Kiirguse pikaajaliste mõjude uurimine algas XX sajandi 20. aastatel. Uuringud on näidanud, et ioniseeriv kiirgus on kromosomaalsete mutatsioonide põhjuseks. Jaapani linnade Hiroshima ja Nagasaki elanike terviseuuring näitas, et 12 aastat pärast tuumapommitamist suurenes kiirgusega kokku puutunud inimeste haigestumine vähki. Veelgi enam, vähki haigestumise risk ei ole seotud lävemudeliga, kui haigus tekib saadud annuse "kriitilise" väärtuse ületamise tagajärjel. See suureneb lineaarselt isegi lühiajalise kiiritamise korral. Need nähtused on seotud kiirguse stohhastilise mõjuga. Teadlaste sõnul suurendab igasugune kiirgusdoos pahaloomuliste kasvajate ja geneetiliste häirete riski.
Mis on ioniseeriva kiirguse stohhastiline mõju?
Kiirgus mõjub bioloogilistele kudedele hävitav alt. Kaasaegses teaduses on selliste tagajärgede 2 varianti: deterministlikud ja stohhastilised efektid. Esimest tüüpi nimetatakse kaettemääratud (ladina sõnast determino - "määrama"), see tähendab, et tagajärjed ilmnevad annuse läve saavutamisel. Selle ületamisel suureneb kõrvalekallete oht.
Deterministlikest mõjudest tulenevate patoloogiate hulka kuuluvad äge kiirituskahjustus, kiirgussündroomid (luuüdi, seedetrakti, aju), reproduktiivfunktsiooni halvenemine, katarakt. Need märgitakse võimalikult kiiresti pärast kiirgusdoosi saamist, harvemini – pikemas perspektiivis.
Stohhastilised ehk juhuslikud mõjud (kreeka sõnast stochastikos – "oskus ära arvata") on sellised mõjud, mille raskusaste ei sõltu kiirgusdoosist. Annussõltuvus väljendub patoloogia esinemissageduse suurenemises elusorganismide populatsioonis. Kahjulike mõjude potentsiaal on olemas isegi lühiajalise kokkupuute korral.
Erinevused
Stohhastilise ja deterministliku kiirguse efekti erinevusi on kirjeldatud allolevas tabelis.
| Criterion | Deterministlikud efektid | Stohhastilised efektid |
| Läviannus | Avaldub suurtes annustes (>1 Gy). Kui läviväärtus on ületatud, on haigus vältimatu (ettemääratud, määratud). Vigastuse raskus suureneb annuse suurendamisel | Täheldatud väikeste ja keskmiste annuste korral. Patogenees on annusest sõltumatu |
| Kahjustamise mehhanism | Rakusurm, mis põhjustab kudede ja elundite talitlushäireid | Kiiritatud rakud jäävad ellu, kuid muutuvad ja annavad muteerunud järglasi. Keha immuunsüsteem võib kloone alla suruda. Vastasel juhul areneb vähk välja ja kui sugurakud on kahjustatud, vähendavad pärilikud defektid eeldatavat eluiga |
| Kudemisaeg | Tundide või päevade jooksul pärast kokkupuudet | Pärast latentsusperioodi. Haigus on juhuslik |
Stohhastiliste nähtuste üheks tunnuseks on see, et need võivad ilmneda samaaegselt koos kroonilise kiiritushaigusega.
Vaatused
Stohhastilised efektid hõlmavad kahte tüüpi muudatusi, sõltuv alt sellest, millist tüüpi lahtrit see mõjutab:
- Somaatilised mõjud (pahaloomulised kasvajad, leukeemia). Need ilmnevad pikaajalise vaatluse käigus.
- Pärilikud mõjud, mis on registreeritud eksponeeritud isikute järglastel. Tekib sugurakkude genoomi kahjustuse tõttu.
Mõlemat tüüpi defektid võivad ilmneda nii kokkupuutuva inimese kehas kui ka tema järglastel.
Rakumutatsioon
Mutatsiooniprotsessid kiirgusele avatud rakus ei vii selle surmani, vaid stimuleerivad geneetilist transformatsiooni. Tekib nn kiirgusest tingitud mutatsioon – kunstlikult esile kutsutud muutus struktuuridesrakud, mis vastutavad päriliku teabe edastamise eest. Need on püsivad.
Rakumutatsioonid esinevad alati looduslikes mehhanismides. Sellest tulenev alt erinevad lapsed oma vanematest. See tegur on bioloogilise arengu jaoks väga oluline. Inimpopulatsioonis esineb pidev alt spontaanseid vähkkasvajaid ja geneetilisi patoloogiaid. Ioniseeriv kiirgus on lisaaine, mis suurendab selliste muutuste esinemise tõenäosust.
Arstiteaduses on üldiselt aktsepteeritud, et isegi üks transformeeritud rakk võib algatada kasvajaprotsessi arengu. DNA katkemine ja kromosoomiaberratsioonid võivad tekkida pärast ühte ionisatsioonijuhtumit.
Haigused
Usaldusväärne seos teatud haiguste ja kiirguse juhuslike mõjude vahel tõestati alles XX sajandi 90ndatel. Allpool on loetletud ioniseeriva kiirguse stohhastilised mõjud:
- Naha, mao, luukoe, piimanäärmete pahaloomulised kasvajad naistel, kopsud, munasarjad, kilpnääre, käärsool. Hematopoeetilise süsteemi kasvajalised haigused.
- Mittekasvajahaigused: sidekoest koosnevate organite (maks, põrn, pankreas jt) hüperplaasia (rakkude liigne paljunemine) või aplaasia (pöördprotsess), sklerootilised patoloogiad, hormonaalsed häired.
- Geneetilised tagajärjed.
Pärilikud anomaaliad
Geneetilise mõju rühmas eristatakse 3 tüüpi kõrvalekaldeid:
- Muutused genoomis (kromosoomide arv ja kuju), mis viivad erinevate kõrvalekallete tekkeni – Downi sündroom, südamerikked, epilepsia, katarakt ja teised.
- Domineerivad mutatsioonid, mis ilmnevad kohe esimese või teise põlvkonna lastel.
- Retsessiivsed mutatsioonid. Need tekivad ainult siis, kui mõlemas vanemas on muteerunud sama geen. Vastasel juhul ei pruugi geneetilised aberratsioonid ilmneda mitu põlvkonda või ei pruugi neid üldse tekkida.
Ioniseeriv kiirgus põhjustab kahjustatud DNA parandamise süsteemi häirete tõttu rakus geneetilist ebastabiilsust. Biosünteesi normaalse kulgemise muutus toob kaasa elujõulisuse vähenemise ja pärilike haiguste ilmnemise. Raku genoomi ebastabiilsus on ka varane märk vähi arengust.
Onkopaatia tase ja varjatud periood
Kuna stohhastilised efektid on oma olemuselt juhuslikud, on võimatu usaldusväärselt teada, kes neid arendab ja kes mitte. Loomulik vähktõve esinemissagedus inimpopulatsioonis on kogu elu jooksul umbes 16%. See arv on suurem kollektiivse kiirgusdoosi suurenedes, kuid arstiteaduses puuduvad selle kohta täpsed andmed.
Kuna pahaloomuliste kasvajate areng on mitmeetapiline protsess, on stohhastilistest mõjudest tingitud onkopatoloogiatel haiguse avastamisele eelnev üsna pikk latentne (varjatud) periood. Seega on leukeemia tekkega see näitaja keskmiselt umbes 8 aastat. Pärast tuumaenergiatJaapani linnades Hiroshimas ja Nagasakis toimunud pommiplahvatustel diagnoositi kilpnäärmevähk 7-12 aasta pärast ja leukeemia 3-5 aasta pärast. Teadlased usuvad, et teatud lokalisatsiooni pahaloomuliste haiguste varjatud perioodi kestus sõltub kiirgusdoosist.
Geeniliste mutatsioonide tagajärjed
Pärilike mutatsioonide tagajärjed jagunevad kulgemise raskusastme järgi kolme rühma:
- Suured kõrvalekalded - surm varases embrüonaalses ja sünnitusjärgses perioodis, tõsised kaasasündinud väärarengud (kraniotserebraalne song, kraniaalvõlvi luude puudumine, mikro- ja vesipea; silmamuna vähearenenud või täielik puudumine, luusüsteemi anomaaliad - lisasõrmed, jäsemete puudumine ja muud), arengupeetus.
- Füüsiline puue (ebastabiilsus seoses geneetilise materjali säilitamise ja põlvest põlve edasikandmisega, organismi vastupanuvõime halvenemine ebasoodsate välistegurite suhtes).
- Päriliku eelsoodumuse tagajärjel suurenenud risk pahaloomuliste kasvajate tekkeks.
