Efectos radiobiológicos : cambios funcionales y morfológicos que se desarrollan en el cuerpo como resultado de la exposición a la radiación . Los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes son diferentes y dependen del tipo y la intensidad de la exposición. Los efectos biológicos de diversas radiaciones son estudiados por la radiobiología .
De acuerdo con el criterio de los mecanismos de formación, los efectos de la radiación se dividen en objetivo y no objetivo [1] .
Los efectos radiobiológicos objetivo constan de dos grupos: deterministas y estocásticos. De acuerdo con la nueva terminología de la ICRP [2] , en lugar del término "efectos deterministas " se utiliza el nombre "reacciones tisulares" .
Además del efecto nocivo, que en sí mismo se utiliza en el tratamiento de diversas enfermedades, principalmente tumores malignos , existe un efecto estimulante del fondo natural y en pequeñas dosis . Estos últimos no solo no tienen un impacto negativo en la salud humana, sino que también contribuyen a su fortalecimiento. La radiación ionizante es una parte integral del entorno humano. Los organismos vivos de la Tierra están adaptados a la acción de la radiación y para una vida normal necesitan una exposición constante en pequeñas dosis.
Efectos biológicos de las radiaciones ionizantes:
I. El efecto de la radiación de fondo natural.
II. Efecto de dosis bajas ( hormesis de radiación )
tercero El efecto de grandes dosis.
El efecto de grandes dosis se acompaña de daño radiogénico en varios órganos y tejidos. El daño a algunos órganos es más severo, otros son menos pronunciados. La irradiación del cuerpo no va acompañada de ninguna sensación. La radiosensibilidad (radiosensibilidad) de los tejidos está determinada por la ley de Bergonier-Tribondo : es directamente proporcional a la actividad proliferativa de las células e inversamente proporcional al grado de su diferenciación.
Además, los efectos de grandes dosis se dividen en tempranos y tardíos . Los efectos tempranos incluyen la muerte de personas debido a la enfermedad por radiación aguda (por ejemplo, 28 muertes de 134 que enfermaron en el accidente en la planta de energía nuclear de Chernobyl), la destrucción de tejidos durante la irradiación local y los efectos tardíos incluyen el desarrollo de enfermedades oncológicas y hereditarias . enfermedades. La frecuencia máxima de las llamadas muertes adicionales ( en exceso ) por leucemia inducida por irradiación cae en el año 3-5 después de la exposición a una gran dosis de radiación, y tumores sólidos radiogénicos, en el año 9-11 después de la exposición.
Para explicar el efecto de la radiación ionizante en los organismos vivos, todavía se utiliza un concepto lineal sin umbral . Esta hipótesis asume que cualquier dosis arbitrariamente pequeña es peligrosa para la salud. Sin embargo, los efectos del fondo natural y las dosis bajas no encajan en el marco de las disposiciones del concepto lineal sin umbral.
El fondo natural de la radiación tiene un impacto significativo en los organismos vivos. Los experimentos realizados con animales de laboratorio, plantas y microorganismos que han estado bajo condiciones de fondo de radiación varias veces menor durante mucho tiempo han demostrado una estrecha relación entre los procesos vitales y la radiación ionizante que los afecta. Al mismo tiempo, el crecimiento de los animales se hizo más lento, perdieron peso, se volvieron menos activos y menos inteligentes. Había signos de anemia e inmunodeficiencia pronunciada , que se acompañaba del desarrollo de procesos infecciosos y tumores malignos . Morfológicamente, en sus tejidos se encontraron cambios atróficos similares al envejecimiento acelerado . La esperanza de vida se ha reducido.
El complejo de signos similares se llama síndrome de deficiencia de radiación . Se basa en la inhibición de los procesos de proliferación celular. El fondo de radiación, por tanto, es un estimulador de la división celular y, en consecuencia, de los procesos de crecimiento, renovación y restauración de los tejidos, uno de los mecanismos para el mantenimiento de la homeostasis estructural.
Los efectos estocásticos son efectos biológicos nocivos de la radiación que no tienen un umbral de dosis de ocurrencia, cuya probabilidad de ocurrencia es proporcional a la dosis y para los cuales la gravedad de la manifestación no depende de la dosis. Al aumentar la dosis, no es la gravedad de estos efectos lo que aumenta, sino la probabilidad (riesgo) de que ocurran.
De acuerdo con la hipótesis radiobiológica conservadora generalmente aceptada, cualquier nivel de exposición arbitrariamente pequeño provoca un cierto riesgo de efectos estocásticos. Se dividen en efectos somático-estocásticos ( leucemias y tumores de diversa localización), genéticos ( mutaciones de genes dominantes y recesivos y aberraciones cromosómicas) y efectos teratogénicos (retraso mental, otras deformidades del desarrollo; puede haber riesgo de cáncer y efectos genéticos del feto ). exposición).
La clasificación de los efectos biológicos y médicos de la radiación tiene excepciones [3] .
La implementación de los efectos RB se desarrolla en varias etapas .
Los efectos deterministas son efectos biológicos nocivos inevitables y clínicamente detectables que surgen de la irradiación, principalmente a dosis altas , en relación con las cuales se supone que existe un umbral , por debajo del cual no hay efecto, y por encima, la gravedad del efecto depende de la dosis.
Ocurren cuando el número de células que han muerto como resultado de la irradiación, han perdido la capacidad de reproducirse o funcionar normalmente, alcanza un valor crítico, en el que las funciones de los órganos afectados se ven notablemente afectadas.
Los efectos deterministas se dividen en consecuencias inmediatas (enfermedad por radiación aguda, subaguda y crónica ; daño por radiación local: quemaduras cutáneas por radiación, catarata por radiación y esterilización ) y consecuencias a largo plazo (procesos de radioesclerosis, radiocarcinogénesis, radiocataractogénesis y otros).
La irradiación crónica tiene un efecto más débil en un organismo vivo en comparación con una sola irradiación a la misma dosis, que está asociada con procesos de reparación de daños en constante curso en el cuerpo.
Se considera que el umbral para la aparición de efectos deterministas en humanos es una dosis única de aproximadamente 0,25 Sv. El valor umbral no es estricto. Depende de las características individuales del organismo irradiado y de varios factores concomitantes.
Lesiones por radiación combinadaCombinado es el efecto combinado de la radiación γ externa y los radionúclidos que penetran en la piel o en el interior del cuerpo. Las principales rutas de penetración de los isótopos radiactivos en el cuerpo son los órganos respiratorios y digestivos, así como las superficies de heridas y quemaduras.
En la enfermedad por radiación aguda causada por lesiones concomitantes, los cambios inflamatorios en los tejidos tegumentarios expuestos a los radionúclidos son más pronunciados, el período de latencia es más corto y el período de recuperación es significativamente más largo, y se desarrolla una supresión de la hematopoyesis más pronunciada. Además, los radionucleidos incorporados muestran tropismo por determinados órganos: riñones (uranio), glándula tiroides (yodo), huesos (estroncio, itrio, circonio), hígado (cerio, lantano). Los elementos osteotrópicos conducen a la necrosis por radiación del hueso , al desarrollo de tumores malignos , especialmente osteosarcomas y leucemias. En los órganos internos con radionucleidos depositados, los cambios fibroplásticos y la atrofia del parénquima aumentan gradualmente, seguidos del desarrollo de una falla funcional del órgano afectado.
Lesiones por radiación combinadaSe combinan las lesiones causadas por radiación y trauma (impacto mecánico, quemaduras, herida por arma de fuego). Al mismo tiempo, las lesiones traumáticas y por radiación se agravan entre sí ( "síndrome de agravación mutua" ).
Durante el curso de la enfermedad, se distinguen cuatro períodos:
La enfermedad por radiación aguda causada por la radiación de neutrones generalmente se manifiesta de la misma manera que debido a la exposición a los rayos γ, especialmente porque la radiación γ secundaria juega un papel importante en la patogénesis del daño de los neutrones. Sin embargo, la irradiación de neutrones se caracteriza por una importante falta de uniformidad. En el cuadro de la enfermedad, las lesiones del estómago y los intestinos son más pronunciadas, al mismo tiempo que no siempre son un signo desfavorable del pronóstico. En casos severos, se observa infiltración hemorrágica de la pared intestinal, tejido mesentérico y ganglios linfáticos mesentéricos, se desarrolla exsicosis.
La gravedad de la reacción primaria generalmente no corresponde a la gravedad de la lesión: en casos relativamente favorables, se observan lesiones primarias graves, que incluyen cambios en la piel y las membranas mucosas. El período de latencia suele ser más corto que en la típica enfermedad por radiación aguda. La agranulocitosis y los signos de la altura de la enfermedad se desarrollan antes, incluidas las complicaciones infecciosas. En casos no complicados, la restauración de la médula ósea se produce rápidamente debido a la irradiación desigual del cuerpo con neutrones, por lo tanto, en algunos huesos, se desarrolla un daño pronunciado en la médula ósea, en otros es mínimo. Las complicaciones infecciosas son una de las principales causas de muerte durante la irradiación de neutrones, pero a diferencia de la enfermedad por radiación aguda típica, se desarrollan principalmente en el contexto de lesiones locales graves de la piel y las membranas mucosas.
| Seguridad radiológica | |
|---|---|
| Efecto biológico de la radiación. | |
| dosis de radiación | |
| Unidades | sistémico Gris Sievert fuera del sistema Contento Baer radiografía |
| Organizaciones internacionales | |