Изследването на дългосрочните ефекти на радиацията започва през 20-те години на XX век. Проучванията показват, че йонизиращото лъчение е причина за хромозомни мутации. Проучване на здравето на жителите на японските градове Хирошима и Нагасаки показа, че 12 години след ядрената бомбардировка честотата на рак при тези хора, които са били изложени на радиация, се е увеличила. Освен това рискът от развитие на рак не е свързан с праговия модел, когато заболяването възниква в резултат на превишаване на "критичната" стойност на получената доза. Нараства линейно, дори при краткотрайно облъчване. Тези явления са свързани със стохастичния ефект на радиацията. Според учените всяка доза радиация увеличава риска от злокачествени тумори и генетични заболявания.
Какъв е стохастичният ефект на йонизиращото лъчение?
Радиацията има разрушителен ефект върху биологичните тъкани. В съвременната наука има 2 варианта на такива последствия: детерминистични и стохастични ефекти. Първият тип също се наричапредварително определени (от латинската дума determino - „определям“), тоест последствията настъпват при достигане на прага на дозата. Ако се превиши, рискът от отклонения се увеличава.
Патологиите, произтичащи от детерминирани ефекти, включват остро радиационно увреждане, радиационни синдроми (костен мозък, стомашно-чревни, мозъчни), влошаване на репродуктивната функция, катаракта. Те се отбелязват възможно най-скоро след получаване на доза радиация, по-рядко - в дългосрочен план.
Стохастични, или случайни, ефекти (от гръцката дума stochastikos - "знам как да отгатна") са такива ефекти, чиято тежест не зависи от дозата на радиация. Дозовата зависимост се проявява в увеличаване на честотата на патология сред популацията от живи организми. Възможността за неблагоприятни ефекти съществува дори при краткосрочна експозиция.
Разлики
Разликите между стохастичния радиационен ефект и детерминистичния са описани в таблицата по-долу.
| Критерий | Детерминистични ефекти | Стохастични ефекти |
| Прагова доза | Проявява се при високи дози (>1 Gy). При превишаване на праговата стойност заболяването е неизбежно (предварително определено, определено). Тежестта на нараняването се увеличава с увеличаване на дозата | Наблюдава се при ниски и средни дози. Патогенезата е независима от дозата |
| Механизъм на увреждане | Клетъчна смърт, водеща до дисфункция на тъканите и органите |
Облъчените клетки остават живи, но се променят и дават мутиращо потомство. Клонингите могат да бъдат потиснати от имунната система на тялото. В противен случай се развива рак и ако зародишните клетки са засегнати, наследствените дефекти намаляват продължителността на живота |
| Време за размножаване | В рамките на часове или дни след излагането | След периода на латентност. Болестта е произволна |
Една от характеристиките на стохастичните явления е, че те могат да се появят едновременно с хронична лъчева болест.
Прегледи
Стохастичните ефекти включват 2 типа промени в зависимост от това кой тип клетка е засегнат:
- Соматични ефекти (злокачествени тумори, левкемия). Те се разкриват по време на дългосрочно наблюдение.
- Наследени ефекти, записани в потомството на експонирани индивиди. Възникват поради увреждане на генома в зародишните клетки.
И двата вида дефекти могат да се появят както в тялото на изложеното лице, така и в неговото потомство.
Клетъчна мутация
Мутационни процеси в клетка, изложена на радиация, не водят до нейната смърт, а стимулират генетичната трансформация. Има така наречената радиационно-индуцирана мутация - изкуствено предизвикана промяна в структуритеклетки, които са отговорни за предаването на наследствена информация. Те са постоянни.
Клетъчните мутации винаги присъстват в естествените механизми. В резултат на това децата са различни от родителите си. Този фактор е много важен за биологичното развитие. В човешката популация постоянно присъстват спонтанни ракови и генетични патологии. Йонизиращото лъчение е допълнителен агент, който увеличава вероятността от настъпване на такива промени.
В медицинската наука е общоприето, че дори една трансформирана клетка може да инициира развитието на туморен процес. Счупване на ДНК и хромозомни аберации могат да възникнат след единичен инцидент с йонизация.
Заболявания
Надеждна връзка между определени заболявания и случайните ефекти на радиацията е доказана едва през 90-те години на XX век. По-долу са изброени стохастичните ефекти на йонизиращото лъчение:
- Злокачествени тумори на кожата, стомаха, костната тъкан, млечните жлези при жените, белите дробове, яйчниците, щитовидната жлеза, дебелото черво. Неопластични заболявания на хемопоетичната система.
- Нетуморни заболявания: хиперплазия (прекомерна клетъчна репродукция) или аплазия (обратен процес) на органи, състоящи се от съединителна тъкан (черен дроб, далак, панкреас и други), склеротични патологии, хормонални нарушения.
- Генетични последствия.
Наследствени аномалии
В групата на генетичните ефекти се разграничават 3 вида аномалии:
- Промени в генома (броя и формата на хромозомите), водещи до развитие на различни аномалии - синдром на Даун, сърдечни дефекти, епилепсия, катаракта и други.
- Доминантни мутации, които се появяват веднага при първото или второто поколение деца.
- Рецесивни мутации. Те се появяват само когато един и същ ген е мутирал и при двамата родители. В противен случай генетичните аберации може да не се появят в продължение на няколко поколения или да не се появят изобщо.
Йонизиращо лъчение води до генетична нестабилност в клетката поради нарушения в системата за възстановяване на увредената ДНК. Промяната в нормалния ход на биосинтеза води до намаляване на жизнеспособността и появата на наследствени заболявания. Нестабилността на клетъчния геном също е ранен признак за развитие на рак.
Ниво на онкопатия и латентен период
Тъй като стохастичните ефекти са случайни по природа, е невъзможно да се знае надеждно кой ще ги развие и кой не. Естественият процент на рак в човешката популация е около 16% през целия живот. Тази цифра е по-висока с увеличаване на колективната радиационна доза, но в медицинската наука няма точни данни за това.
Тъй като развитието на злокачествени тумори е многоетапен процес, онкопатологиите поради стохастични ефекти имат доста дълъг латентен (скрит) период, предшестващ откриването на заболяването. Така че, с развитието на левкемия, тази цифра е средно около 8 години. След ядренбомбардировките в японските градове Хирошима и Нагасаки, рак на щитовидната жлеза е диагностициран след 7-12 години, а левкемия след 3-5 години. Учените смятат, че продължителността на латентния период за злокачествени заболявания в определена локализация зависи от дозата на радиация.
Последствия от генетични мутации
Последствията от наследствени мутации са разделени на три групи според тежестта на протичането:
- Основни аберации - смърт в ранния ембрионален и следродилен период, сериозни вродени малформации (краниоцеребрална херния, липса на кости на черепния свод, микро- и хидроцефалия; недоразвитие или пълна липса на очната ябълка, аномалии на скелетната система - допълнителни пръсти, отсъствие на крайници и други), забавяне на развитието.
- Физическо увреждане (нестабилност във връзка със съхранението и предаването на генетичен материал от поколение на поколение, влошаване на устойчивостта на организма към неблагоприятни външни фактори).
- Повишен риск от развитие на злокачествени тумори в резултат на наследствена предразположеност.
