III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Наследственные признаки всех живых организмов не являются неизменными во времени. Выработанный на протяжении миллионов лет эволюции совершенный механизм деления и созревания половых клеток не застрахован от ошибок. Этот механизм ошибается, что приводит к возникновению разнообразных изменений в наследственных особенностях потомков - мутаций. При этом у потомков может изменяться число или строение хромосом, равно как и тонкая структура генов.

            Воздействие разнообразных факторов окружающей среды, включая радиацию и ряд химических соединений, приводит к увеличению частоты мутаций. В 1927 году американский генетик, впоследствии - лауреат Нобелевской премии Генрих Меллер впервые показал, что облучение рентгеновскими лучами приводит к существенному увеличению частоты мутаций у мухи-дрозофилы. Закономерности и механизмы возникновения наследственных изменений (мутаций) под влиянием ионизирующего излучения изучает радиационная генетика. Известно, что при попадании элементарных частиц (γ-кванты, электроны, протоны и нейтроны) в ядро происходит ионизация молекул воды, которые, в свою очередь, нарушают химическую структуру ДНК. В этих местах происходят разрывы ДНК, что и приводит к возникновению дополнительных, индуцированных радиацией мутаций.

            Но генетические мутации будут наблюдаться только в том случае, если поврежденный ген соединится с геном, имеющим такое же повреждение. Поэтому вероятность появления генетических эффектов, обусловленных радиацией, зависит не только от дозы облучения, но и от количества лиц, которые подверглись облучению.

            Чем больше общая численность всей популяции и чем меньше число человек, подвергшихся радиоактивному воздействию, тем меньше вероятность браков между лицами, подвергшимися облучению и, следовательно, меньше вероятность проявления генетических последствий облучения.

            Но, как это ни печально, но использование атомной энергии в военных и мирных целях привело к массовому облучению людей.

            Ионизирующее излучение влияет на организм в разных дозах, даже в очень малых. Оно обусловливает радиационно-химическое повреждение молекул, входящих в состав клеточных структур, изменяет обмен веществ и физиологические функции всего организма. Особенно тяжелые последствия воздействия излучения обусловлены повреждением дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Нарушение структуры клеток и биологически важных молекул является причиной развития отдаленных последствий действия ионизирующих излучений (последействие), проявлением которых могут быть гибель клеток или потеря ими способности к делению, возникновение хромосомных мутаций, наследственные изменения, лучевая болезнь.

            Прогнозирование и оценка отдаленных последствий лучевых поражений, обусловленных малыми дозами облучения, очень сложные, так как закономерности их возникновения существенно отличаются от лучевых поражений вследствие облучений дозами 100 рад (внесистемная единица поглощенной дозы радиации; 1 рад = 0,01 Дж/кг) и больше.

            Некоторые исследования радиационной генетики свидетельствуют, что естественная частота заболевания злокачественными новообразованиями составляет 1000-2 000 случаев на 1 млн населения в год. Риск возникновения опухоли вследствие облучения дозой 0,01 Грей (1 рад) на 1 млн населения составляет 3-6 случаев в год, увеличение частоты генетических изменений в организме в случае облучения этой же дозой (в первом поколении) составляет 3-4 случая (0,04 %).

            Данные ученых в этой отрасли до 1986 года базировались на исследованиях последствий испытаний и использования ядерного оружия, последствий аварий во время соответствующих экспериментов и др. Однако весь предыдущий опыт не может сравниться с последствиями, возможными после чернобыльской катастрофы. До сих пор еще не изучен достаточно механизм совместного действия внешнего и внутреннего излучения (воздух, пища), совсем не изучено явление синергизма - взаимодействия радиации с химическими веществами (свинцом, пестицидами и др.).