Radiobiológiai hatások - a szervezetben a sugárzás hatására kialakuló funkcionális és morfológiai változások . Az ionizáló sugárzás biológiai hatásai különbözőek, és az expozíció típusától és intenzitásától függenek. A különféle sugárzások biológiai hatásait a sugárbiológia vizsgálja .
A kialakulási mechanizmusok kritériuma szerint a sugárzási hatásokat célzott és nem célzott hatásokra osztják [1] .
A célzott radiobiológiai hatások két csoportból állnak - determinisztikus és sztochasztikus. Az ICRP [2] új terminológiája szerint a "determinisztikus hatások" kifejezés helyett a "szöveti reakciók" elnevezést használják .
A különböző betegségek, elsősorban rosszindulatú daganatok kezelésében önmagában is alkalmazott károsító hatás mellett a természetes háttér és a kis dózisok serkentő hatása is van . Ez utóbbiak nemcsak hogy nincsenek negatív hatással az emberi egészségre, hanem hozzájárulnak annak erősítéséhez is. Az ionizáló sugárzás az emberi környezet szerves része. A Föld élő szervezetei alkalmazkodtak a sugárzás hatásához, és a normális élethez állandó, kis dózisú expozícióra van szükségük.
Az ionizáló sugárzás biológiai hatásai:
I. A természetes háttérsugárzás hatása.
II. Alacsony dózisok hatása ( sugárhormézis )
III. Nagy dózisok hatása
A nagy dózisok hatását a különböző szervek és szövetek radiogén károsodása kíséri. Egyes szervek károsodása súlyosabb, mások kevésbé kifejezettek. A test besugárzását semmilyen érzés nem kíséri. A szövetek sugárérzékenységét (sugárérzékenységét) a Bergonier-Tribondo törvény határozza meg : egyenesen arányos a sejtek proliferációs aktivitásával és fordítottan arányos differenciálódásuk mértékével.
Ezenkívül a nagy dózisok hatása korai és késői . A korai hatások közé tartozik az akut sugárbetegség miatti emberhalál (például a csernobili atomerőműben történt balesetben megbetegedett 134-ből 28 haláleset), a helyi besugárzás során bekövetkező szövetpusztulás, a késői hatások pedig az onkológiai és örökletes betegségek kialakulását . betegségek. A besugárzás által kiváltott leukémiából eredő úgynevezett járulékos ( többlet ) halálozás maximális gyakorisága a nagy dózisú sugárterhelést követő 3-5. évre, a radiogén szolid daganatok esetében pedig a kitettséget követő 9-11. évre esik.
Az ionizáló sugárzás élő szervezetekre gyakorolt hatásának magyarázatára továbbra is lineáris, nem küszöbértéket alkalmaznak . Ez a hipotézis azt feltételezi, hogy bármilyen önkényesen kis dózis veszélyes az egészségre. A természetes háttér és az alacsony dózisok hatásai azonban nem férnek bele a lineáris küszöb nélküli koncepció rendelkezései közé.
A sugárzás természetes háttere jelentős hatással van az élő szervezetekre. A hosszabb ideje többszörösen alacsonyabb sugárzási háttér körülményei között tartózkodó laboratóriumi állatokkal, növényekkel és mikroorganizmusokkal végzett kísérletek szoros kapcsolatot mutattak ki az életfolyamatok és az azokat érintő ionizáló sugárzás között. Ugyanakkor az állatok növekedése lelassult, lefogytak, kevésbé aktívak és okosabbak lettek. Anémia és kifejezett immunhiány jelei mutatkoztak , ami fertőző folyamatok és rosszindulatú daganatok kialakulásával járt . Morfológiailag a felgyorsult öregedéshez hasonló atrófiás elváltozásokat találtak szöveteikben . A várható élettartam csökkent.
A hasonló tünetek együttesét sugárhiány-szindrómának nevezik . A sejtburjánzási folyamatok gátlásán alapul. A sugárzási háttér tehát serkenti a sejtosztódást, következésképpen a szövetek növekedési, megújulási és helyreállítási folyamatait, a szerkezeti homeosztázis fenntartásának egyik mechanizmusát.
A sztochasztikus hatások a sugárzás olyan káros biológiai hatásai, amelyeknek nincs dózisküszöbe , előfordulási valószínűsége arányos a dózissal, és amelyeknél a megnyilvánulás súlyossága nem függ a dózistól. A dózis növelésével nem a hatások súlyossága, hanem előfordulásuk valószínűsége (kockázata) növekszik.
Az általánosan elfogadott konzervatív sugárbiológiai hipotézisnek megfelelően minden tetszőlegesen csekély mértékű expozíció bizonyos sztochasztikus hatások kockázatával jár. Szomatikus-sztochasztikus ( leukémiák és különböző lokalizációjú daganatok ), genetikai (domináns és recesszív génmutációk és kromoszóma-rendellenességek) és teratogén hatásokra (mentális retardáció, egyéb fejlődési deformitások; fennállhat a rák kockázata és a magzat genetikai hatásai ) kitettség).
A sugárzás biológiai és orvosi hatásainak osztályozása kivételeket tartalmaz [3] .
Az RB hatások megvalósítása több szakaszban zajlik .
A determinisztikus hatások olyan elkerülhetetlen, klinikailag kimutatható káros biológiai hatások, amelyek a besugárzásból erednek, főként nagy dózisok esetén , amelyekhez képest feltételezhető egy küszöbérték , amely alatt nincs hatás, felette pedig a hatás súlyossága függ a dózistól.
Akkor jelentkeznek, ha a besugárzás következtében elpusztult, szaporodási vagy normális működési képességét elvesztett sejtek száma elér egy olyan kritikus értéket, amelynél az érintett szervek funkciói észrevehetően károsodnak.
A determinisztikus hatásokat azonnali következményekre (akut, szubakut és krónikus sugárbetegség ; lokális sugárkárosodás: sugárzásos bőrégések , sugárzott szürkehályog és sterilizáció ) és hosszú távú következményekre (radioszklerózisos folyamatok, radiokarcinogenezis, radiocataracogenesis és mások) osztják.
A krónikus besugárzás gyengébb hatással van az élő szervezetre, mint az azonos dózisú egyszeri besugárzás, amely a szervezetben folyamatosan zajló károsodás-javító folyamatokkal jár.
Az embert érintő determinisztikus hatások előfordulásának küszöbértéke körülbelül 0,25 Sv egyszeri dózis. A küszöbérték nem szigorú. Ez a besugárzott szervezet egyéni jellemzőitől és különféle kísérő tényezőktől függ.
Kombinált sugársérülésekKombinált a külső γ-besugárzás és a bőrbe vagy a szervezet belsejébe jutó radionuklidok együttes hatása. A radioaktív izotópok szervezetbe jutásának fő útvonalai a légző- és emésztőszervek, valamint a seb- és égési felületek.
Az egyidejű elváltozások okozta akut sugárbetegségben a radionuklidoknak kitett bőrszövetekben kifejezettebbek a gyulladásos elváltozások, rövidebb a látens periódus és lényegesen hosszabb a felépülési periódus, és kifejezettebb vérképzés-szuppresszió alakul ki. Ezenkívül a beépített radionuklidok bizonyos szervek tropizmusát mutatják: vesék (urán), pajzsmirigy (jód), csontok (stroncium, ittrium, cirkónium), máj (cérium, lantán). Az oszteotróp elemek a csontok sugárzási nekrózisához , rosszindulatú daganatok kialakulásához , különösen osteosarcomákhoz és leukémiákhoz vezetnek. A lerakódott radionuklidokkal rendelkező belső szervekben fokozatosan fokozódnak a fibroplasztikus változások és a parenchyma atrófiája , majd az érintett szerv funkcionális kudarca alakul ki.
Kombinált sugársérülésekA sugárzás és a trauma (mechanikai behatás, égési sérülések, lőtt seb) által okozott elváltozások kombinálódnak . Ugyanakkor a traumás és a sugársérülések súlyosbítják egymást ( "kölcsönös súlyosbodási szindróma" ).
A betegség lefolyása során négy időszakot különböztetnek meg:
A neutronbesugárzás okozta akut sugárbetegség általában ugyanúgy megnyilvánul, mint a γ-sugárzásnak való kitettség, különösen azért, mert a szekunder γ-sugárzás nagy szerepet játszik a neutronkárosodás patogenezisében. A neutronbesugárzást azonban jelentős egyenetlenség jellemzi. A betegség képében a gyomor és a belek elváltozásai kifejezettebbek, ugyanakkor nem mindig a prognózis kedvezőtlen jelei. Súlyos esetekben a bélfal, a mesenteriális szövet és a mesenterialis nyirokcsomók vérzéses infiltrációja figyelhető meg, exsicosis alakul ki.
Az elsődleges reakció súlyossága általában nem egyezik meg az elváltozás súlyosságával: viszonylag kedvező esetekben súlyos primer elváltozások, beleértve a bőr és a nyálkahártyák elváltozásait is. A látens időszak általában rövidebb, mint a tipikus akut sugárbetegségben. Az agranulocitózis és a betegség magasságának jelei korábban alakulnak ki, beleértve a fertőző szövődményeket is. Komplikációmentes esetekben a csontvelő helyreállítása gyorsan megtörténik a test egyenetlen neutronos besugárzása miatt, ezért egyes csontokban kifejezett csontvelő károsodás alakul ki, másokban minimális. A fertőző szövődmények az egyik fő halálok a neutronbesugárzás során, de a tipikus akut sugárbetegségtől eltérően elsősorban a bőr és a nyálkahártya súlyos lokális elváltozásai miatt alakulnak ki.
| Sugárbiztonság | |
|---|---|
| A sugárzás biológiai hatása | |
| Sugárdózis | |
| Egységek | szisztémás szürke Sivert rendszeren kívüli Boldog Baer röntgen |
| Nemzetközi szervezetek | |