Radiobiologiset vaikutukset - toiminnalliset ja morfologiset muutokset, jotka kehittyvät kehossa säteilyaltistuksen seurauksena . Ionisoivan säteilyn biologiset vaikutukset ovat erilaisia ja riippuvat altistuksen tyypistä ja voimakkuudesta. Radiobiologia tutkii eri säteilyn biologisia vaikutuksia .
Muodostumismekanismien kriteerin mukaan säteilyvaikutukset jaetaan kohde- ja ei- kohdevaikutuksiin [1] .
Kohteena olevat radiobiologiset vaikutukset koostuvat kahdesta ryhmästä - deterministiset ja stokastiset. ICRP :n uuden terminologian [2] mukaan termin "deterministiset vaikutukset" sijasta käytetään nimeä "kudosreaktiot" .
Haitallisen vaikutuksen lisäksi, jota sinänsä käytetään eri sairauksien, ensisijaisesti pahanlaatuisten kasvainten , hoidossa , on luonnollinen tausta ja pienet annokset stimuloiva vaikutus . Jälkimmäisillä ei vain ole kielteisiä vaikutuksia ihmisten terveyteen, vaan ne myös vahvistavat sitä. Ionisoiva säteily on olennainen osa ihmisen ympäristöä. Maan elävät organismit ovat sopeutuneet säteilyn toimintaan ja tarvitsevat normaalia elämää varten jatkuvaa altistusta pieninä annoksina.
Ionisoivan säteilyn biologiset vaikutukset:
I. Luonnollisen taustasäteilyn vaikutus.
II. Pienten annosten vaikutus ( säteilyhormesis )
III. Suurten annosten vaikutus
Suurten annosten vaikutukseen liittyy eri elinten ja kudosten radiogeenisia vaurioita. Joidenkin elinten vauriot ovat vakavampia, toiset vähemmän ilmeisiä. Kehon säteilytykseen ei liity mitään tuntemuksia. Kudosten säteilyherkkyys (radiosensitivity) määräytyy Bergonier-Tribondon lain mukaan : se on suoraan verrannollinen solujen proliferatiiviseen aktiivisuuteen ja kääntäen verrannollinen niiden erilaistumisasteeseen.
Lisäksi suurten annosten vaikutukset on jaettu aikaiseen ja myöhäiseen . Varhaisia vaikutuksia ovat akuutin säteilysairauden aiheuttamat ihmisten kuolemat (esimerkiksi 28 kuolemaa 134:stä Tšernobylin ydinvoimalaitoksen onnettomuudessa sairastuneesta), kudosten tuhoutuminen paikallisen säteilytyksen aikana ja myöhäisvaikutuksia onkologisten ja perinnöllisten sairauksien kehittyminen . sairaudet. Säteilytyksen aiheuttaman leukemiaan liittyvien ns. lisäkuolemien ( ylimääräisten ) enimmäisfrekvenssi osuu 3-5 vuoteen suurelle säteilyannokselle altistumisen jälkeen ja radiogeenisten kiinteiden kasvainten 9-11 vuoteen altistumisen jälkeen.
Ionisoivan säteilyn vaikutuksen selittämiseksi eläviin organismeihin käytetään edelleen lineaarista ei-kynnystä käsitettä . Tämä hypoteesi olettaa, että mikä tahansa mielivaltaisen pieni annos on terveydelle vaarallinen. Luonnollisen taustan ja pienten annosten vaikutukset eivät kuitenkaan mahdu lineaarisen ei-kynnyksen käsitteen säännöksiin.
Säteilyn luonnollinen tausta vaikuttaa merkittävästi eläviin organismeihin. Koe-eläimillä, kasveilla ja mikro-organismeilla tehdyt kokeet, jotka ovat olleet pitkään useita kertoja alhaisemmassa säteilytaustassa, ovat osoittaneet läheisen yhteyden elintoimintojen ja niihin vaikuttavan ionisoivan säteilyn välillä. Samaan aikaan eläinten kasvu hidastui, ne laihtuivat, muuttuivat vähemmän aktiivisiksi ja älykkäämmiksi. Siellä oli merkkejä anemiasta ja voimakkaasta immuunivajauksesta , johon liittyi infektioprosessien ja pahanlaatuisten kasvainten kehittyminen . Morfologisesti niiden kudoksissa havaittiin atrofisia muutoksia , jotka muistuttavat nopeutunutta ikääntymistä . Elinajanodote on lyhentynyt.
Samankaltaisten oireiden kompleksia kutsutaan säteilyn puutosoireyhtymäksi . Se perustuu solujen lisääntymisprosessien estämiseen. Säteilytausta on siksi solunjakautumisen stimulaattori ja siten kudosten kasvu-, uusiutumis- ja palautumisprosessit, yksi rakenteellisen homeostaasin ylläpitämisen mekanismeista.
Stokastiset vaikutukset ovat säteilyn haitallisia biologisia vaikutuksia, joilla ei ole esiintymisannoskynnystä ja joiden esiintymistodennäköisyys on verrannollinen annokseen ja joiden ilmentymisen vakavuus ei riipu annoksesta. Annoksen kasvaessa näiden vaikutusten vakavuus ei kasva, vaan niiden esiintymisen todennäköisyys (riski).
Yleisesti hyväksytyn konservatiivisen radiobiologisen hypoteesin mukaan mikä tahansa mielivaltaisen pieni altistustaso aiheuttaa tietyn stokastisten vaikutusten riskin. Ne on jaettu somaattis-stokastisiin ( leukemiat ja eri lokalisoituneet kasvaimet ), geneettisiin (dominoivat ja resessiiviset geenimutaatiot ja kromosomipoikkeamat) ja teratogeenisiin vaikutuksiin (henkinen jälkeenjääneisyys, muut kehityksen epämuodostumat; voi olla syöpäriski ja sikiön geneettisiä vaikutuksia ). valotus).
Säteilyn biologisten ja lääketieteellisten vaikutusten luokittelussa on poikkeuksia [3] .
RB - vaikutusten toteutus etenee useissa vaiheissa .
Deterministiset vaikutukset ovat väistämättömiä, kliinisesti havaittavia haitallisia biologisia vaikutuksia, jotka aiheutuvat säteilytyksestä, pääasiassa suurilla annoksilla , joiden suhteen oletetaan olevan kynnys , jonka alapuolella vaikutusta ei ole, ja sen yläpuolella - vaikutuksen vakavuus riippuu annoksesta.
Niitä esiintyy, kun säteilytyksen seurauksena kuolleiden, lisääntymis- tai normaalitoimintakykynsä menettäneiden solujen määrä saavuttaa kriittisen arvon, jossa sairastuneiden elinten toiminta heikkenee huomattavasti.
Deterministiset vaikutukset jaetaan välittömiin seurauksiin (akuutti, subakuutti ja krooninen säteilysairaus ; paikalliset säteilyvauriot: ihon säteilypalovammat, säteilykaihi ja sterilisaatio ) ja pitkäaikaisiin seurauksiin ( radioskleroottiset prosessit, radiokarsinogeneesi, radiokataraktogeneesi ja muut).
Kroonisella säteilytyksellä on heikompi vaikutus elävään organismiin verrattuna yksittäiseen säteilytykseen samalla annoksella, mikä liittyy jatkuvasti jatkuviin vaurioiden korjausprosesseihin kehossa.
Ihmisten determinististen vaikutusten esiintymisen kynnysarvoksi katsotaan noin 0,25 Sv:n kerta-annokset. Kynnysarvo ei ole tiukka. Se riippuu säteilytetyn organismin yksilöllisistä ominaisuuksista ja useista samanaikaisista tekijöistä.
Yhdistetyt säteilyvammatYhdistetty on ulkoisen γ-säteilyn ja ihoon tai kehon sisään joutuvien radionuklidien yhteisvaikutus. Radioaktiivisten isotooppien pääasialliset reitit kehoon ovat hengitys- ja ruoansulatuselimet sekä haava- ja palovammapinnat.
Samanaikaisten leesioiden aiheuttamassa akuutissa säteilysairaudessa radionuklideille alttiina olevien sisäkudosten tulehdukselliset muutokset ovat selvempiä, piilevä jakso on lyhyempi ja toipumisaika merkittävästi pidempi ja kehittyy voimakkaampaa hematopoieesin suppressiota. Lisäksi sisällytetyt radionuklidit osoittavat tropismia tietyille elimille: munuaisille (uraani), kilpirauhaselle (jodi), luille (strontium, yttrium, zirkonium), maksalle (serium, lantaani). Osteotrooppiset elementit johtavat luun säteilynekroosiin , pahanlaatuisten kasvainten kehittymiseen , erityisesti osteosarkoomiin ja leukemioihin. Sisäelimissä, joissa on kertyneitä radionuklideja, fibroplastiset muutokset ja parenkyyman surkastuminen lisääntyvät vähitellen, minkä jälkeen kehittyy vaurioituneen elimen toimintahäiriö.
Yhdistetyt säteilyvammatYhdessä ovat säteilyn ja trauman aiheuttamat leesiot (mekaaninen isku, palovammat, ampumahaava). Samaan aikaan traumaattiset ja säteilyvammat pahentavat toisiaan ( "keskinäisen pahenemisen oireyhtymä" ).
Taudin aikana erotetaan neljä jaksoa:
Neutronisäteilyn aiheuttama akuutti säteilysairaus ilmenee yleensä samalla tavalla kuin γ-säteille altistuminen, varsinkin kun sekundäärisellä γ-säteilyllä on suuri rooli neutronivaurioiden patogeneesissä. Neutronisäteilylle on kuitenkin ominaista merkittävä epätasaisuus. Sairauskuvassa mahalaukun ja suoliston vauriot ovat selvempiä, mutta eivät kuitenkaan aina ole epäsuotuisa merkki ennusteesta. Vakavissa tapauksissa havaitaan suoliston seinämän, suoliliepeen kudoksen ja suoliliepeen imusolmukkeiden hemorragista infiltraatiota , kehittyy ekssikoosi.
Primaarisen reaktion vakavuus ei yleensä vastaa leesion vakavuutta: vakavia primaarisia vaurioita, mukaan lukien muutokset ihossa ja limakalvoissa, havaitaan suhteellisen edullisissa tapauksissa. Piilevä jakso on yleensä lyhyempi kuin tyypillisessä akuutissa säteilysairaudessa. Agranulosytoosi ja taudin korkeuden merkit kehittyvät aikaisemmin, mukaan lukien infektiokomplikaatiot. Yksinkertaisissa tapauksissa luuytimen palautuminen tapahtuu nopeasti johtuen kehon epätasaisesta säteilytyksestä neutroneilla, joten joissakin luissa kehittyy selvä luuytimen vaurio, toisissa se on minimaalinen. Tartuntakomplikaatiot ovat yksi tärkeimmistä kuolinsyistä neutronisäteilyn aikana, mutta toisin kuin tyypillinen akuutti säteilysairaus, ne kehittyvät pääasiassa vakavien paikallisten iho- ja limakalvovaurioiden taustalla.
| Säteilyturvallisuus | |
|---|---|
| Säteilyn biologinen vaikutus | |
| Säteilyannos | |
| Yksiköt | systeeminen harmaa Sivert järjestelmän ulkopuolella Iloinen Baer röntgenkuvaus |
| Kansainväliset järjestöt | |