Stochastický účinok ionizujúceho žiarenia

Štúdium dlhodobých účinkov žiarenia sa začalo v 20. rokoch XX storočia. Štúdie ukázali, že ionizujúce žiarenie je príčinou chromozomálnych mutácií. Štúdia pre zdravie obyvateľov japonských miest Hirošima a Nagasaki ukázali, že 12 rokov po jadrovom bombardovaní sa zvýšil výskyt rakoviny u tých ľudí, ktorí boli vystavení žiareniu. Riziko vzniku rakoviny navyše nie je spojené s prahovým modelom, keď k ochoreniu dôjde v dôsledku prekročenia "kritickej" hodnoty prijatej dávky. Zvyšuje sa lineárne, dokonca aj pri krátkodobom ožiarení. Tieto javy sú spojené so stochastickým účinkom žiarenia. Podľa vedcov akákoľvek dávka žiarenia zvyšuje riziko zhubných nádorov a genetických porúch.

Aký je stochastický účinok ionizujúceho žiarenia?

Žiarenie má deštruktívny účinok na biologické tkanivá. V modernej vede existujú 2 varianty takýchto dôsledkov: deterministické a stochastické účinky. Prvý typ sa tiež nazýva vopred určený (z latinského slova determino – "určiť"), to znamená, že následky nastanú, keď sa dosiahne prahová hodnota dávky. Ak sa prekročí, zvyšuje sa riziko odchýlok.

Patológie vyplývajúce z deterministických účinkov zahŕňajú akútne radiačné poškodenie, radiačné syndrómy (kostná dreň, gastrointestinálne, cerebrálne), zhoršenie reprodukčnej funkcie, katarakta. Sú označené čo najskôr po prijatí dávky žiarenia, menej často-z dlhodobého hľadiska.

Stochastické alebo náhodné účinky (z gréckeho slova stochastikos – "schopný uhádnuť") sú také dôsledky, ktorých závažnosť nezávisí od dávky žiarenia. Závislosť od dávky sa prejavuje zvýšením výskytu patológie medzi populáciou živých organizmov. Pravdepodobnosť negatívnych dôsledkov existuje aj pri krátkodobej expozícii.

Rozdiely

Rozdiely medzi účinkom stochastického žiarenia a deterministickým sú opísané v nasledujúcej tabuľke.

Jedným zo znakov stochastických javov je, že sa môžu súčasne vyskytnúť spolu s chronickou radiačnou chorobou.

Druh

Stochastické účinky zahŕňajú 2 typy zmien v závislosti od toho, ktorý typ buniek je ovplyvnený:

• Somatické účinky (zhubné nádory, leukémia). Zisťujú sa pri dlhodobom pozorovaní.
• Dedičné účinky zaznamenané u potomkov ožiarených jedincov. Vyskytujú sa v dôsledku poškodenia genómu v zárodočných bunkách.

Oba typy defektov sa môžu objaviť tak v tele ožiarenej osoby, ako aj v jej potomstve.

Bunková mutácia bunka

Mutačné procesy v bunke vystavenej žiareniu nevedú k jej smrti, ale stimulujú genetickú transformáciu. Existuje takzvaná mutácia vyvolaná žiarením - umelo vyvolaná zmena bunkových štruktúr, ktoré sú zodpovedné za prenos dedičných informácií. Sú trvalé.

Bunkové mutácie sú vždy prítomné v prirodzených, prirodzených mechanizmoch. Vďaka nim sa deti líšia od svojich rodičov. Tento faktor je veľmi dôležitý pre biologický vývoj. V ľudskej populácii sú neustále prítomné spontánne rakoviny a genetické patológie. Ionizujúce žiarenie je ďalším činidlom, ktoré zvyšuje pravdepodobnosť takýchto zmien.

V lekárskej vede sa všeobecne verí, že aj jedna transformovaná bunka môže iniciovať vývoj nádorového procesu. Po jednom ionizačnom incidente môže dôjsť k prasknutiu DNA a chromozomálnym aberáciám.

Choroba

Spoľahlivé spojenie určitých chorôb a náhodných účinkov žiarenia bolo dokázané až v 90.rokoch XX. Toto sa týka stochastických účinkov ionizujúceho žiarenia:

• Zhubné nádory kože, žalúdka, kostného tkaniva, z mliečnych žliaz u žien, pľúc, vaječníkov, štítna žľaza, z hrubého čreva. Neoplastické ochorenia hematopoetického systému.
• Nenádorové ochorenia: hyperplázia (nadmerná proliferácia buniek) alebo aplázia (reverzný proces) orgánov pozostávajúcich z spojivového tkaniva( pečeň, slezina, pankreas a iné), sklerotické patológie, hormonálne poruchy.
• Genetické dôsledky.

Dedičné anomálie

V skupine genetických účinkov existujú 3 typy anomálií:

• Zmena genómu (počet a tvar chromozómov), čo vedie k rozvoju rôznych abnormalít-Downov syndróm, srdcové chyby, epilepsia, katarakta a ďalšie.
• Dominantné mutácie, ktoré sa prejavujú okamžite u prvej alebo druhej generácie detí.
• Recesívne mutácie. Vyskytujú sa iba vtedy, keď rovnaký gén zmutoval u oboch rodičov. V opačnom prípade sa genetické aberácie nemusia objaviť niekoľko generácií alebo sa nemusia vyskytnúť vôbec.

Ionizujúce žiarenie vedie k vzniku genetickej nestability v bunke v dôsledku porušenia systému opravy poškodenej DNA. Zmena normálneho priebehu biosyntézy má za následok zníženie životaschopnosti a výskyt dedičných chorôb. Nestabilita bunkového genómu je tiež skorým znakom vývoja rakoviny.

Úroveň onkopatie a skryté obdobie

Pretože stochastické účinky majú náhodný charakter, nie je možné spoľahlivo vedieť, kto ich rozvinie a kto nie. Prirodzená miera rakoviny v ľudskej populácii je asi 16% počas celého života. Tento ukazovateľ je vyšší so zvýšením kolektívnej dávky žiarenia, ale v lekárskej vede o tom neexistujú presné údaje.

Pretože vývoj malígnych nádorov je viacstupňový proces, onkopatológie spôsobené stochastickými účinkami majú pomerne dlhé latentné (skryté) obdobie predchádzajúce detekcii ochorenia. Takže s rozvojom leukémie je tento ukazovateľ v priemere asi 8 rokov. Po jadrovom bombardovaní v japonských mestách Hirošima a Nagasaki bola rakovina štítnej žľazy diagnostikovaná po 7-12 rokoch a leukémia-po 3-5 rokoch. Vedci sa domnievajú, že trvanie latentného obdobia pre zhubné ochorenia v určitej lokalizácii závisí od dávka žiarenia.

Dôsledky genetických mutácií

Dôsledky dedičných mutácií sú rozdelené do troch skupín podľa závažnosti priebehu:

• Veľké aberácie – smrť v ranom embryonálnom a popôrodnom období, závažné vrodené malformácie (kraniocerebrálne hernie, absencia kostí lebečnej klenby, mikro-a hydrocefalus; nedostatočný rozvoj alebo úplná absencia očnej gule, anomálie kostného systému - extra prsty, nedostatok končatín a iné), vývojové oneskorenie.
• Fyzická podradnosť (nestabilita vo vzťahu k ukladaniu a prenosu genetického materiálu z generácie na generáciu, zhoršenie odolnosti tela voči nepriaznivým vonkajším faktorom).
• Zvýšené riziko vzniku malígnych nádorov v dôsledku dedičnej predispozície.