Studiul efectelor pe termen lung ale radiațiilor a început în anii 20 ai secolului XX. Studiile au arătat că radiațiile ionizante sunt cauza mutațiilor cromozomiale. Un studiu al sănătății locuitorilor orașelor japoneze Hiroshima și Nagasaki a arătat că la 12 ani de la bombardamentul nuclear, incidența cancerului la persoanele care au fost expuse la radiații a crescut. Mai mult decât atât, riscul de a dezvolta cancer nu este asociat cu modelul de prag, atunci când boala apare ca urmare a depășirii valorii „critice” a dozei primite. Crește liniar, chiar și cu iradiere pe termen scurt. Aceste fenomene sunt asociate cu efectul stocastic al radiațiilor. Potrivit oamenilor de știință, orice doză de radiații crește riscul de apariție a tumorilor maligne și a tulburărilor genetice.
Care este efectul stocastic al radiațiilor ionizante?
Radiațiile au un efect distructiv asupra țesuturilor biologice. În știința modernă, există 2 variante ale unor astfel de consecințe: efecte deterministe și stocastice. Primul tip se mai numeștepredeterminat (din latinescul determino - „determină”), adică consecințele apar atunci când se atinge pragul de doză. Dacă este depășit, riscul de abateri crește.
Patologiile rezultate din efectele deterministe includ leziuni acute ale radiațiilor, sindroame de radiații (măduvă osoasă, gastrointestinale, cerebrale), deteriorarea funcției reproductive, cataracta. Se notează cât mai curând posibil după ce au primit o doză de radiații, mai rar - pe termen lung.
Efectele stocastice sau aleatorii (de la cuvântul grecesc stochastikos - „a ști să ghicesc”) sunt astfel de efecte, a căror severitate nu depinde de doza de radiație. Dependența de doză se manifestă printr-o creștere a incidenței patologiei în rândul unei populații de organisme vii. Potențialul de efecte adverse există chiar și în cazul expunerii pe termen scurt.
Diferențe
Diferentele dintre efectul radiatiei stocastice si cel determinist sunt descrise in tabelul de mai jos.
| Criteriu | Efecte deterministe | Efecte stocastice |
| Doza prag | Manifestat la doze mari (>1 Gy). Dacă valoarea pragului este depășită, boala este inevitabilă (predeterminată, determinată). Severitatea rănii crește odată cu creșterea dozei | Observat la doze mici și medii. Patogenia este independentă de doză |
| Mecanismul de deteriorare | Moartea celulară care duce la disfuncția țesuturilor și a organelor |
Celulele iradiate rămân în viață, dar se schimbă și dau descendenți mutanți. Clonele pot fi suprimate de sistemul imunitar al organismului. În caz contrar, se dezvoltă cancerul și, dacă celulele germinale sunt afectate, defectele ereditare reduc speranța de viață |
| Timp de apariție | În câteva ore sau zile de expunere | După perioada de latență. Boala este aleatorie |
Una dintre caracteristicile fenomenelor stocastice este că pot apărea simultan cu boala cronică de radiații.
Vizualizări
Efectele stocastice includ 2 tipuri de modificări, în funcție de tipul de celulă afectat:
- Efecte somatice (tumori maligne, leucemie). Acestea sunt dezvăluite în timpul observației pe termen lung.
- Efecte moștenite înregistrate la descendenții indivizilor expuși. Apare din cauza deteriorării genomului din celulele germinale.
Ambele tipuri de defecte pot apărea atât în corpul unei persoane expuse, cât și la descendenții acestuia.
Mutație celulară
Procesele mutaționale dintr-o celulă expusă la radiații nu duc la moartea acesteia, ci stimulează transformarea genetică. Există o așa-numită mutație indusă de radiații - o schimbare indusă artificial în structuricelulele care sunt responsabile de transmiterea informațiilor ereditare. Sunt permanente.
Mutațiile celulare sunt întotdeauna prezente în mecanismele naturale. Drept urmare, copiii sunt diferiți de părinții lor. Acest factor este foarte important pentru dezvoltarea biologică. Patologiile canceroase și genetice spontane sunt prezente în mod constant în populația umană. Radiațiile ionizante sunt un agent suplimentar care crește probabilitatea ca astfel de modificări să apară.
În știința medicală, este general acceptat că chiar și o celulă transformată poate iniția dezvoltarea unui proces tumoral. Ruperea ADN-ului și aberațiile cromozomiale pot apărea după un singur incident de ionizare.
Boli
O legătură fiabilă între anumite boli și efectele accidentale ale radiațiilor a fost dovedită abia în anii 90 ai secolului XX. Mai jos sunt enumerate efectele stocastice ale radiațiilor ionizante:
- Tumori maligne ale pielii, stomacului, țesutului osos, glandelor mamare la femei, plămânilor, ovarelor, glandei tiroide, colonului. Boli neoplazice ale sistemului hematopoietic.
- Boli non-tumorale: hiperplazie (reproducție celulară excesivă) sau aplazie (proces invers) de organe constând din țesut conjunctiv (ficat, splină, pancreas și altele), patologii sclerotice, tulburări hormonale.
- Consecințe genetice.
anomalii ereditare
În grupul efectelor genetice se disting 3 tipuri de anomalii:
- Modificări ale genomului (numărul și forma cromozomilor), care duc la dezvoltarea diferitelor anomalii - sindromul Down, defecte cardiace, epilepsie, cataractă și altele.
- Mutații dominante care apar imediat la prima sau a doua generație de copii.
- Mutații recesive. Ele apar doar atunci când aceeași genă este mutată la ambii părinți. În caz contrar, este posibil ca aberațiile genetice să nu apară timp de câteva generații sau să nu apară deloc.
Radiațiile ionizante duc la instabilitate genetică în celulă din cauza tulburărilor în sistemul de reparare a ADN-ului deteriorat. O modificare a cursului normal al biosintezei implică o scădere a viabilității și apariția bolilor ereditare. Instabilitatea genomului celular este, de asemenea, un semn precoce al dezvoltării cancerului.
Nivel de oncopatie și perioada latentă
Deoarece efectele stocastice sunt aleatorii în natură, este imposibil să știm cu încredere cine le va dezvolta și cine nu. Rata naturală a cancerului în populația umană este de aproximativ 16% pe tot parcursul vieții. Această cifră este mai mare odată cu creșterea dozei colective de radiații, dar nu există date exacte despre aceasta în știința medicală.
Deoarece dezvoltarea tumorilor maligne este un proces în mai multe etape, oncopatologiile datorate efectelor stocastice au o perioadă de latentă (ascunsă) destul de lungă premergătoare depistarii bolii. Deci, odată cu dezvoltarea leucemiei, această cifră este în medie de aproximativ 8 ani. După nuclearăbombardamentele din orașele japoneze Hiroshima și Nagasaki, cancerul tiroidian a fost diagnosticat după 7-12 ani, iar leucemia după 3-5 ani. Oamenii de știință cred că durata perioadei latente pentru bolile maligne într-o anumită localizare depinde de doza de radiații.
Consecințele mutațiilor genetice
Consecințele mutațiilor ereditare sunt împărțite în trei grupe în funcție de severitatea cursului:
- Aberații majore - moarte în perioada embrionară precoce și postpartum, malformații congenitale grave (hernie cranio-cerebrală, absența oaselor bolții craniene, micro și hidrocefalie; subdezvoltarea sau absența completă a globului ocular, anomalii ale sistemului osos - degete suplimentare, absența membrelor și altele), întârziere în dezvoltare.
- Dizabilitate fizică (instabilitate în legătură cu stocarea și transmiterea materialului genetic din generație în generație, deteriorarea rezistenței organismului la factorii externi adversi).
- Risc crescut de a dezvolta tumori maligne ca urmare a predispoziției ereditare.
