Stochastický účinek ionizujícího záření

Studium dlouhodobých účinků záření začalo ve 20. letech 20. století. Jak ukázaly studie, ionizující záření je příčinou chromozomálních mutací. Studium zdraví obyvatelé japonských měst Hirošimy a Nagasaki ukázali, že 12 let po jaderném bombardování se zvýšila míra rakoviny u těch lidí, kteří byli vystaveni záření. Riziko rakoviny navíc nesouvisí s prahovým modelem, kdy onemocnění vzniká v důsledku překročení "kritické" hodnoty výsledné dávky. Zvyšuje se lineárně, a to i při krátkodobém ozáření. Tyto jevy jsou spojeny se stochastickým účinkem záření. Podle vědců jakákoli dávka záření zvyšuje riziko maligních nádorů a genetických poruch.

Co je stochastický účinek ionizujícího záření?

Záření má destruktivní účinek na biologické tkáně. V moderní vědě existují 2 možnosti pro tyto důsledky: deterministické a stochastické účinky. První typ se také nazývá předdefinovaný (z latinského slova determino - "definovat"), to znamená, že důsledky vznikají při dosažení prahové hodnoty dávky. Při překročení se zvyšuje riziko odchylek.

Patologie vyplývající z deterministických účinků zahrnují akutní radiační lézi, radiační syndromy( kostní dřeň, gastrointestinální, mozková), zhoršení reprodukční funkce, katarakta. Jsou oslavovány v žádném okamžiku po obdržení dávky záření, méně často-ve vzdáleném období.

Stochastické nebo náhodné účinky (z řeckého slova stochastikos - "umět hádat") jsou takové důsledky, jejichž závažnost nezávisí na dávce záření. Závislost na dávce se projevuje zvýšením výskytu patologie u populace živých organismů. Pravděpodobnost negativních důsledků existuje i při krátkodobé expozici.

Rozdíly

Rozdíly mezi stochastickým efektem záření a deterministickým jsou popsány v tabulce níže.

Jedním z rysů stochastických jevů je, že mohou současně proudit spolu s chronickým radiačním onemocněním.

Druhy

Stochastické účinky zahrnují 2 typy změn podle toho, jaký druh buněk je ovlivněn:

• Somatické účinky (maligní nádory, leukémie) . Jsou detekovány při dlouhodobém sledování.
• Dědičné účinky zaznamenané u potomků ozářených jedinců. Vznikají v důsledku poškození genomu v zárodečných buňkách.

Oba typy defektů se mohou objevit jak v těle ozářené osoby, tak u jejích potomků.

Mutace buněk

Mutační procesy v radiačně exponované buňce nevedou k její smrti, ale stimulují genetickou transformaci. Vzniká takzvaná radiačně indukovaná mutace-uměle vyvolaná změna buněčných struktur, které jsou zodpovědné za přenos dědičných informací. Jsou trvalé povahy.

Buněčné mutace jsou vždy v přirozených přírodních mechanismech. Díky nim se děti liší od svých rodičů. Tento faktor je velmi důležitý pro biologický vývoj. Spontánní rakovinné a genetické patologie jsou v lidské populaci trvale přítomny. Ionizující záření je dalším činidlem, které zvyšuje pravděpodobnost výskytu takových změn.

V lékařské vědě se obecně věří, že i jedna transformovaná buňka může zahájit vývoj nádorového procesu. Zlomení DNA a chromozomální aberace se mohou objevit po jednom incidentu ionizace.

Onemocnění

Spolehlivé spojení určitých nemocí a náhodných účinků záření bylo prokázáno až v 90. letech XX v. Níže je uvedeno, co se týká stochastických účinků ionizujícího záření:

• Maligní nádory kůže, žaludku, kostní tkáně, prsní žlázy u žen, plíce, vaječníky, štítná žláza, tračník. Neoplastická onemocnění hematopoetického systému.
• Neoplastická onemocnění: hyperplazie (nadměrná reprodukce buněk) nebo aplázie (reverzní proces) orgánů sestávajících z pojivové tkáně (játra, slezina, slinivka břišní a další), sklerotické patologie, hormonální poruchy.
• Genetické důsledky.

Dědičné anomálie

Ve skupině genetických účinků se rozlišují 3 typy abnormalit:

• Změna genomu (počet a tvar chromozomů) vedoucí k rozvoji různých abnormalit-Downův syndrom, srdeční vady, epilepsie, katarakta a další.
• Dominantní mutace, které se projevují okamžitě, v první nebo druhé generaci dětí.
• Recesivní mutace. Vyskytují se pouze tehdy, když oba rodiče mutovali stejný gen. Jinak se genetické aberace nemusí projevit po generace nebo se vůbec nevyskytují.

Ionizující záření vede ke vzniku genetické nestability v buňce v důsledku poruch v systému opravy poškozených DNA. Změna normálního průběhu biosyntézy zahrnuje snížení životaschopnosti a výskyt dědičných onemocnění. Nestabilita buněčného genomu je také časným příznakem vývoje rakoviny.

Úroveň onkologie a latentní období

Protože stochastické účinky jsou náhodné, nemůžete spolehlivě zjistit, u koho se vyvinou a kdo ne. Přirozená míra rakoviny v lidské populaci je asi 16% po celý život. Toto číslo je vyšší, když se zvyšuje kolektivní dávka záření, ale v lékařské vědě neexistují žádné přesné údaje.

Protože vývoj maligních nádorů je vícestupňový proces, onkologie způsobené stochastickými účinky mají poměrně dlouhé latentní (latentní) období před identifikací onemocnění. Takže s rozvojem leukémie je tento ukazatel v průměru asi 8 let. Po jaderném bombardování v japonských městech byla Hirošima a Nagasaki diagnostikována rakovina štítné žlázy po 7-12 letech a leukémie po 3-5 letech. Vědci věří, že doba latence pro maligní onemocnění v určité lokalizaci závisí na dávka ozáření.

Důsledky genetických mutací

Důsledky dědičných mutací jsou rozděleny do tří skupin podle závažnosti průběhu:

• Velké aberace-smrt v časném embryonálním a postnatálním období, závažné vrozené vady (kraniocerebrální kýly, absence kostí lebečního oblouku, mikro - a hydrocefalus; nedostatečný vývoj nebo úplná absence oční bulvy, abnormality kostního systému-extra prsty, nedostatek končetin a další), zpoždění vývoje.
• Fyzická podřadnost (nestabilita ve vztahu k ukládání a přenosu genetického materiálu z generace na generaci, zhoršení odolnosti organismu vůči nepříznivým vnějším faktorům).
• Zvýšené riziko vzniku maligních nádorů v důsledku dědičné predispozice.