Детерминированные и стохастические эффекты

Последствия облучения можно разделить на две группы.

Первую группу составляют эффекты, проявляющиеся в виде явной патологии (клинически значимые эффекты). Ими могут быть лучевая болезнь, местные лучевые поражения, катаракта хрусталика глаза, снижение скорости генерации клеток крови, стерильность. Эти эффекты называют детерминированными (детерминистскими), они проявляются только при получении дозы выше определенного порога. Степень тяжести в этом случае пропорциональна полученной дозе.

Это клинически выявляемые вредные биологические эффекты, вызванные ионизирующим излучением, в отношении которых предполагается существование порога, ниже которого эффект отсутствует, а выше — тяжесть эффекта зависит от дозы.

Таким образом, если значительное число клеток органа или ткани погибло или неспособно к воспроизведению и нормальному функционированию, то может быть потеряна функция органа и мы будем наблюдать детерминированный эффект. Вероятность нанесения такого ущерба будет равна нулю при малых дозах, но выше некоторого значения дозы (порога) она будет резко возрастать до единицы (100 %). Хотя первоначальные изменения клеток носят случайный характер, большое число функциональных клеток ткани, а при больших дозах — и стенок сосудов, и опорной ткани, участвующих в появлении наблюдаемого клинически эффекта, придает эффекту детерминированный характер. Функция ткани нарушается не только вследствие прямого поражения функциональных клеток, но и из-за подавления способности ткани к самовоспроизведению.

Очень часто детерминированный эффект рассматривается как ранний эффект облучения, однако как частота, так и тяжесть детерминированного эффекта могут возрастать спустя многие годы после воздействия.

Особым случаем является облучение беременных. Так, на стадии формирования органов, с 3-й недели беременности, по-видимому, достаточно поразить небольшое число клеток зачатка органа, чтобы вызвать последующие уродства. Этот эффект принято рассматривать как детерминированный с порогом около 0,1 Гр.

Порог в этом случае должен быть менее резким, чем для других детерминированных эффектов, так как он обусловлен гибелью малого числа клеток.

Вторую группу составляют эффекты, не дающие клинических симптомов, а проявляющиеся как повышение вероятности онкологических и предположительно наследственных заболеваний в будущем. Эти эффекты называют стохастическими. Тяжесть их проявления не зависит от полученной дозы. Они носят неспецифический характер, то есть они неотличимы от аналогичных заболеваний, инициированных другими факторами.

Стохастические эффекты не имеют порога и могут возникать даже при малых дозах излучения. Вероятность их появления растет с увеличением дозы облучения, однако их тяжесть не зависит от дозы. Они проявляются через длительное время после облучения и включают в себя повышенный риск рака и наследуемых нарушений, выявленных в экспериментах на животных.

В настоящее время считается, что защитные механизмы не абсолютно эффективны даже при малых дозах. Следовательно, предполагается, что в зависимости доза — эффект отсутствует порог.

Основными источниками сведений о стохастических эффектах являются эпидемиологические обследования людей, переживших применение ядерного оружия в Хиросиме и Нагасаки; пациентов, подвергшихся воздействию излучения при лечении или диагностике; некоторых групп работников атомной промышленности, подвергшихся воздействию излучения или радиоактивных веществ на производстве. Исследования подобного рода очень сложны и требуют много времени. Более того, на их основе нельзя делать непосредственные выводы о причине стохастических эффектов. Эпидемиологические исследования дают не точную информацию, которая необходима, а статистические ассоциации, которые усиливаются, если показывают четкую зависимость от дозы и подтверждаются соответствующими экспериментальными результатами.

Подобные исследования при небольших дозах важны для проблемы радиационной безопасности, но недостаточны для количественных оценок риска. Строгая количественная оценка возможных эффектов во всех экологически значимых ситуациях очень сложна. Поэтому проблема малых доз радиации, не поддающаяся пока точной количественной оценке, привлекает к себе повышенное внимание общественных организаций, политиков и средств массовой информации.