Undersøgelsen af de langsigtede virkninger af stråling begyndte i 20'erne af det XX århundrede. Undersøgelser har vist, at ioniserende stråling er årsagen til kromosomale mutationer. En undersøgelse af sundheden for indbyggere i de japanske byer Hiroshima og Nagasaki viste, at 12 år efter atombomben steg forekomsten af kræft hos de mennesker, der blev udsat for stråling. Desuden er risikoen for at udvikle kræft ikke forbundet med tærskelmodellen, når sygdommen opstår som følge af overskridelse af den "kritiske" værdi af den modtagne dosis. Den øges lineært, selv ved kortvarig bestråling. Disse fænomener er forbundet med den stokastiske effekt af stråling. Ifølge videnskabsmænd øger enhver dosis af stråling risikoen for ondartede tumorer og genetiske lidelser.
Hvad er den stokastiske effekt af ioniserende stråling?
Stråling har en ødelæggende effekt på biologiske væv. I moderne videnskab er der 2 varianter af sådanne konsekvenser: deterministiske og stokastiske effekter. Den første type kaldes ogsåforudbestemt (fra det latinske ord determino - "bestemme"), det vil sige, at konsekvenserne opstår, når dosistærsklen nås. Hvis den overskrides, øges risikoen for afvigelser.
Patologier som følge af deterministiske virkninger omfatter akut strålingsskade, strålingssyndromer (knoglemarv, gastrointestinal, cerebral), forringelse af reproduktiv funktion, grå stær. De noteres så hurtigt som muligt efter at have modtaget en dosis stråling, sjældnere - på lang sigt.
Stokastiske eller tilfældige effekter (fra det græske ord stochastikos - "at vide, hvordan man gætter") er sådanne effekter, hvis sværhedsgrad ikke afhænger af strålingsdosis. Dosisafhængighed manifesteres i en stigning i forekomsten af patologi blandt en population af levende organismer. Potentialet for negative virkninger eksisterer selv ved kortvarig eksponering.
Differences
Forskellene mellem den stokastiske strålingseffekt og den deterministiske er beskrevet i nedenstående tabel.
| Kriterium | Deterministiske effekter | Stokastiske effekter |
| Tærskeldosis | Manifesteret ved høje doser (>1 Gy). Hvis tærskelværdien overskrides, er sygdommen uundgåelig (forudbestemt, bestemt). Sværhedsgraden af skaden stiger med stigende dosis | Observeret ved lave og mellemstore doser. Patogenese er dosisuafhængig |
| skademekanisme | Celledød, der fører til dysfunktion af væv og organer |
Bestrålede celler forbliver i live, men ændrer sig og giver muterende afkom. Kloner kan undertrykkes af kroppens immunsystem. Ellers udvikles kræft, og hvis kønsceller påvirkes, reducerer arvelige defekter den forventede levetid |
| Spawn-tid | Inden for timer eller dage efter eksponering | Efter latensperioden. Sygdommen er tilfældig |
Et af kendetegnene ved stokastiske fænomener er, at de kan opstå samtidig med kronisk strålingssygdom.
Visninger
Stokastiske effekter omfatter 2 typer ændringer afhængigt af hvilken celletype der er påvirket:
- Somatiske virkninger (maligne tumorer, leukæmi). De afsløres under langtidsobservation.
- Arvede effekter registreret hos afkom fra udsatte individer. Opstår på grund af beskadigelse af genomet i kønsceller.
Begge typer defekter kan forekomme både i en udsat persons krop og i hans afkom.
Cellemutation
Mutationsprocesser i en celle, der udsættes for stråling, fører ikke til dens død, men stimulerer genetisk transformation. Der er en såkaldt strålingsinduceret mutation - en kunstigt induceret ændring i strukturerceller, der er ansvarlige for overførsel af arvelig information. De er permanente.
Cellulære mutationer er altid til stede i naturlige mekanismer. Som et resultat er børn forskellige fra deres forældre. Denne faktor er meget vigtig for den biologiske udvikling. Spontane kræftsygdomme og genetiske patologier er konstant til stede i den menneskelige befolkning. Ioniserende stråling er et yderligere middel, der øger sandsynligheden for, at sådanne ændringer opstår.
I lægevidenskaben er det almindeligt accepteret, at selv en transformeret celle kan igangsætte udviklingen af en tumorproces. DNA-brud og kromosomafvigelser kan forekomme efter en enkelt ioniseringshændelse.
Sygdomme
En pålidelig sammenhæng mellem visse sygdomme og utilsigtede virkninger af stråling blev først bevist i 90'erne af det XX århundrede. Nedenfor er de stokastiske virkninger af ioniserende stråling:
- Ondartede tumorer i hud, mave, knoglevæv, mælkekirtler hos kvinder, lunger, æggestokke, skjoldbruskkirtel, tyktarm. Neoplastiske sygdomme i det hæmatopoietiske system.
- Ikke-tumorsygdomme: hyperplasi (overdreven cellereproduktion) eller aplasi (omvendt proces) af organer bestående af bindevæv (lever, milt, bugspytkirtel og andre), sklerotiske patologier, hormonforstyrrelser.
- Genetiske konsekvenser.
Arvelige anomalier
I gruppen af genetiske effekter skelnes der mellem 3 typer af anomalier:
- Ændringer i genomet (antallet og formen af kromosomer), der fører til udvikling af forskellige abnormiteter - Downs syndrom, hjertefejl, epilepsi, grå stær og andre.
- Dominante mutationer, der optræder umiddelbart i første eller anden generation af børn.
- Recessive mutationer. De opstår kun, når det samme gen er muteret i begge forældre. Ellers opstår genetiske afvigelser muligvis ikke i flere generationer eller forekommer måske slet ikke.
Ioniserende stråling fører til genetisk ustabilitet i cellen på grund af forstyrrelser i systemet til reparation af beskadiget DNA. En ændring i det normale forløb af biosyntese medfører et fald i levedygtighed og forekomsten af arvelige sygdomme. Ustabilitet af cellegenomet er også et tidligt tegn på kræftudvikling.
Onkopatiniveau og latent periode
Da stokastiske effekter er tilfældige af natur, er det umuligt pålideligt at vide, hvem der vil udvikle dem, og hvem der ikke vil. Den naturlige forekomst af kræft i den menneskelige befolkning er omkring 16% gennem hele livet. Dette tal er højere med stigende kollektiv strålingsdosis, men der er ingen nøjagtige data om dette i lægevidenskaben.
Da udviklingen af ondartede tumorer er en flertrinsproces, har onkopatologier på grund af stokastiske virkninger en ret lang latent (skjult) periode forud for påvisningen af sygdommen. Så med udviklingen af leukæmi er dette tal i gennemsnit omkring 8 år. Efter atomkraftbombninger i de japanske byer Hiroshima og Nagasaki, kræft i skjoldbruskkirtlen blev diagnosticeret efter 7-12 år, og leukæmi efter 3-5 år. Forskere mener, at varigheden af den latente periode for maligne sygdomme i en bestemt lokalisering afhænger af strålingsdosis.
Konsekvenser af genetiske mutationer
Konsekvenserne af arvelige mutationer er opdelt i tre grupper efter forløbets sværhedsgrad:
- Større aberrationer - død i den tidlige embryonale og postpartum periode, alvorlige medfødte misdannelser (kraniocerebral brok, fravær af knogler i kraniehvælvingen, mikro- og hydrocephalus; underudvikling eller fuldstændig fravær af øjeæblet, anomalier i skeletsystemet - ekstra fingre, fravær lemmer og andet), udviklingsforsinkelse.
- Fysisk funktionsnedsættelse (ustabilitet i forhold til opbevaring og overførsel af genetisk materiale fra generation til generation, forringelse af kroppens modstandsdygtighed over for ugunstige eksterne faktorer).
- Øget risiko for at udvikle maligne tumorer som følge af arvelig disposition.
