ЯДЕРНАЯ ВОЙНА ПОСТАВИТ ПОД СОМНЕНИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА КАК БИОЛОГИЧЕСКОГО ВИДА А.А.БАЕВ, Н.П.БОЧКОВ

В настоящее время делаются попытки научно обоснованно ответить на важнейший вопрос: сохранится ли человеческий род и цивилизация на Земле после ядерного конфликта? В связи с этим машинно-математическому анализу подвергаются различные модели - сценарии ядерной войны, построенные на основе некоторых произвольно взятых исходных данных и расчетов.

Сценарии таких войн учитывают три рода целей, равнозначимых в стратегическом отношении: города, т.е. население, промышленные и военные объекты. Однако ядерная война - это, прежде всего массовое уничтожение людей. Предметом нашего рассмотрения будет человек как биологический вид Homo sapiens, сохраняющийся благодаря стационарной системе передачи генетической информации. Попытаемся оценить отдаленные последствия ядерной войны - биологические (в частности, генетико-информационные) и медицинские.

Следует подчеркнуть, что ядерная война не эпизод, а цепь событий, начинающихся со взрыва ядерных устройств и происходящих согласно сценариям в течение короткого времени - часов или в крайнем случае дней. Временные границы отдельных стадий, следующих за ядерной атакой, расплывчаты и условны. Это относится и к периоду, в котором начнут проявляться так называемые отдаленные последствия катастрофы: он начинается в неопределенный момент и простирается на срок от 20 до 100 лет.

Непосредственные людские потери Какими они будут?

Для выживания человечества существенное значение будут иметь в первую очередь те людские потери, которые произойдут при обмене ядерными ударами огромной мощности. Количественная сторона потерь важна не только для последующего восстановления инфраструктуры, экономики и морального состояния потрясенного общества, если это вообще возможно, но и для восстановления его биологического статуса.

Опыт изучения животного и растительного мира свидетельствует о том, что существует некая критическая численность каждой популяции, ниже которой она становится нежизнеспособной. Эта численность зависит от внешних факторов (наличия пищи, подходящих климатических условий, врагов, болезней), но решающими являются свойства вида и присущее популяции генетическое разнообразие.

Для крупных животных (например, копытных) критическая численность 150 - 300 особей, для грызунов она может быть значительно меньшей. Для человека шансы на выживание гораздо хуже из-за большого генетического груза в виде наследственных болезней, неизбежного возникновения брачных изолятов, увеличивающих число кровнородственных браков и рецессивных наследственных заболеваний (гаргоилизм, пигментная ксеродерма, талассемия и т.д.).

Существующие сценарии ядерной войны позволяют с достаточной достоверностью судить о возможных людских потерях. Так, в случае атомной атаки мощностью 1 Мт на город с населением в 1 млн. человек к исходу первого дня погибнет 200 - 310 тыс. человек и 350 - 380 тыс. получат повреждения различной тяжести. Без поражений (по крайней мере в первое время) останутся 450 - 310 тыс. человек ((См.: Чазов Е.И., Ильин Л.А., Гуськова А.К. Опасность ядерной войны. Точка зрения советских ученых-медиков. М.: АПН, 1982, с. 152)).

При глобальном ядерном конфликте, в котором используются, например, ядерные устройства общей мощностью 5742 Мт, потери, разумеется, значительно выше: в Северном полушарии из 1290 млн. населения 750 млн. будут убиты, а 340 млн. выживших получат увечья и радиационные поражения (в Южном полушарии потерь предполагается несколько меньше ((См.:Ваrnabу F., Rotblat L., Rodhe H. et al. Reference scenario: How a nuclear war mignt be fowght. - Ambio, 1982, vol. 11, N 2/3, p. 94-99)) ). Только 200 млн. человек избегнут повреждений и окажутся предоставленными собственной, совсем неясной судьбе. Таким образом, непосредственные людские потери при ядерной войне огромны, но этим события не закончатся.

Какова судьба тех, что уцелеет при ядерной атаке? Лица, получившие травмы и радиационные поражения, практически не будут иметь шансов выжить из-за тяжести повреждений, к тому же нередко комбинированных, из-за дезорганизации медицинской помощи, а также неспособности живых к напряженной деятельности, без которой немыслима ликвидация разрушительных последствий ядерной атаки.

Немногочисленное население, оставшееся в живых без очевидных повреждений, и его потомство станут объектом "отдаленных последствий" ядерной войны.

Эпидемии и хронические болезни - неизбежные спутники ядерной катастрофы

Наши представления об отдельных эффектах ядерных взрывов в значительной мере основываются на наблюдениях в Хиросиме и Нагасаки. Однако такая экстраполяция правомерна только частично, точнее, имеющиеся данные позволяют судить лишь о качественных характеристиках эффектов и притом лишь ориентировочно. Мощность современного ядерного оружия стала неизмеримо больше, чем у атомных бомб 1945 г. Выжившие после атомной атаки Хиросимы и Нагасаки в среднем были облучены дозой ((Доза - отношение поглощенной энергии к массе облучаемого вещества. В системе СИ единицей измерения поглощенной дозы является грэй (Гр) = 1 Дж/кг; 1 рад = 10 ^-2Гр.))17 рад (колебания от 0 до 600 рад). По современным расчетам, доза облучения через 25 лет после ядерного конфликта для выживших в Европе в среднем может достичь 100 рад. Более того, если общая мощность взрывов будет около 10000 Мт, только от выпадений осадков каждый человек в течение 40 лет получит не менее 10 рад.

Средний возраст уцелевших после ядерных бомбардировок составит приблизительно 25 лет. Половина из них может иметь детей, т.е. налицо условия для проявления возможных генетических изменений. Продолжительность жизни всех выживших будет достаточной для истечения латентного периода злокачественных новообразований, которые появляются преимущественно через 5 - 10 лет после облучения.

С экологической и гигиенической точек зрения отдаленные последствия ядерной войны будут связаны, с одной стороны, с непосредственным воздействием на людей поражающих факторов ядерного оружия и, с другой стороны, с возникновением на территориях, где имели место взрывы, а возможно и на всей планете, глубоких изменений окружающей среды.

В частности, в результате ядерных взрывов и сопутствующих им пожаров в атмосферу поступит огромное количество токсических веществ. По данным Киевского научно-исследовательского института общей и коммунальной гигиены, хроническое воздействие на организм даже таких "обычных" загрязнителей атмосферы, как сернистый и угарный газы, окислы азота, при превышении их предельно допустимых концентраций в атмосферном воздухе более чем в пять раз существенно увеличивает частоту возникновения хронических неспецифических заболеваний легких и бронхиальной астмы ((См.: Шандала М.Г. Гигиеническая оценка глобальной ядерной войны. - Вестн. АМН СССР, 1983, № 4, с. 19)). На основе количественных закономерностей зависимости здоровья населения от характера и степени загрязнения окружающей среды химическими веществами можно оценить, как измененные условия жизни скажутся на здоровье человека. Расчеты показывают, что увеличение загрязненности атмосферы обычными продуктами сгорания в десять раз может вызвать катастрофический рост аллергических заболеваний, болезней нервной системы, органов чувств, заболеваний легких. Практически каждый человек станет хроническим больным.

Что касается отдаленных гигиенических последствий таких событий, как разрушение резервуаров-накопителей высокотоксичных сточных вод, то сейчас это оценить трудно. Однако совершенно очевидно, что для полного оздоровления загрязненных почв и водоемов понадобятся десятки лет.

Водоснабжение населения в экстремальных условиях после ядерных взрывов будет осуществляться преимущественно за счет подземных вод. Между тем в результате изменений естественных гидрологических условий токсические вещества после атомных взрывов попадут в водоносные горизонты и долго там сохранятся, что не может не сказаться на растениях, а через их посредство и на животных.

Не менее опасны гигиенические последствия, которые возникнут в результате разрушения жилищ, коммунального хозяйства в пострадавших от ядерного удара населенных пунктах. Уцелевшие после ядерных ударов люди останутся без пищи, одежды, жилищ, водоснабжения, транспорта, централизованных источников тепла и света, системы очистки от жидких и твердых отбросов и т.д.

Последствия подобного рода, но неизмеримо меньших масштабов, имели место в предыдущих войнах. Известно, например, что блокада Ленинграда самым тяжелым образом отразилась на здоровье жителей этого города, особенно женщин и детей ((См.: Медико-санитарные последствия войны и мероприятия по их ликвидации: Тр. II конф. (Москва, 17-19 дек. 1946 г.). М.: Медгиз, 1948. Т. 1,2)). Так, в 1942 г. заболеваемость среди работающего населения возросла, по сравнению с 1940 г., на 25%, а средняя продолжительность болезни - показатель тяжести ее течения - увеличилась более чем в два раза. Нарушение здоровья женщин выразилось в аменорее (от 64 до 95%), до- и послеродовой заболеваемости с высокой смертностью. Дети отставали в физическом развитии, заболеваемость их увеличилась. Почти у всех детей наблюдалась алиментарная дистрофия, нарушение обмена веществ, тяжелые функциональные расстройства нервной и сердечно-сосудистой систем, желудочно-кишечного тракта, почек. Надо еще принять во внимание, что статистика заболеваемости того времени далеко не полностью отражает истинное положение дел.

Эпидемии тифа, дизентерии, холеры, чумы всегда были спутниками войн. Разрушения населенных мест и средств жизнеобеспечения, отсутствие санитарно-гигиенических служб, резкое ослабление защитных сил организма у облученных людей и многие другие следствия ядерных взрывов приведут к росту тяжелых инфекционных заболеваний, в том числе особо опасных. Условия для возникновения и поддержания, эпидемических вспышек будут долго сохраняться после ядерной войны. В настоящее время трудно количественно оценить эпидемические последствия ядерной войны, потому что в истории человечества не было подобных тотальных катастроф. Не вызывает, однако, сомнения ни их неизбежное возникновение, ни их грандиозный масштаб.

Ионизирующая радиация индуцирует злокачественные опухоли

Возникновение злокачественных опухолей под влиянием облучения было зарегистрировано уже в 1902 г., вскоре после открытия рентгеновских лучей. К настоящему времени количественные закономерности радиационного канцерогенеза хорошо изучены в эксперименте. В опытах на животных установлена частота возникновения лейкозов и злокачественных опухолей в зависимости от дозы γ-облучения и нейтронов. Многолетние наблюдения за населением Хиросимы и Нагасаки показали, что экспериментальные данные в принципе экстраполируемы на человека. Между радиационным воздействием и возникновением злокачественных новообразований существует так называемый латентный период, длительность которого зависит от формы заболевания.

После облучения раньше других форм рака возникает лейкемия. Так, в Хиросиме и Нагасаки среди перенесших облучение детей уже в 1950 г. наблюдалось повышение частоты лейкозов, у взрослых этот процесс начался несколько позже.

В особенности высока заболеваемость лейкемией у тех, кто получил облучение в дозе более 100 рад. Поскольку средняя доза облучения для выживших после глобальной ядерной войны не менее чем в шесть раз превысит дозу, полученную жителями японских городов, подвергшихся атомной бомбардировке, ожидаемая частота появления индуцированных лейкозов будет во много раз выше и составит 8 - 11 тыс. на 1 млн. населения.

Индукция злокачественных опухолей под влиянием облучения не исчерпывается лейкозами. Длительное нарушение деятельности желез внутренней секреции, существенное угнетение клеточного и гуморального иммунитета, психические стрессы и другие факторы вместе с последствиями облучения, в том числе от инкорпорированных в организм радионуклидов, будут существенными факторами повышенного риска развития опухолей у лиц, перенесших ядерные взрывы.

Несмотря на то, что онкологические последствия ядерных бомбардировок японских городов проанализированы не в полной мере, по некоторым формам рака обнаружено существенное увеличение частоты их появления. Так, в Хиросиме и Нагасаки среди лиц, находившихся на расстоянии 1,5 км от эпицентра взрыва, рак щитовидной железы, легких, молочной железы развивался в несколько раз чаще. Для некоторых форм рака четко показана зависимость от дозы облучения. Например, частота диагностированного при вскрытии рака легких у лиц, получивших дозу в 10 рад, была в два раза выше, чем у лиц, получивших меньшую дозу. Рак щитовидной железы у облученных дозой 50 рад и выше развивался в девять раз чаще, чем в контрольной группе, в то время как у облученных в дозе менее 1 рад - чаще всего лишь в три раза.

В настоящее время получены оценки возможных онкологических последствий ядерных войн с различными сценариями ((См.: Трапезников Н.Н. Отдаленные онкологические последствия ядерных взрывов. - Вести. АМН СССР, 1983, № 4, с. 30)).

Согласно расчетам Международного комитета экспертов Всемирной организации здравоохранения, среди выживших в ядерной войне можно ожидать около 19 млн. добавочных случаев злокачественных новообразований.

Генетическая катастрофа неминуема после ядерной войны

Экологические и генетические последствия ядерной войны можно отнести к числу самых отдаленных последствий, поскольку они не ограничиваются одним поколением. Губительное действие радиации на потомство облученных родителей известно уже более 50 лет - после опытов Г.Меллера (1927 г.), облучившего рентгеновскими лучами дрозофил. Генетическое действие радиации общепризнано, и в настоящее время известны цитологические и молекулярные основы радиационного повреждения и его репарации.

Само радиационное действие слагается из γ-, β- и нейтронного облучения, т.е. разных типов радиации, первичного облучения при ядерном взрыве и последующего действия локальных, тропосферных и глобальных осадков, а также действия цепей питания. Словом, это не кратковременный эпизод, а цепь событий, захватывающая не одно десятилетие после военных действий. Следует заметить, что глобальная ядерная война - явление беспрецедентное по своим масштабам. Поэтому, пользуясь при оценке тотальной ядерной войны данными по Хиросиме и Нагасаки, едва ли можно получить полную картину грозящего человечеству бедствия - слишком различен масштаб.

Хиросима и Нагасаки были очагами несчастья и разрушения в стране, хоть и потрясенной войной, но еще жизнеспособной и, во всяком случае, готовой помочь своим соотечественникам в беде. При глобальной ядерной войне возникнет обратное положение: в разрушенной и опасной для существования пустыне затеряются жалкие оазисы жизни, обитатели которых, подавленные болезнями, лишениями и страхом, не смогут рассчитывать на действенную помощью извне.

"Память" о ядерных взрывах будет передаваться из поколения в поколение в виде повышенной частоты неблагоприятных исходов беременностей, рождения детей с врожденными пороками развития или наследственными болезнями.

Расчеты зарубежных специалистов показывают ((См.: Gant K.S., Chester C.V. - Health Phys., 1981, N 41, p. 455)), что в случае расширенного ядерного конфликта (более 5000 Мт на континент) популяционная генетически значимая доза составит в среднем для каждого выжившего индивидуума детородного возраста не менее 100 бэр ((Для защиты от излучения важно знать не просто поглощенную дозу радиоактивного излучения, а ее воздействие на живую ткань - биологическую (или эквивалентную) дозу. Она определяется умножением поглощенной дозы на переводной коэффициент Q, который характеризует биологическую эффективность различных видов радиации. Бэр - единица измерения эквивалентной дозы.)).

Генетический эффект ионизирующих излучений зависит от характера облучения и типа излучений. Острое облучение в три-пять раз опаснее хронического. Генетическая (или относительная биологическая) эффективность нейтронного облучения в среднем в пять раз выше γ - облучения, а в некоторых случаях она может превышать ее и в 20 раз. Поэтому особенно серьезных биологических и генетических последствий следует ожидать от нейтронных бомб.

Действие ионизирующей радиации на наследственность живых организмов универсально. Такой вывод основан на многочисленных экспериментальных данных. Различия тут могут носить только количественный характер ((См.: Бочков Н.П. Генетические последствия применения ядерного оружия. - Вестн. АМН СССР, 1983, № 4, с. 36)).

На современном уровне знаний считается, что так называемый пороговый эффект в действии излучений на наследственность отсутствует, иными словами, безвредных с генетической точки зрения доз не может быть - любая доза вызывает пропорциональное ей число мутаций, которые практически всегда оказывают отрицательное действие в столь приспособленном (фило- и онтогенетически) организме, каковым является человеческий организм.

Генетические изменения под влиянием облучения возникают как в зародышевых, так и в соматических клетках. Радиочувствительность зародышевых клеток ниже, чем соматических, однако отсутствие порога в действии радиации наблюдается и в том случае, когда дело касается индукции наиболее отдаленных последствий - генных мутаций в зародышевых клетках.

Особенно ранимы размножающиеся соматические клетки, такие, например, как клетки костного мозга и вообще кроветворных органов (лимфатические узлы, лимфатическая ткань селезенки). У жителей Хиросимы и Нагасаки, подвергшихся облучению в 1945 г., в течение некоторого времени обнаруживались нарушения в деятельности кроветворной системы, которые впоследствии сглаживались. Однако и через 30 лет сохранился стойкий след радиационного повреждения в виде хромосомных перестроек в лимфоцитах.

В потомстве облученных жителей Хиросимы и Нагасаки не было обнаружено выраженных патологических явлений наследственного характера - состояний, вызванных наследуемыми изменениями ДНК половых клеток облученных родителей. При этом были изучены спонтанные аборты, мертворождения, смертность детей до девяти лет, врожденные пороки развития, общее физическое развитие, цитогенетические аномалии, некоторые белки. Более детальный статистический анализ полученных данных показал некоторую зависимость врожденных пороков развития и мертворождений от дозы, когда были облучены оба родителя. Это дало возможность рассчитать "среднюю" удваивающую дозу. В зависимости от выбранного метода расчета она составила 81 или 172 бэр.

Отсутствие резко выраженных генетических дефектов в потомстве облученного населения Хиросимы и Нагасаки может быть обусловлено целым рядом факторов:

в небольших популяциях нелегко обнаружить генетические эффекты облучения;

мощность ядерных устройств, примененных в Хиросиме и Нагасаки, была невелика, и облученное население не подверглось длительному действию радиоактивных осадков, которое будет иметь место в случае термоядерной войны будущего;

срок наблюдения для человека короток - всего лишь два поколения (к тому же число беременностей и рождений у людей вообще невелико);

в Хиросиме и Нагасаки выжили люди репродуктивного возраста, главным образом со сравнительно низким уровнем облучения (средняя доза 17 рад), множество людей получили смертельную дозу облучения (более 700 рад) или погибли от причин, не связанных с генетическими нарушениями;

генетические дефекты могли быть разными путями элиминированы, например абортами, особенно нераспознанными;

методы выявления генетических дефектов пока несовершенны, и нет уверенности, что все такие дефекты у потомков жителей Хиросимы и Нагасаки обнаружены;

человеческие популяции в генетическом отношении крайне гетерогенны, и близкородственные браки нельзя считать распространенными, поэтому появление рецессивных гомозигот не частое явление вообще, в том числе и среди потомков жителей Хиросимы и Нагасаки.

Таким образом, наблюдения над облученным и выжившим контингентом Хиросимы и Нагасаки не могут ослабить утверждения о действии ионизирующей радиации над геном. Ионизирующая радиация неизбежно вызывает мутации у человека, причем дозы, удваивающие частоту мутаций, по расчетам различных авторов, колеблются от 16 до 250 рад. Научный комитет по действию атомной радиации при ООН называет в качестве удваивающей дозы 100 рад. Дозу облучения, полученную индивидами, обычно пересчитывают на облученную популяцию в целом. С этой точки зрения для оценки повреждающих последствий дозу удобно выражать в виде произведения числа людей, способных иметь детей, на дозу облучения. Так, получают обобщенную популяционную величину - число людей, облученных дозой 1 бэр.

Опираясь на эти данные, можно определить степень появления генетических дефектов в рамках избранного сценария.

Советские авторы считают, что после тотальной ядерной войны (10000 Мт) суммарная доза радиации (только от глобальных осадков), полученная в течение 20 лет, составит 2,16 бэр на одного индивида. При коэффициенте риска 4-10^-3 это даст на 4,4 млрд. населения планеты 380000 случаев наследственной патологии. При учете локальных и тропосферных осадков к приведенному числу нужно добавить еще 6 млн. случаев.

Можно привести также следующие данные. По сценарию, опубликованному в журнале "Амбио", каждый житель Европы в первые 25 лет после войны получит дозу около 100 рад. Генетические последствия при таком сценарии представлены в таблице, при составлении которой использовались коэффициенты риска, предложенные Научным комитетом по действию атомной радиации ООН.

В заключение необходимо подчеркнуть, что можно оценить далеко не все последствия радиационных повреждений механизмов передачи наследственной информации у человека. Однако уже того, что известно, достаточно для определенных выводов. Какие бы аспекты генетического действия возможного применения ядерного оружия ни рассматривались, везде речь идет об очень серьезных последствиях не только для пострадавшего поколения, но и для многих будущих поколений. К этому надо добавить еще и генетические последствия от изменений, которые неизбежно произойдут в окружающей среде в связи с ядерными бомбардировками.

Человек должен будет приспосабливаться к новым видам микроорганизмов, измененным растениям и животным. Сложившееся тысячелетиями равновесие нарушится, и наследственность по-иному будет проявляться в новой среде. Это может привести к неадекватным реакциям на факторы внешней среды и стать источником новых форм болезней, новых бед.

Применение ядерного оружия приведет к резкому уменьшению численности населения, возникнут предпосылки для брачных изолятов. Неизбежно последует увеличение кровнородственных браков. Все это может привести к генетической катастрофе, которая не произошла в Хиросиме и Нагасаки, но неминуема после тотальной ядерной войны.

Мы рассмотрели в довольно общей форме только основные группы отдаленных биологических и медицинских последствий ядерных взрывов (экологические, онкологические, генетические). Приведенные цифры, вероятно, являются лишь нижней границей возможных эффектов. В действительности последствия будут тяжелее. Пока еще даже приблизительной оценке не поддаются такие пострадиационные последствия, как катаракты, ускорение старения, иммунологическая недостаточность, тератогенез, психические болезни.

Однако очевидно, что какие бы отдаленные последствия мы ни рассматривали, они создадут тяжелейшие условия для людей, выживших после ядерной катастрофы, и поставят под сомнение существование человека как биологического вида.