Efecte radiobiologice - modificări funcționale și morfologice care se dezvoltă în organism ca urmare a expunerii la radiații . Efectele biologice ale radiațiilor ionizante sunt diferite și depind de tipul și intensitatea expunerii. Efectele biologice ale diferitelor radiații sunt studiate de radiobiologie .
După criteriul mecanismelor de formare, efectele radiațiilor se împart în țintă și non -țintă [1] .
Efectele radiobiologice țintă constau din două grupuri - deterministe și stocastice. Conform noii terminologii a ICRP [2] , în locul termenului „efecte deterministe ” se folosește denumirea de „reacții tisulare” .
În plus față de efectul dăunător, care în sine este utilizat în tratamentul diferitelor boli, în primul rând tumori maligne , există un efect stimulator al fondului natural și doze mici . Acestea din urmă nu numai că nu au un impact negativ asupra sănătății umane, dar contribuie și la consolidarea acesteia. Radiațiile ionizante sunt parte integrantă a mediului uman. Organismele vii ale Pământului sunt adaptate la acțiunea radiațiilor și pentru viața normală au nevoie de expunere constantă în doze mici.
Efecte biologice ale radiațiilor ionizante:
I. Efectul radiațiilor naturale de fond.
II. Efectul dozelor mici ( hormeza radiațiilor )
III. Efectul dozelor mari
Efectul dozelor mari este însoțit de afectarea radiogenă a diferitelor organe și țesuturi. Leziunile unor organe sunt mai severe, altele sunt mai puțin pronunțate. Iradierea corpului nu este însoțită de nicio senzație. Radiosensibilitatea (radiosensibilitatea) țesuturilor este determinată de legea Bergonier-Tribondo : este direct proporțională cu activitatea proliferativă a celulelor și invers proporțională cu gradul de diferențiere a acestora.
În plus, efectele dozelor mari sunt împărțite în timpurii și tardive . Efectele timpurii includ moartea persoanelor din cauza bolii acute de radiații (de exemplu, 28 de decese din 134 care s-au îmbolnăvit în accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl), distrugerea țesuturilor în timpul iradierii locale, iar efectele târzii includ dezvoltarea bolilor oncologice și ereditare . boli. Frecvența maximă a așa-numitelor decese suplimentare ( exces ) din leucemia indusă de iradiere scade în anul 3-5 după expunerea la o doză mare de radiații, iar tumorile solide radiogenice - în anul 9-11 după expunere.
Pentru a explica efectul radiațiilor ionizante asupra organismelor vii, este încă folosit un concept liniar fără prag . Această ipoteză presupune că orice doză arbitrar mică este periculoasă pentru sănătate. Cu toate acestea, efectele fondului natural și ale dozelor mici nu se încadrează în cadrul prevederilor conceptului liniar fără prag.
Fondul natural al radiațiilor are un impact semnificativ asupra organismelor vii. Experimentele efectuate cu animale de laborator, plante și microorganisme care s-au aflat de mult timp în condiții de fond de radiații de câteva ori mai scăzute au arătat o relație strânsă între procesele vitale și radiațiile ionizante care le afectează. În același timp, creșterea animalelor a încetinit, au slăbit, au devenit mai puțin active și mai puțin inteligente. Au existat semne de anemie și imunodeficiență pronunțată , care a fost însoțită de dezvoltarea proceselor infecțioase și a tumorilor maligne . Din punct de vedere morfologic, în țesuturile lor au fost găsite modificări atrofice similare cu îmbătrânirea accelerată . Speranța de viață a fost redusă.
Complexul de semne similare se numește sindrom de deficiență de radiații . Se bazează pe inhibarea proceselor de proliferare celulară. Fondul de radiații, așadar, este un stimulator al diviziunii celulare și, în consecință, al proceselor de creștere, reînnoire și refacere a țesuturilor, unul dintre mecanismele de menținere a homeostaziei structurale.
Efectele stocastice sunt efecte biologice nocive ale radiațiilor care nu au un prag de apariție al dozei, a căror probabilitate de apariție este proporțională cu doza și pentru care severitatea manifestării nu depinde de doză. Odată cu creșterea dozei, nu severitatea acestor efecte crește, ci probabilitatea (riscul) apariției lor.
În conformitate cu ipoteza radiobiologică conservatoare general acceptată, orice nivel arbitrar de expunere mic provoacă un anumit risc de efecte stocastice. Acestea sunt împărțite în efecte somatic-stohastice ( leucemii și tumori de diferite localizări), genetice ( mutații ale genelor dominante și recesive și aberații cromozomiale) și efecte teratogene (întârziere mintală, alte deformări ale dezvoltării; poate exista risc de cancer și efecte genetice ale fătului ). expunere).
Clasificarea efectelor biologice și medicale ale radiațiilor are excepții [3] .
Implementarea efectelor RB decurge în mai multe etape .
Efectele deterministe sunt efecte biologice dăunătoare inevitabile, detectabile clinic, care decurg din iradiere, în principal la doze mari , în raport cu care se presupune că există un prag , sub care nu există efect, iar peste - severitatea efectului depinde de doză.
Ele apar atunci când numărul de celule care au murit ca urmare a iradierii, și-au pierdut capacitatea de a se reproduce sau de a funcționa normal, atinge o valoare critică, la care funcțiile organelor afectate sunt afectate vizibil.
Efectele deterministe sunt împărțite în consecințe imediate ( radiație acută, subacută și cronică ; leziuni locale de radiații: arsuri cutanate prin radiații, cataractă prin radiații și sterilizare ) și consecințe pe termen lung (procese radiosclerotice, radiocarcinogeneză, radiocataractogeneză și altele).
Iradierea cronică are un efect mai slab asupra unui organism viu în comparație cu o singură iradiere la aceeași doză, care este asociată cu procese de reparare a daunelor în curs constant în organism.
Pragul pentru apariția efectelor deterministe pentru oameni este considerat a fi doze unice de aproximativ 0,25 Sv. Valoarea pragului nu este strictă. Depinde de caracteristicile individuale ale organismului iradiat și de diverși factori concomitenți.
Leziuni combinate de radiațiiCombinat este efectul combinat al iradierii γ externe și al radionuclizilor care intră în piele sau în interiorul corpului. Principalele căi de pătrundere a izotopilor radioactivi în organism sunt organele respiratorii și digestive, precum și suprafețele de răni și arsuri.
În boala acută de radiații cauzată de leziuni concomitente, modificările inflamatorii ale țesuturilor tegumentare expuse la radionuclizi sunt mai pronunțate, perioada de latentă este mai scurtă și perioada de recuperare este semnificativ mai lungă și se dezvoltă supresia hematopoiezei mai pronunțată. În plus, radionuclizii încorporați prezintă tropism pentru anumite organe: rinichi (uraniu), glanda tiroidă (iod), oase (stronțiu, ytriu, zirconiu), ficat (ceriu, lantan). Elementele osteotrope duc la necroza prin radiații a osului , dezvoltarea tumorilor maligne , în special osteosarcoame și leucemii. În organele interne cu radionuclizi depuși, modificările fibroplastice și atrofia parenchimului cresc treptat, urmată de dezvoltarea insuficienței funcționale a organului afectat.
Leziuni combinate de radiațiiSunt combinate leziunile cauzate de radiații și traumatisme (impact mecanic, arsuri, plagă prin împușcătură). În același timp, leziunile traumatice și de radiații se agravează reciproc ( "sindromul de agravare reciprocă" ).
În cursul bolii, se disting patru perioade:
Boala acută de radiații cauzată de iradierea cu neutroni se manifestă în general în același mod ca și datorită expunerii la razele γ, mai ales că radiațiile γ secundare joacă un rol important în patogeneza daunelor neutronilor. Cu toate acestea, iradierea cu neutroni se caracterizează printr-o neuniformitate semnificativă. În imaginea bolii, leziunile stomacului și intestinelor sunt mai pronunțate, în același timp nu sunt întotdeauna un semn nefavorabil al prognosticului. În cazuri severe, se observă infiltrarea hemoragică a peretelui intestinal, a țesutului mezenteric și a ganglionilor limfatici mezenterici, se dezvoltă exsicoza.
Severitatea reacției primare nu corespunde de obicei cu severitatea leziunii: leziuni primare severe, inclusiv modificări ale pielii și mucoaselor, sunt observate în cazuri relativ favorabile. Perioada de latentă este de obicei mai scurtă decât în boala acută tipică de radiații. Agranulocitoza și semnele înălțimii bolii se dezvoltă mai devreme, inclusiv complicațiile infecțioase. În cazurile necomplicate, refacerea măduvei osoase are loc rapid din cauza iradierii neuniforme a corpului cu neutroni, prin urmare, în unele oase, se dezvoltă o deteriorare pronunțată a măduvei osoase, în altele este minimă. Complicațiile infecțioase sunt una dintre principalele cauze de deces în timpul iradierii cu neutroni, dar spre deosebire de boala acută tipică de radiații, ele se dezvoltă în principal pe fondul leziunilor locale severe ale pielii și membranelor mucoase.
| Siguranța la radiații | |
|---|---|
| Efectul biologic al radiațiilor | |
| Doza de radiații | |
| Unități | sistemică gri Sievert în afara sistemului bucuros Baer raze X |
| Organizatii internationale | |