В наших исследованиях (их результаты подробно изложены в монографии «Популяционно-генетические последствия экологических катастроф на примере чернобыльской аварии», изданной в 2008 году в РГАУ-МСХА), мы получили данные по нескольким видам млекопитающих. Это были и лабораторные мыши чистых линий, и дикие полевки, и коровы, и люди. Начнем с мышей и полевок. Мелкие грызуны из-за высокой скорости размножения лучше всего подходят для того, чтобы исследовать длительное воздействие неблагоприятного фактора, ведь со времени аварии сменилось уже несколько десятков поколений подопытных животных. Мы взяли три лабораторные линии мышей: BALB/c, CC57W/Mv и C57BL/6J. Что это за линии? BALB/c — типичная лабораторная белая мышь, выведенная в 1920 году. В старости у таких мышей появляется склонность к образованию опухолей, поэтому их широко используют в иммунологии и исследованиях рака. Черная лабораторная мышь C57BL/6J была выведена в начале 70-х годов. У нее низкая склонность к внезапному образованию опухолей, но высокая — к потреблению спирта; таких мышей используют для изучения процессов старения, алкоголизма, ожирения. Линия CC57W/Mv выведена из потомства от скрещиваний первых двух.
Часть мышей жила в Киеве, другая часть — в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС, то есть подвергалась постоянному облучению. За год животные получали дозу 0,5–0,6 грея. У них изучали изменения в клетках костного мозга, вырабатывающих кровяные тельца.
У всех трех линий лабораторных мышей, которые обитали в относительно чистых условиях, были свои, присущие только этой линии, склонности к мутациям клеток костного мозга. Так, у мышей линии C57BL/6 с возрастом и при переходе к летнему сезону нарастает анеуплоидия — хромосомные потери. У линии CC57W/Mv при аналогичных обстоятельствах учащаются внутрихромосомные дефекты — хромосомные аберрации, а у линии BALB/c растет число полиплоидных клеток (то есть с дополнительными наборами хромосом).
У мышей, живших в зоне Чернобыля, новых мутаций обнаружить не удалось, а вот частота встречаемости перечисленных аномалий возрастала. Однако были нюансы, связанные с возрастом. Старые мыши линии CC57W/Mv в контрольных условиях отличались от юных более высокой частотой аномалий, в частности числом лейкоцитов с микроядрами (небольшими образованиями, состоящими из фрагментов хромосом; они образуются при нарушениях в делении клеток). В то же время у старых мышей чернобыльской группы частота таких аномалий оказалась меньше, чем у контрольных ровесников и у юных чернобыльских мышей. Кроме того, в костном мозгу старых чернобыльских мышей статистически достоверно увеличилось число делящихся клеток по сравнению с ровесниками из контроля. Получается, что у особей, живущих при повышенном уровне излучения, в отличие от контрольных, с возрастом не уменьшаются темпы клеточного деления в костном мозгу. Видимо, это и приводит к ускоренному удалению клеток с генетическими дефектами, и старые мыши оказываются более приспособленными к новым условиям.
Эти данные было интересно сравнить с дикими животными из чернобыльской зоны. Мы отлавливали представителей трех видов полевок: обыкновенной (Microtus arvalis), рыжей (Clethrionomys glareolus) и полевки-экономки (Microtus oeconomus). Эволюционно самый молодой вид из них — полевка обыкновенная, а самый старый — полевка-экономка.
В наименее загрязненных радионуклидами районах, где уровень излучения составляет менее 5 Ки/км2, у полевки обыкновенной обнаружена высокая частота встречаемости анеуплоидных клеток; у рыжей полевки — метафаз с межхромосомными слияниями по типу робертсоновских транслокаций (из двух хромосом образуется одна). Напротив, у полевок-экономок стабильность хромосомного аппарата повышена: мутировавших клеток у них оказалось гораздо меньше, чем у представителей молодых видов.
На территории России есть несколько районов, сильно затронутых чернобыльской аварией. Они расположены в Тульской, Воронежской, Брянской и Орловской областях. Согласно данным Министерства РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, на 1997 год в Брянской области было 2,4 тыс. км2 с уровнем облучения более 15 Ки/км2, с уровнем же между 1 и 15 Ки/км2 по всем четырем областям — 55,2 тыс. км2.
Интересно, что у полевок, которые жили в местах с высоким уровнем радиации (Янов — около 200 Ки/км2; Чистогаловка — около 500 Ки/км2; «Рыжий лес» (так называют зону, в которой доза облучения была столь сильной, что в ней после аварии погибли все хвойные деревья, отчего лес и принял такой вид) — около 1000 Ки/км2), в клетках костного мозга накапливаются именно те аномалии, которые присущи животным, обитающим в относительно чистых условиях: у рыжей полевки — метафазы с робертсоновскими межхромосомными слияниями, у обыкновенной полевки — анеуплоиды. Полученные данные позволяют предполагать, что повышение уровня ионизирующего излучения (в пределах исследованных нами) и у лабораторных линий мышей, и у полевок только увеличивает частоту встречаемости тех аномалий, которые изначально свойственны данной линии или данному виду.
Облучение и гены
Генетические нарушения возникают в организме постоянно, но только малая их часть сохраняется дольше, чем два-три клеточных деления. У живого организма есть изощренные системы репарации; они защищают генетический аппарат от повреждений и размножения мутантных клеточных клонов. Поэтому мутации, которым удается уклониться от систем контроля генетического постоянства, редки, и, даже если нарушений возникает действительно много, опасными оказываются далеко не все.
Тот факт, что дозы ионизирующего излучения (подчеркнем еще раз, в пределах исследованных нами — от 0,2 до 1,0 Гр в год) у лабораторных линий мышей и полевок только увеличивают частоту встречаемости известных цитогенетических аномалий, позволяет предполагать, что все дело в генетически обусловленных дефектах соответствующих систем репарации. И если у организма в относительно «чистых» зонах имеется некоторый дефицит систем, контролирующих расхождение хромосом в митозе по дочерним клеткам, как, например, у мышей линии C57BL/6 или обыкновенных полевок, то именно такой тип аномалий и будет увеличиваться в первую очередь под влиянием неблагоприятных условий, например ионизирующего излучения. То, что мы наблюдаем, — не прямое проявление генетических повреждений, а следствия неэффективного ремонта.
Со временем (а животных мы регулярно отлавливаем, начиная с 1996 года), несмотря на сохранение высокого уровня радиоактивного загрязнения в местах отлова, постепенно уменьшается количество полевок с высокой частотой мутантных клеток в костном мозге. Важно подчеркнуть, что такое уменьшение, свидетельствующее о постепенном накоплении устойчивых к облучению особей, для рыжей полевки отчетливо наблюдается только у животных, отловленных в «Рыжем лесу», где очень высок уровень загрязнения радиоактивными элементами.
[...]
Люди в радиоактивных провинциях
На Земле есть немало районов с повышенным радиоактивным фоном, и в них живет много людей, например штат Карела в Индии, провинции Гуанфонг в Китае, Рамзар в Иране. Естественно, во всех этих местностях исследуется влияние радиации на человека. Результаты очень интересны. Так, в Бразилии у более чем 40 тысяч беременных женщин из такого района нет ни повышенной частоты спонтанных абортов, ни врожденных аномалий, хотя частота хромосомных аберраций в клетках крови жителей тех же районов несколько выше, чем в контрольных.
В провинции Рамзар годовая поглощенная человеком доза составляет 260 мЗв (в среднем по миру — 3,5 мЗв/год), но и здесь нет ни повышенной смертности, ни детей с врожденными дефектами развития. Зато клетки крови жителей этой провинции заметно более стойки к радиации: облучение их культуры дозой в 1,5 Гр существенно меньше повышает число аномалий по сравнению с клетками крови контрольной группы.
В Китае за период с 1979 по1995 год было обнаружено, что смертность от онкологических заболеваний у жителей радиоактивной провинции ниже, чем у людей в контрольной зоне. Более того, превышение уровня ионизирующего излучения в три—пять раз не увеличивает вероятность онкологических заболеваний.
В одной из радиоактивных (около 35 мЗв/год) провинций Индии не обнаружено существенных отличий по врожденным патологиям. В другой провинции (выше 70 мЗв/год) обследование ста тысяч человек не выявило увеличения частоты онкологических заболеваний. Более того, ежегодное выявление онкологических заболеваний на сто тысяч человек последовательно уменьшается от одной области к другой по мере увеличения фонового уровня поглощенного ионизирующего облучения на 0,03/миллизиверта в год. При условном «нулевом» облучении частоту онкологических заболеваний оценивают в 79 случаев на сто тысяч человек, а при облучении 70 мЗв/год она падает до 10–20 случаев.
