Ефекти опромінення в малих дозах

Поняття малих доз

Через те, що чітко не визначено, які дози слід вважати малими, спостерігається розбіжність у кількісних значеннях доз, котрі відносять до малих. Найчастіше, ґрунтуючись на довільних припущеннях, під малими розуміють дози, кількісні значення яких не більше ніж на один-два порядки перевищують значення доз, зумовлених природним рівнем опромінення. Оскільки останній характеризується потужностями поглинутої дози порядку 0,1...0,4 сГр/рік, то відповідно до малих належать дози 1...40 сГр. Це відповідає рекомендаціям Наукового комітету з дії атомної радіації (НКДАР).

За визначенням іншої міжнародної організації – Наукового комітету ООН з дії атомної радіації (UNSCEAR), малі дози опромінення становлять 0,2 Гр для іонізуючих випромінювань із низьким значенням ЛПЕ й 0,05 Гр – із високим за потужності поглинутої дози порядку 0,05 Гр/хв.

Іноді вважають, що малі дози іонізуючого випромінювання відповідають значенням, які на два або більше порядків менші за летальні.

В клінічній практиці під малими розуміють дози 0,5...1,0 Гр, у разі передавання яких не виявляються ефекти ураження.

Іноді малою вважають дозу, за якої починає проявлятися досліджуваний нелетальний ефект. Але різні радіобіологічні ефекти в одній і тій самій клітині проявляються у відповідь на опромінення в різних дозах. І тому одна й та сама доза щодо реакції найрадіостійкішої системи клітини буде малою, а щодо реакції решти систем – великою.

Оскільки таке визначення малої дози базується на використанні середнього значення числа влучань у мішень, а розподіл влучань відповідає статистичному розподілові Пуассона, то малій дозі реально відповідає таке значення, за якого в опромінюваній клітинній популяції будуть клітини, в мішені яких влучено більше ніж один раз, а також клітини, в мішені яких не влучено жодного разу. У випадку, коли влучання в мішень спричиняє інактивацію клітини, ініціюючи її проліферативну загибель, мала доза збігається з D₀.

Схарактеризований підхід відповідає умові, за якою в прояві радіобіологічної реакції клітинної популяції ніякої ролі не відіграють міжклітинні взаємодії. Якщо ж останні беруть участь у формуванні радіобіологічного ефекту, то може проявлятися залежність ефекту від інактивації певної кількості клітин, і тоді потрібні відповідні корегування у визначенні малих доз.

Як бачимо, попри різні визначення поняття малих доз, під ними розуміють такі значення доз опромінення, за яких реєструються радіобіологічні ефекти переважно нелетального характеру.

Ефекти опромінення в малих дозах

Під впливом іонізуючого випромінювання в малих дозах індукується низка ефектів, які не спостерігаються за опромінення в більших дозах.

Так само, як і за великих доз опромінення, під впливом малих доз проявляються стохастичні й детерміністичні ефекти.

До стохастичних ефектів належать хромосомні аберації, точкові мутації, трансформації клітин, інакше кажучи, ті радіобіологічні реакції, які не мають дозового порога.

Оскільки частота прояву стохастичних ефектів за дії малих доз є дуже низькою, їх кількісна оцінка є настільки непевною, що досі немає достатньо надійної підстави для вибору способу екстраполяції дозових залежностей біологічних ефектів іонізуючого випромінювання з діапазону великих доз на рівні малих доз опромінення.

До основних детерміністичних ефектів малих доз належать:

- адаптивна відповідь – зростання стійкості до дії підвищених доз іонізуючого випромінювання;

- стимуляція проліферативної активності бактеріальних, тваринних і рослинних клітин у культурі та in situ;

- інтенсифікація різних біохімічних і фізіологічних процесів унаслідок опромінення клітин і багатоклітинних організмів, яка може супроводжуватися загальною активацією процесів життєдіяльності організму, що виражається в посиленні росту, нагромадженні біомаси, прискоренні темпів розвитку (радіостимуляція, або радіаційний гормезис).

Адаптивна відповідь, яка має неспецифічний характер, зумовлює збільшення стійкості організму до дії несприятливих факторів різної природи. При цьому перевага організмів, у яких сформувалась адаптивна відповідь, над тими, що не отримували малої адаптувальної дози, виявлятиметься за несприятливих умов росту й розвитку. В цьому разі важко відрізнити наслідки індукції адаптивної відповіді від гормезису.

Ефекти малих доз не вичерпуються зазначеними вище явищами, неоднаково проявляючися в різних біологічних системах: так, виявлено зміни активності тимідинкінази, експресії низки генів, організації геному, індукцію апотозу.