Катастрофа на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года была уникальной не только по количеству выброшенных в атмосферу радионуклидов, площади загрязненных территорий, коллективной дозе облучения, но и в связи с наличием миллионов людей, получивших малые дозы радиации.
Согласно предложению Комитета по действию атомной радиации ООН (UNSEAR), к малым относят дозы менее 200 миллизивертов; воздействие именно в таких малых дозах характерно для подавляющего числа пострадавших от аварии.
Радиобиологические экспериментальные исследования зависимости эффекта от дозы облучения проводились на разных объектах — от молекулярного до организменного уровней. Изучали: действие радиации на культуры клеток in vitro, на клетки, ткани и органы облученных животных и растений, на популяциях животных и растений как в лабораторных условиях, так и при содержании животных на загрязненных радионуклидами территориях. Рассматривали параметры, характеризующие генетические повреждения (ядерная и митохондриальная ДНК), экспрессию генов, биохимические, биофизические и функциональные характеристики мембран клеток, активность и регуляторные свойства ферментов, структурные перестройки генома и мембран органов и тканей животных, антиоксидантный статус и т. д.
Выводы:
1. Малые дозы ионизирующего излучения и облучение низкой интенсивности достоверно активно влияют на биологические процессы в клетках.
2. Зависимость эффекта от дозы облучения носит нелинейный, немонотонный, полимодальный характер, в большинстве случаев — максимум в области малых доз облучения, область нулевых или небольших значений эффекта, затем монотонный подъем при увеличении доз.
3. Дозы, при которых наблюдаются экстремумы, зависят от мощности (интенсивности) облучения и уменьшаются при ее уменьшении.
4. В определенных интервалах доз низкоинтенсивное облучение может быть равным по эффективности или более эффективным, чем острое.
5. Облучение в малых дозах приводит к изменению (в большинстве случаев — увеличению) чувствительности биологических объектов к последующему действию повреждающих факторов.
Аналогичные данные получены при изучении биохимических, биофизических, цитогенетических и иммунологических процессов в крови ликвидаторов и населения, получившего облучение после чернобыльской аварии.
Нелинейный и немонотонный вид зависимостей доза-эффект, полученный в экспериментах, объясняется на основе представлений об изменении соотношения между скоростями процессов повреждения, с одной стороны, и репарации повреждений, с другой. Системы репарации при низкоинтенсивном облучении либо вообще не индуцируются, либо работают с существенно меньшей скоростью и включаются в более позднее время, когда в облучаемом объекте уже появились радиационные повреждения.
Особое внимание исследователи обращают на отдаленные последствия облучения в малых дозах: это генетическая нестабильность (хромосомные аберрации, клетки с микроядрами и пр.), сохраняющаяся у потомков облученных родителей; адаптивный ответ (появление радиоустойчивости к последующему действию радиации после облучения в малых дозах); повышенная радиочувствительность; внезапная гибель популяции через несколько поколений после облучения и др.
Схожие особенности действия низких доз облучения обнаружены при изучении изменений в организмах ликвидаторов и облученного населения. Экспериментальных животных и образцы культуры ткани человека выдерживали на загрязненных радионуклидами районах (до 40 Ки/км2), и одновременно изучали лимфоциты периферической крови жителей этих районов (детей и взрослых — Янов, Вышков, Новозыбков, Клинцы и др.) в течение 3-10 лет после аварии. На всех объектах через длительное время после экспозиции (через 20 генераций клеток, около 30 суток) обнаружены повышенные частота гибели клеток, частота клеток с микроядрами и нестабильными аберрациями хромосом, повышенная радиочувствительность у клеток и у лимфоцитов крови при дополнительном облучении, снижение числа жителей с индуцированным адаптивным ответом.
Получается, что действие малых доз ионизирующей радиации на живые организмы не остается без последствий. Нет оснований полагать, что эффекты и закономерности, обнаруженные в эксперименте, не будут иметь отношения к человеку. Повышенная заболеваемость ликвидаторов и населения, проживающего на загрязненных территориях, связана с радиационными повреждениями на молекулярном и клеточном уровне.
Для официального заключения о радиогенном происхождении болезни (эффекта) обязательно обнаружение линейной зависимости от дозы. Однако радиобиологические исследования показывают, что и отсутствие линейной зависимости заболеваемости от дозы, выявляемое в традиционных эпидемиологических наблюдениях, не исключает возможного радиогенного происхождения болезней у облученных в малых дозах.