Poškodenie žiarením

Ionizujúce žiarenie poškodzuje tkanivá rôznymi spôsobmi v závislosti od typu žiarenia, jeho dávky, stupňa a typu vonkajšej expozície. Príznaky môžu byť lokálne (napr. popáleniny) alebo systémové (napr. akútna choroba z ožiarenia). Diagnóza je založená na anamnéze ožiarenia a niekedy na alfa počítačoch alebo Geigerových počítačoch. Liečba radiačného poranenia spočíva v izolácii a (ak je to indikované) dekontaminácii, ale vo všeobecnosti je indikovaná podporná starostlivosť. V prípadoch vnútornej kontaminácie špecifickými rádionuklidmi sa používajú inhibítory absorpcie alebo chelatačné činidlá. Prognóza sa hodnotí meraním počtu lymfocytov počas prvých 24 – 72 hodín.

Žiarenie sú elektromagnetické vlny s vysokou energiou (röntgenové lúče, gama lúče) alebo častice (alfa častice, beta častice, neutróny) emitované rádioaktívnymi prvkami alebo umelými zdrojmi (ako sú röntgenové trubice a zariadenia na rádioterapiu).

Alfa častice sú jadrá hélia emitované rôznymi rádionuklidmi (napr. plutónium, rádium, urán), ktoré neprenikajú do kože hlbšie ako 0,1 mm. Beta častice sú vysokoenergetické elektróny emitované jadrami nestabilných atómov (najmä ^137Cs, ^131I ). Tieto častice môžu preniknúť do kože do väčšej hĺbky (1 – 2 cm) a spôsobiť poškodenie epitelu a subepiteliálnej vrstvy. Neutróny sú elektricky neutrálne častice emitované jadrami niektorých rádioaktívnych atómov a vznikajúce v dôsledku jadrových reakcií (napr. v reaktoroch, lineárnych urýchľovačoch); môžu preniknúť hlboko do tkanív (viac ako 2 cm), kde ich zrážky so stabilnými atómami vedú k emisii alfa a beta častíc a gama žiarenia. Gama a röntgenové žiarenie je vysokoenergetické elektromagnetické žiarenie (t. j. fotóny), ktoré môže preniknúť do ľudského tkaniva do hĺbky mnohých centimetrov.

Vzhľadom na tieto vlastnosti majú alfa a beta častice svoj primárny škodlivý účinok, keď sa rádioaktívne prvky, ktoré ich emitujú, nachádzajú vo vnútri tela (vnútorná kontaminácia) alebo priamo na jeho povrchu. Gama lúče a röntgenové lúče môžu spôsobiť poškodenie vo veľkej vzdialenosti od svojho zdroja a sú typickou príčinou akútnych radiačných syndrómov (pozri príslušnú časť).

Jednotky merania. Rozlišujú sa tieto jednotky merania: roentgen, gray a sievert. Roentgen (R) je intenzita röntgenového alebo gama žiarenia vo vzduchu. Gray (Gy) je množstvo energie absorbované tkanivom. Keďže biologické poškodenie na Gray sa líši v závislosti od typu žiarenia (je vyššie pre neutróny a alfa častice), dávka v Grayoch sa musí vynásobiť faktorom kvality, ktorým je ďalšia jednotka - sievert (Sv). Gray a Sievert nahradili v modernej nomenklatúre jednotky „rad“ a „rem“ (1 Gy = 100 rad; 1 Sv = 100 rem) a sú prakticky ekvivalentné pri opise gama alebo beta žiarenia.

Radiačná expozícia. Existujú dva hlavné typy radiačnej expozície – kontaminácia a ožiarenie. V mnohých prípadoch má žiarenie oba účinky.

• Kontaminácia je vstup a zadržiavanie rádioaktívneho materiálu v tele, zvyčajne v prachu alebo kvapaline. Vonkajšia kontaminácia sa vyskytuje na pokožke alebo oblečení, z ktorého môže odpadnúť alebo sa jednoducho zotrieť a kontaminovať iných ľudí a okolité predmety. Rádioaktívny materiál sa môže tiež absorbovať cez pľúca, gastrointestinálny trakt alebo preniknúť cez kožu (vnútorná kontaminácia). Absorbovaný materiál sa transportuje na rôzne miesta v tele (napr. kostná dreň), kde naďalej vyžaruje žiarenie, kým nie je odstránený alebo kým sa nerozloží. Vnútornú kontamináciu je ťažšie odstrániť.
• Ožiarenie je účinok prenikajúceho žiarenia, nie však rádioaktívnej látky (t. j. nedochádza ku kontaminácii). Tento účinok je spravidla spôsobený gama a röntgenovým žiarením. Ožiarenie môže postihnúť celé telo s tvorbou systémových symptómov a radiačných syndrómov (pozri príslušnú časť) alebo jeho malú časť (napríklad počas rádioterapie) s lokálnymi prejavmi.

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

Patofyziológia radiačného poškodenia

Ionizujúce žiarenie poškodzuje mRNA, DNA a proteíny priamo alebo tvorbou vysoko reaktívnych voľných radikálov. Vysoké dávky ionizujúceho žiarenia spôsobujú bunkovú smrť, zatiaľ čo nižšie dávky zhoršujú proliferáciu buniek. Poškodenie iných bunkových zložiek vedie k progresívnej hypoplázii, atrofii a nakoniec k fibróze. Genetické poškodenie môže spustiť malígnu transformáciu alebo dedičné genetické defekty.

Tkanivá, ktoré sa normálne rýchlo a nepretržite obnovujú, sú obzvlášť citlivé na ionizujúce žiarenie. Lymfoidné bunky sú najcitlivejšie na žiarenie, nasledované v zostupnom poradí zárodočnými bunkami, deliacimi sa bunkami kostnej drene, črevnými epitelovými bunkami, epidermou, hepatocytmi, epitelom alveol pľúc a žlčovodov, obličkovými epitelovými bunkami, endotelovými bunkami (pleura a peritoneum), nervovými bunkami, kostnými bunkami, bunkami spojivového tkaniva a svalovými bunkami.

Presná dávka, pri ktorej začína toxicita, závisí od dynamiky ožiarenia, t. j. jednorazová rýchla dávka niekoľkých Grayov je ničivejšia ako rovnaká dávka podávaná počas týždňov alebo mesiacov. Dávková odpoveď závisí aj od ožiarovanej oblasti tela. Závažnosť ochorenia je nesporná, pričom k fatálnym prípadom dochádza pri ožiarení celého tela > 4,5 Gy; dávky desiatok Grayov však môžu byť dobre tolerované, ak je ožiarenie rozložené na dlhé časové obdobie a zamerané na malú oblasť tela (napr. liečba rakoviny).

Deti sú náchylnejšie na poškodenie žiarením kvôli vyššej rýchlosti proliferácie buniek a väčšiemu počtu bunkových delení.

Zdroje žiarenia

Ľudia sú neustále vystavení prirodzenému žiareniu (žiareniu pozadia). Žiarenie pozadia zahŕňa kozmické žiarenie, ktorého väčšina je absorbovaná atmosférou. Pozadie teda viac ovplyvňuje ľudí žijúcich vo vysokých horách alebo lietajúcich v lietadle. Rádioaktívne prvky, najmä radón, sa nachádzajú v mnohých horninách alebo mineráloch. Tieto prvky končia v rôznych látkach vrátane potravín a stavebných materiálov. Expozícia radónu zvyčajne predstavuje 2/3 celkovej dávky prirodzeného žiarenia.

Zdroje žiarenia

Príznaky otravy žiarením

Prejavy závisia od toho, či ionizujúce žiarenie postihuje celé telo (akútny radiačný syndróm) alebo len časť tela.

Po ožiarení celého tela sa vyskytuje niekoľko rôznych syndrómov. Tieto syndrómy majú tri fázy:

• prodromálna fáza (od 0 do 2 dní po ožiarení) s celkovou slabosťou, nevoľnosťou a vracaním;
• latentná asymptomatická fáza (1-20 dní po ožiarení);
• akútna fáza ochorenia (2 – 60 dní po ožiarení).

Príznaky otravy žiarením

Diagnostika poškodenia žiarením

Po akútnom ožiarení sa vykonávajú laboratórne vyšetrenia vrátane kompletného krvného obrazu, biochemického rozboru krvi a analýzy moču. V prípade krvných transfúzií alebo v prípade potreby transplantácie kmeňových buniek sa stanovuje krvná skupina, kompatibilita a HLA antigény. Počet lymfocytov sa vyšetruje 24, 48 a 72 hodín po ožiarení, aby sa posúdila počiatočná dávka žiarenia a prognóza. Klinické krvné testy sa opakujú týždenne. Toto je potrebné na monitorovanie aktivity kostnej drene a v prípade potreby v závislosti od klinického priebehu.

Diagnostika poškodenia žiarením

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

Liečba poškodenia žiarením

Ionizujúca expozícia môže byť sprevádzaná fyzickým zranením (napr. z výbuchu alebo pádu); sprievodné zranenie môže byť život ohrozujúcejšie ako ožiarenie a vyžaduje si okamžitú liečbu. Liečba vážneho zranenia by sa nemala odkladať, kým nedorazia diagnostické a ochranné služby pre radiáciu. Na ochranu záchranárov postačujú štandardné opatrenia bežne používané pri traumatologickej starostlivosti.

Liečba poškodenia žiarením

Predikcia poškodenia žiarením

Bez lekárskej starostlivosti je LD 50 (dávka, ktorá spôsobí smrť u 50 % pacientov do 60 dní) pri ožiarení celého tela približne 4 Gy; dávka > 6 Gy je takmer vždy smrteľná. Pri dávkach < 6 Gy je možné prežitie nepriamo úmerné celkovej dávke. Čas do úmrtia je tiež nepriamo úmerný dávke (a teda aj symptómom). Smrť nastáva v priebehu niekoľkých hodín až dní pri cerebrálnom syndróme a zvyčajne do 3 – 10 dní pri gastrointestinálnom syndróme. Pri hematologickom syndróme je smrť možná do 2 – 4 týždňov v dôsledku sekundárnej infekcie alebo do 3 – 6 týždňov v dôsledku masívneho krvácania. Pacienti, ktorí dostali dávky ožiarenia celého tela < 2 Gy, sa zvyčajne úplne zotavia do mesiaca, hoci sú možné aj neskoré komplikácie (napr. rakovina).

Pri liečbe je LD50 približne 6 Gy, v niektorých prípadoch pacienti prežili po ožiarení dávkou 10 Gy.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]