Jonizujuće zračenje

• Jonizujuće zračenje (JZ) podrazumeva sve vrste zračenja koje pri prolazu kroz materiju izazivaju jonizaciju materije.

Jonizujuće zračenje se deli na:

1. naelektrisane čestice (alfa i beta), 2. neutrone i 3. fotonsko zračenje (X i gama zraci).

Radioaktivnost• Radioaktivnost, odnosno zračenje potiče od

nestabilnih nuklida (nuklidi-različiti tipovi atomskih jezgara) kod kojih spontano dolazi do transformacije jezgra, pri čemu se emituje zračenje (alfa, beta, gama).

• Brzina raspada je različita i na kraju nastaje stabilan nuklid.

• Nestabilni nuklidi ili radionuklidi su npr.: uran, stroncijum, radiojodid, cezijum i drugi

Izvori radioaktivnog zračenja mogu biti:• prirodni i • veštački, • otvoreni i • zatvoreni.

• Prirodno radioaktivno

zračenje • potiče od:1.kosmičkog zračenja i 2.radionuklida Zemlje– (uran, radon, torijum,

radijum, tricijum, radioaktivan ugljenik i kalijum).

Veštačko radioaktivno zračenje nastaje od veštačkih radionuklida koji potiču iz tehnoloških procesa (radioaktivan jod, radiocezijum, stroncijum).

• Otvoreni izvori su oni koji nisu obezbeđeni od rasipanja u okolinu, a

• zatvoreni su u mehaničkim kapsulama ili zatopljeni.

Ozračivanje• Ozračivanje može biti:• spoljašnje, kada je izvor

van organizma čoveka, i

• unutrašnje, kada je izvor unutar organizma.

Biološki efekti zračenja

• Sve vrste zračenja u suštini imaju isti biološki efekat (kvalitativno), ali

• kvantitativni efekti su različiti i zavise od vrste zraka, odnosno od količine linearno predate energije tkivu (eng. „linear energy transfer“- LET) odnosno od DOZE ZRAČENJA

Doze zračenja • ekspoziciona doza koja predstavljua sumu

naelektrisanih jona u jedinici ozračenog vazduha;

• absorbovana doza: energija zračenja koju apsorbuje jedinica mase, a izražava se u Grej-ima (1 Gy= 1 J/kg)

• Efektivna doza uzima u obzir • vrstu zračenja. – Izražava se kroz faktor kvaliteta zraka (faktor

zračenja je za fotonsko zračenje 1, a za alfa 20) i • posmatrano tkivo ili organ – ( faktor za tkivo je npr. za gonade je 0.2, debelo

crevo 0.12..). • Izražava se u Sivertima (Sv).

Stohastički efekat• Kada efekti zračenja

zavise od doze označavaju se kao nestohastički efekti, a

• kada efekti zračenja ne zavise od doze zračenja- označavaju kao stohastički efekti.

Radioaktivna kontaminacija• Interna radioaktivna kontaminacija, znači da

je radionuklid unet u organizam gde nastavlja da emituje JZ i tako ozračuje unutrašnje organe i tkiva.

• Spoljašnja kontaminacija je kada radionuklid nije unet u organizam.

Radiotoksikologija• Radiotoksikologija se bavi proučavanjem:

A.TOKSODINAMIKOM1. mehanizma unošenja, 2.transporta, 3.depozicije i 4.eliminacije radioniklida

B.TOKSOKINETIKOM • mehanizma patogenetskog dejstva

Putevi absorpcije

• Unošenje radionuklida odvija se preko1.respiratornog, 2.digestivnog trakta i 3.kroz kožu.

• Preko respiratornog trakta se absorbuju gasovi, pare i respirabilne čestice (radon, uran, cezijum).

• Preko sluznice digestivnog trakta je najčešći put unošenja radionuklida je i to kontaminiranom hranom (stroncijum, tricijum, cezijum).

Transport • Kada dospeju u krv,

radionuklidi se vezuju za

• membranu (uran) ili• hemoglobin eritrocita i

tako transportuju do organa i tkiva.

Transport i depozicija• Depozicija u pojedinim

tkivima zavisi od fizičko-hemijskih osobina i afiniteta radionuklida. – Tako se uran deponuje u

kostima i jetri; stroncijum se deponuje u kostima; radiojod u tireoideji.

Eliminacija• Eliminacija radionuklida se odvija preko:1.bubrega, urinim ili 2.preko gastrointestinalnog trakta, fecesom, 3.delimično preko respiratornog trakta,

izdahnutim vazduhom i 4.preko kože

Mehanizam dejstva

• Radionuklidi prilikom prolaska kroz organizam dovode do oštećenja svih tkiva sa kojima dolaze u kontakt. – Npr. uran ako se apsorbuje inhalacijom dovodi do

zapaljenja ili nekroze bronhijalnog epitela, kada se transportuje vezan za eritrocite- skraćuje njihov vek i dovodi do hemolize; deponovan u kostima može uzrokovati sarkom, dok prilikom eliminacije preko bubrega dovodi do oštećenja tubula.

– Stroncijum posebno oštećuje kostanu srz i dovodi do hipoplazije, aplazije ili leukemije, a radiojodid dovodi do poremećaja funkcije i morfologije tireoideje (uključujući karcinom štitnjače) gde se deponuje.

• U celini, zavisno od doze, svi radionuklidi uneti u organizam mogu posle određenog latentnog perioda dovesti do pojave malignih oboljenja.

Patogenetski mahanizam delovanja jonizujućeg zračenja u

organizmumože biti:1.Indirektan - radiobiološko dejstvo, i 2.Direktno na jedro ćelije - mutageno dejstvo.

Indirektno (radiobiološko)dejstvo

1. RADIOLIZA VODE u ćeliji

2. i stvaranje SLOBODNIH RADIKALA

• Usled indirektnog dejstva tj radiolize vode unutar ćelije i stvaranja slobodnih radikala nastaje:

• Peroksidacije ćelijskih membrana:

• dolazi do oštećenja ćelijskog zida, organela, aktivnosti enzima i na kraju do destrukcije ćelije.

• Raspadanjem ćelije, oslobađaju se biološki aktivne materije u ekstraćelijski prostor, što dalje remeti acidobaznu ravnotežu i transport kiseonika (hipoksija) i oštećuje nove ćelije...

• Indirektno delovanje nastupa kroz 2 faze:I. Faza primarnih efektata: počinju absorpcijom

zračne energije (10⁻13 sek ), a potom se u fiziko-hemijskim procesima stvaraju slobodni radikali (10⁻9 sek );

• Faza sekundarnih efekata: nastupa lanac hemijskih i biohemijskih reakcija prouzrokovanih slobodnim radikalima.

• Oni izazivaju patofiziološke poremećaja u roku od nekoliko delova sekunde do nekoliko nedelja, što na kraju dovodi do morfološkog poremećaja.

Direktan patogenetski mahanizam• Direktnim delovanjem na jedro ćelije,

jonizujuće zračenje izaziva kidanje DNK, stvaranje:

• radiacionih grozdova, • mutacije hromozoma i • hromozomske aberacije

Direktno dejstvo na jedro ćelije• DNK (radiacioni

grozdovi), • kidanje DNK,• mutacije i • aberacije

Hromozomske aberacije

• Hromozomske aberacije nastaju u pokušaju ćelije da popravi leziju jedra i mogu biti:

• nespecifične (prekidi, razmene, delecije, translokacije na hromozomu) i

• specifične (acentrici, dicentrični, prstenasti hromozomi).

Hromozomske aberacije

(nespecifične)

Normalan kariotip

• Hromozomske aberacije nisu patognomonične za jonizujuće zračenje.

Pojava aberacija se sreće u: • starijoj životnoj dobi, • posle preležanih bolesti (virusnih), • kao posledica uzimanja lekova, • pušenja cigareta, • usled izloženosti hemikalijama,

kancerogenima i mutagenima, • usled globalne izloženosti polutantima.

Biodozimetrijska metoda za procenu ekspozicije

• Prema Zakonu o zaštiti od jonizujućeg zračenja, hromozomske aberacije se koriste kao biodozimetrijska metoda za procenu ekspozicije– Vrši se analiza perifernih limfocita. Analizira se 200

metafaza po ispitaniku. • Dopuštene aberacije su: ukupna učestalost do 5%, do 5

acentrika, ukupno 2 dicentrika i 2 acentrika, ni jedan ring hromozom.

Radiosenzitivna tkiva• Delovanje jonizijućeg

zračenja se ispoljava najviše na tkivima koja se stalno obnavljaju, pa prema tome imaju visoku mitotsku aktivnost i ubrzan metabolizam.

• To su radiosenzitivna tkiva

Radiosenzitivna tkiva su:

A.krvotvorni organi i krv (hematopoezni sistema),

B.epitelne ćelije sluznice creva i disajnih puteva, ćelije epiderma kože i folikula dlaka,

C.germinativne ćelije polnih žljezda.

Oboljenja izazvana jonizujućim zračenjima

• Zavisno od vrste, intenziteta i dužine ozračivanja (radijacije) oboljenja izazvana jonizujućim zračenjma mogu biti:

• LOKALNA→ NA KOŽI: radiodermatitis, • OPŠTA: radiacioni sindrom.

Klinički oblici: akutni i hronični

• Akutni radiodermatitisi i akutni radiacioni sindromi nastaju posle ozračivanja većom dozom jonizujućih zraka u kratkom vremenskom periodu, a

• Hronični radiacioni sindrom nastaje kao posledica dugotrajne izloženosti malim dozama jonizujućih zraka.

Radiodermatitis

Radiodermatitis

• Ozračivanje alfa i beta zračenjem dovodi do najizraženijih promena na koži s obzirom da je njihova prodornost mala, a jonizaciona sposobnost velika (visok LET).

– Radiodermatitisi mogu nastati usled gama zračenja, ali zbog njihove velike prodornosti i niskog LET-a promene na koži su minimalne, a oštećene su duboke strukture.

Akutni radiodermatitis• Akutni radiodermatitis nastaje ozračenjem

kože dozom jonizujućeg zračenja od 3-7Gy. • Zavisno od doze, na koži se javlja crvenilo

(eritem) i otok, usled proširenja krvnih sudova kože i oštećenja endotela.

• Unutar krvnog suda nastaje zapaljenje i pojava tromba, što dovodi do okluzija krvnih sudova.

Akutni radiodermatitis-2

• Zračenje dovodi do zaustavljanja deobe ćelija epiderma kože i folikula dlaka, epidermne brazde su zaravnjene ili nedostaju, što remeti obnavljanje kože i rast dlake.

• Veće doze izazivaju epidermalne nekroze sa pojavom bula i vezikula na koži i deskvamacijom.

Posledice akutnog radiodermatitisa

U toku reparacije (ozdravljenja), na koži mogu ostati posledice kao što su

• fibroza derma, • atrofija kože, • opadanje dlaka (alopecija) i • gubitak lojnih i znojnih žljezda.

Hronični radiodermatitis

• Hronični radiodermatitis nastaje usled hronične ekspozicije malim dozama zračenje (do 5mGy/dan), tokom najmanje 6 meseci i to nakon kraćeg ili dužeg latentnog perioda (do 5g).

• Promene na koži su u vidu atrofije, hiperkeratoze, teleangiektazije.

Akutna radijaciona bolest- sindrom (ARS)

• Akutni radiacioni sindrom (ARS) je akutno oboljenje izazvano

1.ozračivanjem celog tela (ili većeg dela tela)2. velikim dozama jonizujućih zraka koje 3.prodiru u telo čoveka u veoma kratkom

vremenskom periodu (obično za nekoliko minuta).

ARS: javlja se u ekstremnim situacijama 1. nuklearnim probama i

akcidentima, 2. u proizvodnji

nuklearnog naoružanja, 3. u nuklearnim

centralama, 4. akceleratorima 5. na reaktorima, 6. od nuklearnog otpada. 7. sreće se u medicini, u

radioterapiji.

Patogeneza akutne radiacione bolesti

• Usled dejstva jonizujućeg zračenja na hematopoezno tkivo dolazi do oštećenja matičnih ćelija sve tri krvne loze.

• Razvija se leukopenija, trombocitopenija i anemija sa znacima krvarenja i infekcije.

• Od zrelih ćelija krvi, najosetljivi su limfociti jer najveći deo ćelije čini jedro u kome nastaje oštećenje DNK i hromozomske aberacije

• U sluznici digestivnog trakta takođe su oštećene matične ćelije, ali i same epitelne ćelije te dolazi do nekroze i ulceracije.

• Ćelije epiderma kože i folikula dlaka propadaju, javlja se opadanje dlaka, crvenilo i deskvamacija do ulceracija.

Klinička slika• Akutni radiacioni sindrom (ARS) se ispoljava u

toku šestonedeljnog perioda posle zračenja.

• Težina bolesti zavisi od primljene doze, što je ona manja, broj ispoljenih simptoma i znakova je manji i povoljniji je ishod, odnosno preživljavanje.

Klinički stadijumi

ARS

1. Prodromalni

2. Latentni

3. Manifestna bolest

4. Oporavak ili smrtni ishod

I. Prvi stadijum je prodromalni,

• javlja se 2-24 sata posle ozračivanja,

• karakteriše se opštom slabošću, malaksalošću, mukom, povraćenjem i prolivima.

II. Nakon toga nastupa latentni stadijum

• koji traje 2-3 nedelje, bez simptoma. –Dužina latentnog perioda je

bitna za prognozu bolesti i ako posle 2 nedelje nastane opadanje kose, primljena doza je preko 3Sv

III. Sledi stadijum kliničkih manifestacija

• sa iznenadnom pojavom, posle „relativno dobrog zdravlja“ brutalnih simptoma.

• Javlja se groznica, visoka temperatura, opšta slabost, teško disanje, tahikardija, kožna i potkožna krvarenja, krvarenje iz desni i prirodnih otvora..

IV. Oporavak ili smrtni ishod• Ozračeni koji se ne oporave umiru za

nekoliko meseci od ekspozicije.• Oporavak je proces koji traje nekoliko

nedelja pa do dve godine.

Dijagnoza• Postavlja se na osnovu: kliničke slike, analize krvi (broj

leukocita, trombocita), na osnovu procene

ekspozicije i primljene doze.

Analiza krvi

Lečenje• Lečenje ARS je

nespecifično, ali intenzivno,

• u sterilnim uslovima, • primenom antibiotika, • infuzija, transfizija i • po potrebi transplantacije

koštane srži.

Hronični radiacioni sindrom

• Hronični radiacioni sindrom (HRS) je posledica efekata malih doza zračenja na dva ili više senzitivna tkiva.

• Može nastati zbog eksterne radijacije, interne radijacije ili kombinovane, eksterno-interne radijacija.

Izvori ekspozicije• Profesionalna ekspozicija se javlja pri radu sa

radionuklidima koji se koriste u:medicini, defektoskopiji, za jonizacione javljača požara, radioaktivne gromobrane... • Najčešći radionukleidi su radiojodid, tricijum,

tehnicijum.

• Radnici mogu biti izloženi otvorenom izvoru zračenja (osoblje u nuklearnoj medicini, radnici industriji svetljećih boja, satova, u istraživačkim laboratorijama) i tada je najčešća interna kontaminacija.

• Zatvorenim radioaktivnim izvorima izloženi su lekari, tehničari, sestre i inženjeri koje rade u rengen kabinetima, zatim radnici na defektoskopiji i sl.

• Štetni efekti hronične ekspozicije malim dozama jonizujućeg zračanja ispoljavaju se na:

1)hematopoeznom sistemu, 2)na oku, 3)koži, 4)kardiovaskularnom sistemu, 5)respiratornom i 6)digestivnom sistemu i7) na polnim žljezdama.

Klinička slika• Hematopoezni sistem: promene u vidu

anemije, leukopenije, trombocitopenije, mijelofibroze, mijelodisplastični sindrom i mijeloproliferativne bolesti.

• Oko: razvija se radijaciona katarakta.

• Koža: promene mogu biti različitog intenziteta od distrofije do nekroze i pojave maligniteta (karcinoma).

• Tireoidna žljezda: može se javiti tireoiditis, hipotireoza i karcinom.

• Gonade: oštećenje može da se ispolji pojavom oligospermije i azospermije kod muškaraca, a kod žena nastaju poremećaji menstrualnog ciklusa i funkcije ovarijuma.

Hronična ekspozicija jonizujućem zračenju veoma često za posledicu ima pojavu malignih oboljenja. • Najčešće je u pitanju određana vrsta raka, kao

što je glanulocitna leukemija koju izazivaju sve vrste zračenja,

• karcinom bronha usled radona, • karcinom tireoideje kod radiojodida i sl.

Dijagnoza• Dijagnoza se postavlja na osnovu: 1.radne anamneze, 2.kliničke slike i 3.radiobioloških pokazatelja.

Uzimaju se u obzir • doze registrovane ličnom dozimetrijom, • pozitivan nalaz specifičnih hromozomskih

aberacija u limfocitima, • pozitivan nalaz radioaktivnosti biološkog

matarijala (urin, feces) i • laboratorijski parametri kao što je broj

leukocita, trombocita i eritrocita, aktivnost enzima.

Lečenje

• Nema specifičnog lečenja, samo simptomtsko.

• Preventivne mere se sprovode prema Zakonu o zaštiti od jonizujućih zračenja.

• Radna mesta u zoni jonizujućih zračenja su radna mesta sa povećanim rizikom.

• Radnici podležu prethodnim i periodičnim pregledima.

• Na radnim mestima u ekspoziciji jonizujućem zračenju- maksimalno dozvoljena godišnja doza iznosi 20mSv.

• Ispod ove doze se ne očekuju nestohastički efekti zračenja.

Mere zaštite su sledeće:• skratiti vreme izlaganja, • povećati udaljenost od izvora, • koristiti zaštitne ekrane i • lična zaštitna sredstva

• Najvažnija tehnička mera je obezbediti izvor zračenja-zatopljavanjem ili

• postavljanjem paravana i zaštitnih pregrada.

• Redovno se meri zračenje izvora (npr jednom godišnje se meri u prostorijama gde su aparati za medicinsku dijagnostiku).

• Takođe se sprovodi merenje ozračivanja osoblja korišćenjem lične dozimetrije (mesečno) ili merenjem aktivnosti celog tela.

Lična zaštitna sredstva kod jonizujućeg zračenja

• Lična zaštitna sredstva su kecelje, rukavice, naočare – koje sadrže olovo.

• Medicinske mere se odnose na prethodne i periodične preglede.

• Strogo poštovati kontraindikacije za rad u zoni jonizujućeg zračenja

• Na periodičnim pregledima obavezno se radi pregled krvne slike i hromozomske aberacije u limfocitima.

Kontraindikacije za rad u zoni jonizujućeg zračenja:

• Mlađi od 18g• Trudnice• Osobe sa oboljenjem:– Hematopoeznog sistema– Endokrinog– Centralnog nervnog sistema– Malignitetima, – Zamućenjima sočiva

Preporuke Međunarodne komisije za zaštitu od zračenja

• Maksimalno dozvoljene doze – za izbegavanje nestohastičnih efekata, a verovatnoća

nestohastičnih se svodi na prihvatljivu meru.• Za profesionalno izložene, efektivna doza:– Za celo telo 20mSv godišnje, maksimalno do 50mSv

godišnje ili 100mSv za 5 g– Godišnja ekvivalentna doza za oko i krvotvorne

organe je 150mSv, za kožu 500mSv...• Za opštu populaciju: doze su 10x manje

Maksimalno dozvoljene doze

(granične vrednosti)

Jonizujuće zračenjeJonizujuće zračenje se deli na:RadioaktivnostIzvori radioaktivnog zračenja mogu biti:PowerPoint PresentationSlide 6Slide 7OzračivanjeBiološki efekti zračenjaDoze zračenjaSlide 11Stohastički efekatRadioaktivna kontaminacijaRadiotoksikologijaPutevi absorpcijeSlide 16TransportTransport i depozicijaEliminacijaMehanizam dejstvaSlide 21Patogenetski mahanizam delovanja jonizujućeg zračenja u organizmuIndirektno (radiobiološko)dejstvoSlide 24Slide 25Slide 26Slide 27Direktan patogenetski mahanizamDirektno dejstvo na jedro ćelijeHromozomske aberacijeHromozomske aberacije (nespecifične)Slide 32Biodozimetrijska metoda za procenu ekspozicijeRadiosenzitivna tkivaSlide 35Slide 36Oboljenja izazvana jonizujućim zračenjimaKlinički oblici: akutni i hroničniRadiodermatitisSlide 40Akutni radiodermatitisAkutni radiodermatitis-2Posledice akutnog radiodermatitisaHronični radiodermatitisAkutna radijaciona bolest- sindrom (ARS)ARS: javlja se u ekstremnim situacijamaPatogeneza akutne radiacione bolestiSlide 48Slide 49Klinička slikaSlide 51Slide 52Slide 53Slide 54Slide 55DijagnozaLečenjeHronični radiacioni sindromIzvori ekspozicijeSlide 60Slide 61Slide 62Slide 63Hronična ekspozicija jonizujućem zračenju veoma često za posledicu ima pojavu malignih oboljenja.Slide 65Slide 66Slide 67Slide 68Slide 69Mere zaštite su sledeće:Slide 71Slide 72Slide 73Lična zaštitna sredstva kod jonizujućeg zračenjaSlide 75Kontraindikacije za rad u zoni jonizujućeg zračenja:Preporuke Međunarodne komisije za zaštitu od zračenjaMaksimalno dozvoljene doze (granične vrednosti)