Az ionizáló sugárzás hatásai
Az ionizáló sugárzás hatásai
Amikor az ionizáló sugárzás eléri a sejtet, a sugárzási energiát a sejt molekulái felveszik (abszorbeálják). Ennek az energianak az a hatása, hogy elektronokat bocsát ki a molekulákból (ionizáció), vagy megbontja a kötődéseket a molekulákban. A kapott molekulátípusok (gyökök) kémiailag nagyon reagálnak és elektromosan töltöttek vagy semlegesek. Ezek a gyökök reagálnak a sejten belüli többi molekulával, ami közvetlenül vagy közvetve a sejtkárosodáshoz vezethet. A legtöbb esetben a vízmolekulákat érinti. A sejten belüli egyéb anyagok ugyanakkor szintén befolyásolhatók, mint például a fehérjék vagy a DNS (a genetikai információ vivőmolekulái). A szervezetre gyakorolt hosszú távú hatások szempontjából a DNS változásai különösen fontosak.
A sugárzás hatása a sejtre
Általában a sejt képes javítani a sugárzás károsodását, ami azt jelenti, hogy biológiai hatások nem figyelhetők meg. Ha azonban a sejt nem tudja megjavítani a károsodást, akkor általában megcélzott programozott sejthalál (apoptózis) révén meghal. Nagyon magas sugárterhelés által okozott súlyos károsodás esetén a sejt ellenőrizetlenül elpusztul (nekrózis). Hibás vagy nem megfelelő javulás esetén genetikailag megváltozott (mutált) sejtek fejlődhetnek, amelyek szintén képesek replikálódni.
A sugárzás hatása a szervezetre
Az, hogy a sugárterhelés egészségkárosodáshoz vezet-e, és milyen mértékben, függ az elnyelt sugárterheléstől, a sugárzás típusától és a leginkább érintett szerv vagy test szövetétől. A sugárkárosodást a természetes forrásokból (például radon) származó ionizáló sugárzás is okozhatja.
Referenciaként: Magyarországon élő emberek számára a természetes forrásokból származó dózis átlagosan évente kb. 2-3 milliszievert.
Molekula
A molekula atomcsoport, amelyet kémiai kötések tartanak össze. Egy molekula ugyanazon kémiai elem több atomjából vagy különböző elemek atomjaiból állhat.
A hidrogén molekula ugyanazon kémiai elem atomjaiból áll: H 2 = 2 hidrogén atom (H: a hidrogén kémiai szimbóluma).
A vízmolekula ezzel szemben különböző kémiai elemek atomjaiból áll: H 2 O = 2 hidrogén atom + 1 oxigén atom (O: az oxigén kémiai szimbóluma).
Általában különbséget kell tenni a determinisztikus és a sztochasztikus sugárzás hatása között.
- Az ionizáló sugárzás által okozott szövetkárosodást determinisztikus sugárzásnak nevezik. A károsodás súlyossága az adag növelésével növekszik. Általában van egy küszöbérték, amely felett károsodás lép fel. A determinisztikus hatásokra példa a bőrpír és az epiláció.
A bizonyos küszöbértéket meghaladó sugárzási dózisok specifikus szöveti reakciókat okozhatnak az emberi testben, más néven determinisztikus sugárkárosodásoknak . A tipikus küszöbérték körülbelül 500 milliszievert ( mSv ). A determinisztikus hatások a sejtek tömeges elpusztulásának és az érintett szervek vagy szövetek funkcióinak későbbi veszteségének az eredményei. Különösen érintettek
- a bőr
- a haj
- a gyomor-bél hám
Az adagküszöb fölött a sérülés súlyossága az adaggal növekszik, és a károsodás korábban jelentkezik nagyobb adagok beadása után. A küszöbérték alatt lévő sugárzás nem okoz determinisztikus hatásokat. A később jelentkező sztochasztikus hatásokat azonban nem lehet kizárni.
Akut sugárzási sérülések
A determinisztikus sugárterhelés általában akut hatás, azaz napokon vagy heteken belül jelentkezik a magas sugárterhelés után. Az akut sugárterhelés többek között a következőket foglalja magában:
- bőrpír (bőrpír, égési reakciókhoz hasonló jelenségek)
- hajhullás
- termékenységi romlás
- anémia
A sugárvédelem meghatározza azokat az adaghatárokat, amelyek kizárják az akut sugárterheléseket.
Késői determinisztikus hatások
Vannak olyan késői determinisztikus hatások, mint a tüdőfibrózis (a rostos kötőszövet növekedése a tüdőfunkció elvesztéséhez vezet). 6–24 hónappal az expozíció után jelenik meg.
Az ionizáló sugárzás által a sejtek genetikai anyagában ( DNS ) bekövetkezett változásokat sztochasztikus sugárzási károsításnak nevezik. Ezek csak bizonyos valószínűséggel fordulnak elő. A károsodás valószínűsége az adagoktól függ, míg a károsodás súlyosságát az adag nem befolyásolja. A rák és a leukémia példák a sztochasztikus károsodásokra.
A sztochasztikus sugárzás károsodása
A sejt genetikai információját megváltoztathatja a DNS hibás vagy nem megfelelő javítása. A sejtosztódás természetes folyamata során a megváltozott (mutált) sejtek replikálódnak. Szomatikus sejtek esetében ez az eljárás a rák kialakulásához vezethet, évekig az expozíció után. A sugárzás által kiváltott örökletes rendellenességeket az emberben eddig nem figyelték meg, ám ezeket állatkísérletekkel bizonyították.
A herékben vagy a petefészekben termelt csírasejtekben a genetikai információk megváltoztatása öröklött hibákat okozhat a következő generációkban. A szomatikus sejtekkel, valamint a csírasejtekkel kapcsolatos kifejezés sztochasztikus sugárzás károsodása. Ez előfordulhat alacsony dózisú ionizáló sugárzással is . Ez azt jelenti, hogy mind az alacsony, mind a nagy dózisok sztochasztikus károsodást okozhatnak, de ennek nem feltétlenül szükséges. Az ilyen típusú sugárterhelés valószínűsége azonban növekszik a sugárterhelés növekedésével. A sugárterhelés és a betegség kezdete között hosszú idő telik el (úgynevezett latencia időszak ).
A determinisztikus és sztochasztikus sugárzási hatások összehasonlítása
Determinisztikus sugárzási hatások | Sztochasztikus sugárzási hatások | |
---|---|---|
Leírás | Szövetek és szervek károsodása, leginkább azonnal | Késleltetett károsodás a sérült DNS-sel rendelkező sejtek miatt |
A kár oka | Számos sejt elpusztulása vagy diszfunkciója | Az egyes mutált sejtek (szomatikus vagy csírasejtek) mutációi és későbbi replikációja |
Dózisfüggőség | Minél nagyobb a sugárzási dózis, annál súlyosabb a sugárterhelés | Minél nagyobb a sugárzási dózis, annál nagyobb a sugárzás károsodásának valószínűsége |
Dózisküszöbérték | Körülbelül 500 milliszievert (mSv); a születendő gyermeknél kb. 50–100 mSv |
Nem létezik |
Példák | Bőrpír, hajhullás, meddőség, akut sugárszindróma, rendellenességek és agyi rendellenességek a születendő gyermekben |
Rák, leukémia, örökletes hatások |
A sugárvédelem célja
A sugárvédelem célja az emberi egészség védelme. Célja, hogy megbízható módon kerülje el a determinisztikus sugárzási hatásokat, és észerűen elérhető szintre csökkentse a sztochasztikus hatások kockázatát.
Vállaljuk az ionizáló sugárzások műszeres mérését, valamint – igény szerint – a műszaki és gazdasági paraméterek optimális kiválasztásában is segítünk.