Post on 29-Dec-2015
Universitatea Academiei de Ştiinţe din Moldova
Facultatea: Ştiinţe ale naturii
Specialitatea: Ecologie
Referat la Radiobiologie
Rolul radiaŢiei ionizante în evoluŢia vieŢii pe PĂmânt
A elaborat: Cumpana Ludmila, E-31
A verificat: Stregărescu Vasile, doctor
Cuprins
1.Istoria apariţiei radiaţiei
2.Radiaţiile ionizante. Definiţie şi clasificare
3.Surse de radiaţii ionizante
4.Cum pot afecta radiaţiile organismul uman?
5.Clasificarea efectelor biologice după natura lor
6.Protecţia împotriva radiaţiilor
7.Tratamentul cu radiaţii ionizante
ISTORIA APARIŢIEI RADIAŢIEI
Deşi radiația a fost descoperita în secolul XIX, pericolele de radioactivitate și de radiație nu s-au
recunoscut imediat. Efecte acute de radiaţii pentru prima data au fost observate în utilizarea
razelor X când Nikola Tesla intenţionat a supus degetele la raza X în 1896. El a publicat
observațiile privind arsuri care s-au dezvoltat, deşi el le-a atribuit ozonului mai degrabă decât
pentru raze X, leziunile s-au vindecat mai târziu.
Efectele genetice de radiaţii, inclusiv efectele privind riscul de cancer, au fost recunoscute mult
mai târziu. În 1927 Hermann Joseph Muller a publicat cercetari care arată efectele genetice şi în
1946 a fost primit Premiul Nobel pentru concluziile sale.
Înainte de a fi cunoscute efectele biologice de radiaţii, mulţi medici şi corporaţii au început
comercializarea substanțelor radioactive. Exemplu era tratamente cu Radiu și ape care conțin
Radiu ar fi fost baute ca tonice.
Marie Curie era împotriva acestui fel de tratament, avertizind că efectele radiațiilor asupra
corpului uman nu au fost bine înţele. Curie a murit mai târziu de anemie cauzata de intoxicaţii
radiaţiilor.
Eben Byers, un celebru socialist american, a murit în 1932, după ce consuma cantităţi mari de
Radiu, peste câțiva ani moartea sa a atras atenţia publicului asupra pericolelor de radiaţii. Prin
anii 1930, după un număr mare de cazuri necroza oaselor și moartea în entuziaşti, produse
medicale ce contineau radium aproape dispăruse de pe piaţă.
Cu toate acestea, pericolele de radiaţii au fost nu pe deplin apreciate de către oamenii de ştiinţă
până mai târziu. În 1945 şi 1946, doi oameni de ştiinţă U.S. au murit la expunerea la radiaţii
acută în accidente separate . În ambele cazuri, victimele s-au confruntat cu cantităţi mari de
materiale fisionabile fără nici o protective.
Bombardamentele atomice de la Hiroshima şi Nagasaki au dus la un număr mare de incidente de
otrăvire cu radiatii, permițând o perspectivă mai mare de simptome și pericolele sale. Actrita
Midori Naka, care a fost prezenta în timpul Bombardamentele atomice de la Hiroshima, a fost
primul ca/incident de otrăvire cu radiatii pe larg analizată. Moartea ei pe 24 August 1945 a fost
prima moarte oficiala ca urmare a otravirii cu radiației (sau "boala bombei atomice").
RADIAŢIILE IONIZANTE. DEFINIŢIE ŞI CLASIFICARE
Radiaţiile ionizante sunt radiaţiile care au proprietatea de a ioniza materia asupra căreia
acţioneaza deoarece la locul impactului ele cedează energiile mari pe care le poarta. Ca urmare,
prin interacţiunea cu substratul iradiat, rezultă particule încărcate electric sau perechi de ioni şi
ruperea legăturilor moleculare. Radiaţiile ionizante sunt reprezentate de:
•radiaţiile electromagnetice fotonice (radiaţiile X şi radiaţiile gamma)
•fluxurile de particule atomice (radiatiile corpuscuiare) reprezentate de radiatia aformata din 2
protoni si 2 neutroni (respectiv un nucleu do heliu), radiatia βformata din fluxuri de electroni(cu
sarcina electrica negativa), fluxurile de protoni(cu sarcina electrica pozitiva) si fluxurile de
neutroni (radiatii care nu producionizare directa).
CARACTERIZAREA RADIATIILOR IONIZANTE
Expunerea organismului uman la radiatiile ionizante poate ft urmata de aparitiaunor efecte
biologice dependente de caracteristicile acestora: capacitatea de penetratie,respectiv de
capacitatea de ionizare.
Capacitatea de penetrare a radiatiilor ionizante
Radiatiile ionizante corpusculare au o capacitate de penetratie redusa:
•radiatiile a pot strabate doar distante foarte mici, aproximativ 0.1 mm in aer sau tesuturi, cea
mai mare parte diniie ele fiind retinute in stratul cornos al pielii; radiatiile β au o capacitate de
penetrare care nu depaseste de rcgui , 2 cm ( doar cele din categoria β dure pot penetra pana ta
cea, 8 cm), astfel ca majoritatea lor pot produce leziuni doar la nivelul tesutului cutanat.Spre
deosebire de radiatiile corpusculare, radiatiile ionizante electromagnetice auo foarte mare
capacitate de penetratie, ele pot strabate intreg corpul, si ca urmare pot firetinute in diferite
tesuturi in functie de densitatea acestora.
Capacitatea de ionizare a radiatiilor ionizante
Capacitatea de ionizare a radiatiilor ionizante este invers proportionala cucapacitatea de
penetratie: radiatiile corpusculare (cu exceptia fluxurilor ce neutroni carenu produc direct
ionizare) au o foarte mare capacitate de ionizare deoarece elibereazaintreaga energie purtata in
stratul subtire in care sunt retinute. Radiatiile fotonice (X si γ)au capacitate de ionizare mult mai
redusa.Din aspectele prezentate se desprind urmatoarele concluzii privind riscurile biologice
generate de expunerea la radiatiile ionizante:•radiatiile α si radiatiile β au nocivitate maxima in
contextul iradieriiinterne (patrunderea radionucliziior in organism prin inhalare sau
ingestie);•radiatiile electromagnetice ionizante (X si γ) determina efecte nocive deintensitate
maxima in situatia iradierii externe, prin expunerea partiala sau totala acorpului ia radiatia
exterioara.
SURSELE DE RADIATII IONIZANTE
Sursele de radiatii ionizante sunt clasificate in doua mari categorii: naturale siantropice, care
determina iradierea naturala sau iradierea antropica a factorilor ambientalisi a organismului
uman. Organismul uman poate recepta variate doze de radiatii ionizante prin iradiere externa (de
la surse dinafara corpului uman - aer, sol) sau prin iradiereinterna (de la radionuclizii patrunsi in
organism prin inhalare sau ingestie).
Sursele naturale
de radiatii ionizante sunt reprezentate de radiatiil cosmice si deradiatiile telurice (terestre),
Acestea pot determina iradierea externa (radiatiile gammaterestre) sau iradierea interna, in cazul
patrunderii in organismul uman prin inhalarea sauingestie unor radionuciizi naturali
ambientali.In cadrul circumstantelor uzuale de expunere a colectivitatilor umane la
radiatiileionizante, sursele naturale contribuie cu aproximativ 87 % din doza receptata (figura
Sursele de expunere la radiatii ion-izate, % Antropica
ApaCosmicaTelurica taronTelurica radonTelurica gamma
Cum pot afecta radiatiile organismul uman?
Viata a evoluat intr-un mediu bombardat cu radiatii ionizante. Acestea provin din spatiul
cosmic, din pamant, si chiar din propriile corpuri. Unele alimente, precum bananele sau
nucile braziliene, prezinta in mod natural un nivel mai ridicat de radiatii decat alte
alimente.
Radiatia ionizanta poate determina modificari chimice la nivelul celulelor vii. Daca doza de
radiatie este mica sau persoana o primeste de-a lungul unei perioade indelungate de timp,
organismul poate, in general, sa repare sau sa inlocuiasca celulele afectate, fara a se inregistra
efecte negative asupra sanatatii. Insa, expunerea la nivele ridicate de radiatii, asa cum se
intampla in cazul unor accidente nucleare precum cel din Japonia, poate provoca doua feluri de
efecte.
Modificari biologice pe termen scurt si lung
In primul rand apar modificari biologice pe termen scurt, consecinta unui incident specific
(inrosiri si/sau arsuri ale pielii, boala de iradiere). Aceste efecte apar doar daca se atinge un nivel
prag al dozei absorbite. Simptomele apar cu atat mai repede si sunt cu atat mai severe cu cat doza
de radiatie a fost mai mare.
Cea de-a doua categorie e reprezentata de efectele stocastice, care sunt efecte biologice
intarziate, a caror probabilitate de aparitie depinde de doza totala absorbita si care apar, de
obicei, dupa un timp (mai multi ani sau chiar zeci de ani) dupa un incident sau o expunere
cumulativa. Acestea se manifesta prin cresterea riscului de cancer si boli ereditare, conform site-
ului Agentiei Nucleare si pentru Deseuri Radioactive din Romania.
Efectele biologice ale radiatiilor asupra celulelor vii au trei posibile finalitati:
celulele afectate se refac, fara urme ulterioare asupra organismului;
celulele mor, asemenea altor milioane de celule ale corpului in fiecare zi, fiind inlocuite prin
procese naturale;
celulele se repara, insa anormal, rezultand o schimbare biologica ce afecteaza corpul.
Asocierile dintre expunerea la radiatii si dezvoltarea unui tip de cancer sunt bazate pe grupuri
expuse la nivele relativ mari de radiatii ionizante (de exemplu supravietuitorii bombardamentelor
nucleare din Japonia sau locuitorii din vecinatatea centralei de la Cernobil). Tipurile de cancer
asociate cu expunerea la doze mari de radiatii (mai mari de 500 millisievert - unitatea de masura
pentru dozele de radiatii care ajung in organism) includ leucemia, cancerul de san, de vezica
urinara, de colon, de ficat, de plamani, esofagian, ovarian, de stomac si mielomul multiplu. De
asemenea, ar mai putea fi posibila o legatura intre expunerea la radiatii ionizante si cancerul de
prostata, laringian, nazal/al sinusurilor si pancreatic, relateaza nrc.gov, site-ul oficial al Comisiei
de Control al Activitatii Nucleare a Statelor Unite ale Americii.
Perioada de timp dintre momentul expunerii la radiatii si cel al descoperirii cancerului se
numeste “perioada latenta”, iar aceasta poate sa se intinda pe mai multi ani. Dozele mari de
radiatii tind sa omoare celulele in timp ce dozele scazute tind sa deterioreze sau sa modifice
ADN-ul celulelor iradiate. Dozele mari pot distruge atat de multe celule incat organele si
tesuturile pot fi vatamate pe loc. Aceasta poate declansa un raspuns rapid al corpului,
denumit si sindrom acut de iradiere.
Cei mai afectati in urma unei contaminari sunt copiii
Cu cat dozele de radiatii sunt mai mari, cu atat mai rapid apar efectele iradierii si cu atat mai
mare este probabilitatea de deces. Deoarece radiatiile afecteaza in mod diferit oamenii, nu exista
o limita inferioara absoluta a nivelului fatal de radiatii. Se considera ca jumatate dintr-o populatie
ar muri in 30 de zile de la expunerea intregului corp la valori intre 3500 - 5000 mSv pentru o
perioada ce variaza intre cateva minute si cateva ore. In dimineata zilei de marti, la cateva ore
dupa dezastrul de la centrala nucleara din Fukushima, Japonia, emisii de pana la 400 mSv pe ora
au fost raportate la centrala nucleara de la Fukushima. Nivelul de emisii care nu afecteaza
organismul poate fi de maxim 1 mSv pe an, conform Agentiei Internationale pentru Energie
Atomica.
Materialele radioactive aruncate in aer de exploziile care au avut loc la Centrala Fukushima din
Japonia pot contamina resursele de hrana si de apa, cei mai afectati urmand a fi copiii, transmite
Reuters. Vacile de lapte sunt printre cele mai vulnerabile animale, daca acestea pasc iarba expusa
la radiatii, in conditiile in care laptele este un aliment consumat in cantitati destul de mari de
catre copii. Conditia pentru a nu dezvolta cancer este ca organismul sa-si “repare” modificarile
produse la nivelul celulelor mai repede decat timpul necesar multiplicarii materialului ADN
afectat, la nivel de celule. Majoritatea expertilor sunt de acord ca cei mai expusi riscului sunt
copiii, deoarece celulele lor se divid intr-un ritm mai rapid decat in cazul adultilor.
La cine apelam in cazul unei alerte de pericol nuclear?
Se stie ca, momentan, nu sunt sanse ca radiatiile provocate de catre explozia reactorului de la
Fukushima sa ajunga pana in Romania. Insa, daca ar fi fost cazul, am dorit sa vedem ce institutii
pot oferi informatii cetateanului. Ne-am adresat in primul rand Directiei de Sanatate Publica. De
aici am fost asigurati ca nu este cazul sa ne ingrijoram si ca, in cazul unei alerte, populatia va fi
informata cu privire la actiunile necesare. Ministerul Mediului a raspuns la fel de prompt si
concis, asigurandu-ne ca pe site-ul oficial va posta informatii in clipa in care ar putea aparea un
pericol.
Urmatoarea pe lista: Agentia Nucleara si pentru Deseuri Radioactive. Contactata telefonic,
reprezentanta s-a aratat deosebit de deranjata ca a fost sunata de o persoana fizica. Sugestia
acesteia: “Daca vreti informatii, sunati la televiziune”, urmata de inchiderea telefonului. La un al
doilea telefon, ni s-a explicat pe un ton ceva mai amabil ca masurarea nivelului radiatiilor
nucleare din aer nu este de competenta Agentiei Nucleare si ne-a indrumat catre “Mediu”.
Clasificarea efectelor biologice după natura lor
Cel mai frecvent, efectele biologice se clasifica după natura lor în:
-efecte precoce, care nu apar decât pentru doze ridicate;
-efecte somatice târzii, care se manifesta după mai mulţi ani, chiar mai mulţi zecide ani;
-efecte genetice, care privesc descendenţii;
-efecte teratogene, care se refera la afectarea embrionului şi a fetusului.
1. Efecte biologice precoce
Efectele biologice precoce survin la puţin timp după iradiere, uneori după câtevaore sau mai
puţin şi sunt efecte cu prag, fapt pentru care nu apar decât dacă dozadepăşeşte un anumit nivel.
Deasupra pragului ele cresc cu doza. De aceea, pentru a evita producerea lor, s-au elaborat
reglementări care impun limitarea sub nivelul de prag aldozelor ce le pot primi operatorii care
lucrează în medii de radiaţii ionizante. Cele maifragile ţesuturi care suferă efecte biologice cu
prag sunt: pielea, celulele formate desânge, măduva osoasă, intestinul şi organele sexuale sau
gonade.
Efectele biologice precoce în cazul iradierilor parţiale.
Acestea se referă la piele, măduva osoasă şi organele genitale.
Pielea. Efectele radiobiologice ale pielii sunt foarte variabile şi ele depind dedoză, de
localizarea anatomică, de vârstă, de pigmentaţia tegumentului etc. În general, ladoze mai mari de
10 Gy nu se observă nici o leziune gravă, dar la 25% din cazuri apare osenzaţie de căldura. La
doze între 10 şi 20 Gy apar epidermite exudative, urmate după untimp de o latenta de trei
săptămâni, de eritema secundară, apoi de epitelitaexudativă, după3-6 luni făcându-se restaurarea
fără recurs. În cazul unor iradieri foarte importante şi profunde, se alternează vascularizaţia şi
apare ulceraţia, care necesită un tratament chirurgical.
Măduva osoasă , organul cel mai sensibil la iradierea globală, conduce limfopenia,cu atât mai
repede, cu cât doza de radiaţii este mai mare.
Organele sexuale, respectiv testiculele la bărbaţi şi ovarele la femei, reacţioneazădiferit la
iradiere.
Testiculele care se remarcă printre cele două funcţii de producătore de hormoni şispermatozoizi,
la iradiere, le este afectată numai cea de-a doua funcţie (producătoare despermatozoizi). La doze
relativ mici, de 0,5 Gy, se instalează o depresiune tranzitorie şispontan reversibila, iar la doze de
circa 2 Gy apare o azoospermie şi sterilitate temporară,în jur de un an. Experienţele efectuate de
americani pe deţinuţi voluntari au arătat ca încazul iradierii testiculelor cu doze de 6 Gy,
sterilitatea este temporară la om. Deasemenea, supravieţuitorii dintre cei 23 pescari japonezi care
au fost iradiaţi în urmaexploziei experimentale a armei termonucleare de la Bikini, în 1954, şi
care se estimeazăca au primit doze de 3 - 6,6 Gy, după o sterilitate de 2-3ani, au avut copii
normali (în total45 copii).
Ovarele, comparativ cu testiculele, au o sensibilitate mai mică faţă de radiaţiileionizante, aceasta
fiind influenţată şi de vârstă. Astfel, pe când la o femeie tânără în jur de25 de ani este necesară o
doza de 12-15 Gy pentru a provoca o menopauză artificială, la ofemeie de peste 40 de ani este
suficientă o doza de numai 7 Gy. Se menţionează ca lafemei sterilitatea este însoţită de oprirea
funcţiei endocrine.Din cercetările efectuate, precum şi din constatările asupra descendenţilor
celor iradiaţi în urma exploziilor atomice de la Hiroşima şi Nagasaki, a rezultat ca în urma
uneiiradieri puternice care a provocat sterilitatea temporară, nu s-au produs urmări genetice, prin
afectarea celulelor sexuale.
Iradierea organelor profunde
La iradieri puternice, mai ales în radioterapiesunt iradiate şi organele profunde: plămânii, inima,
rinichii, tubul digestiv, ficatul,sistemul nervos central şi creierul. Dintre acestea, deosebit de
sensibile sunt plămânii,care, după o doza de 25 Gy, se îmbolnăvesc de fibron pulmonar, iar după
6-12 luniurmează decesul.
Rinichii şi ficatul sunt afectaţi la doze peste 30 Gy. În cazul rinichilor,funcţionarea lor este
afectată după câteva săptămâni de la iradiere, pe când vezica poatesuporta doze mult mai mari.
Diversele organe ale aparatului digestiv au radiosensibilităţiidiferite. Cel mai radiosensibil este
intestinul subţire, la care apar leziuni în urmaabsorbţiei unor doze sub 30 Gy. Urmează stomacul
care este afectat de doze în jur de 40Gy, cel mai rezistent fiind colonul, care reacţionează numai
la doze cuprinse între 50 şi56 Gy.Destul de radiosensibil este şi sistemul nervos, care manifestă o
fragilitate acelulelor nervoase, a vaselor sangvine şi o capacitate limitată de regenerare a
ţesuturilor nervoase. La doze peste 40 Gy administrate în patru săptămâni, apare o paraplegie,
caredupă doi ani se extinde. În ceea ce priveşte creierul, deşi modificări morfologice apar dejade
la doze de 10 Gy, el poate suporta doze de circa 50 Gy, timp de 5-6 săptămâni.
Efecte biologice precoce în cazul iradierilor globale.
În urma unor iradieriglobale cu doze în jur de 1 Gy, care sunt fără gravitate imediată, nu se
observa decâtfoarte discrete modificări hematologice, în ceea ce priveşte globulele albe, dar ele
seregenerează rapid. În astfel de cazuri se aplica un tratament modest, fără a fi
necesarăspitalizarea.
2. Efecte somatice târzii
Efectele somatice târzii, în general, sunt fără prag. Ele pot fi necancerigene(cataracte, tulburări
ale creşterii, scăderea longevităţii şi a unor reacţii imunologice), însă principalul efect întârziat
este cancerul, care apare după câţiva ani sau zeci de ani de lairadiere. Principalele efecte
somatice târzii necancerigene se caracterizează prinurmătoarele:
Cataractele sunt boli care provoacă opacifierea cristalinului. Radiaţiile ionizantegenerează
cataracte la doze superioare la 10 Gy de radiaţii X. Ele sunt efecte cu prag,care la bărbaţi este
foarte ridicat şi apare între 1 şi 10 ani de la iradiere. În cazulneutronilor rapizi, pragul este mult
mai jos ≈0,8 Gy, respectiv ≈8 Sv.
Tulburări de creştere. Constatările efectuate pe supravieţuitorii de la Hiroşima şi Nagasaki au
evidenţiat ca, prin expunere la doze de 1 Gy, au loc tulburări de creştere şianume: un deficit în
greutate, o scădere a taliei şi a circumferinţei capului.
Longevitatea. De asemenea, studiile de supravieţuitori de la Hiroşima şi Nagasaki, precum şi pe
animale în laborator, au arătat ca la doze ridicate (≈4 Gy) deradiaţii, se scurtează durata medie de
viaţă, indiferent dacă iradierea a produs leucemiesau cancer.
Reacţiile imunologice. La iradierea cu doze de 1 Gy scad reacţiile imunologice şiorganismele
devin vulnerabile la infecţii.Pielea deşi nu este radiosensibilă, se manifesta ca un organ critic,
având un pragde toleranta de ≈2mGy/zi. Prin iradierea mâinilor cu doze superioare (5 mGy/zi)
apar leziuni cutanate cronice, sau uscate şi atrofice, care fisurează, dând ulceraţii grave.
Cancerele, principalele efecte întârziate, se caracterizează prin faptul că nu au prag şi se produc
mai ales cu doze slabe de radiaţii. Frecventa lor este influenţată de oserie de factori, printre care
se număra: doza de radiaţie, natura radiaţiilor, sexul, vârsta şinatura ţesuturilor iradiate.Dintre
toţi factorii, doza de radiaţii este cel mai important, iar dintre radiaţii, particulele α şi neutronii
sunt cele mai periculoase. Radiosensibilitatea organismelor este17
diferita în funcţie de sex: ea este mai importantă la femei decât la bărbaţi, în special pentru sâni
şi tiroida şi are un efect invers pentru măduva osoasă şi pulmon. Totodată,efectele diferă cu
vârsta, copiii tineri, adolescenţii şi persoanele în vârsta fiind mairadiosensibile decât adulţii.
Timpii de latenta sunt foarte variabili şi depind în modesenţial de natura ţesutului iradiat. Ei sunt
cuprinşi între 4 şi 20 de ani de la iradiere pentru leucemie , de 10 ani pentru tumori, 22-25 de ani
pentru sâni etc. Cancerul cutanatapare la doze de circa 15 Gy radiaţii electromagnetice, între 25
şi 40 de ani. Cancerulosos apare la doze >8Gy, iar leucemia la doze >1 Sv. Cancerul sânului
apare la doze de0,20 Gy (la iradieri radiologice), iar cancerul tiroidei la 0,1 Gy la copii între 13 şi
14 ani. Hiroşima şi Nagasaki
3. Efecte genetice
Alături de alţi agenţi fizico-chimici (substanţe chimice, radiaţiileelectromagnetice, căldura etc.)
care pot provoca efecte mutagene se află şi radiaţiileionizante.Dacă la doze slabe nu s-au
înregistrat astfel de efecte la om, în schimb printrecopiii supravieţuitorilor de la Hiroşima şi
Nagasaki, iradiaţi cu doze puternice, s-auînregistrat cazuri de anomalii genetice semnificative.Pe
plan uman, singurele informaţii de care dispunem sunt descendenţii iradiaţilor de la Hiroşima şi
Nagasaki şi ai pescarilor de la Bikini, dar în ambele cazuri, dozele nusunt cunoscute cu precizie.
În cazul supravieţuitorilor de la Hiroşima şi Nagasaki, deşi au prezentat forme cancerigene
pentru doze ridicate (>1 Gy), nu s-au înregistrat efectegenetice. De asemenea, în cazul celor 23
marinari pescari de la Bikini, iradiati de caderileradioactive, cu excepţia unuia care a decedat,
după o sterilitate de doi ani, ceilalţi au avutcopii normali (45 copii), la care nu au fost observate
efecte genetice aparente la primageneraţie.În modul de evaluare a efectelor genetice se întâmplă
unele dificultăţi datorateurmătorilor factori: caracterul particular al efectelor genetice; necesitatea
extrapolăriirezultatelor obţinute experimental pe animale, la om; şi de asemenea,
extrapolarearezultatelor obţinute experimental cu doze forte, la doze slabe.18.
Din investigările pe animale, s-a stabilit ca frecvenţa anomaliilor genetice seobserva la doze >1
Gy. La om, anomaliile (de ex. structura cromozomilor) reprezintă unrisc de 1-10 pe milion de
naşteri vii, pe centiGy, iar mutaţiile genetice apar, la iradiereacelor doi părinţi, cu o frecventa de
5-65 pe milion de naşteri vii, pe centiGy. După primageneraţie şi la echilibru (după 5 generaţii),
frecvenţa lor este de 40-200 pe milion denaşteri vii pe centiGy, pe generaţie. Mutaţiile sunt
legate de sexe, în sensul ca ele setransmit prin femei. În prima generaţie, numărul de afecţiuni
adăugat este <1,3 pe milionde naşteri vii pe centiGy.
4. Efecte biologice teratogene
Efectele teratogene sunt anomalii şi malformaţii provocate de acţiunea unor agenţifizici, chimici
şi infecţioşi, sau a radiaţiilor ionizante asupra embrionului şi ţesuturilor petimpul
creşterii.Sensibilitatea lor la radiaţii variază după stadiul dezvoltării embrionului, dar pragul de
acţiune este foarte net mai jos decât după naştere. Efectele teratogene suntireversibile, iar
radiaţiile ionizante produc aceleaşi efecte ca şi alţi agenţi teratogeni. Subacţiunea radiaţiilor
ionizante, în funcţie de stadiul de dezvoltare a embrionului şi aţesuturilor, se deosebesc
următoarele:- În stadiul de preimplantare, iradierea determină fie distrugerea oului, fie
moarteauneia sau a mai multor celule. Aceasta perioada adesea trece neobservată de
femeie.Doza letală 50 este de 0,5-0,6 Gy.- În stadiul de organogeneza, când femeia are
consecinţe de întârziere şi bănuialăca ar fi însărcinata, o doza de 0,1 Gy poate antrena
malformaţii. Aceasta este perioadacritică, deoarece radiosensibilitatea este maximă.- În stadiul
fetal, frecvenţa şi gravitatea malformaţiilor se diminuează. În schimb,iradierea poate avea o
acţiune cancerigenă, care se manifestă la copii tineri. Dozele egalesau inferioare la 0,25 Gy sunt
considerate ca fără efect.Cele mai importante consecinţe legate de efectele teratogene sunt:-
malformaţiile, ca de exemplu cele microcefalie, care pot fi însoţite de întârziereamentală;-
întârzierea creşterii, care are loc la doze puternice (>1 Gy), printre care seremarcă deficitul
ponderal, scăderea taliei şi a circumferinţei capului şi o întârziere aosificării;
PROTECŢIA ÎMPOTRIVA RADIAŢIILOR
Doza maxima admisibila (DMA)
Comisia Internationala pentru Protectia împotriva Radiatiilor Ionizante (CIPR) stabileste
valoarea DMA anuala, ca doza totala pe care o poate primi un om într-un an fara a suferi leziuni
observabile (nu se tine cont de efectele genetice). Exista o evaluare stabilita a DMA pentru
fiecare organ sau tesut în parte. Cele mai radiosensibile organe la om sunt maduva hematogena si
gonadele (tesuturi cu grad mic de diferentiere si rata mare a diviziunilor celulare). DMA anuala
este de 5 mSv/an, doza valabila si pentru gonade. Pentru oase si tiroida doza este 30 mSv/an.
Din fondul natural de radiatii se absoarbe 1 mSv/an, iar din cel artificial, generat de surse create
de om, 0.2 mSv/an. O radiografie abdominala produce 6.2 mSv, iar una pulmonara 0.27 mSv. O
doza de 6 Sv duce la moarte în decurs de o luna.
Pentru diminuarea efectelor radiatiilor ionizante se pot utiliza 2 categorii de metode: metode
fizice si metode chimice
Protectia fizica se realizeaza prin:
- marirea distantei fata de sursa
- micsorarea timpului petrecut în apropierea sursei
- utilizarea de ecrane protectoare
Protectia fata de radiatiile a se poate face cu o simpla foaie de hârtie, sau un strat de 0.5 cm de
apa. Fata de radiatiile b protectia se realizeaza cu ecrane de plastic si Al, iar fata de X si g se
poate face doar partial cu ecrane de Pb. În cazul neutronilor sunt necesare mai multe straturi
protectoare: primul format din apa, D2O (apa grea) si grafit are rol de moderator cu ajutorul
caruia sunt încetiniti neutronii; al doilea strat este format din bare de cadmiu, pentru absorbtia
neutronilor termici; al treilea - ecrane de Pb pentru absorbtia radiatiilor g produse în primele
straturi.
În cazul surselor mixte sunt necesare ecrane mixte: pentru b+g se utilizeaza ecrane cu un prim
strat de plastic sau Al (se absorb mai întâi radiatiile b, care sunt electroni sau pozitroni accelerati,
si un al doilea de Pb pentru a absorbi radiatiile g).
Protectia chimica
Se realizeaza cu ajutorul unor substante chimice radioprotectoare care se administreaza înaintea
iradierii si care maresc radiorezistenta organismului. Au drept scop diminuarea în special a
actiunii indirecte a radicalilor liberi prin anihilarea acestora. Trebuie sa produca urmatoarele
modificari:
- sa micsoreze continutul în apa, mai ales în organele radiosensibile
- sa micsoreze temperatura organismului si sa diminueze metabolismul
- sa diminueze cantitatea de oxigen intra si extracelular, mai ales în organele radiosensibile
- sa inhibe sau sa fixeze radicalii liberi (vânatori de radicali liberi)
- sa împiedice organele integratoare din organism (sistemul circulator) sa amplifice efectele.
Tratamentul cu radiatii ionizante
Radiatile ionizante sunt acele de radiatii care produc ionizarea atomilor din materialul iradiat.
Aceasta definitie tine seama de efect si nu de natura radiatiilor si asa se face ca in categoria
radiatiilor ionizante intra si radiatiile gamma (de natura “nucleara” –produse la nivelul nucleului
atomilor) si radiatiile X (de natura “atomica”). Pe langa radiatiile electromagnetice gamma si X,
tot in categoria radiatiilor ionizante sunt incluse si facicule de electroni accelerati, insa nu sunt
incluse radiatiile UV. De fapt, termenul “radiatii ionizante” are o semnificatie tehnica si atunci
cand vorbim de “tratament cu radiatii ionizante” (sau “iradiere tehnologica”), in aceasta
categorie raman acele radiatii care au ca efect principal ionizarea, au o capacitate de penetrare
mare si - foarte important - nu produc reactii nucleare in materialul iradiat.
Considerente tehnice fac sa existe un numar limitat de optiuni privind radiatiile care pot fi
utilizate pentru tratamentul cu radiatii ionizante: - radiatiile gamma (γ), sunt radiatii
electromagnetice, penetrante, de natura nucleara. De interes pentru tratamentul cu radiatii
ionizante sunt radiatiile obtinute din surse cu izotopi radioactivi de Cobalt-60 si intr-o masura
mai mica, de Cesiu-137. Din multitudinea izotopilor radioactivi cunoscuti, doar acestia pot fi
produsi in cantitati suficiente, cu costuri rezonabile si au o perioada de injumatatire suficient de
mare. O sursa izotopica de Co-60 emite la o dezintegrare radioactiva doua cuante de energie
(fotoni) cu energiile de 1,17 MeV si 1,33 MeV iar o sursa de Cs-137 emite o cuanta cu energia
de 0,662 MeV.
- electronii accelerati (fascicole de electroni – E-beam), sunt radiatii formate din electroni care au
fost accelerati in camp electro-magnetic la energii suficient de mari incat sa asigure o buna
penetrare a materialului iradiat. Pentru excluderea activarii (producerii de izotopi radioactivi) in
materialul iradiat s-a stabilit limita maxima a energiei electronilor accelerati la 10MeV.
- radiatiile X (Rx), sunt tot radiatii electromagnetice iar spectrul lor energetic se suprapune
spectrului radiatiilor gamma. De interes pentru tratamentul cu radiatii ionizante sunt radiatiile X
de franare (bremstralung) care apar la franarea electronilor accelerati in campul electric al
atomilor din tinta iradiata. Din aceleasi considerente ca si in cazul electronilor accelerati,
utilizarea lor in domeniul tratamentelor cu radiatii ionizante trebuie limitata in energie (5MeV).
Bibliografia
1. Marcu GH. Ciplea L.I., Ciplea Al.,Elemente radioactive. Poluarea mediului şi riscurile
iradierii, Editura Tehnică, Bucureşti, 1996.2.
2. Gaspar E., Şerban D.,Poluarea mediului ambiant,Editura Tehnică,Bucureşti, 1978.3.
3. Cartas V.,Elemente de radioprotecţie, Editura Tehnica, Bucureşti.
4. Curs de fizică nucleară ,“Universitatea Dunărea de Jos”, 2004