать и ингаляционным путём в период прохождения радиоактивного облака и его выпадения. Радиоизотопы йода составили значительную часть активности, выброшенной из разрушенного реактора (27.10-16 Бк).
Учёными к моменту аварии были разработаны рекомендации для принятия оперативных мер в случае возникновения аварии. Однако в силу некомпетентности и безответственности административных органов они не были реализованы в полной мере. Меры профилактики: защита органов дыхания, дозиметрический контроль загрязнённых продуктов питания, йодная профилактика проводились далеко не в той мере, как требовала сложившаяся радиационная обстановка. Дозы облучения щитовидной железы у детей во многих случаях существенно превышали установленные лимиты, достигая в отдельных случаях единиц грей.
Радиоактивный йод является изотопом одного из важнейших биогенных элементов, участвующих в синтезе гормонов щитовидной железы, играющих ключевую роль в нормальном функционировании организма. Действие их осуществляется на всех уровнях клетка-орган-организм. Радиойод характеризуется высокой подвижностью во внешней среде. Поступив в организм, он практически полностью всасывается в кишечнике (при ингаляционном поступлении в лёгких), накапливаясь в основном в щитовидной железе. Учитывая малые размеры железы (у взрослого человека 20 г, у детей в зависимости от возраста 2-10 г), даже при поступлении в организм небольших количеств радиойода в железе формируются большие дозы. У беременных женщин, содержащийся в их организме радиойод через плаценту поступает в плод. Вначале нуклид равномерно распределяется в теле плода, а с началом функционирования щитовидной железы избирательно накапливается в ней. В железе плода формируются более высокие дозы, чем в железе матери.
Опасность поступления радиойода в организм человека связывают с возможностью нарушения гормоногенеза в щитовидной железе и развитием доброкачественных и злокачественных опухолей в ней. Радиационное повреждение щитовидной железы может привести к нарушению функции других эндокринных желёз и нарушению эндокринного статуса организма, что может сказаться на физическом и психическом развитии ребёнка. Повреждения в железе могут находиться длительное время в скрытом состоянии и проявиться, когда организму предъявляются повышенные требования: заболевание, интоксикация, половое созревание, стресс и т.д.. В этой связи необходим постоянный контроль за функциональным состоянием железы.
В Беларуси, Украине и России число злокачественных опухолей щитовидной железы и другая тиреоидная патология значительно превысили прогнозируемые уровни. По прогнозным оценкам число злокачественных новообразований могло лишь незначительно превысить спонтанный уровень. Спонтанные опухоли щитовидной железы встречаются довольно редко – 0,5-2 % от всех опухолей различной локализации, чаще у женщин. Начиная с 1990 г. распространённость рака в Беларуси возросла в 18 раз, а в наиболее загрязнённой Гомельской области в 28 раз, в Брянской области России - в 9 раз, в том числе в Клинцевском районе – почти в 48 раз, в Украине – в 4,8 раз (в Киевской области – в 9,8 раз). До 1989 г. частота рака в каждом регионе сохранялась на относительно постоянном уровне. Динамические исследования, проведённые по программе Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) АЙФЕКА, подтвердили необычное увеличение случаев рака у детей в возрасте до 15 лет .
Причиной заниженных прогностических оценок явился недоучёт таких важных факторов, как особенности обмена радиойода в организме, физические характеристики радиоизотопов йода 131-135I, местные экологические особенности регионов загрязнения, реальные поступления радиойода детям, оказавших существенное влияние на формирование доз в железе и её чувствительность к облучению. Низшей бластомогенной дозой облучения железы у детей считают 100 мГр, а облучения зародыша/плода – 5-10 мГр. Генез ЗНО чрезвычайно сложная проблема. Схематично её можно представить: поступление радиойода в организм ––> накопление нуклида в щитовидной железе ––> радиационное повреждение железы ––> нарушение гормоногенеза железы ––> нарушение иммунного статуса организма ––> образование доброкачественных опухолей ––> образование злокачественных опухолей.

Заключение

Крупномасштабная авария на ЧАЭС вовлекла в процесс ликвидации её последствий обширный контингент УЛПА. Облучению подверглось также население на обширных территориях радиоактивного загрязнения. Оценивая медицинские последствия аварии на ЧАЭС следует учитывать не только облучение, но и другие негативные факторы, которые действовали и действуют на человека, в том числе социально-экономические. Сочетанное действие их могло проявляться эффектами синергизма. Сложной остаётся проблема малых доз радиации, включая наличие или отсутствие порога действия. Есть основания считать, что и для стохастических эффектов существует порог. При этом не исключается действие ионизирующих излучений как повреждающего фактора на клеточном уровне. В организме в процессе эволюции выработалась система защиты не только от радиации, но и от многих других вредных агентов окружающей среды, действию которых постоянно подвергается человек. Радиация является относительно слабым канцерогеном по сравнению со многими химическими веществами. Её вредное действие проявляется после превышения порога. Величина его для отдельных органов различается. Существенное значение имеет развитие инволюционных процессов с возрастом и действие других вредных агентов. Для исключения возможного проявления отдалённых эффектов ключевое значение имеет повышение устойчивости организма и максимально возможное исключение действия других вредных агентов.