клеток - в течение нескольких суток и более. Поэтому скорость новления (элиминация) после воздействия того или иного фактор деляегся временным параметром системы организма, наиболее мой при данном патологическом процессе. Действительно, на элиминация такого химического радиопротектора, каким является мин, который оказывает общетоксический эффект, составляет 1-Мексамин, оказывая фармакологический эффект через нейрогуА ные и гормональные механизмы, элиминируется в течение 10-1 хотя эффект десенсигизации обнаруживается еще через 2-4 ч. восстановления после воздействия ионизирующего излучения, затрагиваются прежде всего механизмы клеточного деления, ется сутками [20].

До последнего времени отсутствовали прямые эксперимент! данные, доказывающие наличие восстановительных процессов и рость при микроволновом облучении [137]. Общие методологе принципы радиобиологии ионизируюцщх излучений по построенн мальных моделей восстановления, по нащему мнению, приемлемь диобиологии неионизирующих излучений, в частности при микр вом облучении [20]. В связи с этим анализ влияния параметра в на развитие патологического процесса при микроволновом проведен по двум направлениям: изучение биологической эффект» при непрерывном ЭМ-воздействии (влияние мощности дозы); скорости восстановления (злиминация поражающего эффекта) точного эффекта (возможность кумуляции) при фракционирон облучении ЭМИ.

Семейство кривых (см. табл. 3.1) для ППЭ 60-800 мВт/см быть рассечено на любом уровне эффекта с получением прои кривой ППЭ - время облучения или мощность дозы - доза i Для удобства вьшвления общих закономерностей это лучще всего ( на уровне 50%-ной гибели.

Полученные значения ЛД50 на рис. 3.2, рассмотренные в нии с мощностью дозы, указывают на зависимость эффекта нового излучения от этого параметра. Эффект влияния мощнс наиболее четко просматривается в диапазоне HHTeHCHBHOciv 0,3 Дж/(см-с) или 100-300 мBт/cм При ППЭ, меньшей 100 м1 кривая практически выходит на плато для мьпней и крыс. В гр изученных мощностей доз в качестве точки перехода на плато для i и крыс можно принять 0,05 Дж/(см -с), или около 50 мВт/см, по экспозиционной дозе излучения различие между этими двумя животных составляет около 1,8 (мыши около 20 Дж/см*, крысы! 35 Дж/см*).

Для 0,1%-ной гибели зависимость ППЭ от времени облучения быть аппроксимирована показательной функцией:

длямышей lg/= 2,488-0,71 Ig г (1>25); для крыс lg/ = 2,638-0,69 Igf (/>40); для собак lg/= 3,151-0,82 Ig г (/>80),

где / - ППЭ, мВт/см*; t - время облучения, мин.

S «

т 1

500 1

700 мВт/см

0 0,5 0,7 Гр/ч

Ряс. 3.2. Влияние мошности дозы иа jmjj у мышей (i и 2) и крыс (i) при воздействии ЭМИ (1 к 3) к 7-06-л5ения (2). Для собак при 500, 300 и 100 мВт/см ЛДсо составила 80, 126 и 234 Дж/см соответствеиио

Время облучения, мин

Рис. 3.3. Кривые порогового эффекта по гибели (на уровне 0-0,1%) в зависимости от ППЭ и времени облучения для частот 2,4-2,8 ГГц:

1, 3 и 5 - мыши, крысы и собаки (собственные данные); 2 vi4 - крысы и собаки (литературные данные)

На рис. 3.3 представлены литературные данные, обобщенные в работе 1[4], и данные собственных исследований для частот 2,4-2,8 ГГц, на рис. 3.4 - только данные, полученные в опытах на» крысах для частот 10,1-0,2; 2,4; 10 и 24 ГГц.

Из рис. 3.3 следует, что у мышей и крыс значения интенсивности выходят на плато при 25-40 мВт/см*, а у собак - при 80-100 мВт/см*. Биологическая эффективность частот ниже и вьпие 2,45 ГГц намного меньше, I различия стираются при ППЭ, равной 25 мВт/см* (см. рис. 3.4).

Основные экспериментальные исследования, характеризующие про-I цессы восстановления, изложены в работах [20, 67-70], Если при непрерывном облучении восстановление оценивалось в период самого облучения, то фракционированное воздействие позволяет определять временные параметры восстановления в зависимости от интенсивности и после прекращения ЭМ-облучения (рис. 3.5). Методология экспериментов и анализа будет мало отличаться от ме- . иодологии аналогичных исследований, проводимых в радиобиологии ионизи-I рующих излучений и фармакологии

3.4. Кривые порогового эффекта гибели ьотных в зависимости от плотности потока О ,*Рии и времени облучения для частот -0.2 (1); 2.45 (2); 10 (3) и 24 (4) ГГц

/ 10 100 то

Время воздействия, мин

n X I

4 0 S 10 12 14 10 la

Интервал между облучениями, мин

Рис. 3.5. Выживаемость крыс (7 и 2) и мышей (i и 4) при ППЭ 100 300 (2). 500 (3) и 800 (4)

Эксперименты провохшли в трех вариантах: парные .равновеликие об с расчетом эффективных доз, по смещению ЛД50 и многократному об абсолютной гибели животных с оценкой обратимой и необратимой компоне фекта воздействия СВЧ-поля. Эта серия экспериментов проведена на 890 и 2070 крысах.

При парных облучениях (100, 200, 300, 500 мВт/см ) экспознционна в джоулях на квадратный сантиметр вычислялась с использованием соотве щей градуировочной кривой зависимости вероятности эффекта гибели жи от экспозиционной дозы микроволнового облучения. В радиобиологии иони щих излучений наибольшее распространение получила двухкомпонентная постлучевого восстановления. Однако некоторые авторы (2] с успехом нспс и однокомпонентную модель: обратимое поражение описывается экспоие ным законом, а необратимая компонента не учитывается. Можно предпо что восстановление при микроволновом облучении также может быть пр ровано на основе однокомпонентной модели, тем более что патогенетическая < поражения организма при большой интенсивности ЭМИ - тепловой эффект.

Данные по восстановлению поля СВЧ-облучения можно анпрок ровать показательной функцией (рис. 3.6):

для мышей D= 158ехр(-0,46г) (К г < 6); кривая 1 для крыс Z)= 270ехр(-0,37О (3?<10); кривая 2,

где D - остаточное значение дозы,%; t - пе восстановления, мин.

На кривых 7 и 2 (см. рис. 3.6) хорошо фаза медленного восстановления, которая : мени ее развития различается у этих видов : ных почти в 2 раза, хотя скорость восст ния у них практически одинаковая. Период восстановления у мышей после однократ

13 5 7 9 Время воссгЛановпения, мин

Рис. 3.6. Кривые восстановления (в % остаточной] у мышей (П и крыс (2) после воздействия ЭМИ i 50-500 мВт/см

Г-~-

3- 4 5 6 7 а о Фактическое бремя облучения, мин

4.6 а Интервал, муи

10 46

Рис. 3.7. Зависимость между гибелью мышей и временем фактического облучения при многократном воздействии ЭМИ с интервалом О, 1, 3, 2, 3, 5 и 10 мин (7-6). Анаморфоза - кумуляция как функция интервала между облучениями

микроволнового облучения составил 2,5 мин, у крыс 4,6 мин. Количественно это хорошо коррелирует с основными физиологическими показателями и, в частности, с уровнем основного метаболизма.

Многократное воздействие СВЧ-поля в нелетальных дозах показало наличие кумуляции обратимой компоненты поражения и отсутствие кумуляции необратимой компоненты поражения. С увеличением интервала между облучениями в экспозиционной дозе 12 Дж/см (800 мВт/см, время облучения от О до 5 мин) лд50 возрастает с 24 до 288 Дж/см. При облучении с интервалом в 10 мин (суммарная доза 2210 Дж/см) легальный эффект получить не удается. Анаморфоза на рис. 3.7 отражает не что иное, как время восстановления, которое в этой серии экспериментов соответствует 1-5 мин, а остаточная доза, равная 10-15% начального значения, соответствует 5 мин (ср. рис. 3.6 и 3.7). Эти данные свидетельствуют о приемлемости для анализа восстановления при микроволновом облучении однокомпонентной модели, имея в виду отсутствие необратимой компоненты поражения. .

При рассмотрении кривых восстановления при микроволновом облучении, как мы уже говорили, обрашает внимание фаза медленного и быстрого восстановления. В основе этого явления, по-видимому, лежат Разные механизмы. Репарация после воздействия ионизирующего излу-"•ения в диапазоне доз, поражающих кроветворную систему или желудочно-кишечный тракт, идет за счет восстановления клеточного пула. В ос-"ове восстановления при микроволновом облучении лежат, по-видимому, Режде всего регуляторные механизмы, обеспечивающие злиминацию •енерированного СВЧ-полем тепла. Фаза медленного восстановления мо-*ет быть связана с механизмом запаздывания включения регуляции теплового баланса в организме, т. е. с периодом перестройки, который необ-

ходим для пуска теплорегуляции. Видимо, фаза быстрого восстанов в большей степени зависит от биофизических механизмов теплопер Ранее нами [18, 20] было сделано предположение, что с уменьи общего времени восстановления, зависящего от тропности воздейс щего фактора, временньк параметров поражения и восстановления i ческой системы, фаза медленного восстановления относительно общего времени восстановления будет увеличиваться. Влияние трог стрессора на временной параметр восстановления хорошо видно из j дующих данных. Так, время полувосстановления после возде* ионизирующего излучения при дозах, вызывающих гематолс синдром, составляет 3-5 сут, а период полувосстановления, мый по желудочно-кишечному синдрому, оценивается в 7-8 ч, а • деляемый по поражению ЦНС - 1,7 ч. Период полузлиминации мина соответствует 1,5 ч, что близко к периоду полувосстановлен поражения ЦНС ионизирующим излучением в "церебральных до Конечно, простое сопоставление еще не свидетельствует о едином низме и заинтересованности систем, определяющих в конечном скорость восстановления.

Для нейрогуморальных и гормональных процессов временной метр исчисляется 3-7 мин [26]. Определяемый период восстанов при микроволновом облучении составляет 2-5 и 4-6 мин (см. рис.. Напрашивается вывод, что восстановление при данном воздействии*] исходит в результате включения нейрогуморальных механизмов вого баланса.

Из приведенных данных можно сделать вывод, что между ион* щим излучением и ЭМИ радиочастотного диапазона существует общих черт, особенно при оценке доза-зффект, восстановления н муляции. Последние характеристики тесно связаны с параметром мени. В гл. 6 зти закономерности будут использованы для опреде переносимых зншений интенсивности ЭЦИ человеком.

Глава 4

КОМБИНИРОВАННОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ И НЕИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

4.1. ОБЩИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ СРЕДЫ

Как правило, факторы среды действуют на организм не изолиров Проблема их комбинированного действия очень сложна и имеет мне во вариантов. Многофакторый анализ реальной производственной < новки имеет непосредственное отношение к проблеме многофактор нормирования. Все зто требует разностороннего системного пс к зтой проблеме [4,6, 18, 51, 59, 130].

Все факторы окружающей человека среды прежде всего можно сифицировать по профессиональному признаку, например факторы,j

I дде авиационным и космическим полетам, подводному погружению, "ботаМ в атомной промьшшенности и т. д.

г** Возможно подразделение их по более специфическим признакам: 11 по видам знергии: механическая (вибрация, гравитационные перегрузил электромагнитная (свет, микроволны, т-излучение), химическая токсические продукты, гипероксия и т. д.); 2) по отношению стрессора (,рганизму, его гомотропности.

Греди факторов внешней среды, не чуждых организму, можно назвать, I J частности, кислород, гравитацию и даже ионизирующие излучения. Они зволюционно сопутствуют человеку на протяжении тысячелетий. Однако вменение их количественных характеристик (гипероксия, невесомость или перегрузки, повышение интенсивности электромагнитного излуче-0Я) переводит зти факторы в разряд экстремальных. Любой фактор, созданный в процессе, человеческой деятельности, следует считать агомо-iponHbiM. К ним, в частности, относится вся гамма токсических продуктов деструкции различных полимеров, инсектициды, гербициды и т. д.

Факторы внешней среды можно подразделить также по их системо-I тропности - преимущественному влиянию на кроветворение, сердечно-I сосудистую систему и ЦНС и т. д.

Интересную классификацию приводит Роле [136]. Все факторы он [подразделил на физические (электромагнитное излучение, температура, 1 атмосфера), динамические, химико-токсические, пространственные, биологические (наследственность, возраст, пол, болезнь), биоритмы, социально-эмоциональные стрессы и реципрокные, обеспечивающие обратную связь организма со средой (одежда, рабочая нагрузка, гипокинезия, [различные физиологические, психологические и социальные стимулы).

Хотя организм и функционирует как целостная многоуровневая система, исследователи, как правило, сталкиваются с определенной троп-ностью, избирательностью действия факторов на те или иные органы или системы. Так, радиационный фактор при определенных дозах излучения влияет прежде всего на кроветворную систему, а ЭМИ - на тепловой [баланс.

Для прогноза комбинированного воздействия факторов на организм [определенное значение имеет уровень, на котором действуют стрессы. Безусловно, наиболее опасными будут те факторы, которые затрагивают большее число систем организма. Можно.ожидать, что если два фактора Действуют на разные системы организма, то конечный биологический эффект их взаимодействия будет менее выраженным, чем в случае дейст-I ВИЯ факторов на одни и те же системы.

В классических моделях одновременного действия двух токсических (иди фармакологических) агентов бьши выделены три типа взаимодей-•вия: аддитивизм, синергизм и антагонизм. Эти три взаимодействия, j видно, можно распространить и на другие стрессоры.

Можно предположить, что все существующие факторы среды и произ-ОДства при одних условиях моГут вызывать аддитивный зффект, при j Угих - синергический. Однако при небольшом количестве факторов j ц**тивизм взаимодействия будет преобладать, в то время как с увели-I ем числа факторов возможно уменьшение аддитивности. Так, из