Чернобыльские "горячие частицы" в легких - патология органов дыхания у ликвидаторов аварии на чаэс

4
П. А. Власов, Ю. Б. Квачева
Чернобыльские &ldquo-горячие частицы&rdquo- в легких участников ликвидации последствий аварии и жителей Украины и Белоруссии, проживавших на загрязненных территориях
Проблема чернобыльских &ldquo-горячих частиц&rdquo- (ГЧ) в настоящее время включает в себя три направления: во-первых, ингаляционное поступление и его последствия (оценка количества ГЧ, распределение, дозовые нагрузки, возможные биологические эффекты), во-вторых, поступление ГЧ в желудочно-кишечный тракт с пищевыми продуктами, водой и в процессе самоочищения легких, в-третьих, ГЧ как кожные микроаппликаторы. Первое направление представляется наиболее важным (после аварии ингаляционный путь поступления радиоактивности в организм человека продолжительное время оставался единственным), оно и явилось предметом наших интересов.
Зарождение проблемы ГЧ относится к середине 50-х годов, однако для настоящего времени нет единого представления об опасности их для человека. В этом плане существуют крайние точки зрения — от полного отрицания какой-либо значимости и возможности попадания ГЧ в легкие до явного преувеличения их опасности (грубая деструкция легочной ткани).
Под термином ГЧ понимают радиоактивные аэрозоли с относительно высокой удельной активностью. В Чернобыле они образовались в результате теплового взрыва четвертого энергоблока АЭС и выброса в атмосферу значительного количества диспергированного реакторного топлива. Результаты исследований различных групп авторов свидетельствуют о существовании двухтипов ГЧ. Первый—моноэлементные частицы, обычно состоящие из рутения, реже — из бария и церия. Второй — смешанные частицы, в состав которых входят радионуклиды в различных сочетаниях. Чаще всего упоминают Се-141 и 144, Zr-95 и 97, Nb-95, Мо-99, Ru-ЮЗ и 106,1-131 и 133, Те-132, Cs-134,136 и 137, Ва-140, La-140, Np-²³⁹, Pu-²³⁸, ²³⁹, ²⁴⁰,²⁴², Am-²⁴¹, Cm-²⁴², 244, U-237,²³⁸, Th-230,232 и др.
ГЧ широко варьируют по форме и размерам. Иногда они напоминают тонкую правильную микротарелку, а иногда представляют собой конгломераты из четырех- и пятиугольников или неправильной формы кристаллов. Диаметр частиц колеблется от 0,6—0,8 до нескольких десятков мкм (Лощилов Н. А. и соавт., 1989- Лейнова С. Л. и соавт., 1989- Devel L., 1987- Balashazy I. et al., 1988).
При продвижении радиоактивного облака в первую очередь происходило осаждение более крупных (тяжелых) частиц, в связи с чем на территориях Беларуси и Украины их размеры достигали 600 мкм, в Польше — 100 мкм, а в скандинавских странах — 10 мкм (Pienkowski L. et al., 1987- Saari Y. et al., 1989).
Величина радиоактивности частиц не всегда зависела от их размера, что, по-видимому, связано с различного рода добавками, такими как графит, кремнезем и др. Однако чаще всего прямая зависимость имела место. Так, активность частицы в 10 мкм в 1000 раз превышала таковую частицы того же состава, равной 1 мкм (Лощилов Н. А. и соавт., 1989).
Гамма-спектрометрия ГЧ, собранных фильтром кондиционера в Будапеште в период времени с 29.04 по 08.05 1986 года, показала, что гамма- активность частиц была в пределах 15 — 600 Бк при аэродинамическом диаметре 3—10 мкм. Альфа-спектрометрия частиц, собранных в Венгрии с 02.04 по 06.04 1988 года, позволила обнаружить в них трансурановые элементы, активность которых колебалась в пределах 25—1000 Бк. Суммарная гамма-активность ГЧ, снятых с хвойных деревьев на юго-западе Финляндии в апреле 1986 года, составила 15 — 560 Бк при размерах 10 мкм (Raunemaa Т. et al., 1987- Falk R. et al., 1988- Saari Y. et al., 1989).
В образцах растительности и почв, собранных на территориях республики Беларусь (г. Хойники и Брагин), а также в легких крупного рогатого скота в первые недели после аварии были обнаружены ГЧ, в состав которых входили U, Pu, Am, Cm. Размер частиц, связанных с растительностью, был 100 и более мкм, количество — до 1000 на кг массы растений, собранных с 1 квадратного метра. В легких крупного рогатого скота размер частиц не превышал 20—30 мкм, а их общее количество достигало 8—10 тысяч на кг сырой массы (Лейнова С. Л. и соавт., 1989- Маленченко А. Ф., Голубенков А. М., 1990)-
Исходя чаще всего из теоретических расчетов, полагают, что в непосредственной близости от частицы доза облучения может быть настолько высокой, что все клетки из ближайшего окружения погибнут, а клетки, отстоящие от нее, подвергнутся бластомогенной трансформации (Hoffmann W. et al., 1988). Вместе с тем до настоящего времени остается не вполне ясным, задерживаются ли ГЧ в легких человека, и если да, то насколько продолжительно их пребывание в органе и какова величина дозовой нагрузки, реализующейся в легочной ткани.
Существующие в настоящее время методы поиска ГЧ в легких основаны главным образом на радиометрических и радиохимических исследованиях, исключающих возможность изучения распределения и связи их с гистоструктурами органа, и, что самое важное, не позволяющих оценивать микрораспределение дозовых нагрузок и возможные биологические эффекты, связанные с ними. Именно этими обстоятельствами была продиктована необходимость создания собственной методики.

Методика поиска &ldquo-горячих частиц&rdquo-

При разработке методики мы исходили из того, что, во-первых, число ГЧ в легких здорового человека, учитывая эффективность функции самоочищения их, будет невелико, во-вторых, топография распределения ГЧ неизвестна, а сведения о наибольшей вентиляции нижних отделов органа не исключают возможности попадания их в средние и верхние доли. В связи с этим легкие изучали тотально, предусматривая представленные ниже этапы.
Основным требованием к разрабатываемой методике было — сохранность материала для гистологических исследований на всем протяжении поиска.
Этап 1. Все доли легких после фиксации в нейтральном 10% растворе формалина по вертикальной оси разрезали на пластины толщиной не более 10 мм (макросрезы), которые маркировали и герметично запаивали в полиэтиленовые пакеты (толщина пленки должна быть стандартной — не более 0,5 мм). Данная процедура предотвращает высыхание легочной ткани и обеспечивает ее полную пригодность для гистологической обработки.
Этап 2. Легочные макросрезы помещали между двумя листами пленки PM—1 (&ldquo-Пленкарадиографическая медицинская P—1&rdquo- фирмы &ldquo-Тасма&rdquo-) или фотопластинками для ядерных исследований, обеспечивая плотный контакт между поверхностями пленки (фотопластинки) и исследуемых объектов, избегая излишнего давления. Продолжительность экспонирования по нашим расчетам должна составлять 30 суток. Выполнение данного этапа позволяет авторадиографически выявить радиоактивность и характер ее распределения.
Этап 3. Участки легочных макросрезов, содержащие радиоактивность, вырезали (объем 1,5 — 2,0 куб. см), обрабатывали гистологически с помощью общепринятых методик. Из всего образца изготовляли серийные микросрезы толщиной 4—5 мкм (в общей сложности около 2000) и наклеивали на предметные стекла или на ядерные пластинки со стороны эмульсии. В первом случае полученные гистологические препараты помещали на пленку PM— 1 и таким образом отбирали уже гистологические срезы, содержащие радиоактивность. Продолжительность экспонирования должна быть не менее 15 дней.
Этап 4. Из отобранных гистологических срезов после удаления парафина изготавливали гистоавтографы с использованием фотоэмульсий (мы применяли фотоэмульсию типа А—2). Продолжительность экспонирования составляла не менее 15 дней. Гистоавтографы, содержавшие ГЧ, окрашивали гематоксилином и эозином или с помощью любой другой необходимой гистологической методики.
Для патогистологической оценки состояния легких из каждого исследуемого образца отбирали по 2—3 среза.
В начальном варианте нашей методики предусматривали гамма-спектрометрические исследования, однако из-за больших временных затрат, связанных с малым содержанием радиоактивности в макросрезах, от этого этапа вынуждены были отказаться.
Для стандартизации сбора аутопсийного материала был разработан регламент, согласно которому легочный комплекс отбирали полностью, сохраняя прикорневые лимфатические узлы. Каждый случай сопровождался унифицированной формой документации с указанием паспортных данных, места проживания, места и характера работы в момент аварии и после нее, сведений об участии в ликвидации последствий аварии (ЛПА), патологоанатомического диагноза. Таким образом был отобран аутопсийный материал от 12 участников ЛПА в 1986—1988 гг., умерших в течение трех поставарийных лет, 50 жителей Украины и 120 жителей Беларуси, проживавших на загрязненных территориях.