Proučavanje dugoročnih efekata zračenja počelo je 20-ih godina XX veka. Istraživanja su pokazala da je jonizujuće zračenje uzrok hromozomskih mutacija. Studija o zdravlju stanovnika japanskih gradova Hirošime i Nagasakija pokazala je da se 12 godina nakon nuklearnog bombardovanja povećala učestalost raka kod onih ljudi koji su bili izloženi zračenju. Štoviše, rizik od razvoja raka nije povezan s modelom praga, kada se bolest javlja kao rezultat prekoračenja "kritične" vrijednosti primljene doze. Povećava se linearno, čak i uz kratkotrajno zračenje. Ovi fenomeni su povezani sa stohastičkim efektom zračenja. Prema naučnicima, svaka doza zračenja povećava rizik od malignih tumora i genetskih poremećaja.
Koji je stohastički efekat jonizujućeg zračenja?
Zračenje ima destruktivan efekat na biološka tkiva. U modernoj nauci postoje 2 varijante takvih posljedica: deterministički i stohastički efekti. Prvi tip se takođe nazivaunaprijed određeno (od latinske riječi determino - "odrediti"), odnosno posljedice nastaju kada se dostigne prag doze. Ako se prekorači povećava se rizik od odstupanja.
Patologije koje su rezultat determinističkih efekata uključuju akutne ozljede zračenja, radijacijske sindrome (koštane srži, gastrointestinalnog, cerebralnog), pogoršanje reproduktivne funkcije, katarakte. Zapažaju se što je prije moguće nakon primanja doze zračenja, rjeđe - dugoročno.
Stohastički, ili nasumični, efekti (od grčke riječi stochastikos - "znati pogoditi") su takvi efekti, čija težina ne zavisi od doze zračenja. Ovisnost o dozi očituje se povećanjem učestalosti patologije među populacijom živih organizama. Potencijal za štetne efekte postoji čak i kod kratkotrajne izloženosti.
Razlike
Razlike između stohastičkog efekta zračenja i determinističkog su opisane u tabeli ispod.
| Kriterijum | Deterministički efekti | Stohastički efekti |
| Prag doze | Manifestuje se pri visokim dozama (>1 Gy). Ako je granična vrijednost prekoračena, bolest je neizbježna (predodređena, određena). Težina ozljede raste s povećanjem doze | Uočeno pri malim i srednjim dozama. Patogeneza je nezavisna od doze |
| Mehanizam oštećenja | Smrt ćelije koja dovodi do disfunkcije tkiva i organa | Ozračene ćelije ostaju žive, ali se mijenjaju i daju mutirajuće potomstvo. Imuni sistem tijela može potisnuti klonove. U suprotnom se razvija rak, a ako su zametne ćelije zahvaćene, nasljedni defekti smanjuju očekivani životni vijek |
| Vrijeme mrijesti | Unutar sati ili dana nakon izlaganja | Nakon perioda kašnjenja. Bolest je nasumična |
Jedna od karakteristika stohastičkih fenomena je da se oni mogu istovremeno javiti zajedno sa hroničnom radijacijskom bolešću.
Pregledi
Stohastički efekti uključuju 2 vrste promjena u zavisnosti od toga koji tip ćelije je pogođen:
- Somatski efekti (maligni tumori, leukemija). Otkrivaju se tokom dugotrajnog posmatranja.
- Naslijeđeni efekti zabilježeni kod potomaka izloženih osoba. Nastaju zbog oštećenja genoma u zametnim stanicama.
Obje vrste defekata mogu se pojaviti i na tijelu izložene osobe i na njegovom potomstvu.
Mutacija ćelije
Mutacijski procesi u ćeliji izloženoj zračenju ne dovode do njene smrti, već stimulišu genetsku transformaciju. Postoji takozvana mutacija izazvana zračenjem - umjetno izazvana promjena u strukturamaćelije koje su odgovorne za prijenos nasljednih informacija. Oni su trajni.
Ćelijske mutacije su uvijek prisutne u prirodnim mehanizmima. Kao rezultat toga, djeca se razlikuju od svojih roditelja. Ovaj faktor je veoma važan za biološki razvoj. Spontane kancerogene i genetske patologije su stalno prisutne u ljudskoj populaciji. Jonizujuće zračenje je dodatno sredstvo koje povećava vjerovatnoću da dođe do takvih promjena.
U medicinskoj nauci, opšte je prihvaćeno da čak i jedna transformisana ćelija može da pokrene razvoj tumorskog procesa. Lom DNK i hromozomske aberacije mogu nastati nakon jednog incidenta jonizacije.
Bolesti
Pouzdana veza između određenih bolesti i slučajnih efekata zračenja dokazana je tek 90-ih godina XX veka. U nastavku su navedeni stohastički efekti jonizujućeg zračenja:
- Maligni tumori kože, želuca, koštanog tkiva, mlečnih žlezda kod žena, pluća, jajnika, štitne žlezde, debelog creva. Neoplastične bolesti hematopoetskog sistema.
- Netumorske bolesti: hiperplazija (prekomerna reprodukcija ćelija) ili aplazija (obrnuti proces) organa koji se sastoje od vezivnog tkiva (jetra, slezena, pankreas i drugi), sklerotične patologije, hormonski poremećaji.
- Genetske posljedice.
Nasljedne anomalije
U grupi genetskih efekata razlikuju se 3 vrste anomalija:
- Promjene u genomu (broj i oblik hromozoma), koje dovode do razvoja raznih abnormalnosti - Down sindrom, srčane mane, epilepsija, katarakta i dr.
- Dominantne mutacije koje se pojavljuju odmah u prvoj ili drugoj generaciji djece.
- Recesivne mutacije. Javljaju se samo kada je isti gen mutiran kod oba roditelja. U suprotnom, genetske aberacije se možda neće pojaviti nekoliko generacija, ili se uopće neće pojaviti.
Jonizirajuće zračenje dovodi do genetske nestabilnosti u ćeliji zbog poremećaja u sistemu popravke oštećene DNK. Promjena normalnog tijeka biosinteze podrazumijeva smanjenje vitalnosti i pojavu nasljednih bolesti. Nestabilnost ćelijskog genoma je također rani znak razvoja raka.
Nivo onkopatije i latentni period
Pošto su stohastički efekti nasumične prirode, nemoguće je pouzdano znati ko će ih razviti, a ko ne. Prirodna stopa raka u ljudskoj populaciji je oko 16% tokom života. Ova brojka je veća sa povećanjem kolektivne doze zračenja, ali ne postoje tačni podaci o tome u medicinskoj nauci.
Pošto je razvoj malignih tumora proces u više faza, onkopatologije zbog stohastičkih efekata imaju prilično dug latentni (skriveni) period koji prethodi otkrivanju bolesti. Dakle, s razvojem leukemije, ova brojka u prosjeku iznosi oko 8 godina. Nakon nuklearnogbombardovanja u japanskim gradovima Hirošima i Nagasaki, rak štitne žlezde dijagnostikovan je nakon 7-12 godina, a leukemija nakon 3-5 godina. Naučnici smatraju da trajanje latentnog perioda za maligne bolesti na određenoj lokalizaciji zavisi od doze zračenja.
Posljedice genetskih mutacija
Posljedice nasljednih mutacija dijele se u tri grupe prema težini toka:
- Velike aberacije - smrt u ranom embrionalnom i postporođajnom periodu, ozbiljne kongenitalne malformacije (kraniocerebralna kila, odsustvo kostiju svoda lobanje, mikro- i hidrocefalus; nerazvijenost ili potpuno odsustvo očne jabučice, anomalije skeletnog sistema - višak prstiju, odsustvo udova i drugo), zaostajanje u razvoju.
- Fizički invaliditet (nestabilnost u vezi sa skladištenjem i prenošenjem genetskog materijala sa generacije na generaciju, pogoršanje otpornosti organizma na štetne spoljne faktore).
- Povećan rizik od razvoja malignih tumora kao rezultat nasljedne predispozicije.
