Proučavanje dugoročnih učinaka zračenja počelo je 20-ih godina XX. stoljeća. Istraživanja su pokazala da je ionizirajuće zračenje uzrok kromosomskih mutacija. Studija o zdravlju stanovnika japanskih gradova Hirošime i Nagasakija pokazala je da se 12 godina nakon nuklearnog bombardiranja 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. Ove pojave povezane su sa stohastičkim učinkom zračenja. Prema znanstvenicima, svaka doza zračenja povećava rizik od malignih tumora i genetskih poremećaja.
Kakav je stohastički učinak ionizirajućeg zračenja?
Zračenje ima destruktivan učinak na biološka tkiva. U suvremenoj znanosti postoje 2 varijante takvih posljedica: deterministički i stohastički učinci. Prva vrsta se također nazivaunaprijed određeno (od latinske riječi determino - "odrediti"), odnosno, posljedice nastaju kada se dosegne prag doze. Ako se prekorači, povećava se rizik od odstupanja.
Patologije koje proizlaze iz determinističkih učinaka uključuju akutne ozljede zračenja, sindrome zračenja (koštane srži, gastrointestinalnog, cerebralnog), pogoršanje reproduktivne funkcije, katarakte. Zabilježe se što je prije moguće nakon primitka doze zračenja, rjeđe - dugoročno.
Stohastički, ili nasumični, učinci (od grčke riječi stochastikos - "znati pogoditi") su takvi učinci čija težina ne ovisi o dozi zračenja. Ovisnost o dozi očituje se povećanjem učestalosti patologije među populacijom živih organizama. Potencijal za štetne učinke postoji čak i uz kratkotrajnu izloženost.
Razlike
Razlike između efekta stohastičkog zračenja i determinističkog su opisane u donjoj tablici.
| Kriterij | Deterministički učinci | Stohastički efekti |
| Prag doza | Očituje se u 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 neovisna o dozi |
| Mehanizam oštećenja | Smrt stanice koja dovodi do disfunkcije tkiva i organa | Ozračene stanice ostaju žive, ali se mijenjaju i daju mutirajuće potomstvo. Tjelesni imunološki sustav može potisnuti klonove. Inače se razvija rak, a ako su zahvaćene zametne stanice, nasljedni defekti skraćuju očekivani životni vijek |
| Vrijeme izlijetanja | Unutar sati ili dana od izlaganja | Nakon razdoblja kašnjenja. Bolest je nasumična |
Jedna od značajki stohastičkih fenomena je da se oni mogu istovremeno pojaviti zajedno s kroničnom radijacijskom bolešću.
Pregledi
Stohastički učinci uključuju 2 vrste promjena ovisno o tome na koju vrstu ćelije utječe:
- Somatski učinci (maligni tumori, leukemija). Otkrivaju se tijekom dugotrajnog promatranja.
- Naslijeđeni učinci zabilježeni u potomstvu izloženih osoba. Nastaju zbog oštećenja genoma u zametnim stanicama.
Obje vrste nedostataka mogu se pojaviti i na tijelu izložene osobe i na njezinom potomstvu.
Mutacija stanice
Mutacijski procesi u stanici izloženoj zračenju ne dovode do njezine smrti, već potiču genetsku transformaciju. Postoji takozvana mutacija izazvana zračenjem - umjetno izazvana promjena u strukturamastanice koje su odgovorne za prijenos nasljednih informacija. Oni su trajni.
Stanične mutacije su uvijek prisutne u prirodnim mehanizmima. Kao rezultat toga, djeca se razlikuju od svojih roditelja. Ovaj faktor je vrlo važan za biološki razvoj. Spontane kancerogene i genetske patologije stalno su prisutne u ljudskoj populaciji. Ionizirajuće zračenje dodatno je sredstvo koje povećava vjerojatnost nastanka takvih promjena.
U medicinskoj znanosti, općenito je prihvaćeno da čak i jedna transformirana stanica može pokrenuti razvoj tumorskog procesa. Lom DNK i kromosomske aberacije mogu se dogoditi nakon jednog incidenta ionizacije.
Bolesti
Pouzdana veza između određenih bolesti i slučajnih učinaka zračenja dokazana je tek 90-ih godina XX. stoljeća. Dolje su navedeni stohastički učinci ionizirajućeg zračenja:
- Maligni tumori kože, želuca, koštanog tkiva, mliječnih žlijezda u žena, pluća, jajnika, štitnjače, debelog crijeva. Neoplastične bolesti hematopoetskog sustava.
- Netumorske bolesti: hiperplazija (pretjerana reprodukcija stanica) ili aplazija (obrnuti proces) organa koji se sastoje od vezivnog tkiva (jetra, slezena, gušterača i drugi), sklerotične patologije, hormonski poremećaji.
- Genetske posljedice.
Nasljedne anomalije
U skupini genetskih učinaka razlikuju se 3 vrste anomalija:
- Promjene u genomu (broj i oblik kromosoma), koje dovode do razvoja raznih abnormalnosti - Down sindrom, srčane mane, epilepsija, katarakte i druge.
- Dominantne mutacije koje se pojavljuju odmah u prvoj ili drugoj generaciji djece.
- Recesivne mutacije. Pojavljuju se samo kada je isti gen mutiran u oba roditelja. Inače se genetske aberacije možda neće pojaviti nekoliko generacija ili se uopće neće pojaviti.
Ionizirajuće zračenje dovodi do genetske nestabilnosti u stanici zbog poremećaja u sustavu popravka oštećene DNK. Promjena normalnog tijeka biosinteze povlači smanjenje vitalnosti i pojavu nasljednih bolesti. Nestabilnost staničnog genoma također je rani znak razvoja raka.
Razina onkopatije i latentno razdoblje
Budući da su stohastički učinci nasumične prirode, nemoguće je pouzdano znati tko će ih razviti, a tko ne. Prirodna stopa raka u ljudskoj populaciji je oko 16% tijekom života. Ova brojka je veća s povećanjem kolektivne doze zračenja, ali u medicinskoj znanosti nema točnih podataka o tome.
Budući da je razvoj malignih tumora proces u više faza, onkopatologije zbog stohastičkih učinaka imaju prilično dugo latentno (skriveno) razdoblje koje prethodi otkrivanju bolesti. Dakle, s razvojem leukemije, ova brojka u prosjeku iznosi oko 8 godina. Nakon nuklearnogbombardovanja u japanskim gradovima Hirošimi i Nagasakiju, rak štitnjače dijagnosticiran je nakon 7-12 godina, a leukemija nakon 3-5 godina. Znanstvenici vjeruju da trajanje latentnog razdoblja za maligne bolesti u određenoj lokalizaciji ovisi o dozi zračenja.
Posljedice genetskih mutacija
Posljedice nasljednih mutacija podijeljene su u tri skupine prema težini tijeka:
- Velike aberacije - smrt u ranom embrionalnom i postporođajnom razdoblju, ozbiljne kongenitalne malformacije (kraniocerebralna kila, odsutnost kostiju svoda lubanje, mikro- i hidrocefalus; nerazvijenost ili potpuna odsutnost očne jabučice, anomalije skeletnog sustava - dodatni prsti, odsutnost udova i ostalo), zaostajanje u razvoju.
- Tjelesni invaliditet (nestabilnost u odnosu na pohranu i prijenos genetskog materijala s generacije na generaciju, pogoršanje otpornosti tijela na štetne vanjske čimbenike).
- Povećan rizik od razvoja malignih tumora kao posljedica nasljedne predispozicije.
