Het onderzoek naar de langetermijneffecten van straling begon in de jaren '20 van de twintigste eeuw. Studies hebben aangetoond dat ioniserende straling de oorzaak is van chromosomale mutaties. Een onderzoek naar de gezondheid van inwoners van de Japanse steden Hiroshima en Nagasaki toonde aan dat 12 jaar na de atoombom het aantal kankergevallen bij mensen die aan straling werden blootgesteld, toenam. Bovendien is het risico op het ontwikkelen van kanker niet geassocieerd met het drempelmodel, wanneer de ziekte optreedt als gevolg van het overschrijden van de "kritieke" waarde van de ontvangen dosis. Het neemt lineair toe, zelfs bij kortdurende bestraling. Deze verschijnselen hangen samen met het stochastische effect van straling. Volgens wetenschappers verhoogt elke dosis straling het risico op kwaadaardige tumoren en genetische aandoeningen.
Wat is het stochastische effect van ioniserende straling?
Straling heeft een vernietigend effect op biologische weefsels. In de moderne wetenschap zijn er 2 varianten van dergelijke gevolgen: deterministische en stochastische effecten. Het eerste type wordt ook welvooraf bepaald (van het Latijnse woord determino - "bepalen"), dat wil zeggen, de gevolgen treden op wanneer de dosisdrempel wordt bereikt. Bij overschrijding neemt het risico op afwijkingen toe.
Pathologieën die het gevolg zijn van deterministische effecten zijn onder meer acute stralingsschade, stralingssyndromen (beenmerg, gastro-intestinaal, cerebraal), verslechtering van de voortplantingsfunctie, cataracten. Ze worden zo snel mogelijk opgemerkt na ontvangst van een dosis straling, minder vaak - op de lange termijn.
Stochastische of willekeurige effecten (van het Griekse woord stochastikos - "weten hoe te raden") zijn dergelijke effecten waarvan de ernst niet afhangt van de stralingsdosis. Dosisafhankelijkheid komt tot uiting in een toename van de incidentie van pathologie onder een populatie van levende organismen. Het potentieel voor nadelige effecten bestaat zelfs bij kortdurende blootstelling.
Verschillen
De verschillen tussen het stochastische stralingseffect en het deterministische effect worden beschreven in de onderstaande tabel.
| Criterium | Deterministische effecten | Stochastische effecten |
| Drempeldosis | Gemanifesteerd bij hoge doses (>1 Gy). Bij overschrijding van de drempelwaarde is de ziekte onvermijdelijk (vooraf bepaald, bepaald). De ernst van het letsel neemt toe met toenemende dosis | Waargenomen bij lage en gemiddelde doses. Pathogenese is dosisonafhankelijk |
| Schademechanisme | Celdood leidt tot disfunctie van weefsels en organen |
Bestraalde cellen blijven in leven, maar veranderen en geven muterende nakomelingen. Klonen kunnen worden onderdrukt door het immuunsysteem van het lichaam. Anders ontwikkelt zich kanker en als de geslachtscellen worden aangetast, verminderen erfelijke afwijkingen de levensverwachting |
| Spawntijd | Binnen enkele uren of dagen na blootstelling | Na de latentieperiode. De ziekte is willekeurig |
Een van de kenmerken van stochastische verschijnselen is dat ze tegelijk met chronische stralingsziekte kunnen optreden.
Beelden
Stochastische effecten omvatten 2 soorten veranderingen, afhankelijk van het type cel dat wordt beïnvloed:
- Somatische effecten (kwaadaardige tumoren, leukemie). Ze worden onthuld tijdens langdurige observatie.
- Erfelijke effecten geregistreerd bij de nakomelingen van blootgestelde individuen. Ontstaan door schade aan het genoom in geslachtscellen.
Beide soorten defecten kunnen zowel in het lichaam van een blootgestelde persoon als in zijn nakomelingen voorkomen.
Celmutatie
Mutatieprocessen in een cel die aan straling wordt blootgesteld, leiden niet tot de dood ervan, maar stimuleren de genetische transformatie. Er is een zogenaamde stralingsgeïnduceerde mutatie - een kunstmatig geïnduceerde verandering in structurencellen die verantwoordelijk zijn voor de overdracht van erfelijke informatie. Ze zijn permanent.
Cellulaire mutaties zijn altijd aanwezig in natuurlijke mechanismen. Daardoor zijn kinderen anders dan hun ouders. Deze factor is erg belangrijk voor de biologische ontwikkeling. Spontane kanker- en genetische pathologieën zijn constant aanwezig in de menselijke populatie. Ioniserende straling is een extra middel dat de kans op dergelijke veranderingen vergroot.
In de medische wetenschap wordt algemeen aangenomen dat zelfs één getransformeerde cel de ontwikkeling van een tumorproces kan initiëren. DNA-breuk en chromosomale afwijkingen kunnen optreden na een enkel ionisatie-incident.
Ziekten
Een betrouwbaar verband tussen bepaalde ziekten en accidentele effecten van straling werd pas in de jaren 90 van de twintigste eeuw bewezen. Hieronder vindt u de stochastische effecten van ioniserende straling:
- Maligne tumoren van de huid, maag, botweefsel, borstklieren bij vrouwen, longen, eierstokken, schildklier, dikke darm. Neoplastische ziekten van het hematopoëtische systeem.
- Niet-tumorziekten: hyperplasie (overmatige celreproductie) of aplasie (omgekeerd proces) van organen bestaande uit bindweefsel (lever, milt, pancreas en andere), sclerotische pathologieën, hormonale stoornissen.
- Genetische gevolgen.
Erfelijke afwijkingen
In de groep van genetische effecten worden 3 soorten anomalieën onderscheiden:
- Veranderingen in het genoom (het aantal en de vorm van chromosomen), wat leidt tot de ontwikkeling van verschillende afwijkingen - het syndroom van Down, hartafwijkingen, epilepsie, staar en andere.
- Dominante mutaties die onmiddellijk verschijnen in de eerste of tweede generatie kinderen.
- Recessieve mutaties. Ze komen alleen voor wanneer hetzelfde gen in beide ouders is gemuteerd. Anders kunnen genetische afwijkingen gedurende meerdere generaties niet of helemaal niet voorkomen.
Ioniserende straling leidt tot genetische instabiliteit in de cel als gevolg van verstoringen in het systeem van reparatie van beschadigd DNA. Een verandering in het normale verloop van de biosynthese brengt een afname van de levensvatbaarheid en het optreden van erfelijke ziekten met zich mee. Instabiliteit van het celgenoom is ook een vroeg teken van kankerontwikkeling.
Oncopathieniveau en latente periode
Omdat stochastische effecten willekeurig van aard zijn, is het onmogelijk om betrouwbaar te weten wie ze zal ontwikkelen en wie niet. Het natuurlijke percentage van kanker in de menselijke populatie is ongeveer 16% gedurende het hele leven. Dit cijfer is hoger bij toenemende collectieve stralingsdosis, maar exacte gegevens hierover zijn er in de medische wetenschap niet.
Aangezien de ontwikkeling van kwaadaardige tumoren een proces in meerdere fasen is, hebben oncopathologieën als gevolg van stochastische effecten een vrij lange latente (verborgen) periode voorafgaand aan de detectie van de ziekte. Dus met de ontwikkeling van leukemie is dit cijfer gemiddeld ongeveer 8 jaar. na nucleairbomaanslagen in de Japanse steden Hiroshima en Nagasaki, schildklierkanker werd gediagnosticeerd na 7-12 jaar en leukemie na 3-5 jaar. Wetenschappers zijn van mening dat de duur van de latente periode voor kwaadaardige ziekten in een bepaalde lokalisatie afhangt van de stralingsdosis.
Gevolgen van genetische mutaties
De gevolgen van erfelijke mutaties zijn onderverdeeld in drie groepen, afhankelijk van de ernst van het beloop:
- Grote afwijkingen - overlijden in de vroege embryonale en postpartumperiode, ernstige aangeboren misvormingen (craniocerebrale hernia, afwezigheid van botten van het schedelgewelf, micro- en hydrocephalus; onderontwikkeling of volledige afwezigheid van de oogbol, anomalieën van het skeletstelsel - extra vingers, ontbrekende ledematen en andere), ontwikkelingsachterstand.
- Lichamelijke handicap (instabiliteit met betrekking tot de opslag en overdracht van genetisch materiaal van generatie op generatie, verslechtering van de weerstand van het lichaam tegen ongunstige externe factoren).
- Verhoogd risico op het ontwikkelen van kwaadaardige tumoren als gevolg van erfelijke aanleg.
