Η μελέτη των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων της ακτινοβολίας ξεκίνησε τη δεκαετία του '20 του ΧΧ αιώνα. Μελέτες έχουν δείξει ότι η ιονίζουσα ακτινοβολία είναι η αιτία των χρωμοσωμικών μεταλλάξεων. Μια μελέτη για την υγεία των κατοίκων των ιαπωνικών πόλεων Χιροσίμα και Ναγκασάκι έδειξε ότι 12 χρόνια μετά τον πυρηνικό βομβαρδισμό, η συχνότητα εμφάνισης καρκίνου σε εκείνους τους ανθρώπους που εκτέθηκαν σε ακτινοβολία αυξήθηκε. Επιπλέον, ο κίνδυνος ανάπτυξης καρκίνου δεν σχετίζεται με το μοντέλο κατωφλίου, όταν η νόσος εμφανίζεται ως αποτέλεσμα υπέρβασης της «κρίσιμης» τιμής της δόσης που λαμβάνεται. Αυξάνεται γραμμικά, ακόμη και με βραχυπρόθεσμη ακτινοβολία. Αυτά τα φαινόμενα συνδέονται με τη στοχαστική επίδραση της ακτινοβολίας. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οποιαδήποτε δόση ακτινοβολίας αυξάνει τον κίνδυνο κακοήθων όγκων και γενετικών διαταραχών.
Ποια είναι η στοχαστική επίδραση της ιονίζουσας ακτινοβολίας;
Η ακτινοβολία έχει καταστροφική επίδραση στους βιολογικούς ιστούς. Στη σύγχρονη επιστήμη, υπάρχουν 2 παραλλαγές τέτοιων συνεπειών: ντετερμινιστικές και στοχαστικές επιδράσεις. Ο πρώτος τύπος ονομάζεται επίσηςπροκαθορισμένο (από τη λατινική λέξη determino - "προσδιορίζω"), δηλαδή οι συνέπειες συμβαίνουν όταν επιτευχθεί το όριο δόσης. Σε περίπτωση υπέρβασης, ο κίνδυνος αποκλίσεων αυξάνεται.
Οι παθολογίες που προκύπτουν από ντετερμινιστικές επιδράσεις περιλαμβάνουν οξύ τραυματισμό από ακτινοβολία, σύνδρομα ακτινοβολίας (μυελός των οστών, γαστρεντερικό, εγκεφαλικό), επιδείνωση της αναπαραγωγικής λειτουργίας, καταρράκτη. Σημειώνονται το συντομότερο δυνατό μετά τη λήψη μιας δόσης ακτινοβολίας, λιγότερο συχνά - μακροπρόθεσμα.
Στοχαστικά, ή τυχαία, φαινόμενα (από την ελληνική λέξη στοχαστικός - «ξέρω πώς να μαντεύω») είναι τέτοια φαινόμενα, η σοβαρότητα των οποίων δεν εξαρτάται από τη δόση της ακτινοβολίας. Η εξάρτηση από τη δόση εκδηλώνεται με την αύξηση της συχνότητας εμφάνισης παθολογίας μεταξύ ενός πληθυσμού ζωντανών οργανισμών. Η πιθανότητα για ανεπιθύμητες ενέργειες υπάρχει ακόμη και με βραχυπρόθεσμη έκθεση.
Διαφορές
Οι διαφορές μεταξύ του φαινομένου στοχαστικής ακτινοβολίας και του ντετερμινιστικού φαινομένου περιγράφονται στον παρακάτω πίνακα.
| Κριτήριο | Deterministic effect | Στοχαστικά εφέ |
| οριακή δόση | Εκδηλώνεται σε υψηλές δόσεις (>1 Gy). Εάν ξεπεραστεί η τιμή κατωφλίου, η ασθένεια είναι αναπόφευκτη (προκαθορισμένη, καθορισμένη). Η σοβαρότητα του τραυματισμού αυξάνεται με την αύξηση της δόσης | Παρατηρήθηκε σε χαμηλές και μεσαίες δόσεις. Η παθογένεση είναι ανεξάρτητη από τη δόση |
| Μηχανισμός βλάβης | Κυτταρικός θάνατος που οδηγεί σε δυσλειτουργία ιστών και οργάνων |
Τα ακτινοβολημένα κύτταρα παραμένουν ζωντανά, αλλά αλλάζουν και δίνουν μεταλλαγμένους απογόνους. Οι κλώνοι μπορούν να κατασταλούν από το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος. Διαφορετικά, αναπτύσσεται καρκίνος και εάν επηρεαστούν τα γεννητικά κύτταρα, τα κληρονομικά ελαττώματα μειώνουν το προσδόκιμο ζωής |
| Χρόνος αναπαραγωγής | Μέσα σε ώρες ή ημέρες από την έκθεση | Μετά την λανθάνουσα περίοδο. Η ασθένεια είναι τυχαία |
Ένα από τα χαρακτηριστικά των στοχαστικών φαινομένων είναι ότι μπορούν να εμφανιστούν ταυτόχρονα με χρόνια ασθένεια ακτινοβολίας.
Προβολές
Τα στοχαστικά εφέ περιλαμβάνουν 2 τύπους αλλαγών ανάλογα με τον τύπο κυττάρου που επηρεάζεται:
- Σωματικές επιδράσεις (κακοήθεις όγκοι, λευχαιμία). Αποκαλύπτονται κατά τη μακροχρόνια παρατήρηση.
- Κληρονομικές επιδράσεις που καταγράφηκαν στους απογόνους εκτεθειμένων ατόμων. Προκύπτουν λόγω βλάβης στο γονιδίωμα στα γεννητικά κύτταρα.
Και οι δύο τύποι ελαττωμάτων μπορούν να εμφανιστούν τόσο στο σώμα ενός εκτεθειμένου ατόμου όσο και στους απογόνους του.
Κυτταρική μετάλλαξη
Οι διαδικασίες μετάλλαξης σε ένα κύτταρο που εκτίθεται σε ακτινοβολία δεν οδηγούν στο θάνατό του, αλλά διεγείρουν τον γενετικό μετασχηματισμό. Υπάρχει μια λεγόμενη μετάλλαξη που προκαλείται από ακτινοβολία - μια τεχνητά επαγόμενη αλλαγή στις δομέςκύτταρα που είναι υπεύθυνα για τη μετάδοση κληρονομικών πληροφοριών. Είναι μόνιμα.
Οι κυτταρικές μεταλλάξεις είναι πάντα παρούσες στους φυσικούς μηχανισμούς. Ως αποτέλεσμα, τα παιδιά είναι διαφορετικά από τους γονείς τους. Αυτός ο παράγοντας είναι πολύ σημαντικός για τη βιολογική ανάπτυξη. Αυθόρμητες καρκινικές και γενετικές παθολογίες είναι συνεχώς παρούσες στον ανθρώπινο πληθυσμό. Η ιονίζουσα ακτινοβολία είναι ένας πρόσθετος παράγοντας που αυξάνει την πιθανότητα να συμβούν τέτοιες αλλαγές.
Στην ιατρική επιστήμη, είναι γενικά αποδεκτό ότι ακόμη και ένα μετασχηματισμένο κύτταρο μπορεί να ξεκινήσει την ανάπτυξη μιας διαδικασίας όγκου. Η θραύση του DNA και οι χρωμοσωμικές εκτροπές μπορεί να συμβούν μετά από ένα μόνο περιστατικό ιονισμού.
Ασθένειες
Μια αξιόπιστη σύνδεση μεταξύ ορισμένων ασθενειών και των τυχαίων επιπτώσεων της ακτινοβολίας αποδείχθηκε μόνο στη δεκαετία του '90 του ΧΧ αιώνα. Παρακάτω αναφέρονται οι στοχαστικές επιδράσεις της ιονίζουσας ακτινοβολίας:
- Κακοήθεις όγκοι του δέρματος, του στομάχου, του οστικού ιστού, των μαστικών αδένων στις γυναίκες, των πνευμόνων, των ωοθηκών, του θυρεοειδούς αδένα, του παχέος εντέρου. Νεοπλασματικά νοσήματα του αιμοποιητικού συστήματος.
- Μη ογκολογικές ασθένειες: υπερπλασία (υπερβολική κυτταρική αναπαραγωγή) ή απλασία (αντίστροφη διαδικασία) οργάνων που αποτελούνται από συνδετικό ιστό (ήπαρ, σπλήνα, πάγκρεας και άλλα), σκληρωτικές παθολογίες, ορμονικές διαταραχές.
- Γενετικές συνέπειες.
Κληρονομικές ανωμαλίες
Στην ομάδα των γενετικών επιδράσεων, διακρίνονται 3 τύποι ανωμαλιών:
- Αλλαγές στο γονιδίωμα (ο αριθμός και το σχήμα των χρωμοσωμάτων), που οδηγούν στην ανάπτυξη διαφόρων ανωμαλιών - σύνδρομο Down, καρδιακές ανωμαλίες, επιληψία, καταρράκτης και άλλα.
- Κυρίαρχες μεταλλάξεις που εμφανίζονται αμέσως στην πρώτη ή δεύτερη γενιά παιδιών.
- Υπολειπόμενες μεταλλάξεις. Εμφανίζονται μόνο όταν το ίδιο γονίδιο έχει μεταλλαχθεί και στους δύο γονείς. Διαφορετικά, οι γενετικές εκτροπές μπορεί να μην εμφανιστούν για πολλές γενιές ή να μην εμφανιστούν καθόλου.
Η ιονίζουσα ακτινοβολία οδηγεί σε γενετική αστάθεια στο κύτταρο λόγω διαταραχών στο σύστημα επιδιόρθωσης του κατεστραμμένου DNA. Μια αλλαγή στη φυσιολογική πορεία της βιοσύνθεσης συνεπάγεται μείωση της βιωσιμότητας και την εμφάνιση κληρονομικών ασθενειών. Η αστάθεια του γονιδιώματος των κυττάρων είναι επίσης ένα πρώιμο σημάδι ανάπτυξης καρκίνου.
Επίπεδο ογκοπάθειας και λανθάνουσα περίοδος
Δεδομένου ότι τα στοχαστικά φαινόμενα είναι τυχαίας φύσης, είναι αδύνατο να γνωρίζουμε με αξιοπιστία ποιος θα τα αναπτύξει και ποιος όχι. Το φυσικό ποσοστό καρκίνου στον ανθρώπινο πληθυσμό είναι περίπου 16% σε όλη τη διάρκεια της ζωής. Αυτός ο αριθμός είναι υψηλότερος με την αύξηση της συλλογικής δόσης ακτινοβολίας, αλλά δεν υπάρχουν ακριβή δεδομένα σχετικά με αυτό στην ιατρική επιστήμη.
Δεδομένου ότι η ανάπτυξη κακοήθων όγκων είναι μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων, οι ογκοπαθολογίες λόγω στοχαστικών επιδράσεων έχουν μια μάλλον μακρά λανθάνουσα (κρυφή) περίοδο πριν από την ανίχνευση της νόσου. Έτσι, με την ανάπτυξη της λευχαιμίας, ο αριθμός αυτός είναι κατά μέσο όρο περίπου 8 χρόνια. Μετά τα πυρηνικάβομβαρδισμοί στις ιαπωνικές πόλεις Χιροσίμα και Ναγκασάκι, ο καρκίνος του θυρεοειδούς διαγνώστηκε μετά από 7-12 χρόνια και η λευχαιμία μετά από 3-5 χρόνια. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η διάρκεια της λανθάνουσας περιόδου για κακοήθη νοσήματα σε συγκεκριμένο εντοπισμό εξαρτάται από τη δόση της ακτινοβολίας.
Συνέπειες γενετικών μεταλλάξεων
Οι συνέπειες των κληρονομικών μεταλλάξεων χωρίζονται σε τρεις ομάδες ανάλογα με τη σοβαρότητα της πορείας:
- Σημαντικές εκτροπές - θάνατος στην πρώιμη εμβρυϊκή και μετά τον τοκετό περίοδο, σοβαρές συγγενείς δυσπλασίες (κρανιοεγκεφαλική κήλη, απουσία οστών του κρανιακού θόλου, μικρο- και υδροκέφαλος, υπανάπτυξη ή πλήρης απουσία του βολβού του ματιού, ανωμαλίες του σκελετικού συστήματος - επιπλέον δάχτυλα, απουσία άκρων και άλλα), αναπτυξιακή καθυστέρηση.
- Σωματική αναπηρία (αστάθεια σε σχέση με την αποθήκευση και μετάδοση γενετικού υλικού από γενιά σε γενιά, επιδείνωση της αντοχής του οργανισμού σε δυσμενείς εξωτερικούς παράγοντες).
- Αυξημένος κίνδυνος ανάπτυξης κακοήθων όγκων ως αποτέλεσμα κληρονομικής προδιάθεσης.
