Βλάβη από ακτινοβολία

Η ιονίζουσα ακτινοβολία βλάπτει τους ιστούς με διαφορετικούς τρόπους, ανάλογα με τον τύπο της ακτινοβολίας, τη δόση της, τον βαθμό και τον τύπο εξωτερικής έκθεσης. Τα συμπτώματα μπορεί να είναι τοπικά (π.χ. εγκαύματα) ή συστηματικά (π.χ. οξεία ασθένεια ακτινοβολίας). Η διάγνωση βασίζεται στο ιστορικό έκθεσης σε ακτινοβολία και μερικές φορές σε μετρητές άλφα ή Geiger. Η θεραπεία της βλάβης από ακτινοβολία συνίσταται σε απομόνωση και (εάν ενδείκνυται) απολύμανση, αλλά γενικά ενδείκνυται υποστηρικτική φροντίδα. Σε περιπτώσεις εσωτερικής μόλυνσης με συγκεκριμένα ραδιονουκλίδια, χρησιμοποιούνται αναστολείς απορρόφησης ή χηλικοί παράγοντες. Η πρόγνωση αξιολογείται με τη μέτρηση του αριθμού των λεμφοκυττάρων κατά τη διάρκεια των πρώτων 24-72 ωρών.

Η ακτινοβολία είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα υψηλής ενέργειας (ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα) ή σωματίδια (σωματίδια άλφα, σωματίδια βήτα, νετρόνια) που εκπέμπονται από ραδιενεργά στοιχεία ή τεχνητές πηγές (όπως σωλήνες ακτίνων Χ και εξοπλισμό ακτινοθεραπείας).

Τα σωματίδια άλφα είναι πυρήνες ηλίου που εκπέμπονται από διάφορα ραδιονουκλίδια (π.χ. πλουτώνιο, ράδιο, ουράνιο), τα οποία δεν διεισδύουν στο δέρμα σε βάθος μεγαλύτερο από 0,1 mm. Τα σωματίδια βήτα είναι ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας που εκπέμπονται από πυρήνες ασταθών ατόμων (συγκεκριμένα, ^137Cs, ^131I ). Αυτά τα σωματίδια μπορούν να διεισδύσουν στο δέρμα σε μεγαλύτερο βάθος (1-2 cm) και να προκαλέσουν βλάβη στο επιθήλιο και την υποεπιθηλιακή στιβάδα. Τα νετρόνια είναι ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια που εκπέμπονται από πυρήνες ορισμένων ραδιενεργών ατόμων και σχηματίζονται ως αποτέλεσμα πυρηνικών αντιδράσεων (π.χ. σε αντιδραστήρες, γραμμικούς επιταχυντές). Μπορούν να διεισδύσουν βαθιά στους ιστούς (περισσότερο από 2 cm), όπου οι συγκρούσεις τους με σταθερά άτομα έχουν ως αποτέλεσμα την εκπομπή σωματιδίων άλφα και βήτα και ακτινοβολίας γάμμα. Η ακτινοβολία γάμμα και η ακτινοβολία ακτίνων Χ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία υψηλής ενέργειας (δηλαδή φωτόνια) που μπορεί να διεισδύσει στον ανθρώπινο ιστό σε βάθος πολλών εκατοστών.

Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών, τα σωματίδια άλφα και βήτα ασκούν την κύρια βλαβερή τους επίδραση όταν τα ραδιενεργά στοιχεία που τα εκπέμπουν βρίσκονται μέσα στο σώμα (εσωτερική μόλυνση) ή απευθείας στην επιφάνειά του. Οι ακτίνες γάμμα και οι ακτίνες Χ μπορούν να προκαλέσουν βλάβη σε μεγάλη απόσταση από την πηγή τους και αποτελούν τυπική αιτία οξέων συνδρόμων ακτινοβολίας (βλ. την σχετική ενότητα).

Μονάδες μέτρησης. Διακρίνονται οι ακόλουθες μονάδες μέτρησης: ακτινογραφία, γκρι και Sievert. Το Roentgen (R) είναι η ένταση της ακτινοβολίας ακτίνων Χ ή γάμμα στον αέρα. Το Gray (Gy) είναι η ποσότητα ενέργειας που απορροφάται από τον ιστό. Δεδομένου ότι η βιολογική βλάβη ανά Gray ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο ακτινοβολίας (είναι υψηλότερη για τα νετρόνια και τα σωματίδια άλφα), η δόση σε Gray πρέπει να πολλαπλασιαστεί με έναν παράγοντα ποιότητας, ο οποίος είναι μια άλλη μονάδα - το Sievert (Sv). Οι Gray και Sievert έχουν αντικαταστήσει τις μονάδες "rad" και "rem" (1 Gy = 100 rad; 1 Sv = 100 rem) στη σύγχρονη ονοματολογία και είναι πρακτικά ισοδύναμες κατά την περιγραφή της ακτινοβολίας γάμμα ή βήτα.

Έκθεση σε ακτινοβολία. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι έκθεσης σε ακτινοβολία - η μόλυνση και η ακτινοβολία. Σε πολλές περιπτώσεις, η ακτινοβολία έχει και τις δύο επιδράσεις.

• Η μόλυνση είναι η είσοδος και η κατακράτηση ραδιενεργού υλικού στο σώμα, συνήθως σε μορφή σκόνης ή υγρού. Η εξωτερική μόλυνση εντοπίζεται στο δέρμα ή τα ρούχα, από τα οποία μπορεί να αποκολληθεί ή απλώς να αποκολληθεί με τρίψιμο, μολύνοντας άλλους ανθρώπους και τα γύρω αντικείμενα. Το ραδιενεργό υλικό μπορεί επίσης να απορροφηθεί μέσω των πνευμόνων, του γαστρεντερικού σωλήνα ή να διεισδύσει μέσω του δέρματος (εσωτερική μόλυνση). Το απορροφημένο υλικό μεταφέρεται σε διάφορα σημεία του σώματος (π.χ. μυελός των οστών), όπου συνεχίζει να εκπέμπει ακτινοβολία μέχρι να αφαιρεθεί ή μέχρι να αποσυντεθεί. Η εσωτερική μόλυνση είναι πιο δύσκολο να αφαιρεθεί.
• Η ακτινοβολία είναι η επίδραση της διεισδυτικής ακτινοβολίας, αλλά όχι της ραδιενεργού ουσίας (δηλαδή δεν υπάρχει μόλυνση). Κατά κανόνα, αυτή η επίδραση προκαλείται από την ακτινοβολία γάμμα και την ακτινοβολία Χ. Η ακτινοβολία μπορεί να καλύψει ολόκληρο το σώμα με το σχηματισμό συστηματικών συμπτωμάτων και συνδρόμων ακτινοβολίας (βλ. την σχετική ενότητα), ή ένα μικρό μέρος του (για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της ακτινοθεραπείας) με τοπικές εκδηλώσεις.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Παθοφυσιολογία της βλάβης από ακτινοβολία

Η ιονίζουσα ακτινοβολία προκαλεί βλάβες στο mRNA, το DNA και τις πρωτεΐνες άμεσα ή μέσω του σχηματισμού εξαιρετικά δραστικών ελεύθερων ριζών. Υψηλές δόσεις ιονίζουσας ακτινοβολίας προκαλούν κυτταρικό θάνατο, ενώ χαμηλότερες δόσεις επηρεάζουν αρνητικά τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων. Η βλάβη σε άλλα κυτταρικά συστατικά έχει ως αποτέλεσμα προοδευτική υποπλασία, ατροφία και τελικά ίνωση. Η γενετική βλάβη μπορεί να προκαλέσει κακοήθη μετασχηματισμό ή κληρονομικά γενετικά ελαττώματα.

Οι ιστοί που κανονικά ανανεώνονται ταχέως και συνεχώς είναι ιδιαίτερα ευάλωτοι στην ιονίζουσα ακτινοβολία. Τα λεμφικά κύτταρα είναι τα πιο ευαίσθητα στην ακτινοβολία, ακολουθούμενα κατά φθίνουσα σειρά από τα γεννητικά κύτταρα, τα διαιρούμενα κύτταρα του μυελού των οστών, τα εντερικά επιθηλιακά κύτταρα, την επιδερμίδα, τα ηπατοκύτταρα, το επιθήλιο των κυψελίδων των πνευμόνων και των χοληφόρων αγωγών, τα νεφρικά επιθηλιακά κύτταρα, τα ενδοθηλιακά κύτταρα (υπεζωκότα και περιτόναιο), τα νευρικά κύτταρα, τα οστικά κύτταρα, τα κύτταρα του συνδετικού ιστού και τα μυϊκά κύτταρα.

Η ακριβής δόση στην οποία ξεκινά η τοξικότητα εξαρτάται από τη δυναμική της ακτινοβολίας, δηλαδή μια εφάπαξ ταχεία δόση μερικών Gray είναι πιο καταστροφική από την ίδια δόση που χορηγείται σε διάστημα εβδομάδων ή μηνών. Η απόκριση στη δόση εξαρτάται επίσης από την περιοχή του σώματος που ακτινοβολείται. Η σοβαρότητα της νόσου είναι αδιαμφισβήτητη, με θανατηφόρες περιπτώσεις να συμβαίνουν με ακτινοβολία ολόκληρου του σώματος >4,5 Gy. Ωστόσο, δόσεις δεκάδων Gray μπορεί να είναι καλά ανεκτές εάν η ακτινοβολία κατανέμεται σε μεγάλο χρονικό διάστημα και εστιάζεται σε μια μικρή περιοχή του σώματος (π.χ., θεραπεία καρκίνου).

Τα παιδιά είναι πιο ευάλωτα σε βλάβες από την ακτινοβολία λόγω του υψηλότερου ρυθμού πολλαπλασιασμού των κυττάρων και του μεγαλύτερου αριθμού κυτταρικών διαιρέσεων.

Πηγές ακτινοβολίας

Οι άνθρωποι εκτίθενται συνεχώς σε φυσική ακτινοβολία (ακτινοβολία υποβάθρου). Η ακτινοβολία υποβάθρου περιλαμβάνει την κοσμική ακτινοβολία, το μεγαλύτερο μέρος της οποίας απορροφάται από την ατμόσφαιρα. Έτσι, το υποβάθρου επηρεάζει περισσότερο τους ανθρώπους που ζουν σε ψηλά βουνά ή πετούν με αεροπλάνο. Τα ραδιενεργά στοιχεία, ιδιαίτερα το αέριο ραδόνιο, βρίσκονται σε πολλά πετρώματα ή ορυκτά. Αυτά τα στοιχεία καταλήγουν σε διάφορες ουσίες, συμπεριλαμβανομένων των τροφίμων και των δομικών υλικών. Η έκθεση στο ραδόνιο συνήθως αντιπροσωπεύει τα 2/3 της συνολικής δόσης φυσικής ακτινοβολίας.

Πηγές ακτινοβολίας

Συμπτώματα δηλητηρίασης από ακτινοβολία

Οι εκδηλώσεις εξαρτώνται από το αν η ιονίζουσα ακτινοβολία επηρεάζει ολόκληρο το σώμα (σύνδρομο οξείας ακτινοβολίας) ή μόνο ένα μέρος του σώματος.

Μετά από ακτινοβόληση ολόκληρου του σώματος εμφανίζονται διάφορα σύνδρομα. Αυτά τα σύνδρομα έχουν τρεις φάσεις:

• προδρομική φάση (από 0 έως 2 ημέρες μετά την ακτινοβόληση) με γενική αδυναμία, ναυτία και έμετο.
• λανθάνουσα ασυμπτωματική φάση (1-20 ημέρες μετά την ακτινοβόληση).
• η οξεία φάση της νόσου (2-60 ημέρες μετά την ακτινοβόληση).

Συμπτώματα δηλητηρίασης από ακτινοβολία

Διάγνωση βλάβης από ακτινοβολία

Μετά από οξεία ακτινοβόληση, διενεργούνται εργαστηριακές εξετάσεις, συμπεριλαμβανομένων γενικής αίματος, βιοχημικών εξετάσεων αίματος και γενικής ούρων. Η ομάδα αίματος, η συμβατότητα και τα αντιγόνα HLA προσδιορίζονται σε περίπτωση μεταγγίσεων αίματος ή, εάν είναι απαραίτητο, μεταμόσχευσης βλαστικών κυττάρων. Η καταμέτρηση των λεμφοκυττάρων πραγματοποιείται 24, 48 και 72 ώρες μετά την ακτινοβόληση για την αξιολόγηση της αρχικής δόσης ακτινοβολίας και της πρόγνωσης. Οι κλινικές εξετάσεις αίματος επαναλαμβάνονται εβδομαδιαίως. Αυτό είναι απαραίτητο για την παρακολούθηση της δραστηριότητας του μυελού των οστών και, εάν είναι απαραίτητο, ανάλογα με την κλινική πορεία.

Διάγνωση βλάβης από ακτινοβολία

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Θεραπεία βλάβης από ακτινοβολία

Η έκθεση σε ιοντίζουσες ουσίες μπορεί να συνοδεύεται από σωματική βλάβη (π.χ. από έκρηξη ή πτώση). Ο συνοδός τραυματισμός μπορεί να είναι πιο απειλητικός για τη ζωή από την έκθεση σε ακτινοβολία και απαιτεί άμεση θεραπεία. Η θεραπεία σοβαρού τραυματισμού δεν πρέπει να καθυστερεί μέχρι να φτάσουν οι υπηρεσίες διάγνωσης και προστασίας από ακτινοβολία. Οι τυπικές προφυλάξεις που χρησιμοποιούνται συνήθως στη φροντίδα τραυμάτων επαρκούν για την προστασία των διασωστών.

Θεραπεία βλάβης από ακτινοβολία

Πρόβλεψη βλάβης από ακτινοβολία

Χωρίς ιατρική περίθαλψη, η LD50 (η δόση που προκαλεί θάνατο στο 50% των ασθενών εντός 60 ημερών) για ολόσωμη ακτινοβολία είναι περίπου 4 Gy. >6 Gy είναι σχεδόν πάντα θανατηφόρα. Σε δόσεις <6 Gy, η επιβίωση είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη συνολική δόση. Ο χρόνος έως τον θάνατο είναι επίσης αντιστρόφως ανάλογος με τη δόση (και επομένως τα συμπτώματα). Ο θάνατος επέρχεται εντός ωρών έως λίγων ημερών για το εγκεφαλικό σύνδρομο και συνήθως εντός 3-10 ημερών για το γαστρεντερικό σύνδρομο. Για το αιματολογικό σύνδρομο, ο θάνατος είναι πιθανός εντός 2-4 εβδομάδων λόγω δευτερογενούς λοίμωξης ή εντός 3-6 εβδομάδων λόγω μαζικής αιμορραγίας. Οι ασθενείς που έχουν λάβει δόσεις ολόσωμης ακτινοβολίας <2 Gy συνήθως αναρρώνουν πλήρως εντός ενός μήνα, αν και είναι πιθανές οι όψιμες επιπλοκές (π.χ. καρκίνος).

Κατά τη θεραπεία, η LD50 είναι περίπου 6 Gy, σε ορισμένες περιπτώσεις οι ασθενείς επέζησαν μετά από ακτινοβολία με 10 Gy.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]