| Nieokreślone skutki promieniowania |
|
|
Choroba popromienna – ogólna nazwa chorobowych zmian ogólnoustrojowych powodowanych przez
promieniowanie jonizujące
oddziałujące na całe (lub prawie całe) ciało.
Przyczyną choroby popromiennej jest zwykle ekspozycja na nadmierne dawki promieniowania w następstwie wypadków radiacyjnych (np. wskutek wadliwego działania
reaktora jądrowego
lub uszkodzenia systemu ochrony przy pracy z urządzeniami generującymi
promieniowanie rentgenowskie
), a także narażenie na promieniowanie przy wybuchu
atomowym
lub
termojądrowym
. Choroba popromienna może być także skutkiem pochłonięcia pierwiastków i
izotopów promieniotwórczych
(drogą doustną lub wziewną), także tych po
wybuchu jądrowym
(
opad promieniotwórczy
). Mianem choroby popromiennej nie nazywa się miejscowych skutków oddziaływania
promieniowania jonizującego
, takich jak oparzenia popromienne czy
martwica tkanek
wywoływanych przez lecznicze stosowanie promieniowania w leczeniu onkologicznym z wykorzystaniem
radioterapii
.
W zależności od dawki promieniowania, czasu jej pochłonięcia i indywidualnej podatności choroba popromienna może mieć przebieg ostry lub przewlekły.
Ostra choroba popromienna
Objawy ostrej choroby popromiennej występują w kilka do kilkudziesięciu godzin po napromieniowaniu. Im krótszy okres utajenia, tym cięższy przebieg choroby.
Postać subkliniczna
Pochłonięta dawka: 0,5–2
Gy
Objawy: ogólne osłabienie, zmniejszenie ilości
limfocytów
we krwi obwodowej (
limfopenia
) występujące kilkanaście dni po napromieniowaniu
Bezpośrednia przyczyna: depresja narządów limfatycznych (
limfocyty
są najbardziej promieniowrażliwymi komórkami u człowieka)
Śmiertelność u człowieka: 0%
Postać hematologiczna
Pochłonięta dawka: 2–4 Gy
Objawy: ogólne osłabienie, zmniejszenie ilości
limfocytów
we krwi obwodowej (
limfopenia
) występujące kilka dni po napromieniowaniu, później pojawia się
niedokrwistość
i obniżenie odporności ustroju, niekiedy
skaza krwotoczna
Bezpośrednia przyczyna: depresja szpiku
Śmiertelność u człowieka: do 25% chorych
Postać jelitowa
Pochłonięta dawka: 4–8 Gy
Objawy: dominują objawy ze strony przewodu pokarmowego z charakterystycznymi krwawymi biegunkami,
skaza krwotoczna
oraz zaburzenia gospodarki wodno-elektrolitowej z obrzękami. Objawy pojawiają się wkrótce po napromieniowaniu, najpóźniej do kilkunastu godzin
Bezpośrednia przyczyna: popromienne uszkodzenie nabłonka przewodu pokarmowego z pojawieniem się owrzodzeń
Śmiertelność u człowieka: 50–100% chorych
Postać mózgowa
Usta mężczyzny 21 dni po ekspozycji, w której otrzymał dawkę 10–20 Gy. Widocze uszkodzenia skóry, warg i języka
Pochłonięta dawka: 8–50 Gy
Objawy: drgawki, utrata przytomności wkrótce po napromieniowaniu
Bezpośrednia przyczyna: uszkodzenie przewodnictwa nerwowego, zwłaszcza
synaptycznego
Śmiertelność: 100% napromienionych (jest to postać obserwowana u zwierząt eksperymentalnych; u człowieka może być ona obserwowana przy wypadkach radiacyjnych, przy bardzo dużej dawce pochłoniętej).
Kanadyjski fizyk i chemik
Louis Slotin
, który brał udział w
Projekcie Manhattan
, został śmiertelnie napromieniowany dawką 21
Gy
. Zmarł na skutek ostrej choroby popromiennej 9 dni po wypadku w
Los Alamos National Laboratory
.
Postać enzymatyczna
Pochłonięta dawka: powyżej 50 Gy
Objawy: utrata przytomności, prawie natychmiastowa śmierć "pod promieniami"
Bezpośrednia przyczyna: zablokowanie aktywności
enzymatycznej
w wyniku bezpośredniego rozerwania wiązań chemicznych
białek
enzymatycznych przez
kwanty
promieniowania jonizującego (tzw. efekt tarczy)
Śmiertelność: 100% napromienionych (jest to postać obserwowana u zwierząt eksperymentalnych, poddanych napromienieniu o bardzo dużej mocy). Ocenia się, że dwukrotnie w wypadkach radiacyjnych ludzie ulegli napromieniowaniu dawką powyżej 50 Sv (>5000 REM): W wypadku w Wood River, w stanie Rhode Island (Stany Zjednoczone)
24 lipca
1964
jeden z pracowników otrzymał dawkę 100 Sv (10 000 REM) i przeżył 49 godzin po ekspozycji, a operator, który otrzymał pomiędzy 60–180 Sv (18 000 REM) na górną cześć ciała w wypadku w Los Alamos, w stanie Nowy Meksyk (Stany Zjednoczone) 30 grudnia 1958 przeżył 36 godzin[1].
Przewlekła choroba popromienna
Mianem przewlekłej choroby popromiennej określa się odległe skutki jednorazowego napromieniowania, bądź skutki będące efektem długotrwałego narażenia na powtarzające się dawki promieniowania. Ujawniają się one po kilku-kilkunastu latach. Do głównych jej skutków należą:
- zwiększona zapadalność na nowotwory złośliwe (zwłaszcza nowotwory układu krwiotwórczego:
białaczki
i
chłoniaki
oraz nowotwory tarczycy, układu kostnego a także
glejaki
).
- przyspieszone starzenie się i skrócenie życia
- bezpłodność (zwykle przemijająca)
- uszkodzenia
genomu
komórek płciowych (zwiększona liczba wad wrodzonych u potomstwa)
- zaburzenia
hormonalne
-
zaćma
Ogólny patomechanizm choroby popromiennej
Promieniowanie jonizujące
wnikające do ustroju żywego powoduje
radiolizę
wody zawartej w tkankach. Uwolnione w jej wyniku
rodniki
tlenowe i wodorotlenowe rozrywają
wiązania wodorowe
pomiędzy parami
zasad purynowych
i
pirymidynowych
w łańcuchach kwasów nukleinowych (
DNA
i
RNA
), powodując uszkodzenie cząsteczki. Skutkiem tego oddziaływania są
mutacje
genetyczne lub
martwica
komórek. Szczególnie wrażliwe na oddziaływanie rodników tlenowych i wodorotlenowych są te odcinki
DNA
które ulegają procesowi
replikacji
, a zatem w komórkach które ulegają podziałowi
mitotycznemu
(znajdują się w fazie S, G2 lub M
cyklu komórkowego
). Fakt ten tłumaczy słuszność prawa Bergonie i Tribondeau, określającego wrażliwość tkanek na promieniowanie. Prawo to głosi, że promieniowrażliwość tkanek jest wprost proporcjonalna do aktywności proliferacyjnej danej tkanki i odwrotnie proporcjonalna do stopnia jej zróżnicowania (dojrzałości).
Nadmierna ilość wolnych rodników blokuje wiele
enzymów
wewnątrzkomórkowych, zwłaszcza
katalazy
i
peroksydazy
.
Przy wyższej gęstości promieniowania i wysokiej energii promieniowania (powyżej 100
keV
) istotną rolę w wywołaniu skutków choroby popromiennej odgrywa bezpośrednie oddziaływanie promieniowania na materię, pod postacią
efektu Comptona
. Uważa się, że ta postać oddziaływania ma znaczenie w postaci mózgowej i enzymatycznej choroby popromiennej.
Środki radiomimetyczne
Opisany powyżej mechanizm uszkodzenia tkanek, polegający na rozrywaniu wiązań wodorowych kwasów nukleinowych, "naśladują" niektóre substancje chemiczne nazywane środkami alkilującymi. Prototypem takiej substancji jest
iperyt
. Pochodne iperytu (wykorzystywane jako leki) oraz inne substancje z grupy leków alkilujących są wykorzystywane w
chemioterapii
onkologicznej. Objawy uboczne ich stosowania (zwłaszcza przy wysokim dawkowaniu) do pewnego stopnia mogą przypominać objawy choroby popromiennej.
Zobacz też
Przypisy