Expunerea acuta. Efectele deterministe ale radiatiilor





    Expunerea la radiatii ionizante ( in continuare denumita expunere ) poate avea efecte variate asupra organismului uman.In functie de tipul efectelor induse poate fi impartita in :
        § Expunere la doze si debite de doze mari sau acuta
        § Expunerea la doze si debite de doza scazute sau cronica

    Limitarea nu este foarte precisa. Distinctia dintre cele doua categorii nu este stabilita prin valori precise ale dozei incasate ci mai repede de intervalul de timp cat a durat expunerea la radiatii.
Astfel prima categorie se refera la incasarea unei doze ce depaseste cu mult limitele pentru expunerea profesionala intr-o perioada scurta de timp.
Cea de a doua categorie se refera la expunerea continua pe o perioada indelungata la doze mici producand efecte cronice sau de lunga durata.
Expunerea la doze mari de radiatii tinde sa omoare celulele organismului uman in timp ce expunerea la doze mici tinde sa vatameze sau sa modifice celulele . Efectele induse de dozele mari de radiatii- efectele deterministe- sunt clinic observabile la scurt timp si prezinta praguri. Efectele expunerii cronice pot fi somatice daca se manifesta la individul expus sau genetice daca se manifesta la descendenti; pot aparea dupa o perioada lunga de timp (perioada de latenta a cancerului) si au o distributie statistica,din care cauza sunt numite efecte stocastice.

Expunerea acuta

    In functie de cat de extina a fost expunerea, campurile intense de radiatii pot determina moartea a multor celule astfel ca tesuturile si organele sunt vatamate grav. Aceasta stare determina un raspuns rapid al organismului adesea numit sindromul expunerii acute sau boala actinicasau chiar moartea.
    Nu orice expunere acuta poate provoca moartea. Daca un grup de personae este expus pe intreg corpul la la o aceesi doza de radiatii efectele asupra indivizilor din grup vor fi diferite, existand praguri de manifestare a efectelor specifice. In tabeleul de mai jos sunt prezentate valorile de prag ale dozelor si efectele produse la cel mai sensibil individ din grup.
_______________________________________________________________________________
Efectul                                                                                            Doza (Gy)
_______________________________________________________________________________
Modificari ale compozitiei sangelui                                                    0.50
Voma (valoarea de prag)                                                                 1.00
Moartea(valoarea de prag)                                                              1.50
DL50/30(ingrijire medicala minima)                                                  3.2-3.6
DL50/30 (ingrijire medicala sustinuta)                                               4.8-5.4
DL50/30( transplant de maduva osoasa sau stem cell transplant)           >5.4
________________________________________________________________________________
DL50/30 este doza letala la care 50 % din cei expusi mor in 30 zile.

 Este inca dificil de explicat  in mod precis de ce unii indivizi mor si altii nu desi au incasat aceeasi doza. Motivul principal este starea de sanatate la momentul expunerii si capacitatea organismului de a lupta impotriva infectiilor aparute din cauza vatamarilor tesuturilor sau organelor expuse intens la radiatii.
In afara de moarte exista si alte efecte ce indica o expunere acuta :

§ Eritem- cea mai usor efect determinist produs de radiatii, constand in inrosirea pielii si a tesuturilor inconjuratoare; a fost primul efect observat, la sfarsitul secolului XIX, cand oamenii destiinta se expuneau in mod intentionat la radiatii X pentru a le studia efectele si a descoperi aplicatii utile ale acestora. Inrosirea pielii a aparut la cateva ore de la expunere la fascicule intense si a disparut in cateva zile. De retinut ca toate tipurile de radiatii pot avea ca efect aparitia eritemului daca fasciculul este suficient de intens.
Daca doza incasata depaseste un anumit prag inrosirea poate fi uramata de aparitia de rani deschise, arderea tesuturilor de baza ale pielii sau chiar la necroza.
§ Caderea parului poate interveni la doze in jurul a 5 Gy
§ Sterilitatea la barbati ce poate fi temporara sau permanenta si se prodece la expunerea celulelor reproductive la doze mai mari de 4 Gy
§  Cataracta (opacizarea cristalinului ) incepe sa se dezvolte la un prag de 2 Gy; neutronii sunt deosebit de eficaci in a a produce cataracte deoarece ochii au un mare continut de apa ce stopeaza cu usurinta neutronii

Daca mai multe organe si tesuturi sunt vatamate apare sindromul expunerii acute care se manifesta prin greata, varsaturi, dureri de cap, stare generala de oboseala si lipsa  a poftei de mancare. La mai putin de 150 rad, aceste simptome, ce nu se deosebesc de cele ale unei infectii virale obisnuite, sunt singura indicatie externa a expunerii acute. DeLa doze incasate mai mari de 150 rad incep sa se manifeste unul din cele trei sindroame, depinzand de nivelul dozei.
 
 

Sindromul Doza (Gy) Caracteristici/sechele
Hematopoietic 2-4  Granulocitopenie,thrombocitopenia,hemoragie,infectii, dezechilibru electrolitic 
Gastrointestinal  6-10  Letargie, diaree, deshidratare, degenerarea epitheliului intestinal, moarte in 10-14 zile 
Sistemului nervos central  > 10 Agitatie,apatie,dezorientare, tulburari de echilibru, voma, convulsii, urmate de coma, moarte in 1-2 zile 
                    NCRP Report No.98, 1989

In cazul sindromului hematopoietic scaderea numarului de limfocite este de aprox 50% si se observa timp de o saptamana, iar cea a numarului de trombocte tot de aprox 50% pe o perioada de 3-4 saptamani dupa care nivelele revin la normal.
Daca in cazul afectarii organelor hematopoietice exista solutia transplantului (maduva osoasa, maduva spinala), incetarea functionarii sistemului gastrointestinal nu este reversibila, intucat impiedica absorbtia lichidelor si a substantelor nutritive in sange. Din aceasta cauza unele transplante de maduva nu dau rezultate moartea producandu-se datoritadshidratarii. Ingrijirile medicale sunt doar pentru comfortul pacientului.
Celulele nervoase sunt printre cele mai putin radiosensibile, totusi la doze ce se apropie de 50 Gy  acestea nu mai poate controla functiile vitale ale organismului cum sunt respiratia si circulatia sangelui. Nimic nu mai poate salva un pacient ajuns in aceasta stare.
In concluzie incasarea unor doze mari de radiatii poate afecta multe din celulele organismului, rezultand vatamarea organelor si tesuturilor, ce conduc functie de doza, la unul din sindroamele expunerii acute la radiatii.


Efecte pe termen lung 

    Pe langa efectele imediate iradierile la doze mari pot creste considerabil probabilitatea de incidenta a cancerului la persoanele ce au supravietuit expunerii acute. Studiile efctuate asupra supravietuitorilor bombardamentelor de la Hiroshima si Nagasaki au aratat o usoara dar clara crestere a incidentei anumitor tipuri de cancer : leucemie, cancer tiroidian, cancer la san. In conditii normale s-ar produce aproximativ 20000 de cazuri de cancer la 100000 persoane, ca urmare a iradiarilor intense aparand in plus cateva sute de cazuri incadrate in tipurile obisnuite de cancer si cateva zeci apartinand unor tipuri rare de cancer. Cresterea, luand in considerare toate tipurile, a fost estimata la 6 %.
Exista si alte grupuri de persoane suficient de mari pentru ca din studiile efectuate sa aiba rezultate statistic semnificative cum sunt medicii radiologi ce lucrau inainte de a fi aplicate limite de doza ( la inceputul secolului), paciantii ce s-au tratat de cancer prin iradiere, minerii de la minele de uraniu. rezultatele observatiilor asupra acestora s-au publicat si continua sa se publice, aparitia unui numar excesiv de cazuri de cancer fiind prezentata in multe dintre ele.
In urma accidentului nuclear de la Cernobil a avut loc o supariradiere datorita inhalarii deiod, numarul de cancere la nivelul tiroidei crescand in special in randul copiilor. Pe baza efectelor observate prin modelare se pot calcula coeficienti de risc de aparitie a unui anumit tip de cancer ( in functie de organul sau tesutul afectat) pentru populatie in ansamblul sau. Recomandarile recente ale ICRP indica  rezultatele prezentate in tabelul alturat. Aceste valori trebuie interpretate astfel: intr-un grup de 1000 de persoane ce au fost iradiate la 1 Sv numarul de cazuri de leucemie induse de radiatiiin viitor va fi de 5 peste valoarea de aproximaiv 200 ce apar - conform statisticilor tarilor dezvoltate- in mod natural.
De asemenea diferite organe prezinta coeficienti diferiti de risc, de la 0.0002 pentru piele la 0.0110 pentru stomac.

Probabilitatea de aparitie a cancerului fatal dupa o iradiere la o doza de 1 Sv
Tesutul sau organul
 Coeficientul de risc
Vezica urinara
0.0030
Maduva (leucemie)
0.0050
Suprafata osoasa
0.0005
San
0.0020
Colon
0.0085
Ficat
0.0015
Plamani
0.0085
Esofag
0.0030
Ovare
0.0010
Piele
0.0002
Stomac
0.0110
Tiroida
0.0008
Altele
0.0050
Total
0.0500