Proučevanje dolgoročnih učinkov sevanja se je začelo v 20-ih letih XX stoletja. Študije so pokazale, da je ionizirajoče sevanje vzrok kromosomskih mutacij. Študija zdravja prebivalcev japonskih mest Hirošima in Nagasaki je pokazala, da se je 12 let po jedrskem bombardiranju povečala pojavnost raka pri tistih ljudeh, ki so bili izpostavljeni sevanju. Poleg tega tveganje za nastanek raka ni povezano z modelom praga, ko se bolezen pojavi kot posledica preseganja "kritične" vrednosti prejetega odmerka. Poveča se linearno, tudi pri kratkotrajnem obsevanju. Ti pojavi so povezani s stohastičnim učinkom sevanja. Po mnenju znanstvenikov vsak odmerek sevanja poveča tveganje za maligne tumorje in genetske motnje.
Kakšen je stohastični učinek ionizirajočega sevanja?
Sevanje ima uničujoč učinek na biološka tkiva. V sodobni znanosti obstajata dve različici takšnih posledic: deterministični in stohastični učinki. Prva vrsta se imenuje tudivnaprej določeno (iz latinske besede determino - "določi"), to pomeni, da se posledice pojavijo, ko je dosežen prag odmerka. Če je presežen, se tveganje za odstopanja poveča.
Patologije, ki so posledica determinističnih učinkov, vključujejo akutno sevalno poškodbo, sevalne sindrome (kostnega mozga, prebavil, možganov), poslabšanje reproduktivne funkcije, katarakte. Opažene so čim prej po prejemu odmerka sevanja, redkeje - na dolgi rok.
Stohastični ali naključni učinki (iz grške besede stochastikos - "znati uganiti") so takšni učinki, katerih resnost ni odvisna od doze sevanja. Odvisnost od odmerka se kaže v povečanju pojavnosti patologije med populacijo živih organizmov. Možnost škodljivih učinkov obstaja tudi pri kratkotrajni izpostavljenosti.
Razlike
Razlike med stohastičnim učinkom sevanja in determinističnim so opisane v spodnji tabeli.
| Merilo | Deterministični učinki | Stohastični učinki |
| Prag odmerek | Manifestira se pri velikih odmerkih (>1 Gy). Če je mejna vrednost presežena, je bolezen neizogibna (predhodno določena, določena). Resnost poškodbe narašča s povečanjem odmerka | Opazili pri nizkih in srednjih odmerkih. Patogeneza je neodvisna od odmerka |
| Mehanizem škode | Celična smrt, ki vodi do disfunkcije tkiv in organov |
Obsevane celice ostanejo žive, vendar se spremenijo in dajejo mutirajoče potomce. Imunski sistem telesa lahko zatre klone. V nasprotnem primeru se razvije rak in če so prizadete zarodne celice, dedne okvare skrajšajo pričakovano življenjsko dobo |
| Čas drstitve | V urah ali dneh po izpostavljenosti | Po obdobju zamude. Bolezen je naključna |
Ena od značilnosti stohastičnih pojavov je, da se lahko pojavijo hkrati s kronično sevalno boleznijo.
Ogledi
Stohastični učinki vključujejo 2 vrsti sprememb, odvisno od tega, na katero vrsto celice vpliva:
- Somatski učinki (maligni tumorji, levkemija). Razkrijejo se med dolgoletnim opazovanjem.
- Podedovani učinki, zabeleženi pri potomcih izpostavljenih posameznikov. Nastanejo zaradi poškodbe genoma v zarodnih celicah.
Obe vrsti okvar se lahko pojavita tako na telesu izpostavljene osebe kot pri njegovem potomcu.
mutacija celic
Mutacijski procesi v celici, izpostavljeni sevanju, ne vodijo v njeno smrt, ampak spodbujajo genetsko preobrazbo. Obstaja tako imenovana mutacija, ki jo povzroča sevanje - umetno povzročena sprememba strukturcelice, ki so odgovorne za prenos dednih informacij. Stalni so.
V naravnih mehanizmih so vedno prisotne celične mutacije. Posledično se otroci razlikujejo od svojih staršev. Ta dejavnik je zelo pomemben za biološki razvoj. Spontane rakave in genetske patologije so nenehno prisotne v človeški populaciji. Ionizirajoče sevanje je dodatno sredstvo, ki poveča verjetnost, da pride do takšnih sprememb.
V medicinski znanosti je splošno sprejeto, da lahko že ena transformirana celica sproži razvoj tumorskega procesa. Po enem samem incidentu ionizacije lahko pride do zloma DNK in kromosomskih aberacij.
Bolezni
Zanesljiva povezava med nekaterimi boleznimi in naključnimi učinki sevanja je bila dokazana šele v 90. letih 20. stoletja. Spodaj so navedeni stohastični učinki ionizirajočega sevanja:
- Maligni tumorji kože, želodca, kostnega tkiva, mlečnih žlez pri ženskah, pljuč, jajčnikov, ščitnice, debelega črevesa. Neoplastične bolezni hematopoetskega sistema.
- Netumorske bolezni: hiperplazija (prekomerno razmnoževanje celic) ali aplazija (povratni proces) organov, sestavljenih iz vezivnega tkiva (jetra, vranica, trebušna slinavka in drugi), sklerotične patologije, hormonske motnje.
- Genetske posledice.
Dedne anomalije
V skupini genetskih učinkov ločimo 3 vrste anomalij:
- Spremembe v genomu (število in oblika kromosomov), ki vodijo v razvoj različnih nepravilnosti - Downov sindrom, srčne napake, epilepsija, katarakta in drugo.
- Prevladujoče mutacije, ki se pojavijo takoj pri prvi ali drugi generaciji otrok.
- Recesivne mutacije. Pojavijo se le, če je isti gen mutiran pri obeh starših. V nasprotnem primeru se genetske aberacije morda ne bodo pojavile več generacij ali pa se sploh ne bodo pojavile.
Ionizirajoče sevanje vodi do genetske nestabilnosti v celici zaradi motenj v sistemu popravljanja poškodovane DNK. Sprememba normalnega poteka biosinteze povzroči zmanjšanje sposobnosti preživetja in pojav dednih bolezni. Nestabilnost celičnega genoma je tudi zgodnji znak razvoja raka.
Raven onkopatije in latentno obdobje
Ker so stohastični učinki po naravi naključni, je nemogoče zanesljivo vedeti, kdo jih bo razvil in kdo ne. Naravna stopnja rakavih obolenj v človeški populaciji je približno 16 % skozi vse življenje. Ta številka je višja s povečanjem skupne doze sevanja, vendar o tem v medicinski znanosti ni natančnih podatkov.
Ker je razvoj malignih tumorjev večstopenjski proces, imajo onkopatologije zaradi stohastičnih učinkov precej dolgo latentno (skrito) obdobje pred odkrivanjem bolezni. Torej, z razvojem levkemije je ta številka v povprečju približno 8 let. Po jedrskembombni napadi v japonskih mestih Hirošima in Nagasaki, rak ščitnice je bil diagnosticiran po 7-12 letih, levkemija pa po 3-5 letih. Znanstveniki verjamejo, da je trajanje latentnega obdobja za maligne bolezni v določeni lokalizaciji odvisno od doze sevanja.
Posledice genetskih mutacij
Posledice dednih mutacij so glede na resnost poteka razdeljene v tri skupine:
- Velike aberacije - smrt v zgodnjem embrionalnem in poporodnem obdobju, resne prirojene malformacije (kraniocerebralna kila, odsotnost kosti lobanjskega oboka, mikro- in hidrocefalus; nerazvitost ali popolna odsotnost zrkla, anomalije skeletnega sistema - dodatni prsti, odsotnost okončin in drugo), zaostanek v razvoju.
- Telesna invalidnost (nestabilnost v zvezi s shranjevanjem in prenosom genskega materiala iz generacije v generacijo, poslabšanje odpornosti telesa na škodljive zunanje dejavnike).
- Povečano tveganje za razvoj malignih tumorjev kot posledica dedne nagnjenosti.
