Файл: Рачинский, В. В. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве учебное пособие.pdf

этом не затрагиваются клетки генеративных органов, то воз­ никшие соматические мутации новому поколению не переда­ ются. Предполагается, например, что одной из причин возник­ новения раковых опухолей являются соматические мутации, в частности соматические мутации, вызванные ионизирующими излучениями.

Мутации могут возникать и в естественных условиях под действием различных физических и химических природных фак­ торов, а также самопроизвольно (спонтанно) в результате естественных статистических погрешностей в биосинтезе ДНК. Эти естественные мутации — одна из причин наследственной изменчивости живых организмов. Все мутации, вызываемые экспериментальным путем, называются искусственными, или экспериментальными (экспериментальный мутагенез). Естест­ венные и искусственные мутации неразличимы. Не обнаружено до сих пор каких-либо факторов, способных создавать специ­

и случайные явления, подчиняющиеся статистическим законо­ мерностям. Поэтому надо зарегистрировать достаточно много случаев, чтобы получить достоверные доказательства мутаген­ ного действия того или иного экспериментального фактора, например, радиации или химических веществ (химический мутагенез).

По структурному механизму возникновения различают то­ чечные и аберрационные мутации. К точечным мутациям отно­ сят такие нарушения хромосом, которые не могут быть обнару­ жены доступными техническими средствами. К аберрационным мутациям относятся такие мутации, которые обусловлены хро­ мосомными аберрациями. Это могут быть изменения числа хромосом (гаплоидность, полиплоидность, анеуплоидность), изменения структуры хромосом (выпадение участка хромосо­ мы, удвоение участка хромосомы, инверсия участков хромосом, ббмен участками хромосом, или транслокация).

По фенотипическому эффекту различают видимые и леталь­

хромосомах могут быть восстановлены. Однако вероятность та­ ких обратимых процессов очень мала. При этом вероятность восстановления точечных мутаций значительно больше, чем аберрационных, так как последние представляют собой более глубокие нарушения хромосомного аппарата клеток. Часто для интерпретации данных по экспериметальному мутагенезу ис-

пользуют теорию мишеней, предполагая, что основным эффек­ том, обусловливающим генетическое действие радиации, явля­ ется прямое попадание ионизирующей частицы в молекулы

ДНК хромосом.

Зависимость генетического действия излучения от дозы излучения имеет иной характер, чем зависимость физиологи­ ческого действия. А. С. Серебровский и Н. П. Дубинин (1930 г.)

установили, что число мутаций пропорционально дозе из­ лучения.

Однако экспериментального материала еще недостаточно, чтобы рассматривать этот результат как общую закономерность для генетического действия радиации. В настоящее время предполагается, что нижний дозный порог мутагенного дейст­ вия ионизирующих излучений вообще отсутствует. Мутации возникают при любых дозах излучения, при которых еще воз­ можна жизнедеятельность клетки или индивида.

Если мутации возникали бы только в результате прямого действия излучения, то не наблюдалось бы значительного влия­ ния внешних условий, при которых происходит облучение. Число радиомутаций, как показали исследователи, зависит от условий среды. Предполагается, что теории мишеней (прямое действие радиации) подчиняются лишь точечные радиомутации, а аберрационные мутации обусловлены главным образом кос­ венным действием радиации и поэтому зависят от условий среды. Есть однако данные, что и точечные мутации также за­ висят от условий среды.

Именно благодаря этой зависимости радиомутагенное дей­ ствие радиации можно усиливать или подавлять, т. е. в из­ вестной мере управлять этим сложным радиобиологическим явлением.

Мутагенное действие радиации усиливается в присутствии кислорода. Например, при облучении дрозофилы в кислороде число мутаций при заданной дозе увеличивается. Однако сте­ пень влияния кислорода на мутабильность зависит от стадии развития половых клеток. Например, действие кислорода про­ является в меньшей степени для зрелых спермиев. Обнаружена зависимость кислородного эффекта от дозы. Например, с уве­ личением дозы от 1000 до 2000 рад влияние кислорода на число летальных мутаций у дрозофилы уменьшается. Радиационная генетика объясняет влияние кислорода на радиомутагенез на основе общих представлений о влиянии кислорода на радиа­

ционнохимические процессы в клетках, о которых говорилось выше.

Роль радиационнохимических, радиолитических процессов проявляется также в эффекте влияния влажности семян ■или пыльцы на частоту радиомутаций у растений. Этот эффект

установлен Каплан при облучении пыльцы львиного зева и се­ мян ячменя.

130

Проводятся исследования по изучению влияния различных химических соединений на частоту радиомутаций как для сни­ жения, так и для увеличения радиомутагенного действия. На­ пример, установлено, что введение в организм колхицина уве­ личивает число радиомутаций.

Известно, что с понижением температуры число радиомута­ ций увеличивается. Это явление связывают с влиянием темпе­ ратуры на кислородный режим клетки, а следовательно, и на проявление кислородного эффекта.

Как уже отмечалось, одна и та же доза может быть поразному дана облучаемому объекту. Заданную дозу можно дать концентрированно за относительно короткий интервал вре­ мени, увеличив мощность дозы, и, наоборот, «растянуть» ее на длительное время, уменьшив мощность дозы (протрагирование дозы). Наконец, заданную дозу можно распределить во време­ ни дробно, чередуя перерывы между облучениями (фракциони­ рование дозы). Влияние указанных способов облучения на число радиомутаций изучено еще недостаточно, и имеющиеся данные иногда противоречивы. Однако, как правило, протрагирование и фракционирование дозы ведут к уменьшению числа мутаций. В этом проявляется способность генетических структур восста­ навливать возникающие радиационные нарушения, если для этого имеется достаточно времени.

Рассмотрим зависимость мутагенного действия радиации от вида и энергии излучения.

Изучение влияния качества излучения на выход радиому­ таций представляет большие экспериментальные трудности. Влияние качества излучения на биологическое действие вообще не поддается точной количественной оценке. Можно осущест­ влять лишь грубые, приближенные сравнения. Одна из труд­ ностей заключается в том, что практически невозможно выделить или получить однородный биологический материал. Ионизирую­ щие частицы действуют, как правило, на онтогенетически неод­ нородные клетки. Разные клетки и ткани вообще обладают различной радиочувствительностью. Другая трудность состоит в оценке истинных поглощенных доз для различных видов излу­ чений. Большие трудности вызывает учет мутаций и их форм. Имеющиеся данные о влиянии качества излучения на число му­ таций и проявление их различных качественных форм сравни­ тельно немногочисленны. Например, установлено, что какихлибо специфических различий в действии у- и (5-излучений раз­ личных энергий не имеется. Этот результат объясняется тем, что мутации при прохождении у-излучеыий через клетки возни­ кают в результате ионизирующего действия главным образом вторичных электронов (фотоэлектронов, комптон-электронов, пары электрон — позитрон). Природа ионизирующего действия вторичных электронов от у-излучения и электронов (5-излучения (включая электроны отдачи) подобна.

5* 131

ТЕХНИКА РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Безопасность работы с радиоактивными веществами и иони­ зирующими излучениями — серьезный вопрос, с которым прихо­ дится сталкиваться при внедрении атомной техники в народное хозяйство. Поэтому для всех тех, кто приступает к работе с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих из­ лучений необходима полная, четкая ясность в этом вопросе.

Основная опасность для здоровья человека связана с биоло­ гическим действием ионизирующих излучений. Именно поэтому основная задача техники радиационной безопасности заключа­ ется в устранении радиационной опасности, в защите человека. Правила техники радиационной безопасности разрабатывает специальная наука — радиационная гигиена. Это одна из обла­ стей медицинской радиобиологии.

В атомной технике разработка рациональных правил техни­ ки радиационной безопасности оказалось нелегким делом. Это обусловлено прежде всего спецификой биологического действия ионизирующих излучений на организм человека. У человека нет органов чувств, которые бы воспринимали, ощущали ионизирую­ щие излучения. Кроме того, действие ионизирующих излучений на человека проявляется не сразу, а по истечении некоторого времени, а генетическое, мутационное действие может проя­ виться только в последующих поколениях.

На основе многолетнего опыта работы и результатов научных исследований разработаны рациональные правила техники радиационной безопасности.

Точное соблюдение правил техники радиационной безопас­ ности полностью гарантирует работающим с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений сохране­ ние здоровья и отсутствие каких-либо последствий облучения.

Пренебрежение этими правилами, несоблюдение их грозит опасностью лучевого поражения и возможностью генетических ненормальностей в потомстве.

Однако неразумно впадать и в другую крайность — бояться работать с радиоактивными веществами и источниками ионизи­

133