Wolfgang Koehnlein. Direktor dell' istituto per biologia di radiazione,
    Università di Muenster, 48129 Muenster, Robert-Koch-Strasse 43, Germania
    Rudi Naussbaum. Università di Stato De Portland, Portland O 97205-0751/usa

    Per più di cento anni, la radiazione ionizzante ed i relativi effetti biologici sono stati un argomento di ricerca scientifica. In queste indagini, Dose-Effect-Relation è una correlazione la più importante nel dimostrare la causalità fra la dose assorbita di radiazione e l' effetto osservato; cioè dove l' effetto è osservato per aumentare con la dose d'un agente fisico o chimico, allora l' agente può essere considerato come causa. Nella ricerca di tasso di Dose-Effect, è non soltanto l' indagine sugli effetti deterministici di radiazione da alta esposizione di radiazioni importante, gli effetti stocastici da esposizione bassa della dose è egualmente importante. L' alta esposizione di radiazioni precedente, con induzione del cancro, può interessare una persona esposta, l' esposizione posteriore e bassa della dose, con la mutazione genetica, può interessare i discendenti della persona.

    È quindi comprensibile, quello che il corso di dose/effetto dovrebbe transformarsi in in un punto molto significativo della discussione. La domanda che allora li interessa, è se esiste una soglia della sicuro-dose, una basso-dose o basso-dose-tasso del livello basso LASCIA la radiazione, sotto cui nessun effetto nocivo può accadere, la morbosità del cancro o mutazioni genetiche in una popolazione esposta o nella loro prole.

    Dal 1927 i livelli di dose consentiti di esposizione di radiazioni sono stati ridotti continuamente.
Se l' idea d'una sicuro-dose e tasso della sicuro-dose si transformano in in opinione scientifica prevalere, nonostante ricerca che indica al contrario, allora progettato e le esposizioni non intenzionali a radiazione aumenterebbero sopra il livello attuale e le mutazioni supplementari premature e del cancro accadrebbero universalmente.

    I termini ' dose sicuro ' e ' tasso sicuro della dose ', richiedono la chiarificazione. Nella radiazione ionizzante, un tasso sicuro della sicuro-dose e della dose significa che tutte le persone esposte rimangono unharmed durante e dopo l' esposizione. Nessuno più tardi soffriranno da un cancro indotto radiazione o moriranno prematuramente.

    Una dose o un dose-tasso pericolosa, d' altra parte, significa che nessuno è sicuro durante l' esposizione e che in seguito, una determinata frazione di quelle esposte soffrirà da cancro indotto radiazione e morirà prematuramente. Nella letteratura di questo dibattito, ci sono istruzione numerose dalle commissioni esperte e dell' esperto che sostengono che ci è ' una dose della sicuro-soglia ' reale del livello basso LASCIA la radiazione. Mentre altri considerano che la domanda d'una soglia della sicuro-dose non può ancora essere risposta a, la mia ricerca indica che abbastanza dati delle popolazioni esposte esistono per indicare che non ci è dose sicuro, nessun tasso della sicuro-dose, né una soglia sicuro della dose. I dati corrispondenti con i sistemi di modello indicano similmente che non ci è soglia sicuro della dose [ 8, 9 ]. Limiterò questo studio, tuttavia, alle osservazioni fatte con i gruppi esposti degli esseri umani, per i seguenti motivi:

    (1) il trasferimento dei risultati dal sistema di modello negli esseri umani è inutile e meno adatto. [ 10 ]

    (2) le indagini accettate numerose sono disponibili per gli esseri umani esposti nella gamma bassa della dose relativa per protezione dalle radiazioni. [ 11, 12, 13, 14, 15, 16. ]

    Questi sono i punti di partenza della mia considerazione:

    (1) la dose da radiazione ionizzante di low-LET è trasportata dagli elettroni ad alta velocità (Compton e fotoelettroni) che attraversano through le cellule umane e che creano le piste primarie di ionizzazione.

    Una tale pista è la meno dispersione possibile che può accadere al livello cellulare. " una dose elevata " significa molte piste per la cellula; " la dose bassa " significa poche piste per la cellula; " il tasso basso della dose " significa poche piste per la cellula a tempo dell' unità. Ogni volta che ci è tutta la dose affatto, significa che alcuni cellule e cellula-nuclei stanno essendo transversed dalle piste.

    (2) le alterazioni medie di alterazioni cancerogene indotte radiazione nel materiale genetico della cellula, nell' inizio del cancer del DNA è un processo unicellulare dopo le regole della probabilità. Ogni pista, senza l' aiuto da qualunque altra pista, ha una probabilità di induzione del cancro creando tali alterazioni. L' energia depositata durante l' interazione primaria è molte volte l' energia di legame chimica in molecole organiche.

    (3) questo implica che ci possa mai essere tutta la dose o tasso sicuro della dose. Tuttavia, se ogni alterazione cancerogena indotta dalle piste " undone con successo ed invariabilmente " dai processi di riparazione, allora ci sarebbe una dose e un tasso intrinsicamente sicuri della dose.

La domanda chiave è:
    La riparazione delle lesioni cancerogene funziona flawlessly, quando la dose è sufficiente bassa e lenta?

    (4) se una dose di radiazione è ricevuta nel telaio di tempo richiesto per la riparazione e se la riparazione funziona flawlessly e non lascia danni cancerogeni, allora l' effetto netto di quella dose di radiazione verso cancro-produzione è ovviamente zero, tramite la definizione. Ne consegue che molte tali piccole dosi, con i tempi di riparazione corrispondenti nel fratempo, potrebbero essere assorbite senza aumentare il tasso del cancro.

    (5) la prova epidemiologica umana indica che la riparazione non riesce ad impedire il cancro indotto radiazione, anche alle dosi in cui il sistema di riparazione deve occuparsi di soltanto una o alcua pista alla volta e perfino ai tassi della dose quale concedono il tempo ampio per la riparazione prima dell' arrivo delle piste supplementari (danni). Tale prova è prova, da tutto lo standard ragionevole, che non ci è dose o tasso della dose che è sicuro.

    Prima della discussione dei parecchi esempi commenterò il numero di piste primarie di ionizzazione che attraversano una
cellula nucleo ad una data dose. Per scoprirla se ci è qualunque dose sicuro è adatta da convertire una data dose
in frazioni di Sievert nel numero di piste attraverso il nucleo delle cellule, poiché la più piccola dose possibile non è una frazione d'un gray, ma di singolo traversal d'una pista d' ionizzazione attraverso il nucleo delle cellule. Come sappiamo, l' energia della x e dei g-rays è depositato in materiale biologico via la foto e Compton - elettroni. Uno può, quindi, usare le calcolazioni di Paretzke e un metodo di ricorrenza [ 17 ] per convertire l' energia d'una x o d'un g-ray in elettroni ed in loro energia distribuzione. Quindi, è possibile trasferire l' energia originale del fotone agli elettroni e calcolare il loro ricapitolata
gamma [ 18, 19 ]. Con aiuto del rapporto çGy - 6.24. 1010 keV/g possiamo ora determinare quanti fotoni dell' dato
l' energia è richiesta per depositare una dose di 1 GY. Con queste informazioni la somma totale delle piste dell' elettrone è
ottenuta.
Dalle dimensioni medie della a la cellula di mammiferi ed il relativo nucleo sono conosciuti [ 20 ], noi arrivano al numero di traversals nucleari per l' unità della dose per x-e la g-radiazione dell' origine differente.

     Tabella 1: Dose del tessuto in Centi-Gray quando il Track-Rate medio per il nucleo delle cellule è uno

Origin of Electron Packets	Average Nuclear Traversals per Nucleus in Delivery of 1 cGy	Dose in Centi-Gray when Average Track-Rate per Nucleus is one
30 keV X-rays	1.3379	0.747 cGy
250 keV X-rays	2.3	0.434 cGy
596 keV gammas Radium-226	2.937	0.340 cGy
662 keV gammas Cesium-137	3.156	0.317 cGy
1608 keV gammas A-Bomb	5.407	0.185 cGy

     Sappiamo dagli esperimenti numerosi con i sistemi di modello, processi di quella riparazione enzimatici stiamo funzionando senza danno anche alle dosi di alcuni grays [ 21, 22, 23, 24, 25 ]. Egualmente è stato confermato, ripetutamente, negli studi con le cellule umane in vitro, quel che cosa riparazione è realizzata è complete in 6 ore o di meno, anche dopo le dosi di vari Grays [ 26, 27, 28, 29 ]. Ci sono le informazioni anche confermate sul numero e sul tipo di lesioni del DNA (tabella 2).

Tabella 2: Numero di lesioni indotte nel DNA d'una cellula
di mammiferi per D(37) di energia assorbita di radiazione

DNA-Single Strand breaks	1000
DNA-Double Strand breaks	50
Base Damage	200
Protein-DNA Crosslinks	150
Bulky Lesions	450

 Ci sono, tuttavia, riferimenti numerosi nella letteratura che determinati DNA-lesions non sono riparati o misrepaired.
Per fornire alcuni esempi: Il UNSCEAR-Report 1986 (30 ] dichia quanto segue sul riparato su, unrepaired e misrepaired
lesioni cancerogene indotte tramite radiazione:

      " la riparazione senza errori del DNA, l' obiettivo più probabile in questione, lascia alcune frazioni di danni
unrepaired e la riparazione error-prone può produrre misrepaired le sequenze nel DNA-structure. "

    Kellerer descrive un tipo di danni del DNA indotti radiazione che sarebbe difficile da riparare. [ 22 ] " un semplice
l' esempio sarebbe rotture vicine del singolo-filo in fili complementari di DNA, che interferiscono con l' asportazione
riparazione. "

    Ciò è confermata da Feinendegen ed altri [ 27 ], segnalanti quello in cellule irradiate non che tutte le doppie rotture del filo
sono completamente riparato. Con il materiale discusso finora, possiamo esaminare se qualunque dose sicuro esiste.

    Considerare il seguente piano d'azione: I processi di riparazione funzionano flawlessly fino ad una determinata dose di
alcuni SV (100 SV - 1 Sv). Un certo numero di individui sono esposti ad una piccola dose il lunedì. Tutte le lesioni indotte nel DNA sono flawlessly riparato entro alcune ore. Nessun aumento del rischio del cancro deriva da questa esposizione. Il martedì ci è il seguente esposizione con la stessa piccola dose. Poiché i sistemi di riparazione stanno funzionando liberamente l' errore, non ci è aumento in cancro rischio dopo le prime due dosi. I seguenti giorni ulteriori frazioni della dose sono date e così via. In questo piano d'azione gli individui potrebbero accumulare le dosi elevate piuttosto in molte piccole frazioni della dose. Non ci sarebbe cancro aumentato rischiare rilevabile, tuttavia, in un aggiornamento di lunga durata, mentre è conosciuto che la dose totale data immediatamente aumenterà il rischio del cancro potremmo tranquillo concludere che le date frazioni della dose sono inoffensive e che una dose della soglia è reale. Se, tuttavia, gli studi di aggiornamento di lunga durata rivelano l' incidenza aumentata del cancro nella popolazione esposta anche se sono stati esposti alle piccole frazioni della dose soltanto, la conclusione d'un sistema error-prone di riparazione anche a perdono le dosi essere evidente. Egualmente segue che l' idea d'una dose sicuro della soglia è errata.

    Per un certo numero di studi epidemiologici con attenzione effettuati delle persone esposte che sono accettate in
letteratura scientifica, le frazioni della dose o le dosi rispettivamente ed il numero derivato di piste per il nucleo delle cellule
per l' esposizione è compilata nella tabella. In tutti e nove i studi un aumento significativo nell' incidenza del cancro è stato osservato nella popolazione esposta.

        Tabella 3: Piste medie per il nucleo delle cellule da ogni esposizione in nove studi umani

Dall'esposizione di questi studi si evince che le seguenti dosi non possono essere considerate come la cassaforte riguardo ad induzione del cancro.

    Possiamo quindi concludere che ogni volta che una pista d' ionizzazione attraversa un nucleo d'una cellula di mammiferi,
là è sempre una probabilità che causerà una lesione cancerogena e che la lesione sarà riparata, inerentemente
unrepairable o misrepaired. In breve, ci è un' incidenza guasti inerente nel sistema di riparazione. Per l' essenziale
punti finali stocastici di danni di radiazione (induzione e mutazione del cancro) l' idea d'una dose sicuro della soglia
e della dose sicuro una gamma deve essere rifiutata. Secondo la conoscenza scientifica attuale dal vario rapporti dosi/effetto proposti come appare figura 6, soltanto il lineare (3), o il (4) supralinear è costanti con prova scientifica sui dati umani.

    I sostenitori delle dosi della soglia e perfino degli effetti hormetic certamente sosterranno che ci sono molti studi dove non ci era effetto di radiazione trovato dagli autori. Tuttavia questi studi sono inadatti a  decidendo se ci è una dose della soglia oppure no. Ciò egualmente è stata ammessa dagli autori. L' individuazione di " nessun effetto " può mai essere un argomento per o contro una dose sicuro. I periodi di seguito erano molto spesso anche mettere, il formato dei gruppi troppo piccoli ed i fattori di confusione non sono stati presi correttamente in considerazione. A un gruppo di 12 scienziati indipendenti (medici ed epidemiologi) (31), promosso " dai medici per sociale La responsabilità " ha rivisto criticamente 124 studi epidemiologici sostenuti o finanziati dagli Stati Uniti DoE e dal governo britannico. Il loro rapporto critico conclude quello:

1. il programma epidemiologico di DoE's è seriamente difettoso...

2. i problemi ed i difetti evidenti in molte indagini sono precisamente quelli che tendono a produrre falsi risultati negativi...

    quindi, non stupisce che tantissimi studi epidemiologici di mortalità non mostrano significativa correlazione fra induzione del cancro ed esposizione di radiazioni bassa della dose.

    Tuttavia, discutendo dai fatti scientifici e dagli studi epidemiologici indipendenti mostrare chiaramente quello
i sistemi di riparazione della cellula di mammiferi non è mai 100% esatto e quella là è soglia inoffensiva della dose. Quello
ciò ancora non è stata accettata da più nazionale e le commissioni internazionali suggerisce che valutazioni del funzionario
non è più un processo scientifico ma piuttosto politico.

1.Gilbert ES, Omohundro E, Buchanan JA et al. Mortality of workers at the Hanford site: 1945-1986, Health Phys. 64, 577 - 590,1993

2.Cardis E, Gilbert ES, Carpenter L. et al. Direct estimates of cancer mortality due to low doses of ionising radiation; an international study. Lancet 344,1039 - 1043,1994

3.Goldman M. Cancer risk of low-level exposure, Science 271 1821 - 1822,1996

4.BEIR V. National research council. Health effects of exposure to low levels of ionising radiation.  Washington, DC: National Academy Press 1990

5.Land CE. Estimating cancer risks from low-doses of ionising radiation. Science 209,1197 - 1203,1980

6.Nussbaum RH, Koehnlein W, Belsey E. Die neueste Krebsstatistik der Hiroshima-Nagasaki-Ueberleben- den, Med. Kiln. 86,90 - 108,1991

7.Nussbaum RH, Koehnlein W. Inconsistencies and open questions regarding low-dose health effects of ionising radiation, Environ. Health Persp. 102,656-667,1994

8.Grosovski AJ, Little JB: Evidence for linear response for the induction of mutations in human cells by x- ray exposures below 10 rads. Proc. Nati. Acad. Sci. USA 82,2092 -2095,1986

9.Waldren C, Correl L, Sognier A, Puck 71: Measurement of low levels of x-ray mutagenesis in relation to human disease. Proc. Nati. Acad. Sci, USA 83,4839 - 48441986

10.Fry RJM. Relevance of animal studies to the human experience. ln:Boice JD Jr., Fraumeni JD Jr.
Radiation carcinogenesis and biological significance. Raven Press New York 1984,337 - 346

11.Modan B, Alfandry E, Cherit A, Katz L. Increased risk breast cancer after low dose irradiation. In: Lancet Nr. 8639 Bd. 1,629 - 631,1989

12.Sorahan T, Roberts PJ. Childhood cancer and parental exposure to ionising radiation: Preliminary findings from the Oxford survey of childhood cancers, Am. J. Ind. Med. 23, 343 - 354,1993

13.Myrden JA, Hiltz JE. Breast cancer following multiple fluoroscopies during artificial pneumothorax treatment of pulmonary tuberculosis, Canadian Medical Ass. J. 100,1032- 1034,1969

14.Bithell JF, Stiller CA. A new calculation of the radiogenic risk of obstetric X-raying. Stat. Medicine 7, 857-864,1988

15.Baverstock KF, Papworth DG, The UK radium luminizer survey. Brit. J. of Red. Supplemental BIR Report 2l,71 -76,1987

16.for additional references see for example: Nussbaum RH Koehnlein W. Health consequences of exposures to ionising radiation from external and internal sources: challenges to radiation protection standards and biomedical research, Medicine & Global Survival 2,198 - 213,1995

17.Paretzke HG. Radiation track structure theory. Chapter 3, p 89-169 In: Freeman GR (Ed.) Kinetics of nonhomogeneous Processes. New York: John Wiley and Sons, 1987.

18 Evans RD. Stopping of electrons by thick absorbers, Chapter 21, p 611-631 in The Atomic Nucleus. New York, McGraw Hill, 1955

19.Hutchinson F. Formation of two double-strand breaks in the same DNA molecule by a single high- energy photon or ionising particle, Int. J. Radiat. Biol. 70,505-512,1996

20.Brackenbusch LW, Braby LA. Microdosimetric basis for exposure limits, Health Phys. 55,251 - 255, 1988

21.Virsik RP, Blohm R, Herman KP, Modler M und Harder D. Proceedings of the eighth symposium of microdosimetry, p.409 - 422 (Euratom 8395, Luxemburg) 1982

22 Kellerer AM. Models of cellular radiation action, chapter 7, 305 - 375, in: Freeman GR (ed.) Kinetics of non homogeneous processes. New York, John Wiley & Sons

23.Frankenberg D, Goodhead DT, Frankenberg-Schwager M, Harbich R Bance DA und Wilkinson RE.
Effectiveness of 1,5 keV aluminium and 0,3 keV carbon K characteristics X-rays at inducing DNA double- strand breaks in yeast cells. lnternat.J.of Radiat. Biol. 50, 727-741,1986

24.Frankenberg-Schwager M, Frankenberg D, Harbich R, Adamczyk R: A comparative study of rejoining of DNA double-strand breaks in yeast irradiated with 3.5 MeV a-particles or with 30 MeV electrons. Int. J. Radiat. Biol. 57,1151 - 1168,1990

25.Peak MJ, Wang L, Hill CK, Peak JG. Comparison of repair of DNA double-strand breaks caused by neutron or gamma radiation in cultured human cells. Int. J. Radiat. Biol. 60,891 - 8981991

26.Bender MA. Significance of chromosome abnormalities, p. 281 - 289 in Radiat. Carcinogenesis:
Epidemiology and biological significance, eds. Boice JD and Fraumeni JF, Raven Press, New York, 1984

27.Feinendegen LE, Victor PB, Booz J, Muhlensiepen H. Biochemical and cellular mechanisms of low-dose effects. Int. J. of Radiat. Biol. 53,23 - 37,1988

28.Burns FJ, Sargent EV. The induction and repair of DNA breaks in rat epidermis irradiated with electrons. Radiat. Res., 87,137-1441981

29.Frankenberg-Schwager M. Review of repair kinetics for DNA damage induced in eukaryotic cells in vitro by ionising radiation. Radiother. Oncol. 14,307 - 320,1989

30.UNSCEAR or United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, 1986. Genetic and somatic effects of ionising radiation, New York, United Nations

31.Geiger JH, Rush D, Michaels D, Baker DB, Cobb J, Fischer E, Goldstein A, Kahn HS, Kirsch JL, Landrigan PJ, Mauss E und Mclean DE: Dead reckoning: A critical review of the Department of Energy's Epidemiological research. Washington DC: Physicians for Social Responsibility 1992