Ilgalaikio radiacijos poveikio tyrimas pradėtas XX amžiaus XX a. Tyrimai parodė, kad jonizuojanti spinduliuotė yra chromosomų mutacijų priežastis. Japonijos miestų Hirosimos ir Nagasakio gyventojų sveikatos tyrimas parodė, kad praėjus 12 metų po branduolinio bombardavimo, tų žmonių, kurie buvo veikiami radiacijos, vėžys padidėjo. Be to, rizika susirgti vėžiu nėra siejama su slenksčio modeliu, kai liga pasireiškia viršijus „kritinę“gautos dozės reikšmę. Jis didėja tiesiškai, net ir trumpai švitinant. Šie reiškiniai yra susiję su stochastiniu spinduliuotės poveikiu. Pasak mokslininkų, bet kokia spinduliuotės dozė padidina piktybinių navikų ir genetinių sutrikimų riziką.
Koks yra stochastinis jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis?
Radiacija daro destruktyvų poveikį biologiniams audiniams. Šiuolaikiniame moksle yra 2 tokių pasekmių variantai: deterministinis ir stochastinis poveikis. Pirmasis tipas taip pat vadinamasiš anksto nustatytas (iš lotyniško žodžio determino - „nustatyti“), tai yra, pasekmės atsiranda pasiekus dozės slenkstį. Jei jis viršijamas, padidėja nukrypimų rizika.
Patologijos, atsirandančios dėl deterministinio poveikio, yra ūmus spindulinis sužalojimas, radiacijos sindromai (kaulų čiulpų, virškinimo trakto, smegenų), reprodukcinės funkcijos pablogėjimas, katarakta. Jie pastebimi kuo greičiau po apšvitos dozės, rečiau – ilgalaikėje perspektyvoje.
Stochastiniai, arba atsitiktiniai, efektai (iš graikiško žodžio stochastikos – „mokėjimas atspėti“) – tai tokie efektai, kurių stiprumas nepriklauso nuo spinduliuotės dozės. Priklausomybė nuo dozės pasireiškia padidėjusiu patologijos paplitimu tarp gyvų organizmų populiacijos. Neigiamas poveikis egzistuoja net ir esant trumpalaikiam poveikiui.
Skirtumai
Stochastinio ir deterministinio spinduliavimo efekto skirtumai aprašyti toliau esančioje lentelėje.
| Criterion | Deterministiniai efektai | Stochastiniai efektai |
| Slenkstinė dozė | Pasireiškia vartojant dideles dozes (>1 Gy). Jei slenkstinė reikšmė viršijama, liga yra neišvengiama (iš anksto nustatyta, nustatyta). Sužalojimo sunkumas didėja didėjant dozei | Pastebėta vartojant mažas ir vidutines dozes. Patogenezė nepriklauso nuo dozės |
| Žalos mechanizmas | Ląstelių mirtis, sukelianti audinių ir organų disfunkciją |
Švitintos ląstelės išlieka gyvos, tačiau keičiasi ir duoda mutuojančių palikuonių. Klonus gali slopinti organizmo imuninė sistema. Priešingu atveju išsivystys vėžys, o jei pažeidžiamos lytinės ląstelės, dėl paveldimų defektų sutrumpėja gyvenimo trukmė |
| Neršto laikas | Per ekspozicijos valandas ar dienas | Po delsos laikotarpio. Liga atsitiktinė |
Viena iš stochastinių reiškinių ypatybių yra ta, kad jie gali pasireikšti kartu su lėtine spinduline liga.
Peržiūros
Stochastiniai efektai apima 2 tipų pakeitimus, priklausomai nuo to, kuris langelio tipas yra paveiktas:
- Somatinis poveikis (piktybiniai navikai, leukemija). Jie atskleidžiami ilgalaikio stebėjimo metu.
- Paveldimas poveikis, užfiksuotas paveiktų asmenų palikuonims. Atsiranda dėl genų ląstelių genomo pažeidimo.
Abiejų tipų defektai gali atsirasti tiek pažeidžiamo žmogaus kūne, tiek jo palikuonims.
Ląstelių mutacija
Mutaciniai procesai ląstelėje, veikiamoje radiacijos, nesukelia jos mirties, bet skatina genetinę transformaciją. Yra vadinamoji radiacijos sukelta mutacija – dirbtinai sukeltas struktūrų pokytisląstelės, atsakingos už paveldimos informacijos perdavimą. Jie yra nuolatiniai.
Ląstelių mutacijos visada yra natūraliuose mechanizmuose. Dėl to vaikai skiriasi nuo savo tėvų. Šis veiksnys yra labai svarbus biologiniam vystymuisi. Žmonių populiacijoje nuolat yra spontaninių vėžinių ir genetinių patologijų. Jonizuojanti spinduliuotė yra papildoma priemonė, kuri padidina tokių pokyčių tikimybę.
Medicinos moksle visuotinai priimta, kad net viena transformuota ląstelė gali inicijuoti naviko proceso vystymąsi. Po vieno jonizacijos incidento gali atsirasti DNR lūžių ir chromosomų aberacijų.
Ligos
Patikimas ryšys tarp tam tikrų ligų ir atsitiktinio radiacijos poveikio buvo įrodytas tik XX amžiaus 90-aisiais. Toliau pateikiami stochastiniai jonizuojančiosios spinduliuotės poveikiai:
- Piktybiniai moterų odos, skrandžio, kaulinio audinio, pieno liaukų, plaučių, kiaušidžių, skydliaukės, storosios žarnos navikai. Neoplastinės kraujodaros sistemos ligos.
- Nenavikinės ligos: organų, susidedančių iš jungiamojo audinio (kepenų, blužnies, kasos ir kt.), hiperplazija (per didelis ląstelių dauginimasis) arba aplazija (atvirkštinis procesas), sklerotinės patologijos, hormoniniai sutrikimai.
- Genetinės pasekmės.
Paveldimos anomalijos
Genetinio poveikio grupėje išskiriamos 3 anomalijų rūšys:
- Genomo (chromosomų skaičiaus ir formos) pokyčiai, dėl kurių išsivysto įvairūs anomalijos – Dauno sindromas, širdies ydos, epilepsija, katarakta ir kt.
- Dominuojančios mutacijos, kurios iškart atsiranda pirmos ar antros kartos vaikams.
- Recesinės mutacijos. Jie atsiranda tik tada, kai abiejuose tėvuose mutuoja tas pats genas. Priešingu atveju genetinės aberacijos gali nepasireikšti kelias kartas arba iš viso nepasireikšti.
Jonizuojanti spinduliuotė sukelia genetinį ląstelės nestabilumą dėl pažeistos DNR atkūrimo sistemos sutrikimų. Pasikeitus normaliai biosintezės eigai, sumažėja gyvybingumas ir atsiranda paveldimų ligų. Ląstelių genomo nestabilumas taip pat yra ankstyvas vėžio vystymosi požymis.
Onkopatijos lygis ir latentinis laikotarpis
Kadangi stochastiniai efektai yra atsitiktinio pobūdžio, neįmanoma patikimai žinoti, kas juos sukurs, o kas ne. Natūralus vėžio dažnis žmonių populiacijoje yra apie 16% per visą gyvenimą. Šis skaičius yra didesnis didėjant kolektyvinei radiacijos dozei, tačiau tikslių duomenų apie tai medicinos moksle nėra.
Kadangi piktybinių navikų vystymasis yra daugiapakopis procesas, onkopatologijos dėl stochastinio poveikio turi gana ilgą latentinį (paslėptą) laikotarpį iki ligos nustatymo. Taigi, išsivysčius leukemijai, šis skaičius vidutiniškai siekia apie 8 metus. Po branduolinėssprogdinimų Japonijos miestuose Hirošimoje ir Nagasakyje, skydliaukės vėžys buvo diagnozuotas po 7-12 metų, o leukemija – po 3-5 metų. Mokslininkai mano, kad tam tikros lokalizacijos piktybinių ligų latentinio periodo trukmė priklauso nuo spinduliuotės dozės.
Genetinių mutacijų pasekmės
Paveldimų mutacijų pasekmės pagal eigos sunkumą skirstomos į tris grupes:
- Didelės aberacijos – mirtis ankstyvuoju embrioniniu ir pogimdyminiu laikotarpiu, sunkūs įgimti apsigimimai (kraniocerebrinė išvarža, kaukolės skliauto kaulų nebuvimas, mikro- ir hidrocefalija; nepakankamas akies obuolio išsivystymas arba jo nebuvimas, skeleto sistemos anomalijos - papildomi pirštai, galūnių nebuvimas ir kiti), vystymosi sulėtėjimas.
- Fizinė negalia (nestabilumas, susijęs su genetinės medžiagos saugojimu ir perdavimu iš kartos į kartą, organizmo atsparumo neigiamiems išorės veiksniams pablogėjimas).
- Padidėja piktybinių navikų atsiradimo rizika dėl paveldimo polinkio.
