Stochastický účinek ionizujícího záření

Obsah:

Stochastický účinek ionizujícího záření
Stochastický účinek ionizujícího záření
Anonim

Studium dlouhodobých účinků záření začalo ve 20. letech 20. století. Studie ukázaly, že ionizující záření je příčinou chromozomálních mutací. Studie zdravotního stavu obyvatel japonských měst Hirošima a Nagasaki ukázala, že 12 let po jaderném bombardování vzrostl výskyt rakoviny u těch lidí, kteří byli vystaveni radiaci. Navíc riziko rozvoje rakoviny není spojeno s prahovým modelem, kdy se onemocnění objeví v důsledku překročení "kritické" hodnoty přijaté dávky. Zvyšuje se lineárně i při krátkodobém ozáření. Tyto jevy jsou spojeny se stochastickým účinkem záření. Podle vědců jakákoli dávka záření zvyšuje riziko zhoubných nádorů a genetických poruch.

Jaký je stochastický účinek ionizujícího záření?

koncept stochastického efektu
koncept stochastického efektu

Záření má destruktivní účinek na biologické tkáně. V moderní vědě existují 2 varianty takových důsledků: deterministické a stochastické efekty. První typ je také tzvpředem určené (z latinského slova determino - „určit“), to znamená, že důsledky nastanou při dosažení prahu dávky. Pokud je překročena, zvyšuje se riziko odchylek.

Patologie vyplývající z deterministických účinků zahrnují akutní radiační poškození, radiační syndromy (kostní dřeň, gastrointestinální, cerebrální), zhoršení reprodukčních funkcí, šedý zákal. Jsou zaznamenány co nejdříve po obdržení dávky záření, méně často - dlouhodobě.

Stochastické neboli náhodné efekty (z řeckého slova stochastikos – „umět odhadnout“) jsou takové efekty, jejichž závažnost nezávisí na dávce záření. Závislost na dávce se projevuje zvýšením výskytu patologie mezi populací živých organismů. Možnost nepříznivých účinků existuje i při krátkodobé expozici.

Rozdíly

stochastický efekt
stochastický efekt

Rozdíly mezi efektem stochastického záření a efektem deterministickým jsou popsány v tabulce níže.

Criterion Deterministické účinky Stochastické efekty
Prahová dávka Projevuje se při vysokých dávkách (>1 Gy). Při překročení prahové hodnoty je onemocnění nevyhnutelné (předem určené, určené). Závažnost poranění se zvyšuje se zvyšující se dávkou Pozorováno při nízkých a středních dávkách. Patogeneze je nezávislá na dávce
Mechanismus poškození Buněčná smrt vedoucí k dysfunkci tkání a orgánů

Ozářené buňky zůstávají živé, ale mění se a dávají mutující potomstvo. Klony mohou být potlačeny imunitním systémem těla. V opačném případě se vyvine rakovina a pokud jsou postiženy zárodečné buňky, dědičné vady zkracují očekávanou délku života

Čas tření Do hodin nebo dnů od expozice Po uplynutí doby latence. Nemoc je náhodná

Jedním z rysů stochastických jevů je, že se mohou vyskytovat současně s chronickou nemocí z ozáření.

Zobrazení

Typy stochastických efektů
Typy stochastických efektů

Stochastické efekty zahrnují 2 typy změn podle toho, který typ buňky je ovlivněn:

  • Somatické účinky (zhoubné nádory, leukémie). Jsou odhaleny během dlouhodobého pozorování.
  • Zděděné účinky zaznamenané u potomků exponovaných jedinců. Vznikají v důsledku poškození genomu v zárodečných buňkách.

Oba typy vad se mohou objevit jak v těle exponované osoby, tak u jejího potomstva.

Buněčná mutace

buněčné mutace
buněčné mutace

Mutační procesy v buňce vystavené záření nevedou k její smrti, ale stimulují genetickou transformaci. Dochází k tzv. radiací indukované mutaci – uměle vyvolané změně strukturbuňky, které jsou zodpovědné za přenos dědičné informace. Jsou trvalé.

Buněčné mutace jsou vždy přítomny v přirozených mechanismech. V důsledku toho jsou děti jiné než jejich rodiče. Tento faktor je velmi důležitý pro biologický vývoj. V lidské populaci jsou neustále přítomny spontánní rakovinné a genetické patologie. Ionizující záření je další činidlo, které zvyšuje pravděpodobnost výskytu takových změn.

V lékařské vědě se obecně uznává, že i jedna transformovaná buňka může iniciovat vývoj nádorového procesu. Rozbití DNA a chromozomální aberace mohou nastat po jediném ionizačním incidentu.

Nemoci

Spolehlivá souvislost mezi určitými nemocemi a náhodnými účinky záření byla prokázána až v 90. letech 20. století. Níže jsou uvedeny stochastické účinky ionizujícího záření:

  • Maligní nádory kůže, žaludku, kostní tkáně, mléčných žláz u žen, plic, vaječníků, štítné žlázy, tlustého střeva. Neoplastická onemocnění hematopoetického systému.
  • Nenádorová onemocnění: hyperplazie (nadměrná reprodukce buněk) nebo aplazie (reverzní proces) orgánů skládajících se z pojivové tkáně (játra, slezina, slinivka a další), sklerotické patologie, hormonální poruchy.
  • Genetické důsledky.

Dědičné anomálie

genetické aberace
genetické aberace

Ve skupině genetických vlivů se rozlišují 3 typy anomálií:

  • Změny v genomu (počet a tvar chromozomů), vedoucí ke vzniku různých abnormalit - Downův syndrom, srdeční vady, epilepsie, šedý zákal a další.
  • Dominantní mutace, které se okamžitě objevují u první nebo druhé generace dětí.
  • Recesivní mutace. Objevují se pouze tehdy, když je u obou rodičů mutován stejný gen. Jinak se genetické aberace nemusí objevit po několik generací nebo se nemusí objevit vůbec.

Ionizující záření vede ke genetické nestabilitě v buňce v důsledku poruch v systému opravy poškozené DNA. Změna normálního průběhu biosyntézy má za následek snížení životaschopnosti a výskyt dědičných onemocnění. Nestabilita buněčného genomu je také časným znakem rozvoje rakoviny.

Úroveň onkopatie a latentní období

Vzhledem k tomu, že stochastické efekty jsou náhodné povahy, není možné spolehlivě určit, kdo je vyvine a kdo ne. Přirozený výskyt rakoviny v lidské populaci je v průběhu života asi 16 %. Toto číslo je vyšší s rostoucí kolektivní dávkou záření, ale v lékařské vědě o tom neexistují žádné přesné údaje.

Vzhledem k tomu, že vývoj zhoubných nádorů je vícestupňový proces, mají onkopatologie v důsledku stochastických efektů poměrně dlouhou latentní (skrytou) dobu před zjištěním onemocnění. Takže s rozvojem leukémie je toto číslo v průměru asi 8 let. Po jadernébombové útoky v japonských městech Hirošima a Nagasaki, rakovina štítné žlázy byla diagnostikována po 7-12 letech a leukémie po 3-5 letech. Vědci se domnívají, že trvání latentního období u maligních onemocnění v konkrétní lokalizaci závisí na dávce záření.

Důsledky genetických mutací

důsledky genetických mutací
důsledky genetických mutací

Důsledky dědičných mutací se dělí do tří skupin podle závažnosti průběhu:

  • Velké aberace - smrt v časném embryonálním a poporodním období, závažné vrozené vývojové vady (kraniocerebrální kýla, absence kostí lebeční klenby, mikro- a hydrocefalus; nevyvinutí nebo úplná absence oční bulvy, anomálie kosterního systému - další prsty, absence končetin a další), vývojové zpoždění.
  • Fyzické postižení (nestabilita ve vztahu k ukládání a přenosu genetického materiálu z generace na generaci, zhoršení odolnosti organismu vůči nepříznivým vnějším faktorům).
  • Zvýšené riziko vzniku zhoubných nádorů v důsledku dědičné predispozice.

Doporučuje: