Том 64, № 5 (2024)

Во второй части обзора по оценкам избыточных относительных рисков (ERR) на 1 Гр/Зв для смертности от болезней системы кровообращения («циркуляторные патологии»; ICD-9: 390–459; ICD-10: I00–I99) после облучения, проведены объединяющий анализ и мета-анализ для работников ядерной индустрии различных стран. Полнота выборки на конец 2021 г. являлась, по-видимому, исчерпывающей. Объединяющий анализ данных состоял в оценке средних тенденций для выборки после элиминации из нее выпадающих значений; ERR на 1 Гр/Зв составил 0.20 (95% CI: 0.11; 0.30). Мета-анализ проводился для полной выборки, без удаления выпадающих величин. Была выявлена определенная гетерогенность, поэтому для мета-анализа использовалась Random effect model, и ERR на 1 Гр/Зв составил 0.11 (95% CI: 0.01; 0.22). Полученная здесь только для работников ядерной индустрии средняя величина (а также результат мета-анализа) для ERR на 1 Гр/Зв мало отличались от данных мета-анализов M.P. Little с соавторами (2010–2016) для гетерогенных выборок из различных контингентов. В то же время данные для ПО «Маяк» по смертности от циркуляторных патологий в целом, а не для их отдельных типов, свидетельствуют о меньших рисках для внешнего воздействия (Azizova T.V. et al., 2018): ERR на 1 Гр/Зв составил 0.04 (95% CI: –0.00; 0.09). Все приведенные риски с позиции классической эпидемиологии, при использовании распространенной шкалы Монсона для относительных рисков (RR), должны считаться или отсутствующими (RR = 1.0–1.2), или слабыми (RR = 1.2–1.5). Оценка абсолютного риска смертности от циркуляторных патологий для гипотетической группы работников ядерной индустрии в 100 000 человек, каждый из которых накопил дозу 1 Гр, исходя из данных по фоновой смертности мужчин от названных патологий для США, продемонстрировала прибавку в 1400 смертей за 20 лет занятости. Однако пересчет на реальную среднюю дозу, накапливаемую работниками разных стран (31.1 мЗв; Котеров А.Н. и др., 2021; 2022), выявил ничтожную прибавку смертности — 0.6% от фонового уровня, и риск такого уровня не может быть учтен для столь многофакторных патологий. Полученные во второй части представленного исследования результаты: а) еще раз подкрепляют вывод, сделанный в Сообщении 1, о целесообразности придерживаться порога дозы в 0.5 Гр для смертности от циркуляторных патологий, установленного НКДАР ООН, МКРЗ, NCRP, BEIR и др.; б) свидетельствуют об очень низких, пренебрежимо малых рисках смертности от циркуляторных патологий, атрибутивных лучевому фактору, для работников ядерной индустрии последних десятилетий и для большей части таковых даже начального периода; в) показывают, что для реальной деятельности и охраны здоровья большинства работников ядерной индустрии определение/высчитывание лучевых рисков смертности от циркуляторных патологий носит исключительно теоретический характер. Данные выводы важны в том числе для экспертных советов по установлению причинности профессиональных патологий у работников ядерной индустрии.

Известно, что ионизирующее излучение способно повреждать генетический аппарат клетки не только за счет прямого воздействия, но и посредством индукции оксидативного стресса. Так, в результате окисления азотистого основания гуанина (G) продуктами оксидативного стресса могут возникать трансверсии типа G:C>T:A и G:C>С:G в гене-супрессоре опухолевого роста ТР53. В свою очередь, соматические и наследуемые варианты гена TP53 имеют большое значение в развитии злокачественных новообразований. В связи с этим, целью исследования явился анализ трансверсий G:C>T:A и G:C>С:G гена TP53 в клетках периферической крови, лиц, подвергшихся хроническому низкоинтенсивному радиационному воздействию. Представлены результаты анализа спектра вариантов последовательности гена TP53 на основе трансверсий G:C>T:A и G:C>С:G в клетках периферической крови у жителей прибрежных сел реки Течи Челябинской и Курганской областей, которые в 1950-х годах подверглись хроническому низкоинтенсивному радиационному воздействию. Диапазон индивидуальных значений накопленной поглощенной дозы облучения красного костного мозга за счет внешнего γ-излучения и ⁹⁰Sr составил от 2.1 до 2742.0 мГр (среднее значение – 605.4 ± 191.9 мГр (М ± SE)). В результате исследования у обследованных лиц в было выявлено семь различных вариантов гена TP53 на основе трансверсий G:C>T:A и G:C>С:G, представляющих собой однонуклеотидные замены. Все обнаруженные варианты присутствовали в базе данных IARC TP53 Database и не имели клинического значения как «патогенные» или «вероятно патогенные». Различия частот носителей обнаруженных вариантов гена TP53 между группой сравнения и основной группой не достигали статистически значимого уровня.

Исследования в активно пролиферирующих тканях фермента рибонуклеотидредуктаза с помощью низкотемпературной ЭПР-спектроскопии и параллельный цитогенетический анализ тканей и крови свидетельствуют о начальных радиационно-индуцированных пусковых событиях, инициирующих генерацию повреждений ДНК в органах кроветворения. Изучение комплекса ЭПР-характеристик метаболических реакций с участием свободных радикалов и парамагнитных металлокомплексов выявило выраженный дозозависимый динамический SOS-ответ важнейших систем жизнеобеспечения организма в условиях общего γ-облучения. В механизме противолучевого эффекта радиопротекторов повышение активности рибонуклетидредуктазы и индуцирование синтеза дезоксирибонуклеотидов необходимо для эффективной репарации повреждений и синтеза ДНК в клетках радиочувствительных органов. Использование ЭПР-биомаркеров позволило обосновать дозы и режимы введения радиопротекторов для получения оптимальной радиозащиты.

Ранее был обнаружен феномен (Б.И. Давыдов, 1971, М.В. Васин, В.В. Антипов, 1972) по потенцированию противолучевых свойств аминотиолов (цистамина) при повторном применении в первые 7 ч последействия препарата с увеличением его активности в 2 раза. Предложена гипотеза по объяснению данного феномена. Механизм противолучевых свойств цистамина связан с частичной нейтрализацией кислородного эффекта с развитием в клетке восстановительного стресса, который не завершается после прекращения защитного действия радиопротектора. В организме на уровне клетки осуществляются механизмы с обратной отрицательной связью, препятствующие в полной мере осуществлению пагубных последствий восстановительного стресса, где ведущую роль занимает транскрипционный индуцируемой гипоксией фактор HIF-1, который усиливает в этих условиях продукцию АТФ за счет гликолиза и тем самым снижает нагрузку на процессы окислительного фосфорилирования в условиях острой гипоксии. При повторном применении цистамина в первые 7 ч его последействия после прекращения его противолучевой активности имеет место усиление проявления восстановительного стресса в виде метаболических сдвигов с развитием глубокой гипотермии у животных до 29°С ректальной температуры, что препятствует реализации действия HIF-1. Эти процессы способствуют более полной реализации пострадиационной репарации разрывов ДНК за счет предоставления для нее большего времени в условиях более длительной гипотермии и митотической блокады под действием цистамина.

Оценены и сопоставлены нижние граничные значения мощности дозы хронического облучения для млекопитающих с низкой и высокой естественной продолжительностью жизни, при превышении которых появляются негативные радиобиологические эффекты. Подготовлена выборка данных, содержащих информацию о наблюдавшихся радиобиологических эффектах хронического облучения млекопитающих в зависимости от мощности поглощенной дозы. Выборка включает 118 записей для млекопитающих с высокой продолжительностью жизни и 92 записи – с низкой. Анализ данных выполнен методом непараметрической статистики. Показано, что нижний порог детерминированных радиационных эффектов при хроническом облучении долгоживущих млекопитающих составляет 0.1 мГр/сут, с 95%-ным доверительным интервалом 0.04 – 0.3 мГр/сут. Для млекопитающих с коротким естественным жизненным циклом это пороговое значение на порядок величины выше – 1 мГр/сут, с 95%-ным доверительным интервалом 0.5–1.1 мГр/сут. Сделан вывод, что количественные критерии радиационной безопасности для долгоживущих и короткоживущих видов млекопитающих различаются, что необходимо учитывать при оценке экологического риска радиационного загрязнения окружающей среды.

Ранее полученные зависимости «доза–эффект» и «содержание радионуклида–эффект» для трех типов хромосомных аберраций (дицентриков, стабильных аберраций и суммарного числа аберраций) позволили построить биодозиметрическую систему. Показано, что эта система позволяет получить оценки индивидуальных доз и содержания ²³⁹Pu в организме как при остром, так и при хроническом ингаляционном поступлении низкотранспортабельных соединений плутония у работников ПО «Маяк». Относительная погрешность индивидуальных поглощенных в легких доз облучения, которые были рассчитаны с помощью биодозиметрической системы (по стабильным ХА и суммарному количеству ХА), варьировала в пределах от 5.4 до 83.6% (в среднем 39.8%). С другой стороны, также при хроническом поступлении плутония, относительная погрешность индивидуального содержания ²³⁹Pu в организме варьировала в относительно небольших пределах: от 6.2 до 51.6% (в среднем 42.8%). При остром поступлении плутония относительная неопределенность дозовой оценки составила в среднем ~35%.

Магнитное поле способно изменять биологическую активность лекарственных препаратов, что может использоваться в медицине. Литературных данных о повышении биологической активности готовых лекарств под воздействием импульсных магнитных полей непосредственно перед их введением не обнаружено. В статье приведены данные о повышении антибактериальной активности бензилпенициллина натриевой соли после ее обработки импульсным магнитным полем. Цель работы – исследовать причины повышения биологической активности бензилпенициллина, показать изменения, которые происходят в молекуле под воздействием импульсного магнитного поля. Воздействие магнитного поля осуществляли на порошкообразный антибиотик на магнитно-импульсной установке с напряженностью магнитного поля Н = (0.09÷0.82) × 10⁶ А/м. Форма импульса – затухающая синусоида с частотной характеристикой f = 40 кГц и f = 51 кГц. В исследованиях использовали экспериментальные методы ЯМР- и ИК-Фурье спектроскопии. Установлен сдвиг в величине химических сдвигов (δ_Н) и констант спин-спинового взаимодействия (²J_НН) сигналов метиленовых протонов бензильного заместителя в результате воздействия магнитного поля. С помощью ИК-Фурье спектроскопии выявлены изменения в полосах поглощения связей N–H и С = О амидной группировки и карбонильной группы лактамного цикла. Полученные спектральные данные позволяют сделать вывод об изменении геометрии молекулы бензилпенициллина натриевой соли в амидном фрагменте под влиянием импульсного магнитного поля, что возможно и является причиной повышения антибактериальной активности антибиотика.

Трансформация гидрологического режима пойменных земель из-за изменения климата и антропогенного вмешательства в процессы перераспределения воды в естественных ландшафтах способна оказать существенное влияние на биологическую доступность долгоживущих радиоактивных изотопов цезия и стронция. В камеральном эксперименте установлено, что изменение влажности аллювиальной почвы в пределах 40–100% от полной влагоемкости вызывает перераспределение ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr по формам нахождения. Насыщение почвы водой приводит к увеличению доли водорастворимой формы ¹³⁷Cs, но доля водорастворимой формы ⁹⁰Sr при этом падает. Содержание ионообменной формы ¹³⁷Cs не зависит от влажности почвы. Поведение ионообменной формы ⁹⁰Sr в ответ на изменение влажности почвы зависит от ее характеристик: в дерново-глеевой почве, развивающейся на песчаном аллювии, наблюдается существенное увеличение доли ⁹⁰Sr на фоне роста влажности почвы; в дерново-глееватой почве, развивающейся на супесчаном аллювии, подобное явление не наблюдается. Доля извлекаемой тетрафенилборатом натрия формы ¹³⁷Cs возрастает при насыщении аллювиальных почв водой. Аналогично ведет себя и подвижная форма ⁹⁰Sr, однако при содержании воды 100% от полной влагоемкости в дерново-глеевой почве наблюдается резкое уменьшение доли подвижной формы этого радионуклида. В целом, прослеживается тренд к повышению доли биодоступных форм ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в аллювиальных почвах при повышении их влагообеспеченности, однако характер и величина этого явления зависят от характеристик почвы.

Описаны факторы, определяющие последствия аварии на химкомбинате «Маяк» для сельского хозяйства, и особенности формирования радиационной обстановки на загрязненной территории. Показано, что для обеспечения готовности к оперативному реагированию необходимы эффективная структура управления для принятия решений, наличие аварийных планов, прогностического расчетного инструментария и соответствующих нормативов для оперативного аварийного реагирования. Выполнен анализ защитных мероприятий, проведенных в различные периоды после Кыштымской аварии. Сформулированы уроки Кыштымской аварии, касающиеся готовности к аварийному реагированию, внедрения организационных, агрохимических, защитных мероприятий в АПК, а также использования накопленного опыта в науке и практике.