CC BY
2
Защита от излучения протяженных источников.— М., 1961,— С. 42, 192.
8. Нормы радиационной безопасности НРБ—76/87 и основные санитарные правила ОСП—72/87,— М., 1988.
9. Правила безопасности при транспортировании радиоактивных веществ (ПБТРВ—73).— М„ 1974,— С. 34.
10. Сборник инструктивно-методических материалов по организации и проведению радонотерапии в лечебно-про-филактических учреждениях системы МЗ СССР / Под ред. И. И. Гусарова.— М„ 1972,— С. 52.
Поступила 04.05.90
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1991 УДК 613.648.4-074
Ю. К. Кудрицкий, В. И. Карпов, А. Б. Георгиевский АКТУАЛЬНОСТЬ СМЕНЫ ПАРАДИГМ В РАДИАЦИОННОЙ ГИГИЕНЕ
Ленинградский НИИ радиационной гигиены Минздрава РСФСР; Институт озероведения АН СССР, Институт истории
естествознания и техники АН СССР, Ленинград
В настоящее время назрела необходимость смены парадигм в радиационной гигиене. Актуальность этой задачи непосредственно связана с формированием концепций и принципов регламентации допустимых уровней облучения [8].
В течение почти столетней истории радиобиологии сменилось большое число гипотез [16]. Однако в ряде теоретических вопросов доминирующие позиции современной радиобиологии не согласуются с аксиоматическими положениями биологии, принятыми в качестве ее основных законов. Так, не всегда признается, значение теории адаптации в качестве базовой медико-биологической концепции [23]. Вопрос об адаптационном характере лучевых процессов неоднократно обсуждался в литературе. Особенно часто на него обращали внимание отечественные авторы [5, 14, 19]. На необходимость изучения адаптации к радиационному фактору указывали и гигиенисты [18].
Достигнутый уровень радиобиологических знаний позволяет обосновать адаптационную гипотезу биологической эффективности ионизирующих излучений, которая может служить теоретической основой нормирования радиационного фактора. Ее альтернативой является линейно-беспороговая гипотеза (ЛБГ), предложенная в 1977 г. Международной комиссией по радиационной защите (МКРЗ) в качестве допущения из-за недостатка к моменту ее подготовки научной информации о биологической эффективности низких уровней ионизирующих излучений [20]. По мнению некоторых авторов, ЛБГ является господствующей парадигмой современной радиационной гигиены [1].
Представляется логичным начать краткое изложение адаптационной гипотезы с общебиологического понятия «адаптация» как целостной системы реакции живых объектов, диалектически сочетающей в себе способность к поддержанию динамического равновесия со средой и способность организмов к эволюционному развитию [4]. Адаптационная гипотеза биологической эффективности ионизирующих излучений
является конкретизацией общей теории адаптации, если исходить из положения о единстве закономерностей биологии и радиобиологии.
Ионизирующие излучения служат общим неадекватным раздражителем. Аналогично другим факторам средь: радиационный фактор в качестве биологического раздражителя, так же как и все вызываемые им лучевые реакции, обладает специфическими и неспецифическими свойствами. Это свидетельствует о единстве радиобиологических и общих биологических законов.
Как и другие абиогенные раздражители (электрический ток, видимый свет), ионизирующие излучения обладают очень широким диапазоном биологического действия и соответствующей ему широтой адаптационных возможностей. Так, крайние уровни лучевых воздействий — от природного фона до облучения, вызывающего у млекопитающих шокоподобную смерть «под лучом»,— различаются по мощности воздействия в миллиард раз. Велика и флюктуация уровня природного радиационного фона. Он изменяется в десятки, а в некоторых регионах и в сотни раз [9].
Природный уровень ионизирующих излучений является облигатным фактором биосферы. В условиях его постоянного влияния возникла и эволюционировала жизнь. Возбуждение атомарных и молекулярных структур, ионизация облучаемой среды, в том числе и самих организмов, мутагенное влияние, развитие репарируюших систем, эндогенных протекторов — по крайней мере эти следствия лучевых воздействий от природных источников ионизирующих излучений имеют непосредственное эволюционное происхождение и значение. Кроме того, они1 обладают определенным антиэнтропийным потенциалом, что повышает устойчивость организмов к условиям существования. Наконец, эволюционное значение радиационного фактора [10, 22] отражает его внутреннее единство с органической жизнью -основой адаптационных процессов. Поэтому к нему, как и ко всем подобным факторам (гравитации, геохимическим и климатическим условиям среды и др.), выработалась в процессе эволю-
ции «норма реакции», в пределах которой развились соответствующие механизмы адаптации к лучевым воздействиям.
Возможность адаптации к любому фактору прежде всего определяется реактивностью. Ее специфическая форма — радиочувствительность — присуща всем живым организмам. Выявлена основная эволюционная тенденция в изменениях видовой радиочувствительности: с усложением организации организмов она увеличивается, что, вероятно, связано с большей радиочувствительностью регуляторных процессов у более высокоорганизованных живых систем. Благодаря реактивности организмы способны адаптироваться к среде, обеспечивая гомеостаз при изменениях условий существования. Специфической формой гомеостаза в отношении влияния радиационного фактора является радиоустойчивость. Н. П. Дубинин [7], считая ее наследуемым свойством, предлагает рассматривать «норму радиоустойчивости» в качестве специфического признака общей «нормы реакции».
Общей закономерностью адаптации к абиотическим факторам является унимодальная зависимость приспособления организмов к ним. График этой зависимости — его еще называют «кривой толерантности» (устойчивости) организмов — имеет форму купола, средняя часть которого отражает оптимальный для жизнедеятельности диапазон условий среды, а крайние точки соответствуют пределам адаптивной устойчивости [3].
Оптимальный диапазон радиационного фактора соответствует в основном уровню природного фона. Такое представление развивалось многими авторами [9, 26]. До сих пор не обнаружено вредного влияния на здоровье людей не только среднего, но и повышенного фона природной радиации [24|. Продолжительность жизни признается наиболее интегральным показателем эффективности биологической и социальной адаптации. Сокращение продолжительности жизни у людей не наблюдается при дозах менее 1 Р в неделю (26]. Такая доза в 500 раз выше среднего уровня природного фона. Жители районов с повышенным фоном радиации не отличаются ни по продолжительности жизни, ни по частоте злокачественных опухолей от населения районов с обычным средним фоном радиации [13].
За пределами оптимального диапазона адаптации при усилении или ослаблении действующего фактора, а также при изменении реактивности организма в адаптивный процесс включаются дополнительные резервные механизмы. Гомеостаз переходит на качественно новый уровень функционирования в пределах физиологических возможностей организма. Развивается состояние напряженной адаптации, которое имеет обратимый характер.
Усиление процессов в диапазоне напряженной адаптации может проявляться в стимуляции
жизнедеятельности, столь характерной для влияния низких уровней лучевых воздействий (15], и в развитии хормезиса, т. е. полезного для жизнедеятельности стимулирующего действия малых радиационных воздействий (27].
К диапазону напряженной адаптации можно отнести ситуацию, при которой организм без вредных последствий для здоровья способен купировать изменения, возникающие при облучении в малых дозах. Так, в результате локального облучения эпигастралыюй области в дозе 25 Р у пациентов при рентгенологическом исследовании желудка в несколько раз повышается частота цитогенетических изменений в лимфоцитах периферической крови. Однако у лиц зрелого возраста через 2—3 мес частота их нормализуется, а у пожилых пациентов и через пол-, года она остается повышенной, что связано с возрастным ограничением репаративных процессов [17]. Следовательно, у более молодых лиц такое лучевое воздействие может быть отнесено к диапазону напряженной адаптации, а у более пожилых — развивается состояние ограниченной адаптации, когда возврат к возрастной норме крайне затянут или невозможен.
Значительно меньше изучен диапазон напряженной адаптации, возникающей при снижении уровня природного фона. Проведенные исследования однозначно выявили ограничение жизнедеятельности у простейших, растений и млекопитающих при уменьшении радиационного фона и восстановление ее после повышения уровня фона до обычной мощности излучения [6, 16]. Этот факт снижения жизнедеятельности при «дефиците» радиации убедительно свидетельствует в пользу адаптационной гипотезы.
При большей величине лучевых воздействий развивается не только напряжение, но и ограничение адаптивных процессов, когда значительные изменения гомеостаза приводят к возникновению преморбидкых состояний и развитию патологических процессов вплоть до срыва адаптации и гибели организма.
Таким образом, даже краткое изложение адаптационной концепции свидетельствует о возможности с единых позиций рассмотреть весь диапазон биологической эффективности ионизирующих излучений.
Из-за невозможности остановиться на многочисленных критических работах, в которых доказываются теоретическая необоснованность ЛБГ, ее несоответствие накопленной научной информации о биологической эффективности низких уровней ионизирующих излучений [14, 25, 26), представляется необходимым обратить внимание на главное в критике ЛБГ — на ее методологическую неполноценность.
Прежде всего следует отметить абиологич-ность ЛБГ. В силу принятого допущения о линейной и беспороговой зависимости лучевых эффектов от поглощенной дозы исключена из
рассмотрения основная биологическая зависимость качества реакции организма от уровня воздействия. Предлагая в качестве допущения ЛБГ, МКРЗ одновременно впервые выделила в качестве недопустимых при нормировании радиационных воздействий некоторые патологические процессы, для которых были уже известны пороги их развития, назвав их нестохастическими. Тем срмым МКРЗ рекомендовала наряду с ЛБГ использовать пороговый принцип нормирования, который является одним из основополагающих в советской гигиенической науке.
Другой методологический недостаток ЛБГ — ее конвенционализм, заключающийся в условности допущения линейно-беспороговой зависимости.
Третьим существенным недостатком ЛБГ является экстраполяционный способ обоснования гипотезы, приводящий к произвольному переносу закономерностей, характерных для патогенных лучевых воздействий, на область влияния низких уровней ионизирующей радиации. В результате получаемые расчетные оценки канцерогенной и генетической опасности, которые R. Hic-key [25] справедливо называет статистической фантазией, не имеют фактической базы и не соответствуют результатам эпидемиологических и экспериментальных исследований. Следует обратить внимание и на неизбежный агностицизм ЛБГ, являющийся следствием отрицания познаваемости генетического и канцерогенного эффектов низких уровней ионизирующей радиации из-за нереальности получения необходимого объема информации для выявления гипотетической вероятности мутаций и канцерогенеза, определяемой расчетным путем.
Нельзя согласиться и с конвенционализмом ЛБГ, а также связанной непосредственно с ним концепцией «приемлемого риска» в качестве принципа нормирования. Неосуществимость при нормировании основной идеи ЛБГ об отсутствии безвредного уровня радиационного фактора из-за невозможности исключить его из условий существования вынудила рекомендовать «снижение дозы излучения до возможно низкого уровня», когда любое дальнейшее снижение дозы не оправдалось бы увеличением необходимых затрат [20]. Данная рекомендация исходит из принципа «взвешивания пользы и вреда», осуществление которого зависит от договорной стоимости мероприятий по защите, необходимой для снижения уровня облучения людей на единицу дозы. Существующие оценки стоимости их колеблются в пределах 2—3 порядков, что превращает такую «договоренность» в весьма условную и неопределенную.
Концепция «приемлемого риска» претендует на всеобщность в качестве способа нормирования всех факторов производственной и коммунальной сфер. Она основывается на признании невозможности достижения абсолютной безопасности любого вида деятельности, в том числе и невоз-
можности практического осуществления условий абсолютной радиационной безопасности. В общем виде приемлемым риском неблагоприятных последствий той или иной деятельности признается риск, при котором достигается минимум суммы потерь и затрат путем ее оптимизации [2]. Конкретизируя этот принцип, МКРЗ предлагает в качестве приемлемого риска признать риск в наиболее безопасной профессии. В 26-й Публикации МКРЗ (§ 96) рекомендуется в качестве приемлемого риска уровень средней годовой смертности от профессиональных причин !-10~4. Уже в этом проявляется презумпция облигатной вредности профессиональной деятельности.
Внешняя простота такого способа нормирования предельно прагматична: достаточно оценить смертельность любого вида деятельности и определить уровень нормируемого фактора, при котором смертельность будет не выше признанной в качестве приемлемой. Однако при этом в качестве основы нормирования принимается не безвредный для здоровья уровень воздействия фактора, а смертельность некоего достигнутого интеграла производственных условий, выбранных в качестве «приемлемого» масштаба для нормирования. Другими словами, приоритет здоровья утоплен в достигнутых условиях производственной жизни. Не случайно признается, что «...концепция приемлемого риска... может служить основой для нормирования риска неблагоприятных последствий в новых видах деятельности» [2]. Следовательно, речь идет не о нормировании безопасных для здоровья условий деятельности, а о нормировании «риска деятельности».
• Дальнейшее развитие этого направления приняло оригинальный характер — отрицания вообще принципа нормирования, причем «безразлично, то ли на основе порога, то ли приемлемого риска» [21]. Автор предлагает заменить принцип нормирования пересмотром всех норм на основе оценки «величины» здоровья, которая, по его мнению, в «редуцированном» (читай: «в реальном») виде адекватна продолжительности жизни.
Итак, круг замкнулся: через самоотрицание попытка интегрировать биологическую сущность нормирования со всеми социальными, экономическими и прочими условиями бытия современного человека закончилась возвращением на «круги своя» — признанием единственным реальным показателем продолжительности жизни, которая, как известно, является интегральным показателем жизнедеятельности и характеризует в самом общем виде приспособленность организма к условиям существования.
Из сказанного ясно, что прагматизм гипотезы «приемлемого риска», несмотря на всю ее подкупающую' простоту и внешнюю логичность, является своеобразным антиподом основополагающих идей гигиенической науки. В качестве иллюста-рации может служить рекомендация о замене
строительных материалов с повышенным содержанием радионуклидов на менее радиоактивные материалы, которая признается целесообразной только в том случае, «...если уменьшение ущерба здоровью населения в результате такой замены будет не меньше стоимости этой замены» [12].
Едва ли оправдает использование ЛБГ представление о ней как о «консервативной гипотезе», обеспечивающей самые «безопасные» для здоровья прогностические оценки. Действительно, что же, кроме радиофобии, может вызвать утверждение сторонников ЛБГ об индукции природной радиацией в СССР ежегодно 8—9 тыс. смертельных форм злокачественных опухолей и рождения около 2 тыс. детей с тяжелыми наследственными заболеваниями [11]. В результате подобной пропаганды «знаний» возникают предвзятые и необоснованные мнения об опасности любого лучевого воздействия, строительства и эксплуатации АЭС, лучевой диагностики и т. д.
Отрыв же принципов нормирования радиационного фактора от общей теории гигиены на основе утверждения об «особом» (беспороговом) биологическом характере действия радиации не оправдан ни фактически, ни теоретически. В самом деле, каким анахронизмом звучит, например, такое утверждение: «...человечество способно существовать и без развития адаптации каждого индивидуума к воздействию ионизирующего излучения на уровне радиационного фона» [11]. Подобные высказывания приверженцев ЛБГ — пример игнорирования законов биологии.
Адаптационная гипотеза отвечает трем основным требованиям, предъявляемым к научным гипотезам: она непротиворечива, практически проверяема; основана на обобщении научной информации, дедуктивно построена на более общей теории; позволяет прогнозировать развитие процессов, т. е. обладает главными функциями научной теории — объяснительной и предсказательной. Такие свойства ЛБГ не присущи [14].
Вскрытые закономерности реагирования на воздействие низких уровней ионизирующих излучений могут теперь служить достаточным основанием для нормирования радиационного фактора, построенного не на гипотетических допущениях, а на научно обоснованной адаптационной гипотезе.
Итак, необходимость теоретического обоснования нормирования радиационного фактора среды требует коренной смены парадигм. Исторически ЛБГ исчерпала свое значение и должна быть заменена адаптационной концепцией биологической эффективности ионизирующих излучений.
Литература
1. Алексахин Р. М., Книжников В. А., Таскаев А. И. // Радиобиология,— 1986.—Т. 26, № 3,—С. 292—301.
2. Воробьев Е. И., Ковалев Е. Е. Радиационная безопасность экипажей летательных аппаратов.— М., 1983.
3. Гаузе Г. Ф. // Экология и эволюционная теория.— Л.. 1984,— С. 3—105.
4. Георгиевский А. Б. Философское содержание и функции теории адаптации: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук.— Л., 1985.
5. Гуськова А. К. Радиация и здоровь.е,—М.. 1966.
6. Дробков А. А. Микроэлементы и естёственные радиоактивные элементы в жизни растений и животных,— М., 1968.
7. Дубинин Н. П. Новое в современной генетике.— М., 1986.
8. Ильин Л. А. // БМЭ,— 3-е изд.— 1983.— Т. 21— С 438— 440.
9. Карпов В. И., Кудрицкий Ю. К. // Гиг. и сан,— 1987,— № 6,— С. 59—61.
10. Георгиевский А. В., Кудрицкий Ю. К-. Карпов В. И. //
B. И. Вернадский и современная наука.— Л., 1988.—
C. 39-40.
11. Книжников В. А. И БМЭ,— 3-е изд.— М., 1985 — Т. 26.— С. 367—370.
12. Крысюк Э. М. II Радиационная гигиена.—Л., 1988.— С. 28—32.
13. Кудрицкий Ю. К., Карпов В. И. Гигиеническое значение биологической эффективности естественного фона ионизирующего излучения.— М., 1984.
14. Кудрицкий Ю. К., Георгиевский А. В., Карпов В. И. // АН СССР. Научный совет по проблемам радиобиологии: Пленум: Материалы.— М., 1987.— С. 13—17.
15. Кузин А. М. Стимулирующее действие ионизирующего излучения на биологические процессы.— М.. 1977.
16. Кузин А. М. Структурно-метаболическая теория в радиобиологии.— М., 1986.
17. Кузнецов А. И. Цитогенетические изменения в лимфоцитах периферической крови, возникающие после рентгенологических исследований желудка: Автореф. дис. ... канд. мед. наук.— Л., 1970.
18. Марей А. Н. // Мед. радиол.— I960,— № 5.— С. 13—17.
19. Москалев Ю. И., Кудрицкий Ю. К. 11 Там же,— 1983.— Т. 28,— С. 70—74.
20. Радиационная защита: Публикация МКРЗ № 26.— М., 1978.
21. Рамзаев П. В. // Радиационная гигиена.—Л., i988.— С. 4-18.
22. Степанов А. М. // Мутагенез при действии физических факторов,—М„ 1980.—С. 176—186.
23. Щепин О. Г., Ерохин В. И., Царегородцев Г. И. Ц Коммунист,— 1982,— № 11,— С. 78—88.
24. Hanson G., Komarov Е. У. // Biological Effects of Low-Level Radiation.— Vienna, 1983,— STY / PUB / 646.
25. Hickey R., Bowers E., Clelland R. 11 Hlth Phys.— 1983.— Vol. 44,— P. 207—219.
26. Luckey Т. Ц Ibid.— 1982,- Vol. 43.—P. 771-789.
27. Sagan L. A. 11 Ibid.— 1987,- Vol. 52,— P. 521-525.
Поступила 03.08.89
Summary. A question has been raised on the necessity to substitute the hypothesis of the biological effectiveness of ionizing irradiations as a paradigm of radiational hygiene for the linear — nonthreshold hypothesis. A comparison of the methodological substantiation fo both hypotheses and a conception of "acceptable risk" has been carried out. It is suggested, that the possibility of theoretical substantiation of setting standards for the radiationa factor on the basis of adaptational hypothesis be acknowledged instead of the linear — nonthreshold conception which has lost its historic significance.
