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