Izvori zračenja

Zemlja je neprekidno izložena prirodnim zračenjima iz kosmičkih izvora kao i široko rasprostranjenim prirodnim aktivnim radionuklidima. Intenzitet kosmičkog zračenja zavisi od nadmorske visine i geografske širine (pošto magnetno polje Zemlje utiče na skretanje pojedinih čestica).

Glavni izvori prirodne radioaktivnosti na Zemlji su U238, TO232 i proizvodi njihovog radioaktivnog raspada kao i K40 i C14. Poslednjih 60 godina čovek je povećao nivo prirodne radioaktivnosti, proizvodjenjem nuklearnih oružja i izvodjenjem proba, razvila su se nuklearna industrijska postrojenja, proširila upotreba radioaktivnih izotopa kao i korišćenje u medicinske svrhe. Prirodni nivo zračenja je povišen što se na živu materiju može odraziti na više načina. Bitno je naglasiti da zračenje ne uspostavlja nove funkcije već samo menja postojeće, ili dovodi do eksprimiranja nekih svojstava koja su ranije bila latentna. Veoma je bitno razumevanje delovanja zračenja na žive ćelije, posebno na njihov genetski materijal da bi bolje bile shvaćene posledice koje ono može imati po živi svet.

Jonizacija žive materije zavisi od apsorbovane doze zračenja, ali i od relativnog bioloskog efekta koji različiti tipovi jonizujućeg zračenja mogu proizvesti.

Za poredjenje efikasnosti pojedinih tipova zračenja koristi se relativna biološka efikasnost. Ona se odredjuje poredjenjem doza pojedinih vrsta zračenja koje na nivou bioloških sistema indukuju jednake promene.

Dejstvo na živu materiju

Efekti zračenja na živu materiju mogu biti:

• direktni ili indirektni
• reverzibilni ili ireverzibilni
• akutni ili hronični

Prilikom zračenja do oštećenja tkiva može doći na dva načina - direktnom jonizacijom tkiva ili prenošenjem energije sa drugog molekula (teorija slobodnih radikala). Pri direktnom dejstvu zračenja (target theory), živa materija je izložena seriji udara, a stepen oštećenja je proporcionalan dozi zračenja. Smatra se da svaka ćelija ima osetljivu zonu koja je u većoj meri podložna direktnoj jonizaciji i koja predstavlja "pravu" metu.

Indirektno dejstvo zračenja je od posebne važnosti za živu materiju. Budući da voda predstavlja najveći procenat svih živih organizama, zračenje prvenstveno jonizuje molekule vode a oni tu ekscitaciju prenose dalje na ostale molekule. Jonizacijom vode nastaju slobodni atom vodonika H i hidroksilni radikal OH koji imaju nestabilnu elektronsku strukturu. Oni su veoma reaktivni derivati koji ulaze u niz reakcija sa organskim molekulima ćelija tako što iz njih uklanjaju atome vodonika ili delove molekula pri čemu nastaju kratkoživeći organski raidkali. Kao rezultat ovih procesa dolazi do postupne degradacije makromolekula ćelije, njenog oštećenja, izmene funkcije, nekada i smrti.

Neka od nastalih oštećenja mogu biti ispravljena ćelijskim mehanizmima reparacije i u tom slučaju govorimo o reverzibilnim oštećenjima. Ona uglavnom nastaju pri izlaganju organizma nižim dozama zračenja u kraćem vremenskom periodu.

Kada su ćelije izložene većoj dozi zračenja, ili je to zračenje dugotrajnije, dolazi do akumulacije većeg broja oštećenja koje reparacioni mehanizmi više nisu u stanju da korektno ispravljaju i do ireverzibilnih oštećenja ćelije. Ukoliko su u pitanju oštećenja genetskog materijala, pri čemu dolazi do njihove nekorektne reparacije zračenje će imati mutageni efekat. Ukoliko su lezije DNA takve da se ni na koji način ne mogu ispraviti, ili je došlo do većih oštećenja strukturnih elemenata ćelije zračenje je po ćeliju letalno. Primarni uzrok smrti ozračene ćelije nije tačno utvrdjen. Poznato je da dolazi do smanjenja propustljivosti membrana, oštećenja mitohondrija, hromozomskih aberacija i inaktivacije niza ćelijskih proteina.

Biološke efekte zračenja možemo uočiti kako kod ozračenih jedinki tako i u njihovom potomstvu. U prvom slučaju došlo je do oštećenja somatskih ćelija, dok je u drugom došlo do naslednih promena (mutacija) u polnim ćelijama koje se prenose dalje iz generacije u generaciju. Poznato je da niske doze zračenja imaju genetičke (hronične) efekte, a visoke imaju somatske (akutne).

Veoma visoke doze zracenja (1 KGy i više) dovode do trenutne inaktivacije niza jedinjenja neophodnih za odvijanje metaboličkih procesa, i dovode do molekularne smrti u kratkom vremenskom periodu. Doze od oko 0.1 KGy izizivaju trajna oštećenja na centralnom nervnom sistemu, dovodeći to takozvanog CNS sindroma, praćenog hipersenzibilnošću na nadražaje, poremećajima u koordinaciji i gubitkom svesti pri čemu smrt nastupa za 2-3 dana.

Doze od oko 100 Gy izazivaju gastrointestinalni sindrom, i takodje su letalne.

Subletalne doze (do 10 Gy) dovode do promena u hematopoetskim tkivima (limfociti su najosetljiviji), označenim kao hematopoetski sindrom.

Izlaganje zračenju većem od 0.5 Gy dovodi do pojave radijacione bolesti, čije trajanje i intenzitet zavise od doze zračenja.

Izlaganje nižim dozama zračenja dovodi do ispoljavanja hroničnih efekata zračenja. Pored već pomenutih genetičkih efekata usled dejstva jonizujućeg zračenja na DNA, primećeno je skraćivanje životnog veka jedinki izloženih zračenju kao i pojava radiološkog starenja, nespecifične degradacije tkiva i organa pri čemu su fizioloski parametri za datu jedinku neprimereni njenoj starosti (kao za mnogo stariju jedinku).

Zračenje „in utero“ može dovesti do prenatalne ili neonatalne smrti kao i do razlicitih kongenitalnih malformacija (mikrocefalija, anoftalmija, deformacije udova).

Genetički efekti jonizujućeg zračenja manifestuju se preko povećane frekvencije mutacija koja je direktno proporcionalna jačini ozračenja. Pošto se mutacije mogu objasniti kao povrede gena na mestima koje su pogodili odgovarajući joni, ukoliko je veća doza zračenja proporcionalno će biti veći i broj "pogodaka" - odnosno lezija genetičkog materijala (teorija meta). Pored toga do oštećenja DNA dolazi i dejstvom slobodnih radikala, nastalih usled radiolize vode.

Mutacije nastale dejstvom jonizujućeg zračenja su pretežno recesivne i u najvećem broju imaju veoma štetne posledice po svoje nosioce.

Organizmi na različitim stupnjevima evolutivnog razvoja imaju različitu osetljivost na jonizujuće zračenje. Poluletalne doze (koje izazivaju smrt 50% jedinki populacije) za sisare iznose 1-10 Gy, za insekte oko 100 Gy a za neke protozoe čak do 1000 Gy. Organizmi na nižem stupnju po pravilu imaju slabiju ostetljivost na zračenje.

Efekat zračenja zavisi i od fiziološkog stanja organizma. Ćelije koje su u deobi osetljivije su na zračenje od ćelija u interfazi. Na osetljivost utiče i prisustvo kiseonika. U njegovom prisustvu jonizujući zraci lakše dovode do formiranja organskih peroksida koji su veoma reaktivni sa drugim elementima.

Dejstvo jonizujućeg zračenja na čoveka

Delovanje jonizujućeg zračenja na čoveka moguće je iz razumljivih razloga ispitivati na ograničenom broju jedinki. Ipak veliki je i broj osoba ozračenih usled dugogodišnjeg profesionalnog izlaganja, kao i prilikom različitih nuklearnih akcidenata.

Prilikom eksplozije reaktora u Vinči 1958 godine šest istraživača je ozračeno dozom neutronskog i gama zračenja procenjenom izmedju 2 i 4.5 Gy. Posle intenzivnog lečenja i presadjivanja koštane srži petoro je preživelo ovo ozračenje.

Deset godina posle ozracenja medju subjektivnim tegobama kod svih pacijenata je dominirao osećaj zamora, malaksalost i povremene nesvestice. Analizom hromozomskih aberacija u limfocitima periferne krvi utvrdjena je učestalost od 4.3-10% dok je kod kontrolne grupe ona iznosila 2.3%. kod 4 lica je registrovana pojava katarakte u većoj ili manjoj meri. Kod svih lica su zapaženi znaci izrazitog neurasteničnog sindroma, kao funkcionalne promene nervnog sistema usled izlaganja visokim dozama zračenja.

Različita ispitivanja osoba izloženih povišenoj radioaktivnosti tokom dužeg niza godina (rudari, medicinsko osoblje itd.) ukazuju na povećavanje frekvencije hromozomskih aberacija u limfocitima periferne krvi, pronadjene su multipne hromozomske aberacije u analiziranim ćelijama (formiranje dicentričnih i ring hromozoma, translokacije).

Ispitivanja vršena posle Černobilske katastrofe takodje pokazuju značajno povećanje frekvencije pojave hromozomskih aberacija. Primećena je i povećana radiosenzitivnost već ozračenog genetičkog materijala. Kod ozračene dece dodatno zračenje uzorka limfocita od 0.3 Gy indukuje iste aberacije kao i zračenje od 1 Gy kod kontrolnog uzorka. U toku poslednje decenije došlo je i do značajnog povećavanja pojave karcinoma kod dece i kod odraslih naročito karcinoma tireoidne žlezde.

Pored zdravstvenih posledica ne treba zaobići ni psihološke efekte, naročito u slučajevima nuklearnih katastrofa. Činjenica da se zračenje ne može neposredno osetiti čulima, a da je poznato da su njegova razorna moć i posledice po živa bića ogromne, utiču na pojavu straha i anksioznosti. Često može doći do preuveličavanja postojeće opasnosti kada se osim realnog straha stvara i iracionalni strah označen kao radiofobija, koji kontinuirano ugrožava ljudsko zdravlje remeteći emocionalnu ravnotežu i dovodeći organizam u stanje hroničnog stresa koje za posledicu može imati različite neurotične (depresija, anksioznost, histerija) ili psihosomatske tegobe (lupanje srca, povišen pritisak, pucanje čira i sl). Zbog toga je od velikog značaja kako pravilno i verodostojno informisanje u akcidentnim situacijama, tako i postojanje preventivnih edukativnih programa koji bi obuhvatali sve kategorije stanovnistva

Name

Email

Website

Title

Comment

Add Comment

Copyright 2007. All Rights Reserved.