Radiobiologiske effekter - funktionelle og morfologiske ændringer, der udvikler sig i kroppen som følge af eksponering for stråling . De biologiske virkninger af ioniserende stråling er forskellige og afhænger af eksponeringens type og intensitet. De biologiske virkninger af forskellige strålinger studeres af radiobiologi .
Ifølge kriteriet for dannelsesmekanismer opdeles strålingseffekter i mål og ikke -mål [1] .
Target radiobiologiske effekter består af to grupper - deterministiske og stokastiske. Ifølge den nye terminologi i ICRP [2] bruges navnet "vævsreaktioner" i stedet for udtrykket "deterministiske effekter" .
Ud over den skadelige effekt, som i sig selv bruges til behandling af forskellige sygdomme, primært ondartede tumorer , er der en stimulerende effekt af den naturlige baggrund og små doser . Sidstnævnte har ikke kun en negativ indvirkning på menneskers sundhed, men bidrager også til dets styrkelse. Ioniserende stråling er en integreret del af det menneskelige miljø. Jordens levende organismer er tilpasset virkningen af stråling, og for normalt liv har de brug for konstant eksponering i små doser.
Biologiske virkninger af ioniserende stråling:
I. Effekten af naturlig baggrundsstråling.
II. Effekt af lave doser ( strålingshormesis )
III. Effekten af store doser
Effekten af store doser er ledsaget af radiogen skade på forskellige organer og væv. Skader på nogle organer er mere alvorlige, andre er mindre udtalte. Bestråling af kroppen er ikke ledsaget af nogen fornemmelser. Radiosensitiviteten (radiosensitiviteten) af væv er bestemt af Bergonier-Tribondo-loven : den er direkte proportional med cellernes proliferative aktivitet og omvendt proportional med graden af deres differentiering.
Desuden er virkningerne af store doser opdelt i tidlig og sen . Tidlige virkninger omfatter dødsfald blandt mennesker på grund af akut strålesyge (for eksempel 28 dødsfald ud af 134, der blev syge i ulykken på atomkraftværket i Tjernobyl), ødelæggelse af væv under lokal bestråling, og senfølger omfatter udvikling af onkologisk og arvelig sygdomme. Den maksimale hyppighed af såkaldte yderligere ( overskydende ) dødsfald fra bestrålingsinduceret leukæmi falder på 3-5 år efter eksponering for en stor dosis stråling og radiogene solide tumorer - på 9-11 år efter eksponering.
For at forklare virkningen af ioniserende stråling på levende organismer bruges der stadig et lineært ikke-tærskelbegreb . Denne hypotese antager, at enhver vilkårlig lille dosis er sundhedsfarlig. Effekterne af den naturlige baggrund og lave doser passer dog ikke ind i rammerne af bestemmelserne i det lineære ikke-tærskelbegreb.
Den naturlige baggrund for stråling har en betydelig indvirkning på levende organismer. Forsøg udført med forsøgsdyr, planter og mikroorganismer, der har været under forhold med flere gange lavere strålingsbaggrund i lang tid, har vist en tæt sammenhæng mellem vitale processer og den ioniserende stråling, der påvirker dem. Samtidig bremsede dyrs vækst, de tabte sig, blev mindre aktive og mindre smarte. Der var tegn på anæmi og udtalt immundefekt , som blev ledsaget af udvikling af infektiøse processer og ondartede tumorer . Morfologisk blev der fundet atrofiske ændringer svarende til accelereret aldring i deres væv . Den forventede levetid er reduceret.
Komplekset af lignende tegn kaldes strålingsmangelsyndrom . Det er baseret på hæmning af celleproliferationsprocesser. Strålingsbaggrunden er derfor en stimulator for celledeling, og følgelig processerne med vækst, fornyelse og restaurering af væv, en af mekanismerne til opretholdelse af strukturel homeostase.
Stokastiske effekter er skadelige biologiske virkninger af stråling, der ikke har en dosistærskel for forekomst, hvis sandsynlighed for forekomst er proportional med dosis, og hvor sværhedsgraden af manifestationen ikke afhænger af dosis. Med stigende dosis er det ikke sværhedsgraden af disse virkninger, der øges, men sandsynligheden (risikoen) for deres forekomst.
I overensstemmelse med den generelt accepterede konservative radiobiologiske hypotese, forårsager ethvert vilkårligt lille eksponeringsniveau en vis risiko for stokastiske effekter. De er opdelt i somatisk-stokastiske ( leukæmier og tumorer af forskellig lokalisering), genetiske (dominante og recessive genmutationer og kromosomafvigelser) og teratogene effekter (mental retardering, andre udviklingsdeformiteter; der kan være risiko for kræft og genetiske effekter af fosteret eksponering).
Klassificeringen af biologiske og medicinske virkninger af stråling har undtagelser [3] .
Implementeringen af RB - effekter forløber i flere faser .
Deterministiske effekter er uundgåelige, klinisk påviselige skadelige biologiske effekter, der opstår ved bestråling, hovedsageligt ved høje doser , i forhold til hvilke der antages at eksistere en tærskel , under hvilken der ikke er nogen effekt, og over - virkningens sværhedsgrad afhænger af dosis.
De opstår, når antallet af celler, der er døde som følge af bestråling, har mistet evnen til at reproducere eller fungere normalt, når en kritisk værdi, hvorved de berørte organers funktioner er mærkbart svækket.
Deterministiske virkninger er opdelt i umiddelbare konsekvenser (akut, subakut og kronisk strålingssygdom ; lokal strålingsskade: strålingsforbrændinger af huden , strålings katarakt og sterilisering ) og langsigtede konsekvenser (radiosklerotiske processer, radiocarcinogenese, radiocataractogenese og andre).
Kronisk bestråling har en svagere effekt på en levende organisme sammenlignet med en enkelt bestråling ved samme dosis, som er forbundet med konstant igangværende skadereparationsprocesser i kroppen.
Tærsklen for forekomsten af deterministiske effekter for mennesker anses for at være enkeltdoser på ca. 0,25 Sv. Tærskelværdien er ikke streng. Det afhænger af den bestrålede organismes individuelle karakteristika og forskellige ledsagende faktorer.
Kombinerede strålingsskaderKombineret er den kombinerede effekt af ekstern γ-bestråling og radionuklider, der kommer ind i huden eller inde i kroppen. De vigtigste ruter for indtrængning af radioaktive isotoper i kroppen er åndedræts- og fordøjelsesorganerne samt sår- og forbrændingsoverflader.
Ved akut strålesyge forårsaget af samtidige læsioner er inflammatoriske ændringer i integumentære væv udsat for radionuklider mere udtalte, den latente periode er kortere og restitutionsperioden er væsentlig længere, og der udvikles mere udtalt hæmatopoiesisuppression. Derudover viser inkorporerede radionuklider tropisme for visse organer: nyrer (uran), skjoldbruskkirtel (jod), knogler (strontium, yttrium, zirconium), lever (cerium, lanthan). Osteotropiske elementer fører til strålingsnekrose af knoglen , udvikling af ondartede tumorer , især osteosarkomer og leukæmier. I indre organer med aflejrede radionuklider stiger fibroplastiske ændringer og atrofi af parenkymet gradvist, efterfulgt af udviklingen af funktionssvigt af det berørte organ.
Kombinerede strålingsskaderKombineret er læsioner forårsaget af stråling og traumer (mekanisk påvirkning, forbrændinger, skudsår). Samtidig forværrer traumatiske og strålingsskader hinanden ( "gensidig forværringssyndrom" ).
I løbet af sygdommen skelnes der mellem fire perioder:
Akut strålingssyge forårsaget af neutronbestråling viser sig generelt på samme måde som på grund af eksponering for γ-stråler, især da sekundær γ-stråling spiller en stor rolle i patogenesen af neutronskader. Imidlertid er neutronbestråling karakteriseret ved betydelig uensartethed. På billedet af sygdommen er læsioner i maven og tarmene mere udtalte, samtidig er de ikke altid et ugunstigt tegn på prognosen. I alvorlige tilfælde observeres hæmoragisk infiltration af tarmvæggen, mesenterisk væv og mesenteriske lymfeknuder, exsicosis udvikler sig.
Sværhedsgraden af den primære reaktion svarer normalt ikke til sværhedsgraden af læsionen: Alvorlige primære læsioner, herunder ændringer i hud og slimhinder, observeres i relativt gunstige tilfælde. Den latente periode er normalt kortere end ved typisk akut strålesyge. Agranulocytose og tegn på højden af sygdommen udvikler sig tidligere, herunder infektiøse komplikationer. I ukomplicerede tilfælde sker genoprettelse af knoglemarven hurtigt på grund af den ujævne bestråling af kroppen med neutroner, derfor udvikles der i nogle knogler en udtalt skade på knoglemarven, i andre er den minimal. Infektiøse komplikationer er en af hovedårsagerne til død under neutronbestråling, men i modsætning til typisk akut strålesyge udvikler de sig hovedsageligt på baggrund af alvorlige lokale læsioner i hud og slimhinder.
| Strålingssikkerhed | |
|---|---|
| Biologisk effekt af stråling | |
| Stråledosis | |
| Enheder | systemisk Grå Sievert off-system Glad Baer røntgen |
| Internationale organisationer | |