Starojuma radītais kaitējums

Jonizējošais starojums bojā audus dažādos veidos atkarībā no starojuma veida, tā devas, pakāpes un ārējās iedarbības veida. Simptomi var būt lokāli (piemēram, apdegumi) vai sistēmiski (piemēram, akūta staru slimība). Diagnoze tiek noteikta, pamatojoties uz starojuma iedarbības vēsturi un dažreiz uz alfa skaitītājiem vai Geigera skaitītājiem. Radiācijas traumas ārstēšana sastāv no izolācijas un (ja indicēts) dekontaminācijas, bet parasti ir indicēta atbalstoša aprūpe. Iekšējas piesārņojuma gadījumos ar specifiskiem radionuklīdiem tiek izmantoti absorbcijas inhibitori vai helātus veidojošie līdzekļi. Prognozi novērtē, mērot limfocītu skaitu pirmo 24–72 stundu laikā.

Starojums ir augstas enerģijas elektromagnētiskie viļņi (rentgenstari, gamma stari) vai daļiņas (alfa daļiņas, beta daļiņas, neitroni), ko izstaro radioaktīvi elementi vai mākslīgi avoti (piemēram, rentgena lampas un staru terapijas iekārtas).

Alfa daļiņas ir hēlija kodoli, ko izstaro dažādi radionuklīdi (piemēram, plutonijs, rādijs, urāns), kuri neiekļūst ādā dziļāk par 0,1 mm. Beta daļiņas ir augstas enerģijas elektroni, ko izstaro nestabilu atomu kodoli (īpaši ^137Cs, ^131I ). Šīs daļiņas var iekļūt ādā lielākā dziļumā (1–2 cm) un bojāt epitēliju un subepitēlija slāni. Neitroni ir elektriski neitrālas daļiņas, ko izstaro dažu radioaktīvu atomu kodoli un kas veidojas kodolreakciju rezultātā (piemēram, reaktoros, lineārajos paātrinātājos); tie var iekļūt dziļi audos (vairāk nekā 2 cm), kur to sadursmes ar stabiliem atomiem izraisa alfa un beta daļiņu un gamma starojuma emisiju. Gamma un rentgena starojums ir augstas enerģijas elektromagnētiskais starojums (t. i., fotoni), kas var iekļūt cilvēka audos daudzu centimetru dziļumā.

Šo īpašību dēļ alfa un beta daļiņas savu primāro kaitīgo iedarbību rada tad, kad tās izstarojošie radioaktīvie elementi atrodas ķermeņa iekšienē (iekšējais piesārņojums) vai tieši uz tā virsmas. Gamma stari un rentgenstari var radīt kaitējumu lielā attālumā no to avota un ir tipisks akūtu starojuma sindromu cēlonis (sk. attiecīgo sadaļu).

Mērvienības. Izšķir šādas mērvienības: rentgens, grejs un zīverts. Rentgens (R) ir rentgena vai gamma starojuma intensitāte gaisā. Grejs (Gy) ir enerģijas daudzums, ko absorbē audi. Tā kā bioloģiskie bojājumi uz vienu greju atšķiras atkarībā no starojuma veida (neitroniem un alfa daļiņām tie ir lielāki), deva grejā jāreizina ar kvalitātes koeficientu, kas ir cita mērvienība - zīverts (Sv). Grejs un zīverts mūsdienu nomenklatūrā ir aizstājuši mērvienības "rad" un "rem" (1 Gy = 100 rad; 1 Sv = 100 rem) un ir praktiski līdzvērtīgi, aprakstot gamma vai beta starojumu.

Radiācijas iedarbība. Pastāv divi galvenie radiācijas iedarbības veidi — piesārņojums un apstarošana. Daudzos gadījumos radiācijai ir abas sekas.

• Piesārņojums ir radioaktīva materiāla iekļūšana organismā un tā aizture, parasti putekļos vai šķidrumā. Ārējais piesārņojums ir uz ādas vai apģērba, no kura tas var nokrist vai vienkārši noberzties, piesārņojot citus cilvēkus un apkārtējos priekšmetus. Radioaktīvais materiāls var tikt absorbēts arī caur plaušām, kuņģa-zarnu traktu vai iekļūt caur ādu (iekšējais piesārņojums). Absorbētais materiāls tiek transportēts uz dažādām ķermeņa vietām (piemēram, kaulu smadzenēm), kur tas turpina izstarot starojumu, līdz tas tiek noņemts vai līdz tas sadalās. Iekšējo piesārņojumu ir grūtāk noņemt.
• Apstarošana ir penetrējoša starojuma, bet ne radioaktīvas vielas, iedarbība (t. i., nav piesārņojuma). Parasti šo efektu izraisa gamma un rentgena starojums. Apstarošana var aptvert visu ķermeni, izraisot sistēmisku simptomu un starojuma sindromu veidošanos (sk. attiecīgo sadaļu), vai nelielu tā daļu (piemēram, staru terapijas laikā) ar lokālām izpausmēm.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Radiācijas bojājumu patofizioloģija

Jonizējošais starojums bojā mRNS, DNS un olbaltumvielas tieši vai veidojot ļoti reaģējošus brīvos radikāļus. Lielas jonizējošā starojuma devas izraisa šūnu nāvi, savukārt mazākas devas pasliktina šūnu proliferāciju. Citu šūnu komponentu bojājumi izraisa progresējošu hipoplāziju, atrofiju un galu galā fibrozi. Ģenētiski bojājumi var izraisīt ļaundabīgu transformāciju vai iedzimtus ģenētiskus defektus.

Audi, kas parasti ātri un nepārtraukti atjaunojas, ir īpaši jutīgi pret jonizējošo starojumu. Limfoīdās šūnas ir visjutīgākās pret starojumu, kam dilstošā secībā seko dzimumšūnas, kaulu smadzeņu dalošās šūnas, zarnu epitēlija šūnas, epiderma, hepatocīti, plaušu alveolu un žultsvadu epitēlijs, nieru epitēlija šūnas, endotēlija šūnas (pleiras un vēderplēves), nervu šūnas, kaulu šūnas, saistaudu šūnas un muskuļu šūnas.

Precīza deva, pie kuras sākas toksicitāte, ir atkarīga no apstarošanas dinamikas, t. i., vienreizēja ātra dažu Graju deva ir destruktīvāka nekā tāda pati deva, kas ievadīta nedēļu vai mēnešu laikā. Devas un atbildes reakcija ir atkarīga arī no apstarotās ķermeņa zonas. Slimības smagums nav apstrīdams, un letāli gadījumi ir novērojami, ja visa ķermeņa apstarošana ir >4,5 Gy; tomēr desmitiem Graju devas var būt labi panesamas, ja apstarošana tiek izkliedēta ilgākā laika periodā un koncentrēta uz nelielu ķermeņa zonu (piemēram, vēža ārstēšana).

Bērni ir vairāk pakļauti radiācijas bojājumiem, jo viņiem ir lielāka šūnu proliferācija un lielāks šūnu dalīšanās skaits.

Radiācijas avoti

Cilvēki pastāvīgi ir pakļauti dabiskajam starojumam (fona starojumam). Fona starojums ietver kosmisko starojumu, kura lielāko daļu absorbē atmosfēra. Tādējādi fons vairāk ietekmē cilvēkus, kas dzīvo augstkalnos vai lido ar lidmašīnu. Radioaktīvie elementi, īpaši radona gāze, ir atrodami daudzos iežos vai minerālos. Šie elementi nonāk dažādās vielās, tostarp pārtikā un būvmateriālos. Radona iedarbība parasti veido 2/3 no kopējās dabiskā starojuma devas.

Radiācijas avoti

Radiācijas saindēšanās simptomi

Manifestācijas ir atkarīgas no tā, vai jonizējošais starojums ietekmē visu ķermeni (akūta starojuma sindroms) vai tikai daļu no tā.

Pēc visa ķermeņa apstarošanas rodas vairāki dažādi sindromi. Šiem sindromiem ir trīs fāzes:

• prodromālā fāze (no 0 līdz 2 dienām pēc apstarošanas) ar vispārēju vājumu, sliktu dūšu un vemšanu;
• latentā asimptomātiskā fāze (1-20 dienas pēc apstarošanas);
• slimības akūtā fāze (2–60 dienas pēc apstarošanas).

Radiācijas saindēšanās simptomi

Radiācijas bojājumu diagnostika

Pēc akūtas apstarošanas tiek veiktas laboratoriskās pārbaudes, tostarp kopējā asins analīze, asins ķīmija un urīna analīze. Asinsgrupa, saderība un HLA antigēni tiek noteikti asins pārliešanas vai, ja nepieciešams, cilmes šūnu transplantācijas gadījumā. Limfocītu skaits tiek noteikts 24, 48 un 72 stundas pēc apstarošanas, lai novērtētu sākotnējo starojuma devu un prognozi. Klīniskās asins analīzes tiek atkārtotas katru nedēļu. Tas ir nepieciešams, lai uzraudzītu kaulu smadzeņu aktivitāti un, ja nepieciešams, atkarībā no klīniskās gaitas.

Radiācijas bojājumu diagnostika

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Radiācijas bojājumu prognozēšana

Bez medicīniskās aprūpes LD 50 (deva, kas izraisa nāvi 50% pacientu 60 dienu laikā) visa ķermeņa apstarošanas gadījumā ir aptuveni 4 Gy; >6 Gy gandrīz vienmēr ir letāla. Devās <6 Gy izdzīvošana ir iespējama apgriezti proporcionāli kopējai devai. Laiks līdz nāvei arī ir apgriezti proporcionāls devai (un līdz ar to arī simptomiem). Nāve iestājas dažu stundu līdz dažu dienu laikā smadzeņu sindroma gadījumā un parasti 3–10 dienu laikā kuņģa-zarnu trakta sindroma gadījumā. Hematoloģiskā sindroma gadījumā nāve ir iespējama 2–4 nedēļu laikā sekundāras infekcijas dēļ vai 3–6 nedēļu laikā masīvas asiņošanas dēļ. Pacienti, kuri saņēmuši visa ķermeņa apstarošanas devas <2 Gy, parasti pilnībā atveseļojas mēneša laikā, lai gan ir iespējamas vēlīnas komplikācijas (piemēram, vēzis).

Ārstēšanas laikā LD50 ir aptuveni 6 Gy, dažos gadījumos pacienti izdzīvoja pēc apstarošanas ar 10 Gy.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]