Upload
andrei0891
View
331
Download
11
Embed Size (px)
DESCRIPTION
igiena radiatiilor
Citation preview
IGIENA RADIATIILOR
Radiatiile, constituienti permanenti ai mediului ambiental natural sau
antropic, reprezinta o categorie importanta de factori de conditionare a starii de
sanatate a comunitatilor umane.
Prin interactiunea cu organismul uman, radiatiile pot determina efecte
sanogene sau patogene, dar de aceasta potentialitate dispun numai radiatiile
absorbite. Intensitatea efectelor biologice determinate la nivelul diferitelor structuri
ale organismului uman este dependenta, in primul rand, de energia radiatiilor.
Din punct de vedere fizic, radiatiile se caracterizeaza prin trei parametri:
energie
frecventa
lungime de unda (invers proportionala cu frecventa).
Intensitatea actiunii biologice specifice asupra structurilor vulnerabile este
dependenta de frecventa radiatiilor si implicit de energia acestora (cu cat
frecventa este mai mare, cu atat cuanta de energie purtata este mai ridicata).
RADIATIILE IONIZANTE
Caracterizarea radiatiilor ionizante
Expunerea organismului uman la actiunea radiatiilor ionizante poate fi urmata de
aparitia unor efecte biologice dependente de caracteristicile acestora: capacitatea
de penetratie, respectiv de capacitatea de ionizare.
Capacitatea de penetrare a radiatiilor ionizante
Radiatiile ionizante corpusculare au o capacitate de penetratie redusa:
radiatiile a pot strabate doar distante foarte mici, aproximativ 0,1
mm in aer sau tesuturi, cea mai mare parte dintre ele fiind retinute in
stratul cornos al pielii;
radiatiile b au o capacitate de penetrare care nu depaseste de
regula 2 cm ( doar cele din categoria b dure pot penetra pana la cca.
8 cm), astfel ca majoritatea lor pot produce leziuni doar la nivelul
tesutului cutanat.
Spre deosebire de radiatiile corpusculare, radiatiile ionizante electromagnetice au
o foarte mare capacitate de penetratie, ele pot strabate intreg corpul, si ca
urmare pot fi retinute in diferite tesuturi in functie de densitatea acestora.
Riscurile biologice generate de expunerea la radiatiile ionizante:
radiatiile a si radiatiile b au nocivitate maxima in contextul iradierii
interne (patrunderea radionuclizilor in organism prin inhalare sau ingestie);
radiatiile electromagnetice ionizante (X si g) determina efecte nocive
de intensitate maxima in situatia iradierii externe, prin expunerea partiala
sau totala a corpului la radiatia exterioara.
Sursele de radiatii ionizante
Sursele de radiatii ionizante sunt clasificate in doua mari categorii:
NATURALE si ANTROPICE, care determina iradierea naturala sau iradierea
antropica a factorilor ambientali si a organismului uman. 0rganismul uman poate
recepta variate doze de radiatii ionizante prin iradiere externa (de la surse
dinafara corpului uman - aer, sol) sau prin iradiere interna (de la radionuclizii
patrunsi in organism prin inhalare sau ingestie).
Sursele naturale de radiatii ionizante sunt reprezentate de radiatiile
cosmice si de radiatiile telurice (terestre). Acestea pot determina iradierea
externa (radiatiile gamma terestre) sau iradierea interna, in cazul patrunderii in
organismul uman prin inhalarea sau ingestia unor radionuclizi naturali ambientali.
Sursele de expunere la radiatii ionizante
Radiatiile cosmice
Din punctul de vedere al iradierii populatiei, in contextul situational
cotidian, radiatiile cosmice nu constituie un factor de risc major deoarece nivelul
expunerii este de aproximativ 27 x 10-5 sievert pe an (in medie 10-12% din
fondul radioactiv natural).
Eventuale riscuri pentru sanatate pot fi generate de zborurile la foarte
mare altitudine, inclusiv cele cosmice.
Utilizarea mijloacelor de transport aeriene, in functie de latitudinea,
altitudinea si durata croazierei, poate determina cresterea moderata a dozei de
radiatii ionizante cosmice receptate de organismul uman, dar de regula aceasta
nu depaseste cateva zeci de micro gray .
Riscul expunerii la doze mai mari de radiatii cosmice este mentionat in
zborurile cosmice, mai ales in momentul traversarii centurilor Van Allen.
Centurile Van Allen (interioara si exterioara) sunt zone circulare care
inconjoara Pamantul, in care intensitatea radiatiilor ionizante cosmice este
deosebit de mare datorita retinerii protonilor si a neutronilor sub actiunea
campului magnetic terestru. Centura interioara, a carei localizare variaza de la
cateva sute la cateva mii de km, este formata din protoni, iar cea exterioara,
extinsa de la 20 000 la 60 000 km, este alcatuita din electroni.
Radiatiile terestre
Toate formatiunile geologice de pe Pamant contin cantitati variate de
substante radioactive naturale (radionuclizi naturali) a caror varsta corespunde
varstei geologice a Pamantului.
Acesti radionuclizi pot actiona asupra organismului uman prin doua circumstante
de expunere: iradiere externa si iradiere interna
IRADIEREA EXTERNA este produsa de radiatiile gamma emise in timpul
dezintegrarii radionuclizilor primordiali sau a descendentilor acestora. Intensitatea
expunerii depinde de concentratia elementelor radioactive din scoarta terestra,
fiind mai mare in teritoriile in care exista depozite naturale mai mari de uraniu si
thoriu, unde predomina rocile bazaltice si sisturile.
IRADIEREA NATURALA INTERNA este consecinta patrunderii in
organismul uman a elementelor radioactive din sol pe doua cai:
prin ingestia radionuclizilor primordiali telurici prin intermediul
apei sau a alimentelor. Amploarea riscului datorat consumarii produselor
alimentare (cereale, legume radacini, lapte, carne, peste) poate fi
amplificat prin concentrarea elementelor radioactive in urma parcurgerii
verigilor lantului trofic;
prin inhalarea gazelor radioactive - radon si thoron - provenite
din sol, a caror concentratie este crescuta indeosebi in minele de minereu
radioactiv sau cele de mare adancime, dar si locuintele si cladirile situate
deasupra pivnitelor sau spatiilor tehnice insuficient ventilate. Concentratia
atmosferica a radonului din asemenea spatii limitate depaseste pe cea din
atmosfera libera.
In organismul uman radionuclizii telurici se distribuie inegal:
cei patrunsi pe calea digestiva se acumuleaza cu predilectie in
tesutul osos
in timp ce gazele radioactive si produsii lor de filiatie se cumuleaza
in tesutul pulmonar.
O varianta a iradierii naturale o constituie iradierea naturala modificata
tehnologic, reprezentata de iradierea provocata de materialele naturale supuse
unor prelucrari tehnologice care le-au crescut radioactivitatea:
arderea carbunelui pentru producerea de energie
cenusa de la centralele termoelectrice utilizata la fabricarea
cimentului si a betonului
arderea petrolului in centralele electrice
folosirea rocilor fosfatice de origine sedimentara pentru
obtinerea ingrasamintelor complexe
Pentru populatie, riscul iradierii suplimentare apare prin
consumarea produselor alimentare cultivate pe terenurile fertilizate cu
ingrasaminte chimice fosfatice sau datorita depozitarii fosfogipsului (deseu
rezultat in urma procesului de obtinere a ingrasamintelor fosfatice,
caracterizat printr-un continut de radiu-226 de 10-15 ori mai mare decat in
sol);
utilizarea apelor geotermale pentru incalzirea locuintelor, ca
apa menajera, in unele procese semiindustriale (topitul inului si a canepei)
sau ca factor terapeutic balneoclimateric.
Sursele antropice de radiatii ionizante
Utilizarea radiatiilor ionizante in numeroase activitati industriale, medicina
sau cercetare stiintifica a determinat cresterea radioactivitatii factorilor de mediu
si a riscurilor pentru sanatatea comunitatilor umane.
In functie de circumstantele de expunere, IRADIEREA ANTROPICA poate
fi :
ocupationala (profesionala)
non-ocupationala (neprofesionala).
Expunerea ocupationala
Expunerea ocupationala se produce in anumite activitati profesionale care
implica contactul cu diferite surse de radiatii ionizante:
industrie - extragerea minereurilor radioactive, obtinerea
combustibilului nuclear si a energiei electro-nucleare, producerea fertilizantilor
fosfatici, extractia titeiului si a gazelor naturale, arderea combustibililor fosili,
densimetria si defectoscopia non-distructiva, extragerea apei de la foarte mare
adancime, tratarea sau reciclarea deseurilor radioactive, sistemele de
semnalizare non-electrica;
medicina - imagistica (radioscopii, radiografii, tomografie
computerizata), medicina nucleara (diagnostic cu izotopi radioactivi), radioterapia
afectiunilor neoplazice, sterilizarea produselor hematologice;
cercetare - obtinerea markerilor radioactivi, fizica atomica, analize prin
activare radioactiva, tehnici de datare cu carbon-14 sau potasiu-40 (pentru
determinarea varstei unor materiale sau specii biologice).
Expunerea non-ocupationala
Pentru comunitatile umane, principalele modalitati de expunere la radiatiile
ionizate sunt iradierea medicala in scop diagnostic sau terapeutic, unele aparate
sau instalatii de uz casnic si poluarea radioactiva a factorilor de mediu.
Pentru populatie, cea mai importanta sursa de expunere este iradierea
medicala. Marimea riscului datorat procedeelor medicale care implica surse de
radiatii este conditionata de intensitatea dozei receptate (mai mare in timpul
radioscopiilor), zona iradiata (maduva hematopoetica si gonadele au
radiosensibilitate mai mare), varsta (mai mare la copii) sau starea fiziologica
(riscul este mai mare in perioada de sarcina).
Dintre aparatele de uz casnic care pot constitui surse de expunere non-
ocupationala la radiatiile ionizante cele mai frecvente sunt: receptoarele TV si
unitatile display ale computerelor personale (datorita excitarii cu electroni a
ecranului); detectoarele de fum; becurile de iluminat cu perioada de utilizare
indelungata sau arderea combustibililor fosili pentru incalzire sau prepararea
alimentelor.
Alte posibile modalitati de contaminare radioactiva a factorilor ambientali, inclusiv
a surselor de apa si alimentelor, sunt experimentarea armelor nucleare si
accidentele de la centralele atomo-electrice.
Efectele biologice ale radiatiilor ionizante
Interactiunea radiatiilor ionizante cu materia vie, prin transferul energiei
substratului iradiat, determina aparitia unor structuri chimice ionizate, care
genereaza variate efecte biologice.
Mecanismele producerii efectelor biologice
Pentru explicarea mecanismului de producere a efectelor biologice ale radiatiilor
ionizante, au fost propuse doua teorii, respectiv teoria tintei si teoria radicalilor
liberi.
Teoria tintei (teoria actiunii directe) postuleaza ca exista anumite elemente,
eventual structuri celulare, asupra carora actioneaza radiatiile ionizante,
producand lezarea sau chiar distrugerea celulei. Studiile de radiobiologie
sugereaza ca elementele cu cea mai mare sensibilitate sunt acizii nucleici.
Se estimeaza ca, pentru afectarea celulei, sunt necesare minimum 15-20 ionizari
la nivelul structurilor sensibile, fenomenul fiind mai evident in timpul mitozei
nucleului celular.
Teoria radicalilor liberi (teoria actiunii indirecte) considera ca efectele radiatiilor
ionizante nu sunt consecinta interactiunii lor nemijlocite cu structurile sensibile, ci
sunt intermediate de radicalii liberi rezultati in urma radiolizei apei (radicalul
hidroxil HO si hidroxiperoxidic HO2). Efectele biologice apar in conditiile
depasirii eficientei sistemelor fiziologice de neutralizare a radicalilor liberi
(superoxid dismutaza si sistemul reducator glutation-peroxidaza), iar intensitatea
lor depinde de cantitatea de radicali liberi formati.
Din punct de vedere al radiosensibilitatii diferitelor structuri ale organismului, cele
mai vulnerabile sunt celulele caracterizate printr-o rata de multiplicare mare si un
grad mic de diferentiere (celulele limfoide, mieloide, epiteliale, de reproducere),
dar si celulele foarte diferentiate (celulele nervoase).
In functie doza de radiatii ionizante receptata de structurile biologice si efectul
biologic rezultat, cercetarile de radiobiologie au evidentiat doua tipuri de relatii
posibile: relatia liniara si relatia tip sigmoidal.
Relatia liniara (doza fara prag) postuleaza urmatoarele:
orice doza de radiatii ionizante poate produce leziuni celulare;
intensitatea efectelor nocive este proportionala cu doza receptata;
sunt excluse orice posibilitate de reparare a leziunilor.
Aceasta relatie explica aparitia lezarea celulelor somatice (aparitia degenerarilor
celulare maligne) si a celulelor germinale (efecte asupra descendentilor).
Relatia tip sigmoidal (doza cu prag) conform careia:
lezarea structurilor iradiate apare numai dupa depasirea unei anumite
doze („doza prag”), sub care nu apare nici un efect nociv;
sunt posibile si eficiente fenomene reparatorii a leziunilor produse;
dozele receptate ulterior se cumuleaza partial.
Relatia „doza cu prag„ explica aparitia modificarilor radiobiologice din boala de
iradiere acuta si cronica (efectele somatice conturate).
Forme de manifestare a efectelor biologice
Interactiunea radiatiilor ionizante cu materia vie poate genera consecinte
variate, care pot fi clasificate in doua mari categorii de manifestari: precoce si
tardive.
Manifestarile precoce sunt reprezentate de efectele somatice care apar
dupa dupa un interval scurt de la iradiere. Intereseaza numai persoana expusa si
aparitia lor poate fi anticipata in functie de doza receptata de organismul sau
tesutul iradiat. Deoarece sunt expresia efectelor tip sigmoidal (doza cu prag),
intensitatea si gradul de reversibilitate sunt dependente de marimea dozei
absorbite.
Manifestarile tardive apar dupa intervale de timp variabile, de cateva luni
pana la cativa ani, de la expunere. Sunt considerate efecte stochastice, care se
produc intamplator, iar probabilitatea statistica a frecventei de manifestare scade
odata cu doza receptata.
Efectele somatice precoce sunt manifestari generate de expunerea
externa la doze unice sau repetate la repetate in timp scurt, care difera in functie
de marimea zonei iradiate - iradierea intregului corp sau iradierea anumitor zone
corporale.
Iradierea externa a intregului corp cu doze sub 2 Gy produce astenie,
stare generala de rau si greturi, care apar la 3-6 ore de la expunere, insotite de
modificari hematologice (leucopenie prin lezarea seriei limfoide si mieloide). In
general, tulburarile se remit dupa 24 ore.
Expunerea organismului, intr-un timp scurt, la doze mai mari de 2 Gy
determina boala acuta de iradiere cu evolutie in trei faze:
faza prodromala caracterizata prin adinamie, inapetenta, stare
generala alterata, eventual obnubilare;
faza de remisiune a carei durata este invers proportionala cu
marimea dozei receptate de organism;
perioada de stare care, in functie de doza, are trei forme de
manifestare (sindroame): sindrom hematologic in cazul expunerii la doze de 2-10
Gy; sindrom gastrointestinal la iradieri egale sau mai mici de 4 Gy si sindrom
nervos central, daca doza absorbita este mai mare de 10 Gy.
Sindromul hematologic debuteaza cu anorexie, greturi, varsaturi si stare
de apatie, simptome care ating apogeul in 6-12 ore. Urmeaza faza de remisiune
de 24 pana la 36 ore in care simptomele dispar complet. In timpul perioadei de
aparenta sanatate debuteaza procesul de distrugere, uneori ireversibila, a
sistemului hematopoetic mieloid si limfoid. Se manifesta prin limfopenie,
neutropenie, anemie si trombocitopenie, urmate de hemoragii, dezechilibre
electrolitice si cresterea susceptibilitatii la infectii.
Uneori, prin lezarea marcata a timusului si a placilor Payer apare
imunosupresia grava, care poate contura sindromul imunologic asociat.
Sindromul gastrointestinal este dominat de greturi, varsaturi si diaree care
produc deshidratarea marcata, reducerea volumului plasmatic si colaps vascular
si moarte.
Initial, sindromul gastrointestinal este consecinta toxemiei datorate
necrozei tisulare, pentru ca ulterior sa fie perpetuat prin atrofia progresiva a
mucoasei tractului gastrointestinal. In stadiile avansate, denudarea vilozitatilor
intestinale determina plasmoragie masiva in lumenul intestinal.
Decesul survine in 3-10 zile prin plasmoragie si septicemie cu flora
intestinala proprie, probabilitatea acestuia fiind proportionala cu doza receptata:
sub 2 Gy mai redusa, sub 4 Gy aproape 50% din persoanele iradiate decedeaza,
iar la iradieri de 5-10 Gy sansa de supravietuire este practic nula.
Sindromul nervos central (neuropsihic) apare in cazul expunerii
organismului intr-un timp scurt la doze extrem de mari (peste 10 Gy), conditie
intalnita numai in situatii speciale cum sunt accidentele nucleare majore.
Asemenea contexte situationale vizeaza operatorii si formatiunile de
interventie (pompieri si „lichidatori „) din unitatile nucleare si numai arareori
grupuri populationale din imediata vecinatate a unitatii nucleare implicate (de
exemplu bombardamentele de la Hiroshima si Nagasaki sau accidentul de la
Cernobal din 1986).
Sindromun nervos central debuteaza printr-o perioada prosromala cu
greturi, varsaturi, apatie si somnolenta care evolueaza spre prostratie datorate
focarelor inflamatorii nonbacteriene cerebrale sau produsilor toxici radio-indusi. In
scurt timp se instaleaza tremor, convulsii, ataxie, iar decesul survine in cateva
ore.
Iradierea externa localizata
Manifestarile patologice induse de radioexpunerea externa a unor zone
corporale limitate sunt in functie de regiunea expusa si zona iradiata. Apar
accidental, in cazul manipularii necorespunzatoare a unor surse de radiatii, sau in
urma iradierii medicale in scop terapeutic (radioterapia unor afectiuni).
In cazul iradierii externe localizate, pentru exprimarea leziunilor sunt
necesare doze mult mai mari decat in cazul iradierii intregului corp.
1. Radiodermitele acute sunt leziuni cutanate de tip eritematos localizate
la nivelul mainilor si degetelor. Apar precoce, la cateva ore de la iradiere.In
functie de doza absorbita, radiodermita poate imbraca diferite forme de
manifestare:
4 Gy dermita cu disparitia temporara a pilozitatii;
16-20 Gy epilare definitiva;
6-12 Gy radiodermita eritematoasa sau exudativa;
peste 25 Gy radiodermita atrofica cu ulceratii si necroza.
2. Leziunile oculare sunt localizate la nivelul cristalinului, care in cazul
iradierii cu doze mai mari de 2 Gy se opacifiaza (cataracta radioindusa),
probabilitatea lezarii cristalinului crescand cu doza absorbita: aproximativ 10% la
subiectii expusi la doze de pana la 5 Gy, de 50% la cei care recepteaza doze
intre 5-10 Gy, respectiv cca. 90% in cazul iradierii mai mari de 10 Gy.
3. Leziunile gonadelor. Iradierea zonelor ovariene sau testiculare,
datorita radiosensibilitatii celulelor germinale, poate determina amenoree sau
azospermie, a caror frecventa si reversibilitate este dependenta de doza
receptata (tabelul 10 si 11).
In cazul sexului feminin, probabilitatea suprimarii functiei ovulatorii prin
iradierea ovarelor este conditionata atat de doza cat si de varsta persoanei
iradiate (dupa U.S. Nuclear Regulatori Commision, Report NUREG CR-4214,
Rev.1. Part II. Washington, D.C. NRC: 1989).
Tabelul 10
Efectele iradirerii zonei ovariene
Doza
(Gy)
Probabilitatea afectarii functiei ovariene
Perioada fertila (15-40 ani) Peste 40 ani
£ 0,6 fara efecte decelabile
0,6-
1,5
risc minor
2,5-
5,0
60% suprimare definitiva a
ovulatiei
40% amenoree temporara
100% suprimare
definitiva a ovulatiei
riscul menopauzei
radioinduse
5-8
60-70% suprimarea definitiva a
ovulatiei
30-40% amenoree temporara
date insuficiente
³8 100% suprimarea ovulatiei
Tabelul 11
Efectele iradierii gonadelor la sexul masculin
Doza (Gy) Efecte
0,1-0,3 oligospermie pasagera
0,3-0,5
azospermie temporara dupa 4-12 luni de la iradiere
recuperare completa in 48 luni
0,5-1
azospermie temporara dupa 3-17 luni de la iradiere
recuperarea completa incepe dupa 8-38 luni
1-2
azospermie temporara dupa 2-15 luni de la iradiere
recuperarea completa incepe dupa 11-20 luni
2-3
azospermie permanenta dupa 1-2 luni de la iradiere
dupa 40 luni nu s-au observat semne de recuperare
4. Efectele asupra embrionului uman. Iradierea accidentala,
ocupationala sau medicala, chiar cu doze mici de ordinul 0,1 Gy, in primele 3 luni
de sarcina poate afecta procesul de organogeneza al produsului de conceptie
determinand malformatii congenitale. Localizarile mai frecvente sunt la nivelul
creierului (anecefalie, hidrocefalie, atrofie cerebrala), ochiului (anoftalmie,
microoftalmie, retinoblastom) sau scheletului (nanism, craniostenoza, spina
bifida, malformatii ale membrelor).
Iradierea produsului de conceptie dupa a 90-a zi de viata intrauterina
creste riscul leziunilor sistemului nervos manifestate prin diferite grade de
oligofrenie si dezvoltare neuropsihica deficitara.
Manifestarile tardive sunt de tip stocastic (care apar aleator) care pot
avea exprimare somatica (intereseaza persoana iradiata) sau genetica
(manifestarile apar la descendenti).
Efectele somatice tardive
1. Carcinogeneza (cancerul radioindus)
Procesul biologic de transformare maligna are la baza relatia de tip liniar
(fara prag), manifestarea aparand de la cativa ani, pana la zeci de ani de la
iradiere. Desi, datorita etiologiei multifactoriale a cancerului, estimarea rolului
radiatiilor ionizante in cancerogeneza este dificila, pentru unele forme de cancer
exista suficiente date care permit stabilirea corelatiilor etiologice (tabelul 12).
Tabelul 12 : Principalele localizari ale cancerului radioindus*
LocalizareaModalitatea de
expunere
Perioada de
latenta
Cancer cutanat iradiere externa localizata 12-50 ani
Leucemie acuta (toate
formele)
Leucemie cronica
granulocitara
iradiere externa
radiodiagnostic cu
thorotrast2-10 ani
Cancer tiroidian iradiere externa sau
interna cu 131I
10-17 ani
Cancer de san
iradiere externa
accidentala
radiodiagnostic sau
radioterapie
10-30 ani
(in medie 25
ani)
Cancer pulmonar
iradiere externa
iradiere interna (Radon)10-25 ani
Cancer osos iradiere interna (saruri de
Radiu)2-4 ani
*modificat dupa Rodica Tulbure, Irina Marinescu, Cristina May – Efecte asupra sanatatii in expunerea umana la radiatii in Radioactivitatea artificiala in Romania,
Bucuresti,1994Pe plan mondial, expunerea la doza medie anuala de 2,4 mSv (valoarea
medie a radioactivitatii naturale pe Pamant) determina, pentru intreaga durata a
vietii, un risc teoretic de moarte prematura prin malignitate indusa de
radioactivitatea naturala de aproximativ1%.
2. Radiodermitele cronice, manifestate prin fenomene de atrofie
cutanata, ulceratii, keratoze, telangectazii si cresterea riscului de malignizare, la
care se poate asocia alopecie, apar dupa expuneri partiale relativ intense cum
sunt cele din radioterapie.
3. Cataracta este consecinta iradierii cristalinului indeosebi cu neutroni.
Procesul de opacifiere debuteaza la nivelul polului posterior al cristalinului dupa o
perioada de latenta variabila de la 6 luni pana la cativa ani de la expunere
4. Scurtarea duratei medii de viata, probabil prin deteriorarea capacitatii
imunobiologice a organismului, a fost observata la unele categorii de personal
expus la radiatii ionizante in cadrul activitatii profesionale. Pe baza studiilor
epidemiologice, care au vizat personalul medico-sanitar din serviciile de
radiologie din SUA, se estimeaza ca expunerea indelungata la doze de 0,01Gy
poate reduce speranta de viata cu 1-5 ani.
5. Alte efecte somatice tardive semnalate in cazul expuneri prelungite
sau repetate la doze mici sunt:
scaderea fertilitatii la ambele sexe;
diminuarea libidoului la femei;
amenoree;
anemie, leucopenie, trombocitopenie.
6. Efecte somatice post-radioterapie (iradierea medicala terapeutica) in
afectiuni tumorale maligne sunt:
leziuni renale - reprezentate de disfunctii glomerulare si tubulare - pot
pare in urma iradierii rinichilor cu doze de 20 pana la 30 Gy. Dupa o
perioada de latenta de 6-12 luni se manifesta prin proteinurie, insuficienta
renala in variate grade de severitate, anemie si hipertensiune;
leziuni miocardice - pericardita si miocardita - in caz de iradiere
mediastinala extinsa;
leziuni medulare - mielopatie severa pana la aplazie medulara prin
iradierea segmentara a coloanei vertebrale cu doze mai mari de 50 Gy ;
leziuni intestinale - ulceratii cronice, fibroze sau perforatii intestinale
- in radioterapia metastazelor limfatice abdominale din seminomul
testicular, carcinomul ovarian sau limfoame.
Efectele genetice
Efectele genetice radioinduse sunt manifestari tardive, de tip stocastic,
care apar datorita iradierii celulelor germinale. Afectarea materialului ereditar prin
actiunea mutagena a radiatiilor ionizante determina defecte genetice (mutatii
perpetuate prin procreere) care se manifesta la descendentii persoanelor expuse.
Asemenea dezordini genetice ereditare pot fi: aberatii cromozomiale grave care
pot impiedica formarea oului sau viabilitatea embrionului; mutatii letale sau
neletale cu caracter predominant recesiv.
Desi la descendentii persoanelor expuse ocupational la radiatii ionizante
nu au fost observate defecte genetice semnificative, se estimeaza ca cel putin o
treime din toate defectele genetice pot fi consecinta iradierii naturale.
Masurile de radioprotectie
Deoarece diferitele surse antropice de radiatii ionizante sau modalitati de
expunere au o deosebita importanta economica, medicala sau stiintifica, masurile
de radioprofilaxie au ca obiectiv principal reducerea expunerii la limite rational
posibile, in conditiile obtinerii de beneficii maxime cu minim de risc.
Aceste limite sunt reprezentate de doza maxima admisa (doza receptata
de intregul organism, de un organ sau tesut, si care, in lumina cunostintelor
actuale, in iradierea externa sau interna, nu produce efecte somatice decelabile
pe toata durata vietii sau efecte genetice la descendenti).
Masurile de radioprotectie din tara noastra sunt cuprinse in Normele
republicane de radioprotectie (Ordinul MS nr.51/1983) prin care este stabilita
doza maxima admisa pentru 3 grupe de populatie in functie de contextul
expunerii:
50 mSv pe an pentru populatia expusa profesional (iradiere interna sau
externa a intregului corp, gonadelor, capului, trunchiului, a organelor
hematopoietice si a cristalinului);
5 mSv pe an pentru persoanele din populatie, reprezentand grupul de
populatie care locuieste sau lucreaza permanent in vecinatatea unor obiective
nucleare;
0,02 Sv pe 30 ani doza genetica maxima admisa pentru populatia in
ansamblul ei.
Pentru prevenirea efectelor somatice tardive, Comisia internationala de
radioprotectie (ICRP, 1991) recomanda urmatoarele doze maxime admise (cu
exceptia iradierii prin fondul radioactiv natural sau proceduri de radiodiagnostic):
sub 70 mSv pe intreaga durata a vietii;
exceptional cel mult 5 mSv pe an;
doza medie pe 5 ani mai mica de 1 mSv pe an.
In vederea reducerii riscului de iradiere interna, echivalentul dozei efectiv
generat prin ingestia apei sau inhalarea aerului trebuie sa fie de cel mult 0,5
mSv pe an (1/10 din doza acceptata pentru persoane din populatie).
RADIATIILE ULTRAVIOLETE
Radiatiile ultraviolete sunt radiatiile electromagnetice care au lungimea de unda cuprinsa intre 100-400nm. Energie cuantica a radiatiilor ultraviolete este insuficienta pentru a produce ionizarea
substratului asupra caruia actioneaza, dar destul de mare pentru a provoca excitarea atomilor si produce reactii fotochimice.
Clasificarea radiatiilor ultraviolete
In functie de efectul biologic predominant radiatiile ultraviolete (RUV) pot fi clasificate in trei benzi:
radiatiile ultraviolete A (RUV-A) reprezentate de banda cu
lungimea de unda intre 320-400nm. Prin interactiunea cu
structurile tegumentare au efect predominant pigmentogen;
radiatiile ultraviolete B (RUV-B) reprezentate de banda cu
lungimea de unda intre 280-320 nm. Asupra tegumentelor au
efect predominant eritematogen;
radiatiile ultraviolete C (RUV-C) ), reprezentate de banda cu
lungimea de unda intre 200-280 nm, au efect predominant
bactericid.
Componentele cu lungimea de unda mai mica de 200 nm nu au importanta biologica, deoarece in aer sunt absorbite foarte repede
(de aceea sunt denumite radiatii ultraviolete de vid).
Sursele de radiatii ultraviolete
Sursele naturale.
Principala sursa naturala este Soarele, care emite radiatii ultraviolete cu lungimea de unda cuprinsa intre 10-7-10-8 m.
Cantitatea si intensitatea radiatiilor ultraviolete solare care ajung pana la suprafata terestra sunt dependente de:
1. Integritatea stratului de ozon stratosferic (dispus la altitudinea de 15-35 km sub forma unei paturi cu grosimea medie de aproximativ 20 km) care retine radiatiile ultraviolete in functie de lungimea lor de unda:
2. Angulatia soarelui (unghiul soarelui) fata de axa Pamantului, respectiv unghiul sub care radiatiile ultraviolete traverseaza atmosfera.
3. Altitudinea - intensitatea radiatiilor ultraviolete creste pe masura cresterii altitudinii, astfel ca expunerea comunitatilor din zonele
montane este mai mare decat a celor din zonele de ses.
4. Difuzia in straturile atmosferice inferioare, datorita unor fenomene meteorologice (norii, ceata sau bruma) sau poluarii cu particule in suspensie, poate diminua cantitatea de radiatii ultraviolete de la nivelul solului, generand in situatii extreme, carenta de ultraviolete.
5. Reflexia de catre diferite suprafete poate amplifica intensitatea radiatiilor ultraviolete si implicit potentialele riscuri: majoritatea suprafetelor naturale (diferitele structuri geologice si apa) reflecta aproape 10% din radiatiile ultraviolete incidente, iarba reflecta in medie 3%, suprafetele de nisip cca.10-25%, iar zapada proaspata aproximativ 80%.
Sursele antropice
Pentru populatia din mediul non-ocupational principalele surse antropice de expunere la radiatiile ultraviolete sunt:
sistemele de iluminat cu becuri (tuburi) fluorescente sau de cuart tungsten-halogen de mare intensitate.
instalatiile de bronzare artificiala (lampile sau paturile solare) din saloanele de cosmetica sau infrumusetare. Tuburile
fluorescente din aceste instalatii emit cu precadere radiatii ultraviolete din banda A (l 320-400 nm, cele mai importante pentru
pigmentogeneza, respectiv bronzarea tegumentelor), dar si cantitati reduse de radiatii ultraviolete B nocive;
„lumina neagra” - black light - folosita in discoteci pentru realizarea unor efecte luminoase speciale.
In mediul ocupational cele mai frecvente surse antropice de radiatii ultraviolete pot fi:
sursele industriale, respectiv corpurile incalzite la temperaturi ce depasesc 15000 C, instalatiile de fotopolimerizare, dezinfectie si sterilizare, aparatele de sudura, arcurile voltaice si utilizarea
lasser-ului;
sursele medicale, reprezentate de aplicatiile diagnostice si terapeutice (in fizioterapie) ale radiatiilor ultraviolete si lampile cu
ultraviolete folosite pentru dezinfectia laboratoarelor de microbiologie, virusologie sau a blocurilor operatorii;
sursele comerciale reprezentate de detectoarele de bancnote false si documente cu regim special.
Particularitatile radiatiilor ultraviolete
Energia radiatiilor ultraviolete
Desi radiatiile ultraviolete se caracterizeaza prin nivele energetice reduse, aceastea sunt suficient de mari pentru a determina
ruperea unor legaturi chimice sau trecerea atomilor in stare de excitatie, ceea ce poate initia variate procese fotochimice sau fotobiologice. Asemenea procese sunt mai pronuntate in cazul
RUV-B si RUV-C, care, datorita energiilor de pana la 3,9 eV, pot interactiona cu proteinele celulare sau cu acizii nucleici (ADN).
Amploarea leziunilor celulare generate depinde de intensitatea si, in principal de lungimea de unda a radiatiilor, lungimile de unda
mici provocand cele mai intense distructii celulare.
Astfel, prin comparatie cu radiatiile ultraviolete care au lungimea de unda mai mare de 300 nm, potentialul nociv al RUV cu
lungimea de unda de 290 nm este de 1000-10000 de ori mai mare. De aceea, chiar nivelele reduse de RUV-B care, in conditii
normale, ajung pana la suprafata Pamantului pot produce lezarea acizilor nucleici, arsuri solare, cataracta, cancer cutanat si posibil
efecte asupra raspunsului imunitar (IACR - International Association of Cancer Registries -1992).
Actiunea germicida
Actiunea germicida (efectul bactericid), respectiv proprietatea radiatiilor ultraviolete de a distruge microorganismele, este consecinta transferului energiei radiatiilor ultraviolete catre
structurile celulare ale microorganismelor. Daca dozele de radiatii ultraviolete receptate sunt suficient de mari, acestea, prin excitarea atomilor, pot initia aparitia unor reactii fotochimice cu producerea
de radicali liberi, cu mare reactivitate, care determina intense leziuni celulare si consecutiv distrugerea germenilor. In acelasi
timp, radicalii liberi formati pot altera materialul genetic si implicit capacitatea de reproducere a microorganismelor.
Efectul germicid este caracteristic radiatiilor ultraviolete din banda B si C (RUV-B si RUV-C), dar se manifesta cu intensitate maxima in cazul lungimii de unda de 253,7 nm (limitele fiind in intervalul
250-280 nm).
Proprietatea radiatiilor ultraviolete de a distruge microorganismele are o deosebita importanta practica in procesul de autopurificare a factorilor de mediu natural (aer, apa, sol), dezinfectia apei potabile
sau a aerului din unitatile sanitare sau laboratoarele de microbiologie sau virusologie.
Actiunea fotochimica
Deoarece radiatiile ultraviolete reprezinta o modalitate de propagare a energiei, ele pot initia sau cataliza o serie de reactii
fotochimice prin care se formeaza noi compusi: fotosinteza vitaminei D3, fotosinteza clorofiliana, fotopolimerizarea unor
monomeri s.a.
Pe de alta parte radiatiile ultraviolete pot contribui la degradarea unor structuri complexe prin fotoliza.
Efectele biologice ale radiatiilor ultraviolete
Efectele biologice ale radiatiilor ultraviolete pot fi clasificate in efecte asupra organismului uman si efecte ecologice.
Efectele asupra organismului uman
Asupra organismului uman, radiatiile ultraviolete determina efecte generale (respectiv asupra metabolismului) si efecte locale
(reprezentate de efectele asupra tegumentelor si asupra ochiului).
Efectele asupra metabolismului
Datorita rolului radiatiilor ultraviolete in sinteza vitaminei D, indispensabila absorbtiei intestinale a calciului, principalul efect metabolic benefic este efectul asupra metabolismului mineral
fosfo-calcic. Prin iradierea tegumentelor cu radiatii ultraviolete, 7-dehidrocolesterolul (provitamina D3) existent in piele, in compozitia subumului secretat de glandele sebacee, este izomerizat, printr-o reactie fotochimica, in colecalciferol (vitamina D3 naturala) care
regleaza absorbtia calciului in intestinul subtire si ulterior depunerea in structurile dense.
Deoarece provitamina D3 este fotolabila, expunerea excesiva la radiatiile solare determina fotoliza acesteia in fotoproduse inerte
biologic, respectiv lumisterol si tachisterol. Faptul ca rata izomerizarii 7-dehidrocolesterolul in colecalciferol este limitata la 5-15% din cantitatea totala existenta in tegumente, denota ca efectul
benefic antirahitic al radiatiilor ultraviolete nu este mai intens in cazul expunerilor ce depasesc anumite limite.
Dupa fotosinteza colecalciferolului la nivelul tegumentelor, acesta este transportat pe cale sangvina in ficat, unde este metabolizat in
25-hidroxicolecalciferol. Daca in perioada premergatoare expunerilor ulterioare la radiatiile ultraviolete, colecalciferolul nu patrunde in circulatia sangvina, acesta poate fi degradat, relativ
repede, in produsi lipsiti de activitate biologica (suprasterol 1, suprasterol 2 si 5,6-transcolecalciferol).
De aceea, expunerea excesiva la radiatiile solare, si implicit la ultraviolete, poate anula efectul benefic antirahitic. Se admite ca,
pentru populatia din teritoriile situate sub 600 latitudine, expunerea tegumentara partiala zilnica de aproximativ 15 minute, intre orele 9-16, asigura sinteza nevoilor biologice de vitamina D3 (iradiere
echivalenta cu 1/8 - 1/10 din doza eritem).
Radiatiile ultraviolete, pe langa abilitatea de polimerizare fotochimica a 7-dehidrocolesterolului, sunt capabile sa
regularizeze productia in tegumente atat de provitamina D3 cat si de vitamina D3.
Pe langa acest efect principal, expunerea organismului uman la doze moderate de radiatii ultraviolete induce o serie de reactii
benefice de stimulare generala a proceselor metabolice:
cresterea metabolismului bazal;
intensificarea oxidarilor celulare datorita stimularii tiroidiene;
cresterea schimburilor gazoase;
stimularea metabolismului intermediar glucidic, protidic si lipidic;
stimularea proceselor imunologice;
stimularea hematopoezei;
cresterea capacitatii de efort fizic;
diminuarea colesterolemiei.
Efectele asupra tegumentelor
Datorita penetrabilitatii reduse, intreaga energie a radiatiilor ultraviolete este eliberata la nivelul celulelor epidermice, ceea ce
determina o serie de reactii fotochimice in urma carora rezulta histamina si alte substante vasoactive, radicali liberi, distrugerea lizozomilor cu eliberarea enzimelor lizozomale proteolitice s.a.
Efectele tegumentare pot fi precoce (eritemul actinic, pigmentatia si fotosensibilizarea) sau tardive (elastoza solara, nevii pigmentari
si cancerul cutanat).
Eritemul actinic
Formele de manifestare ale eritemului actinic, generat in special de radiatiile ultraviolete B, sunt dependente de doza receptata si
de unii factori individuali dintre care mai importanti sunt pigmentatia naturala si suprafata tegumentara expusa.
Eritemul actinic, bine delimitat, apare la 2-3 ore de la expunere, perioada necesara eliberarii de mastocite a unor amine vasoactive
histaminice si prostaglandine. Este acompaniat de usturime si
durere locala, si, mai rar, de fenomene generale: cefalee, vertij, hiperexcitabilitate, frisoane. Atinge intensitatea maxima intre 8-24
ore de evolutie, dupa care se estompeaza treptat, in cateva zile (in medie 24-72 ore), lasand pigmentatie.
Expunerea tegumentelor la doze mari de radiatii ultraviolete produce fenomene de necroza celulara, cu aparitia flictenelor, care
se vindeca greu lasand pigmentatie definitiva.
Pigmentatia tegumentara
Pigmentatia (sau bronzarea) este consecinta formarii melaninei printr-un proces biochimic, catalizat fotochimic de radiatiile
ultraviolete (mai ales de RUV-A), de transformare a promelaninei din celulele melanoblastice si melanofore, situate in stratul bazal al
epidermului, respectiv al dermului.
Se considera ca pigmentatia tegumentelor este un mecanism natural de protectie a pielii impotriva agresivitatii radiatiilor
ultraviolete datorita efectului de ecranare a tegumentelor de catre pigmentii melanici, dar si prin ingrosarea stratului cornos
tegumentar expus.
Prin expunerea la radiatiile ultraviolete se produc doua tipuri de pigmentatie (bronzare):
pigmentatia precoce, prin care tegumentele devin mai inchise la culoare dupa cateva minute de la expunere, datorita efectului fotocatalitic de transformare a promelaninei preexistente im pigment melanic. La cateva ore dupa intreruperea expunerii
fenomenul se atenueaza progresiv, astfel ca dispare complet in cel mult 36 ore.
pigmentatia tardiva se produce pe parcursul a catorva zile (in medie trei) datorita neoformarii de promelanina, respectiv
melanina, proces denumit neomelanogeneza. Aceasta pigmentatie poate persista de la cateva saptamani pana la cateva luni.
Fotosensibilizarea
La un numar limitat de persoane, expunerea la radiatiile solare poate induce aparitia unor manifestari tegumentare de tip alergic,
respectiv fenomene de fotosensibilizare, datorita reactiilor
fotochimice dintre radiatiile ultraviolete si unele molecule fotosensibilizante.
In functie de formele de manifestare si mecanismul de producere, fotosensibilizarea poate fi primara sau secundara.
Fotosensibilizarea primara este consecinta unei sensibilitati excesive la radiatiile solare datorita, probabil, limitarii eficacitatii
sistemelor de protectie tegumentara. In declansarea fenomenelor de fotosensibilizare primara, rolul principal il au radiatiile
ultraviolete solare, dar acestea pot fi determinate si de radiatiile ultraviolete antropice cu lungimea de unda 320-400 nm (RUV-A).
Se manifesta prin eruptii polimorfe pruriginoase, uzual papulo-veziculare, mai rar leziuni exematiforme sau placarde urticariene,
localizate pe zonele tegumentare expuse.
Fotosensibilizarea secundara se manifesta prin leziuni exematiforme care afecteaza zone tegumentare neexpuse radiatiilor solare, care apar la persoane deja sensibilizate la
anumite molecule fotosensibilizante, radiatiile ultraviolete reprezentand factorul de initiere sau exacerbare a reactiilor
fotoalergice.
Din categoria celor mai cunoscute substante fotosensibilizante fac parte:
unii agenti topici, dintre care mai recunoscuti sunt unii componenti din parfumuri sau produse cosmetice (uleiul de bergamote extras din Citrus bergamia, moscul, ambra, acidul para-aminobenzoic
prezent in creme-ecran solare);
psoralenii din unele plante (in special Umbelliferae: telina, marar, patrunjel, morcovi, aghelica). Psoralenii patrunsi in tesutul cutanat,
dupa fotoactivarea lor de catre radiatiile ultraviolete naturale cu lungime de unda mare, determina reactii de fotosensibilizare care
se manifesta prin leziuni liniare pruriginoase;
unele medicamente: tetracicline, thiazide, fenotiazine, retinoizi, anti-inflamatoare, sulfonamide, agenti antimicrobieni s.a.
unii coloranti: albastru de metil, eosina, fluoresceina;
porfirinele din stari patologice ca lupus eritematos sistemic si porfirie.
Elastoza solara cutanata
Elastoza solara cutanata este o afectiune dermatologica care apare in contextul expunerii cronice la radiatiile ultraviolete. Se manifesta prin pierderea elasticitatii naturale a tegumentelor,
datorita degenerescentei fibrelor de elastina si colagen din dermul profund, ca urmare a interactiunii acestor structuri cu radiatiile ultraviolete, si in special cu componenta UVA. In final, pielea
devine ridata, sbarcita si flasca.
Fenomenul de imbatranire a pielii
Accentuarea si extinderea modificarilor elastozice, la care se asociaza si alte efecte dermatologice datorate expunerii la
radiatiile ultraviolete, dintre care mai frecvente sunt uscarea pielii, decolorarea in placarde (corespunzatoare ruperii capilarelor
sangvine), inmultirea ridurilor, confera pielii un aspect imbatranit, caracteristic.
– Nevii pigmentari –
Nevii pigmentari desi sunt tumori benigne ale melanocitelor, care se dezvolta initial in straturile profunde ale epidermului si doar mult mai tarziu in derm. Prezenta lor este asociata unui risc crescut de
melanom malign. Leziunile sunt frecvente la persoanele cu ten deschis la culoare, iar localizarea de electie este in zonele
tegumentare expuse intermitent radiatiilor solare.