Проблема защиты людей от вредного влияния радона, в последнее десятилетие, привлекает все возрастающее внимание общественности и специалистов. Влияние изотопов радона и их короткоживущих дочерних продуктов радиоактивного распада (ДПР) проявляется в первую очередь при загрязнении ими воздушной среды помещений [7,8]. Основной природный изотоп радона, радон-222 - газ, не имеющий ни запаха, ни цвета, ни вкуса, в 7,5 раза тяжелее воздуха, является продуктом распада радия-226, содержащегося в почве, воде и строительных материалах [8,9]. Радон практически постоянно поступает в воздушную среду, распадается на короткоживущие дочерние продукты распада, ядра которых, распадаясь, испускают альфа-частицы. ДПР прикрепляются к аэрозолям, пылинкам и другим частицам, содержащимся в воздухе, присутствуют в водопроводной воде, что приводит к внутреннему облучению.
Основную часть дозы человек получает в закрытых помещениях. Большинство людей подвергается самому большому воздействию радона в домах. Концентрация радона в воздухе в домах зависит от таких аспектов, как: количество урана, содержащегося в камнях и почве под домом; уровень обмена между воздухом внутри помещений и наружным воздухом, который зависит от конструкции дома, применяемой практики проветривания и герметичности окон. Радон проникает в дома через: трещины в бетоне в местах соединения пола и стен; щели в полах; небольшие поры в стенах из пустотелых блоков; сточные и дренажные трубы. Уровни концентрации радона обычно выше в подвалах, погребах и других помещениях, прилегающих к почве. Концентрация радона в прилегающих друг к другу домах может быть разной, а его концентрация в одном и том же доме может изменяться каждый день и даже каждый час.
Существуют целые регионы в России, в которых за счет радона формируется до 50% коллективной дозы облучения населения для благополучных территорий и до 92% для регионов с повышенной радиационной опасностью[6,7,9]. Питьевая вода из подземных источников, таких как родники, колодцы и скважины, обычно содержит более высокие концентрации радона, чем поверхностная вода из рек, озер и ручьев. В соответствии с проведенными измерениями, уровень концентрации радона в индивидуальных источниках воды составил 20 Бк/л, а в некоторых случаях более 100 Бк/л. В результате проведенных на сегодняшний день исследований связь между наличием радона в питьевой воде и развитием рака пищеварительной и других систем не установлена.
При дыхании, ДПР осаждаются на тканях и клетках, выстилающих дыхательные пути, где альфа-частицы с большой вероятностью могут повреждать все структуры клеток, включая ДНК. Радон является второй по значимости причиной развития рака легких в различных странах [1,2,5,6].
Постоянное воздействие ионизирующего излучения приводит к повышению СОЭ, агрегации тромбоцитов и образованию тромбов. Уже через час после введения 10 мкКи излучение распространяется по лимфатическим узлам в селезенку, костный мозг, с последующим развитием лейкоза. Возникают также генетические последствия радиации, которые проявляются в виде хромосомных аббераций и генетических мутаций[4,5].
Проблема воздействия на живые организмы низких активностей радона является одной из актуальнейших в современной радиобиологии. Это связано с существованием двух противоположных мнений о влиянии низких доз радиации (в частности радона) на человека. По оценкам, радон вызывает от 3% до 14% всех случаев рака легких, в зависимости от среднего уровня концентрации радона в воздухе. Вызываемые радоном случаи рака легких развиваются, главным образом, при низких и средних, а не при высоких уровнях его концентрации [1,2,3].
Работы по изучению различных методов снижения и даже нейтрализации отрицательного воздействия радона на организм немногочисленны и противоречивы, так как пороговый уровень, ниже которого воздействие радона не представляет опасности, неизвестен [8,9]. Чем ниже уровень концентрации радона в доме, тем меньше риск.
Цели: изучить повреждающее действие низких концентраций радона на организм подопытных животных (кроликов) и возможное нейтрализующее действие отрицательных легких ионов, на эффекты радона.
Ход исследования. Выбраны кролики конвенционной категории, породы шиншилла в возрасте 2 лет, весом 3 килограмма. Воздействие радоном проводилось в течение 4 недель в замкнутом помещении. Эквивалентная равновесная объемная активность (ЭРОА) радона в воздухе помещения в течение эксперимента поддерживалась в диапазоне от 100-350 Бк/м3. Источником радона служила мелкоизмельченная урановая руда.
В контрольной группе кролики подвергались одновременному воздействию радона и отрицательных легких ионов (ЭРОА радона составляла 40-120 Бк/м3). Исследование проводилось в помещении с температурой воздуха 18-20оС, влажностью 60% и естественным уровнем гамма-фона. Клетка с минимальной площадью дна 2000 см2 на одно животное. Перед началом работы проводилось измерение ЭРОА радона в помещения и концентрация легких отрицательных ионов в воздухе. Источником отрицательных легких ионов служила постоянно работающая люстра Чижевского. В течение всего периода наблюдения исследовали кровь (исходно, на 3 и 5 день) с определением гемоглобина, эритроцитов, СОЭ, лейкоцитарной формулы, бластных клеток, биохимическое исследование крови. В течение всего периода облучения наблюдали за внешним видом животного (изменение окраски слизистых, качество шерсти), поведенческие реакции.
Радоновое облучение исследовано на кролике указанной породы, а облучение радоном совместно с воздействием отрицательных легких ионов, изучено на другом кролике той же породы.
Ни в опытной, ни в контрольной группах, при воздействии выбранного нами стандартного источника радона, патологических изменений в общем анализе крови не обнаружено. Выраженных изменений поведенческих реакций, качества шерсти, видимых слизистых выявлено не было. По окончании исследования кролики забивались, готовились препараты внутренних органов окрашенные гематоксилин-эозином. Проведено сравнение морфологической структуры жизненно важных органов опытного и контрольного кроликов (печени, легких, сердца, селезенки, лимфатических узлов).
Сравнительный анализ морфологии печени в опытной и контрольной группе показал, что печеночные дольки образованы радиально расположенными рядами гепатоцитов с четкими клеточными границами. Кровеносные сосуды имеют непрерывную эндотелиальную выстилку в просвете артерий, как правило, видны просветы многочисленных эритроцитов. Желчные протоки выстланы однорядным призматическим эпителием, в котором определяются единичные бокаловидные клетки. Гепатоциты имеют одно, два ядра округлой формы, заполненные гетерохроматином и имеющие четко определяемое ядрышко. Цитоплазма полихроматофильна, вакуолизирована. Имеет место выраженная гетерогенность долек по степени вакуолизации цитоплазмы. Синусоиды капилляров узкие, имеются немногочисленные дольки с расширенными капиллярами в перипортальной зоне, что является вариантом нормы. В опытном и контрольном образцах существенных различий не обнаружено.
В препарате миокарда опытного и контрольного образцов выявляются идентичные изменения: видны продольно и поперечно разрезанные пучки волокон, образованные кардиомиоцитами, равномерной толщины с центрально расположенными, вытянутыми ядрами, содержащими небольшое количество хроматина в гетероформе и без видимых ядрышек. На продольных срезах хорошо выражена поперечная исчерченость без признаков контрактуры сократительных элементов. Имеют место нарушения целостности эндокарда с очагами разрывов прилегающего миокарда заполненные свежими эритроцитами, без признаков реакций окружающих кардиомиоцитов и стромы, что расценивается как травма в процессе взятия материала. Также определяются мелкие группы атипичных кардиомиоцитов на участках прилегающих к эндокарду. Под миокардом определяюся многочисленные клетки жировой ткани. Данная картина соответствует нормальному строению миокарда.
Бронхолегочная система опытного и контрольного образцов была представлена в следующем виде: видны многочисленные бронхи, вплоть до конечных бронхиол, слизистая оболочка большинства бронхов имеет складчатый характер, выстилающий ее эпителий имеет разное количество рядов клеток, форма которых меняется от призматической до кубической. Цитоплазма эпителия слабо базофильна, ядра расположены в базальной части клеток, заполнены большим количеством гетерохроматина. Подслизистый слой образован волокнистым веществом с редкими клеточными элементами. Мышечная оболочка образована циркулярно расположенными гладко-мышечными клетками с сильно вытянутым ядром. Фиброзно-хрящевая оболочка содержит фрагменты хрящевой ткани. В стенках, части бронхов, определяются крупные скопления лимфоидной ткани. Отдельные лимфоидные элементы проникают в мышечную оболочку и подслизистый сой, при сохраненной структуре эпителия. Встречается много каемчатых клеток, редкие бокаловидные и секреторные клетки. Просвет альвеол умеренный с небольшими колебаниями размеров, стенки альвеол выстланы однослойным эпителием, имеют равномерную толщину. Признаков радиационного повреждения в опытной и контрольной группах не обнаружено.
В препаратах толстого кишечника опытного и контрольного образцов, хорошо выражена структура слизистой, мышечной и серозной оболочек, складчатость внутренней поверхности кишки. В слизистой оболочке видны крупные крипты, на их поверхности определяется слой образованный столбчатыми клетками, с темной оксифильной цитоплазмой. Подслизистый слой хорошо выражен, содержит слабоокрашенное оксифильное вещество и небольшое число мелких клеток. В мышечном слое видны как циркулярный слой, так и продольные мышечные пучки. Под серозной оболочкой видны единичные жировые клетки.
В представленном препарате лимфоузла определяется сплошная масса тесно прилегающих друг другу крупных клеток с отсутствием видимых структур в цитоплазме и мелкими гетерорхромными ядрами.
В препаратах селезенки хорошо выражена соединительнотканная капсула органа, видны отхождения от нее небольшого количества коротких трабекул. Основную массу органа составляет красная пульпа. Узелки белой пульпы немногочисленны. Описанная картина не имеет признаков радиационного поражения.
Вывод: выбранные для изучения влияния радона на выживаемость животных значения ЭРОА и времена облучения являются недостаточными для оказания патологического радиационного поражения жизненно важных органов обследованных животных.