Радон и риск развития рака легких

Более поздние исследования [IARC, 2001] подтвердили связь воздействия радона, содержащегося в атмосфере жилых помещений и возникновения рака легких. Детальное исследование, выявившее связь частоты возникновения рака легких с курением, продолжительностью проживания в атмосфере с повышенным содержанием  радона и с возрастом обследуемых было проведено Комитетом по биологическим эффектам ионизирующей радиации [BEIR IV, 1988, BEIR VI, 1999]. В частности был обнаружен эффект синергизма курения и постоянного проживания в атмосфере помещений с повышенным содержанием радона как причина возникновения рака легких [BEIR VI, 1999].

Всемирная организация здравоохранения [WHO, 2009] 1 констатирует, что радон является второй по значимости причиной рака легких во многих странах:

• Радон является причиной рака легких в 3-14% случаев в каждой отельной стране, в зависимости от среднего уровня концентрации радона на территориях.  
• Радон является основной причиной рака легких среди некурящих людей, но в первую очередь вызывает рак легких у курильщиков.  
• Основная причина рака легких, вызванная экспозицией радону в домах, это вовсе не высокие концентрации радона, а средние или умеренные его концентрации.
• Чем ниже концентрация радона в доме, тем ниже риски для здоровья людей.  Не известен пороговый уровень концентрации радона, экспозиция которому не несет никакого риска.

Смотрите подробную библиографию по проблеме радонозавсисимого рака легких (на англ.)

Основным органом-мишенью, поражаемой радоном и его дочерними продуктами радиоактивного распада,  являются легкие. Хотя изотопы радона - инертные газы и не вовлекаются в биологические процессы, но они легко растворяются в крови и других жидкостях организма; ещё лучше они растворяются в жирах, что обусловливает эффективное поглощение их при поступлении в организм. После попадания в легких в кровь человека радон распределяется по всему телу (больше всего в жировой ткани,  и в органах, содержащих жировую ткань). При этом происходит внутреннее облучение организма α-частицами.
Концентрация изотопов радона в крови после достижения стационарного состояния (через 1 час после начала ингаляции для ²²²Rn и около 5 минут для ²²⁰Rn) определяется их содержанием в воздухе и не зависит от времени экспозиции, составляя (для ²²²Rn) примерно 30-45% от концентрации во вдыхаемом воздухе. 2

При кратковременных воздействиях радона, например, при систематическом принятии радоновых ванн в санатории, при окунании в купель на радоновом источнике или купании в радоновом озере,3 у человека наблюдается адаптационная реакция на поступление радона через органы дыхания и через кожу.  Такая реакция организма на воздействие радона приводит к улучшению микроциркуляции (улучшения местного кровоснабжения органов и тканей). Также воздействие a-излучения радона и его дочерних продуктов на меланоциты (пигментные клетки кожи) приводит к окислению аминокислоты тирозина и образованию биологически активных веществ (дофамины), которые увеличивают выработку адреналина, который повышает уровень метаболизма (обмена веществ) в организме, повышает устойчивость к нагрузкам.  Такой биологический эффект воздействия радона позволяет широко использовать кратковременное, но интенсивное воздействие радона в лечебных целях. Аналогичные физиологические процессы происходят в организме человека в течении первых лет жизни в условиях повышенной концентрации радона в помещении (превышение предельно допустимой концентрации от 2 до 5 раз).

Хотя, как было отмечно выше, радон химически инертен, его ионизированные дочерние продукты распада (радионуклиды полония, висмута и свинца) сорбируются пылью и влагой, образуя α-радиоактивные аэрозольные частицы размером от 10 до 400 нанометров, которые способны глубоко проникать в дыхательные пути и оседать в них. Также особые иммунные клетки (Лангерганса) способны переносить радиоактивные микрочастицы в региональные лимфатические узлы, что обуславливает возможную локализацию опухолей и в лимфоузлах.
Исследования показали, что у курильщиков, проживающих на радоноопасных территориях, концентрация  изотопов полония в легких в 10 раз больше, чем у не курильщиков, проживающих в тех же самых местах. Это объясняется, в том числе и тем, что сигаретный дым (аэрозоль микрочастиц сажи) является прекрасным переносчиком для изотопов полония в легкие человека – особенно при глубоких затяжках при курении. Также при температуре горения табака изотопы полония (как содержащиеся в табаке, так и в радоносодержащей атомосфере) становятся летучими, и гораздо легче вдыхаются человеком и проникают быстрее и глубже в дыхательную систему.   Изотопы полония ²¹⁸Po и ²¹⁴Po, период полураспада которых составляет три минуты и одну десятую секунды соответсвенно, распадаются в просвете бронхов с выделением α- лучей и гамма квантов. Повреждения клеток легочного эпителия от радиоактивного распада изотопов полония, по-видимому, является ведущим фактором в развитии центрального рака легких.3  

По мере увеличения срока проживания в атмосфере с повышенной концентрацией радона и возникновения переоблучения организма радоном и его дочерними продуктами распада, возникает  кумулятивный эффект, приводящий к перенапряжению адаптации организма, которое характеризуется  стойким увеличением скорости оседания эритроцитов (СОЭ), повышение агрегации тромбоцитов и образование тромбоэмболии капилляров.  Данные дезадаптивные последствия переоблучения приводят  к ухудшению кровоснабжения органов и тканей организма. Серьезные нарушения механизмов защитной адаптации  организма к переоблучению наступают только после десяти и более лет проживания в условиях превышения концентрации радона в помещениях. Характер нарушений зависит от концентрации радона, сопутствующих экологических отягощающих факторов в помещении (например, наличие асбеста, аэрозольные загрязнения атмосферы сигаретным или печным дымом, пылью), возраста человека, его социального статуса и образа жизни, состояния здоровья, и, в значительной степени, от того курит человек или нет.  

Общим результатом длительной дезадаптации становится ослабление иммунной системы, ответственной за уничтожение постоянно возникающих в организме атипичных клеток. Под воздействием канцерогенных физических факторов  (радиоактивное излучение от распада радона и его дочерних продуктов) происходит повреждение ДНК ядра клеток бронхиального эпителия (базальные или секреторные клетки). При повреждении ДНК происходит изменение генома клетки и, как следствие – изменение ее особенностей строения, которые отличаются от нормы. Это первый «скрытый» этап развития рака легких – образование атипичной (раковой) клетки, которая не распознается ослабевшей иммунной системой и не уничтожается. 

На втором этапе развития рака легких при постоянном контакте клеток легочного эпителия с канцерогенным радоном и продуктами его распада в такой выжившей атипичной клетке происходят дополнительные генные изменения, которые приводят к размножению раковых клеток и образованию опухолевого узла (опухоли). 

На третьем этапе нарастают различные патологические процессы характерные для злокачественного роста (атипия клеток, активный рост, распространение метастазов и др.).4 Максимальные дозы ионизирующего излучения при распаде дочерних продуктов деградации радона  приходятся на эпителий сегментарных бронхов, что соответствует преимущественной локализации развивающихся раков. Среди разновидностей рака легкого, вызываемых радоновым облучением, чаще других диагностируются аденокарцинома, чешуевидная карцинома и саркома лимфатических узлов. При длительном воздействии радона опухоли других органов, по крайней мере, на порядок менее вероятны, чем рак легкого.

Насколько же эпидемиологически опасно длительное проживание в строениях  с повышенной концентрацией радона в атмосфере?

Одним из наиболее авторитетных современных источников информации по оценке опасности радона для жизни и здоровья человека являются официальные публикации по проблеме радона Международного агентства по исследованию рака ICRP.  Отчеты по радону от ICRP регулярно пересматриваются с учетом данных последних научных исследований воздействия радона на организм человека.
“Официальный отчет по проблеме радона и оценке риска рака легких от радона и дочерних продуктов его распада” 2010 года (ICRP Publication 115. Lung cancer risk from radon and progeny and statement on radon [Ann. ICRP 40(1), 2010]) приводит детальный обзор и анализ эпидемиологии радонозависимых заболеваний (рака легких) на основании исследований, проведенных в Северной Америке, Европе и Китае в период с 1946 года по вторую половину 2000-х годов.  Анализ представленных данных позволил в 2010 году Международному агентству по исследованию рака сделать следующие выводы:5

1. Благодаря изучению заболеваемости шахтеров и людей, постоянно проживающих в домах с повышенной концентрацией радона в атмосфере, существуют  убедительные доказательства того, что радон и дочерние продукты его распада способны вызывать рак легких. В настоящее время нет свидетельств, что воздействие радона способно вызывать опухоли других органов и лейкемию.  
2. Три долговременных обследования людей, постоянно проживающих в домах с повышенной концентрацией радона в атмосфере проведенные в Европе, Северной Америке и Китае привели к сходным результатам и показали, что риск рака легких увеличивается, по крайней мере, на 8% при увеличении концентрации радона в помещении на каждые 100 Бк/м³. 6
3. После принятия в расчет  поправок на случайные неопределенности в концентрации активности радона при проведенных измерениях при обследовании в Европе людей, постоянно проживающих в домах с повышенной концентрацией радона в атмосфере, расчет относительного риска заболеваемости раком легких показал увеличение вероятности возникновения заболевания на 16% (от 5% до 32%) при увеличении концентрации радона в помещении на каждые 100 Бк/м³.  Полученные значения можно рассматривать как разумную оценку при контроле рисков от воздействия радона при относительно низких концентрациях радона и длительного периода его воздействия, принимая в расчет, что этот риск связан с воздействием радона на человека в течение, по меньшей мере, 25 лет.
4. Существует доказательство на основании данных Европейского исследования (Darby и соавт., 2005), что существует риск развития рака легких при долгосрочном воздействии радона в атмосфере жилых помещений даже на уровне концентраций ниже 200 Бк/м³.
5. Кумулятивный риск развития рака легких при достижении возраста 75 лет оценивается для никогда не курящих людей на уровне 0,4%, 0,5% и 0,7% для концентраций радона 0, 100 и 400 Бк/м³, соответственно. Кумулятивный риск развития рака легких при достижении возраста 75 лет оценивается для курящих всю жизнь людей оценивается на уровне 10%, 12% и 16%  для концентраций радона 0, 100 и 400 Бк/м³ (Darby и соавт., 2005 , 2006). Курение остается наиболее важной причиной рака легких.
6. Исследования риска развития рака легких у шахтеров и людей, постоянно проживающих в домах с повышенной концентрацией радона,  показывают хорошую согласованность результатов.
7. Исследования риска возникновения рака легких у шахтеров, включая шахтеров, подверженным низким дозам радонового облучения, показали как минимум двукратное увеличение риска по сравнению с данными ранее опубликованными в Публикации 65 (ICRP, 1993).

В отчете Британского Агентства здравоохранения “Радон и здоровье населения“ [HPA, 2009]7 указывается, что совершенно очевидно, что риск здоровью от воздействия радона возникает уже при концентрациях радона в помещениях даже ниже допустимых в Великобритании 200 Бк/м3. Средний риск возникновения рака легких при экспозиции радону составляет 16%. По данным HPA нет доказанных свидетельств тому, что риск развития рака легких зависит от пола, возраста человека, от того курит он или нет, или курил ранее. Однако при обычных концентрациях радона в помещениях 21 Бк/м3 курение увеличивает вероятность смерти от рака легких на рубеже 75 лет до 15% для курильщиков. Для некурящих людей вероятность смерти от рака легких в 75 лет составляет 0,4%.  При концентрациях радона в помещениях 200 Бк/м3 риск смерти составляет  19% и 0,5%  соответственно.  Около 40% из умерших от рака легких не курящих людей составляют те, кто ранее курил.

Теперь, когда актуальность вопроса о защите дома от избыточной концентрации радона рассмотрена, можно перейти к обзору путей поступления радона в малоэтажный дом, и технических решений, которые помогут снизить концентрацию радона во внутренней  атмосфере помещений.