Karolina
Welman
Wpływ
promieniowania na
organizmy żywe
Promieniowanie-
to zjawisko wysyłania przez
substancję energii w postaci cząstek bądź fal
elektromagnetycznych.
Promieniowanie jonizujące
jest promieniowaniem
wywołującym jonizację ośrodka, przez który
przechodzi. Zamienia obojętne atomy budujące
materię w jony obdarzone ładunkiem .
Substancję zdolną do emisji takiego promieniowania
nazywamy
substancją
promieniotwórczą.
Podstawową jej cechą jest aktywność wyrażana w
bekerelach [Bq].
Rys. Podział promieniowania jonizującego
Działanie na
organizmy żywe
Drogi wnikania substancji
promieniotwórczych do
organizmu
Efekty działania
promieniowania:
Efekty działania
promieniowania:
Poziom molekularny:
Uszkodzenia pośrednie i bezpośrednie
Poziom komórki:
Śmierć mitotyczna i interfazalna
Poziom organizmu:
Efekty stochastyczne i deterministyczne
Działanie promieniowania
na poziomie
molekularnym:
Uszkodzenia bezpośrednie: zderzenie cząstki
promieniowania z nicią DNA.
Uszkodzenia pośrednie: oddziaływanie produktów
radiolizy wody (wolnych rodników) znajdującej się w
jądrze komórkowym z DNA.
O
H
H
OH
H
.
uszkodzen
ie
pośrednie
uszkodzenie
bezpośrednie
DNA
.
Cele ataku rodnika wodorotlenowego
Działanie
promieniowania na
poziomie komórki:
Wpływ promieniowania jonizującego na komórki ma
charakter statyczny - oznacza to, że taka sama dawka
tego samego rodzaju promieniowania może za każdym
razem wywołać w tej samej komórce trochę inną
reakcję .Wynika to z faktu ,że komórka składa się z
wielu cząstek.
*
Prawdopodobieństwo uszkodzenia komórki zależy od
dawki promieniowania pochłoniętego jak i od rodzaju
cząsteczek w komórce.
Wyróżnia się:
Śmierć mitotyczną
– śmierć komórki jest
konsekwencją błędów podczas podziału
komórkowego.
Śmierć interfazalną
: komórka umiera zanim zdoła
się podzielić.
Dwa rodzaje śmierci interfazalnej:
1.śmierć apoptotyczna
- komórka umiera ponieważ
włącza program autodestrukcji
2. śmierć
nekrotyczna
- komórka umiera ponieważ
traci zdolność do zachowania równowagi wodno-
elektrolitowej
Działanie promieniowania jonizującego na żywe
komórki może wywoływać różne skutki, takie jak:
• Powstanie nowotworu w wyniku trwałego
uszkodzenia kodu genetycznego
• Komórka , choć wciąż żywa ,utraci swoją zdolność
do regeneracji
• Wpływ promieniowania będzie odwracalny-
komórka będzie zdolna do zregenerowania
wszystkich uszkodzeń
• Duże uszkodzenia komórki prowadzące do jej
śmierci
(wspomniania śmierć mitotyczna i interfazalna )
Działanie
promieniowania na
poziomie organizmu:
Krytyczne narządy i tkanki.
Narządy i tkanki szczególnie wrażliwe na
promieniowanie jonizujące nazywane są często
"krytycznymi"
ze względu na to, że ich uszkodzenie
prowadzi do dużych zaburzeń czynności organizmu.
Pojęcie to dotyczy zarówno skażeń zewnętrznych jak i
wewnętrznych.
W pierwszym przypadku jest to najczęściej
soczewka
oka
oraz
szpik kostny i gonady
, natomiast w drugim -
narząd, który wybiórczo kumuluje izotopy
promieniotwórcze - np.
wątroba, tarczyca, nerki,
kości.
W 1977 roku Międzynarodowa
Komisja Ochrony Radiologicznej
(ICRP) zaleciła rozróżnianie 2
kategorii skutków popromiennych
w organizmach żywych:
• skutków stochastycznych
• skutków deterministycznych
•
Efekty
stochastyczne
Uszkodzenia komórek
organizmu wywołujące
powstanie
mutacji genowych
,
prowadzących do powstania
nowotworów
oraz
następstw
dziedzicznych
.
Natura i
stopień nasilenia efektu
stochastycznego wynika
wyłącznie z rodzaju
uszkodzenia materiału
genetycznego komórki i jej
funkcji
w organizmie.
Rys.Częstość występowania efektu w
zależności od dawki pochłoniętego
promieniowania
•
Efekty
deterministyczne
To zmiany w tkankach lub
narządach wynikające ze
śmiertelnego uszkodzenia
pewnej liczby komórek.
Nie są dziedziczne
.Ich
przeciętne nasilenie zależy od
dawki promieniowania.
W przypadku małych dawek
promieniowania (> 0,2 Sv) nie
obserwuje się poważnych
uszkodzeń,a ich objawy mijają
z czasem( np.wypadanie
włosów czy rumień naskórka).
Rys.Częstość występowania efektu w
zależności od dawki pochłoniętego
promieniowania
Tab.: Progowe dawki równoważne powodujące
efekty deterministyczne w wybranych narządach
Rys.:Przykłady skutków deterministycznych( martwica naskórka i skóry
właściwej,katarakta)
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,a także pochłonięcie pierwiastków i izotopów
promieniotwórczych (drogą doustną lub wziewną), także
tych po wybuchu jądrowym (opad promieniotwórczy).
*
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.
1. Postać subkliniczna:
*
Pochłonięta dawka: 0,5–2 Gy
*
Objawy: ogólne osłabienie, zmniejszenie
ilości limfocytów we krwi obwodowej
*
Śmiertelność u człowieka: 0%
2. Postać hematologiczna:
*
Pochłonięta dawka: 2–4 Gy
*
Objawy: ogólne osłabienie,niedokrwistość i obniżenie
odporności ustroju, niekiedy skaza krwotoczna
*
Śmiertelność u człowieka: do 25% chorych
3. Postać jelitowa:
*
Pochłonięta dawka: 4–8 Gy
*
Objawy: dominują objawy ze strony przewodu pokarmowego
z charakterystycznymi krwawymi biegunkami
*
Śmiertelność u człowieka: 50–100% chorych
4. Postać mózgowa:
*
Pochłonięta dawka: 8–50 Gy
*
Objawy: drgawki, utrata przytomności wkrótce po
napromieniowaniu
*
Śmiertelność: 100% napromienionych
5.
Postać enzymatyczna:
*
Pochłonięta dawka: powyżej 50 Gy
*
Objawy: utrata przytomności, prawie natychmiastowa
śmierć "pod promieniami"
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
Rys.: Skutki choroby popromiennej
Śmiertelna dawka
promieniowania LD50/30
Śmiertelna dawka
promieniowania LD50/30
*
Miara wrażliwości na
promieniowanie, oznacza
dawkę promieniowania,
która powoduje śmierć
połowy badanej populacji
w ciągu 30 dni od
ekspozycji.
*
Przy ekspozycji całego
ciała człowieka LD50/30
wynosi średnio 3,5 Gy.
Śmiertelne dawki promieniowania dla różnych grup
organizmów
CZY NAWET MAŁE
DAWKI
PROMIENIOWANIA
JONIZUJĄCEGO,
ODDZIAŁYWUJĄCE NA
CZŁOWIEKA SĄ
SZKODLIWE DLA
ZDROWIA?
Hormeza
radiacyjna
Hormeza
radiacyjna
To postulowany
korzystny wpływ małych
dawek promieniowania
jonizującego na
żywe organizmy, polegający m.in. na zmniejszeniu
prawdopodobieństwa zachorowania na nowotwory
złośliwe i inne choroby o podłożu genetycznym.
Mechanizm
hormezy radiacyjnej
polega na
stymulowaniu komórkowych mechanizmów
naprawczych w obszarze małych dawek, co powoduje
spadek liczby uszkodzeń DNA prowadzących do
powstawania nowotworów, ze wzrostem dawki
promieniowania.
Dziękuję za uwagę!