Efectele radiatiilor

Efectele radiatiilor

Vatamari Imediate

Daca se expune intregul organism la o doza foarte puternica de radiatie, decesul poate intervenii in cateva saptamani: o doza absorbita instantaneu de 5 Gy sau mai mult ar fi, probabil, letala. Daca doar o mica parte a organismului s-ar expune pentru un timp scurt la o doza foarte puternica, poate sa nu survina moartea, dar ar putea aparea alte efecte imediate: o doza absorbita instantaneu de 5 Gy sau mai mult primita numai de piele va produce inrosirea acesteia cam intr-o saptamana, iar o doza similara primita de testicul sau ovare ar putea provoca sterilitate. Dar daca aceeasi doza totala ar fi primita intr-un timp mult mai lung s-ar putea sa nu apara imediat semne de vatamare. Totusi, pot aparea defecte si ele se pot manifesta ulterior la cazul persoanei iradiate, sau poate, in cazul urmasilor persoanei.

Boli maligne

Cel mai grav efect latent al iradierii este cancerul, indeosebi, cancerul cu consecinte fatale. Procesele fundamentale prin care radiatia induce cancerul nu sunt intelese in intregime, dar o incidenta marita a diferitelor boli maligne, pe scurt, a cancerului, s-a observat la grupe de oameni care au fost expuse la diferite doze puternice de radiatii in anii anteriori. Nu toate persoanele astfel expuse contracteaza cancer, deoarece cancerul are multe cauze. Totusi fiecare persoana expusa are o probabilitate in plus de a-l contracta si aceasta probabilitate depinde mult de doza primita. Aici probabilitatea este folosita in sens matematic, nu in sensul comun. Situatia este analoga celei din cazul fumatului, cand toti cei care fumeaza risca foarte mult un cancer pulmonar, dar nu inseamna deloc ca absolut toti il vor si face.

Daca este cunoscut numarul persoanelor dintr-un grup iradiat si dozele pe care le-au primit si daca numarul boli canceroase efectiv observate in cazul grupului este mai mare decat numarul de asteptat in cazul unor grupuri similare neiradiate, atunci numarul in exces de boli canceroase poate fi atribuit radiatiei si, astfel, se poate calcula riscul aparitiei cancerului pe unitatea de doza efectiva, Aceasta se numeste factor de risc.

Nu toate bolile de cancer sunt fatale. De exemplu, mortalitatea in unrma cancerului tiroidian indus e radiatie este de 5%. Pentru cancerul la sani este de 50%. Riscul total de inducere a cancerului prin iradierea uniforma a intregului corp este de circa 3 ori riscul inducerii unui cancer fatal. Din cauza semnificatiei sale deosebite, riscul unui cancer fatal este totusi de cel mai mare interes in protectia radiologica. Cunoasterea lui usureaza comparatia cu alte riscuri fatale din viata, pe cand comparatia intre riscuri nefatale imtampina dificultati.

Publicatiile natiunilor unite

Factorii de risc a fost determinati prin studii efectuate asupra a numeroase grupuri, in special, asupra supravietuitoriilor bombardamentelor atomice din Japonia. S-au obtinut si corelat date privind pacientii care au fost expusi la radiatii pentru tratamentul unor tumori benigne sau pentru nevoi de diagnostic cu date referitoare la persoanele expuse unor caderi radioactive intense in Insulele Marshall, cu cele referitoare la minerii din minele de uraniu si la muncitorii din industria luminofoarelor.

Informatii de aceasta natura sunt publicate periodic de Comitetul Stiintific al Natiunilor Unite privind Efectele Radiatiilor Atomice (UNSCEAR), care s-a constituit in anul 1955 si care publica rapoartele catre Adunarea Generala. In raportul sau din anul 1977, UNSCEAR a publicat estimari ale factorilor de risc pentru cancerul fatal ca rezultat al iradierii diferitelor tesuturi. El indica, de exemplu, factorul de risc pentru leucemie, o boala canceroasa a celulelor albe ale sangerului, de aproximativ 1 la 500 per Sv. Aceasta inseamna ca daca o persoana primeste un echivalent al dozei de 1 Sv in zona maduvei osoase (cel mai important tesut hematopoetic) exista o sansa din 500 ca in cele din urma el sa moara de leucemie ca rezultat al acestei doze. In medie, moartea survine cam la zece ani dupa primirea dozei (mai mult timp pentru alte forme de cancer). Factorii de risc nu au modificati in raportul UNSCEAR din anul 1982.

Defecte ereditare

Alt efect important al radiatiei il reprezinta defectele ereditare, a caror probabilitate, dar nu si periculozitate, depind de doza. Defectele apar prin iradierea gonadelor care produc la barbati spermatozoizii si la femeie ovulele. Radiatiile ionizate induc mutatii, care sunt de regula maligne, in aceste celule sau la precursorii lor. Procesele exacte prin care apar mutatiile nu sunt cunoscute, dar ele presupun modificari chimice ale ADN-ului. Defectele ereditare pe care le provoaca aceste mutatii se intind de la cele mai serioase, ca intarzierea mintala severa, pana la cele banale, cum ar fi pete ale pielii.

La populatia umana apar mutatii si in mod spontan, adica fara nici o cauza aparenta, dar radiatia de origine naturala poate contribuii la aceasta. Totusi, nu a fost gasita nici o evidenta directa a defectelor ereditare la urmasi imputabile fie radiatiei naturale, fie celei artificiale. Studii extensive facute asupra urmasilor supravietuitorilor bombardamentelor de la Hirosima si Nagasaki, in mod special, n-au reusit sa ne dovedeasca o crestere statistica semnificativa a defectelor ereditare, dar ne-au dat o estimare superioara a factorilor de risc ai acestor defecte.

In decursul a cteva decade s-au intreprins, totusi, studii extensive asupra defectelor induse la animale de experienta, soareci, in special, expunandu-le pe acestea la radiatii ionizate. Aceste studii au acoperit un domeniu larg de doze si de debite ale dozelor. Ele ne dau informatii asupra frecventei cu care sunt induse defectele ereditare la doze cunoscute, iar aceste informatii, impreuna cu limita superioara din cazul Japoniei, au permis UNSCEAR sa estimeze un factor de risc pentru defectele ereditare serioase in cazul oamenilor: valoarea sa este aproximativ 1 la 50 per Sv cand sunt luate in considerare toate generatiile

ulterioare iradierii. In anul 1982 s-a raportat o estimare similara. Cam jumatate ddin aceste defecte vor aparea la copiii si nepotii persoanelor iradiate, ceea ce implica un factor de risc de la 1 la 100 per Sv pentru primele doua generatii.

Iradierea gonadelor este potential daunatoare numai daca intervine inainte sau in timpul perioadei de reproducere a vietii. Pentru cei care nu vor avea copii nu exista, prin definitie, nici un risc ereditar. Procentul de persoane ale unui grup pentru care iradierea gonadelor este semnificatie ereditara depinde de varsta persoanelor si, astfel, de numarul copiilor pe care este probabil sa-I aiba, dar o valoare de 0,4 ar fi potrivita pentru toata populatia in general. Astfel, riscul mediu al unor defecte ereditare serioase in primele doua generatii ar fi de 1 la 250 per Sv.

Relatiile dintre doza si risc la doze mici

Factorii de risc determinati de UNSCEAR provin, in ceea ce priveste cancerul, din doze relativ mare primite intr-o perioada scurta. Asemenea situatii nu apar in mod normal: De obicei oamenii suntexpusi la doze relativ mici pe perioade lungi de timp. Astfel, problema care se pune este de a decide care factori de risc sunt potriviti cu situatiile normale, in care observatiile directe sunt neconcludente.

Cea mai simpla presupunere pentru acest rationament este ca factorul de risc sa fie independent atat de doza, cat si de debitul dozei. Aceasta inseamna ca riscul descreste proportional cu descresterea dozei (jumatate de doza, jumatate de risc) si nu va fi afectat de intinderea dozei in timp. Pentru anumite radiatii, cum ar fi neutronii, aceasta pare a fi o presupunere realista. Pentru radiatiile beta si gamma, tipurile cel mai adesea intalnite, exista o serioasa evidenta ca factorul de risc scade la doze mici, dand o ependenta doza-risc neliniara. Cu alte cuvinte, la doze mici, riscurile sunt supraestimate prin ipoteza simplista a riscului proportional. In momentul de fata nu exista un motiv serios pentru a considera ca ar exista un prag al dozei sub care sa nu poata fi provocate de radiatie nici cancerul, nici tarele ereditare. Se considera atunci ca orice doza de radiatie produce un risc suplimentar pentru aceste efecte. Pentru alte efecte, in special cele care apar imediat dupa expunere, exista in mod clar un prag de siguranta. Sub acest prag efectele precoce pur si simplu nu apar.

Pe scurt, in protectia radiologica se presupune ca factorii de risc pentru cancer nu descresc cu descreshterea dozei sau a debitului dozei. Acelasi tip de presupunere se face si in legatura cu factorul de risc pentru defectele ereditare, discutat mai inainte. Aceasta inseamna, de exemplu, ca riscul asociat cu 1 mSv este considerat a fi a mia parte din riscul asociat cu un Sv si ca nu conteaza daca 1 Sv este primit deodata sau in decursul a cativa ani. Mai inseamna si ca orice doza, oricat de mica, creeaza un risc finit de cancer sau de defecte ereditare.

Relatii doza-risc pentru radiatie

Recomandarile internationale

Consideratiile prudente de mai sus stau la baza masurilor sugerate de Comisia Internationala de Protectie Radiologica (ICRP) pentru protectia populatiei fata de radiatia ionizata. Factorii de risc indicatzi de comisie, care sunt in concondanta cu cei determinati de Comitetul Natiunilor Unite, sunt prezentati mai jos. Aceste sunt valori reprezentative pentru indivizii dintr-o populatie de ambele sexe si un evantai larg de varste. Fiecare tesut sau organ contribuie cu o anumita fractie la factorul total de risc de 1,65 x (1/100) per Sv pentru iradierea intregului corp, si acest fapt sta la baza ponderilot factorilor de risc discutati la inceput in legatura cu echivalentul dozei efectiv.

S-a inclus si factorul de risc pentru defectele ereditare grave la copii si la nepoti, deoarece astfel de vatamari pot fi considerate de persoanele individuale ca fiind tot atat de importante ca si vatamarile fatale produse asupra lor insile.

Valorile sunt date pentru a fi aplicate unei persoane medii, facand abstractie de varsta sau de sex, dar in cazul indivizilor reali aceste valori depind de varsta si de sex: daca o persoana primeste o doza tarziu, in curasul vietii, cancerul n-ar avea timp sa se dezvolte inainte ca persoana sa moara, din alta cauza, iar in ceea ce priveste factorul de risc pentru cancer la sani, acesta este de doua ori mai mare decat valoarea tabelata sau 1 la 200 per Sv. Totusi, in medie, factorul de risc total pentru cancer, la o expunere uniforma a intregului corp, este de 1 la 80 per Sv. El domina riscul ereditar pentru primele doua generatii.

Riscul colectiv

O consecinta importanta a faptului ca am presupus o relatie liniara intre doza si risc, fara existenta vreunui prag, este aceea ca doza colectiva devine un indicator al riscului colectiv. In termeni de colectivitate, n-are nici o importanta daca intr-o comunitate de 40000 de persoane, fiecare primeste o doza efectiva echivalenta de 2 mSv sau daca intr-o comunitate de 20000 de persoane fiecare primeste 4 mSv: doza colectiva in fiecare comunitate este de 80 Sv-om si pretul colectiv platit de fiecare comunitate poate fi o moarte de cancer. Totusi, in termeni individuali, membrii comunitatii mai mici suporta un risc mai mare.

Vom discuta mai departe, in capitolul 6, utilitatea dozei colective in protectia radiologica.

Alte efecte intarziate

Exista o categorie de efecte intarziate care nu presupun un element de probabilitate: un astfel de efect va aparea la un individ daca primeste un echivalent al dozei suficient de mare, iar gravitatea efectului creste cu cresterea dozei. Aceste efecte, de obicei, nu sunt fatale, dar pot fi mutilante sau stanjenitoare. Poate fi impiedicata functionarea anumitor organe sau se pot induce alte modificari nemaligne: cele mai cunoscute exemple sunt cataracta (opacitatea cristalinului) si defecte ale pielii. O puternica doza echivalenta cumulata, de ordinul a 10 Sv, este in mod normal necesara pentru aparitia lor.

Iradierea in timpul sarcinii

Trebuie acordata o atentie speciala riscului de iradiere a copiilor in uter. Daca un embrion se expune la radiatii se pot induce defecte de crestere, cum ar fi o reducere a diametrului capului sau intarziere mintala, daca expunerea are loc in perioada formarii organelor.

Va aparea un risc marit pentru dezvoltarea unor tumori maligne in timpul copilariei: factorul de risc este nesigur , dar estimat la circa 1 din 40 per Sv, de

doua ori mai mare decat riscul total de cancer al unei persoane medii. Acestea sunt motivele pentru care femeile insarcinate nu au voie sa faca radiografii ale abdomenului in afara cazului cand exista motivatii clinice pentru a face acest lucru si, de asemenea, exista restrictii speciale asupra dozelor pe care le pot primi femeile fertile sau insarcinate atunci cand lucreaza in mediu cu radiatii.

Evidenta personalului care lucreaza cu radiatii

Din cauza modulul in care au fost obtinuti, factorii risc folositi in protectia radiologica pot fi priviti ca aproximativi. De accea, este esential sa folosim orice imprejurare pentru a testa valabilitatea actualelor estimari. Un mod de a face aceasta este de a studia incidenta bolilor maligne fatale in randul prsoanelor care, prin profesiunea lor, sunt expuse la radiatii in conditii controlate. In Romania dozele primite de la personalul din mediu cu radiatii sunt in mod obisnuit inregistrate si se determina dozele cumulate. Consiliul National de Protectie Radiologica a intocmit un registru national al persoanelor care lucreaza cu radiatii; in el este inregistrata doza primita in tot cursul vietii si cauza decesului unora dintre acestia, precum si informatii despre incidenta cancerului.

Pe masura ce se acumuleaza, aceasta informatie se analizeaza pentru a descoperi ce diferente apar intre mortalitatea in randul celor ce lucreaza cu radiatii si aceea a altor grupuri, ca si intre grupurile de lucratori cu radiatii, dar cu doze cumulate diferite. In particular, se tine evidenta cazurilor de cancer in exes si se estimeaza limite in care sunt cuprinsi factorii de risc.

Principala dificultate tehnica intr-un astfel de proiect este legata de marea incidenta a cancerului in randul comunitatii: aproape 20% din populatia Romania moare de cancer. Deoarece cancerul indus de radiatii nu poate fi deosebit de cel care are alte cauze, dificultatea consta in urmarirea unei usoare diferente in incidenta lui, precum si in prelucrarea acesteia cu mijloace statistice. Cu toate acestea, va fi posibil sa se demonstreze, in decursul unei decade, daca actualii factorii de risc sunt puternic subestimati.