המחקר של ההשפעות ארוכות הטווח של קרינה החל בשנות ה-20 של המאה העשרים. מחקרים הראו שקרינה מייננת היא הגורם למוטציות כרומוזומליות. מחקר על בריאותם של תושבי הערים היפניות הירושימה ונגסקי הראה כי 12 שנים לאחר ההפצצה הגרעינית עלתה שכיחות הסרטן באותם אנשים שנחשפו לקרינה. יתרה מכך, הסיכון לחלות בסרטן אינו קשור למודל הסף, כאשר המחלה מתרחשת כתוצאה מחריגה מהערך ה"קריטי" של המינון המתקבל. זה עולה באופן ליניארי, אפילו עם הקרנה לטווח קצר. תופעות אלו קשורות להשפעה הסטוכסטית של קרינה. לדברי מדענים, כל מינון של קרינה מגביר את הסיכון לגידולים ממאירים והפרעות גנטיות.
מהי ההשפעה הסטוכסטית של קרינה מייננת?
לקרינה יש השפעה הרסנית על רקמות ביולוגיות. במדע המודרני, ישנן 2 גרסאות של השלכות כאלה: השפעות דטרמיניסטיות וסטוכסטיות. הסוג הראשון נקרא גםנקבע מראש (מהמילה הלטינית determino - "לקבע"), כלומר, ההשלכות מתרחשות כאשר סף המינון מגיע. אם חריגה ממנו, הסיכון לחריגות עולה.
פתולוגיות הנובעות מהשפעות דטרמיניסטיות כוללות פגיעה קרינה חריפה, תסמונות קרינה (מח עצם, מערכת העיכול, מוח), הידרדרות בתפקוד הרבייה, קטרקט. הם מצוינים בהקדם האפשרי לאחר קבלת מנת קרינה, בתדירות נמוכה יותר - בטווח הארוך.
אפקטים סטוכסטיים, או אקראיים, (מהמילה היוונית stochastikos - "לדעת לנחש") הן תופעות כאלה, שחומרתן אינה תלויה במינון הקרינה. תלות במינון מתבטאת בעלייה בשכיחות הפתולוגיה בקרב אוכלוסיית יצורים חיים. הפוטנציאל להשפעות שליליות קיים גם בחשיפה לטווח קצר.
הבדלים
ההבדלים בין אפקט הקרינה הסטוכסטית לזה הדטרמיניסטי מתוארים בטבלה שלהלן.
| קריטריון | אפקטים דטרמיניסטיים | אפקטים סטוכסטיים |
| מנת סף | בא לידי ביטוי במינונים גבוהים (>1 Gy). אם חריגה מערך הסף, המחלה היא בלתי נמנעת (קבוע מראש, נקבע). חומרת הפציעה עולה עם הגדלת המינון | נצפה במינונים נמוכים ובינוניים. הפתוגנזה אינה תלויה במינון |
| מנגנון נזק | מוות תאי המוביל לתפקוד לקוי של רקמות ואיברים | תאים מוקרנים נשארים בחיים, אבל משתנים ונותנים צאצאים משתנים. ניתן לדכא שיבוטים על ידי מערכת החיסון של הגוף. אחרת, סרטן מתפתח, ואם תאי נבט נפגעים, פגמים תורשתיים מפחיתים את תוחלת החיים |
| זמן השרצה | בתוך שעות או ימים מחשיפה | לאחר תקופת האחזור. המחלה אקראית |
אחד המאפיינים של תופעות סטוכסטיות הוא שהן יכולות להתרחש בו-זמנית עם מחלת קרינה כרונית.
צפיות
השפעות סטוכסטיות כוללות 2 סוגי שינויים בהתאם לסוג התא המושפע:
- השפעות סומטיות (גידולים ממאירים, לוקמיה). הם נחשפים במהלך תצפית ארוכת טווח.
- השפעות תורשתיות שנרשמו בצאצאים של פרטים חשופים. מתעוררים עקב פגיעה בגנום בתאי נבט.
שני סוגי הפגמים יכולים להופיע גם בגופו של אדם חשוף וגם בצאצאיו.
מוטציית תא
תהליכים מוטציוניים בתא החשוף לקרינה אינם מובילים למוות שלו, אלא מעוררים טרנספורמציה גנטית. ישנה מה שנקרא מוטציה הנגרמת על ידי קרינה - שינוי המושרה באופן מלאכותי במבניםתאים שאחראים להעברת מידע תורשתי. הם קבועים.
מוטציות סלולריות קיימות תמיד במנגנונים טבעיים. כתוצאה מכך, ילדים שונים מהוריהם. גורם זה חשוב מאוד להתפתחות ביולוגית. פתולוגיות סרטניות וגנטיות ספונטניות נוכחות כל הזמן באוכלוסיית האדם. קרינה מייננת היא גורם נוסף שמגביר את הסבירות להתרחשות שינויים כאלה.
במדעי הרפואה, מקובל באופן כללי שאפילו תא אחד שעבר טרנספורמציה יכול ליזום התפתחות של תהליך גידול. שבירת DNA וסטיות כרומוזומליות עלולות להתרחש לאחר אירוע יינון בודד.
מחלות
קשר אמין בין מחלות מסוימות להשפעות מקריות של קרינה הוכח רק בשנות ה-90 של המאה העשרים. להלן מופיעות ההשפעות הסטוכסטיות של קרינה מייננת:
- גידולים ממאירים של העור, הקיבה, רקמת העצם, בלוטות החלב בנשים, ריאות, שחלות, בלוטת התריס, המעי הגס. מחלות ניאופלאסטיות של המערכת ההמטופואטית.
- מחלות שאינן גידוליות: היפרפלזיה (רביית תאים מוגזמת) או אפלזיה (תהליך הפוך) של איברים המורכבים מרקמת חיבור (כבד, טחול, לבלב ואחרות), פתולוגיות טרשתיות, הפרעות הורמונליות.
- השלכות גנטיות.
חריגות תורשתיות
בקבוצת ההשפעות הגנטיות, מבחינים בין 3 סוגים של חריגות:
- שינויים בגנום (מספר וצורת הכרומוזומים), המובילים להתפתחות של מומים שונים - תסמונת דאון, מומי לב, אפילפסיה, קטרקט ועוד.
- מוטציות דומיננטיות המופיעות מיד בדור הראשון או השני של ילדים.
- מוטציות רצסיביות. הם מתרחשים רק כאשר אותו גן עובר מוטציה בשני ההורים. אחרת, ייתכן שסטיות גנטיות לא יופיעו במשך כמה דורות, או שלא יתרחשו כלל.
קרינה מייננת מובילה לאי יציבות גנטית בתא עקב הפרעות במערכת התיקון של DNA פגום. שינוי במהלך התקין של הביוסינתזה גורר ירידה בכדאיות והופעת מחלות תורשתיות. חוסר יציבות של גנום התא הוא גם סימן מוקדם להתפתחות סרטן.
רמת אונקופתיה ותקופה סמויה
מכיוון שהשפעות סטוכסטיות הן אקראיות בטבען, אי אפשר לדעת באופן אמין מי יפתח אותן ומי לא. השיעור הטבעי של סרטן באוכלוסיית האדם הוא כ-16% לאורך החיים. נתון זה גבוה יותר עם הגדלת מינון הקרינה הקולקטיבית, אך אין נתונים מדויקים על כך במדע הרפואה.
מכיוון שהתפתחות גידולים ממאירים היא תהליך רב-שלבי, לאונקופתולוגיות עקב השפעות סטוכסטיות יש תקופה סמויה (נסתרת) ארוכה למדי לפני גילוי המחלה. אז, עם התפתחות לוקמיה, נתון זה עומד על 8 שנים בממוצע. אחרי הגרעיןהפצצות בערים היפניות הירושימה ונגסאקי, סרטן בלוטת התריס אובחן לאחר 7-12 שנים, ולוקמיה לאחר 3-5 שנים. מדענים מאמינים שמשך התקופה הסמויה למחלות ממאירות במיקום מסוים תלוי במינון הקרינה.
השלכות של מוטציות גנטיות
ההשלכות של מוטציות תורשתיות מחולקות לשלוש קבוצות לפי חומרת המהלך:
- סטיות עיקריות - מוות בתקופה העוברית המוקדמת ואחרי הלידה, מומים מולדים חמורים (בקע קרניו-מוחי, היעדר עצמות של קמרון הגולגולת, מיקרו-הידרוצפלוס; תת-התפתחות או היעדר מוחלט של גלגל העין, חריגות במערכת השלד - אצבעות נוספות, איברים חסרים ואחרים), עיכוב התפתחותי.
- נכות פיזית (חוסר יציבות ביחס לאחסון והעברה של חומר גנטי מדור לדור, הידרדרות בעמידות הגוף לגורמים חיצוניים שליליים).
- סיכון מוגבר לפתח גידולים ממאירים כתוצאה מנטייה תורשתית.
