Lo studio degli effetti a lungo termine delle radiazioni è iniziato negli anni '20 del XX secolo. Gli studi hanno dimostrato che le radiazioni ionizzanti sono la causa delle mutazioni cromosomiche. Uno studio sulla salute dei residenti delle città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki ha mostrato che 12 anni dopo il bombardamento nucleare, l'incidenza del cancro nelle persone esposte alle radiazioni è aumentata. Inoltre, il rischio di sviluppare il cancro non è associato al modello soglia, quando la malattia si manifesta a seguito del superamento del valore "critico" della dose ricevuta. Aumenta linearmente, anche con irraggiamento a breve termine. Questi fenomeni sono associati all'effetto stocastico della radiazione. Secondo gli scienziati, qualsiasi dose di radiazioni aumenta il rischio di tumori maligni e malattie genetiche.
Qual è l'effetto stocastico delle radiazioni ionizzanti?
Le radiazioni hanno un effetto distruttivo sui tessuti biologici. Nella scienza moderna, ci sono 2 varianti di tali conseguenze: effetti deterministici e stocastici. Viene chiamato anche il primo tipopredeterminato (dal vocabolo latino determino - “determinare”), cioè le conseguenze si verificano al raggiungimento della soglia di dose. Se viene superato, aumenta il rischio di deviazioni.
Le patologie risultanti da effetti deterministici comprendono lesioni acute da radiazioni, sindromi da radiazioni (midollo osseo, gastrointestinale, cerebrale), deterioramento della funzione riproduttiva, cataratta. Vengono rilevati il prima possibile dopo aver ricevuto una dose di radiazioni, meno spesso - a lungo termine.
Gli effetti stocastici, o casuali, (dalla parola greca stochastikos - "saper indovinare") sono tali effetti, la cui gravità non dipende dalla dose di radiazioni. La dipendenza dalla dose si manifesta con un aumento dell'incidenza della patologia in una popolazione di organismi viventi. Il potenziale di effetti avversi esiste anche con un'esposizione a breve termine.
Differenze
Le differenze tra l'effetto della radiazione stocastica e quello deterministico sono descritte nella tabella seguente.
| Criterio | Effetti deterministici | Effetti stocastici |
| Dose soglia | Manifestato a dosi elevate (>1 Gy). Se il valore soglia viene superato, la malattia è inevitabile (predeterminata, determinata). La gravità della lesione aumenta con l'aumento della dose | Osservato a basse e medie dosi. La patogenesi è indipendente dalla dose |
| Meccanismo di danno | Morte cellulare che porta a disfunzioni di tessuti e organi |
Le cellule irradiate rimangono vive, ma cambiano e danno prole mutante. I cloni possono essere soppressi dal sistema immunitario del corpo. Altrimenti, si sviluppa il cancro e, se le cellule germinali sono colpite, i difetti ereditari riducono l'aspettativa di vita |
| Tempo di spawn | Entro ore o giorni dall'esposizione | Dopo il periodo di latenza. La malattia è casuale |
Una delle caratteristiche dei fenomeni stocastici è che possono verificarsi simultaneamente insieme a malattie croniche da radiazioni.
Viste
Gli effetti stocastici includono 2 tipi di modifiche a seconda del tipo di cellula interessata:
- Effetti somatici (tumori maligni, leucemia). Vengono rivelati durante l'osservazione a lungo termine.
- Effetti ereditari registrati nella progenie di individui esposti. Sorgono a causa di danni al genoma nelle cellule germinali.
Entrambi i tipi di difetti possono comparire sia nel corpo di una persona esposta che nella sua prole.
Mutazione cellulare
I processi mutazionali in una cellula esposta alle radiazioni non portano alla sua morte, ma stimolano la trasformazione genetica. C'è una cosiddetta mutazione indotta da radiazioni - un cambiamento nelle strutture indotto artificialmentecellule responsabili della trasmissione delle informazioni ereditarie. Sono permanenti.
Le mutazioni cellulari sono sempre presenti nei meccanismi naturali. Di conseguenza, i bambini sono diversi dai loro genitori. Questo fattore è molto importante per lo sviluppo biologico. Nella popolazione umana sono costantemente presenti patologie cancerose e genetiche spontanee. Le radiazioni ionizzanti sono un agente aggiuntivo che aumenta la probabilità che si verifichino tali cambiamenti.
Nella scienza medica, è generalmente accettato che anche una cellula trasformata possa avviare lo sviluppo di un processo tumorale. La rottura del DNA e le aberrazioni cromosomiche possono verificarsi dopo un singolo incidente di ionizzazione.
Malattie
Una connessione affidabile tra alcune malattie e gli effetti accidentali delle radiazioni è stata dimostrata solo negli anni '90 del XX secolo. Di seguito sono elencati gli effetti stocastici delle radiazioni ionizzanti:
- Tumori maligni della pelle, dello stomaco, del tessuto osseo, delle ghiandole mammarie nelle donne, dei polmoni, delle ovaie, della tiroide, del colon. Malattie neoplastiche del sistema ematopoietico.
- Malattie non tumorali: iperplasia (eccessiva riproduzione cellulare) o aplasia (processo inverso) di organi costituiti da tessuto connettivo (fegato, milza, pancreas e altri), patologie sclerotiche, disturbi ormonali.
- Conseguenze genetiche.
Anomalie ereditarie
Nel gruppo degli effetti genetici si distinguono 3 tipi di anomalie:
- Modifiche nel genoma (il numero e la forma dei cromosomi), che portano allo sviluppo di varie anomalie: sindrome di Down, difetti cardiaci, epilessia, cataratta e altri.
- Mutazioni dominanti che compaiono immediatamente nella prima o nella seconda generazione di bambini.
- Mutazioni recessive. Si verificano solo quando lo stesso gene è mutato in entrambi i genitori. In caso contrario, le aberrazioni genetiche potrebbero non comparire per diverse generazioni, o potrebbero non verificarsi affatto.
Le radiazioni ionizzanti portano all'instabilità genetica nella cellula a causa di disturbi nel sistema di riparazione del DNA danneggiato. Un cambiamento nel normale corso della biosintesi comporta una diminuzione della vitalità e la comparsa di malattie ereditarie. Anche l'instabilità del genoma cellulare è un segno precoce dello sviluppo del cancro.
Livello di oncopatia e periodo di latenza
Poiché gli effetti stocastici sono di natura casuale, è impossibile sapere in modo affidabile chi li svilupperà e chi no. Il tasso naturale di cancro nella popolazione umana è di circa il 16% per tutta la vita. Questa cifra è più alta con l'aumento della dose collettiva di radiazioni, ma non ci sono dati esatti su questo nella scienza medica.
Poiché lo sviluppo di tumori maligni è un processo a più stadi, le oncopatologie dovute ad effetti stocastici hanno un periodo di latenza (nascosto) piuttosto lungo che precede l'individuazione della malattia. Quindi, con lo sviluppo della leucemia, questa cifra è in media di circa 8 anni. Dopo il nuclearebombardamenti nelle città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki, il cancro alla tiroide è stato diagnosticato dopo 7-12 anni e la leucemia dopo 3-5 anni. Gli scienziati ritengono che la durata del periodo di latenza per le malattie maligne in una particolare localizzazione dipenda dalla dose di radiazioni.
Conseguenze delle mutazioni genetiche
Le conseguenze delle mutazioni ereditarie sono divise in tre gruppi in base alla gravità del decorso:
- Aberrazioni maggiori - morte nel primo periodo embrionale e postpartum, gravi malformazioni congenite (ernia craniocerebrale, assenza di ossa della volta cranica, micro e idrocefalo; sottosviluppo o completa assenza del bulbo oculare, anomalie dell'apparato scheletrico - extra dita, assenza di arti e altro), ritardo dello sviluppo.
- Disabilità fisica (instabilità in relazione alla conservazione e trasmissione di materiale genetico di generazione in generazione, deterioramento della resistenza dell'organismo a fattori esterni avversi).
- Rischio aumentato di sviluppare tumori maligni a causa di una predisposizione ereditaria.
