RADIATII IONIZANTE - radioactivitatea artificiala, mecanismul de actiune al radiatiilor ionizante

RADIATII IONIZANTE

Sunt radiatii, care datorita energiilor foarte mari pe care le transporta (>10 eV), produc ionizarea materiei prin smulgerea electronilor.

Clasificare:

Radiatii electromagnetice formate din fotoni: gamma si rontgen (X). Diferenta intre ele consta in originea lor: radiatiile gamma sunt emise de nucleu si intotdeauna insotesc radiatiile alfa si beta, iar radiatiile X sunt emise in straturile electronice. Radiatiile electromagnetice au o putere mare de penetrare, deci sunt foarte periculoase in iradierea externa a organismului, insa au un grad mai mic de ionizare, deci sunt mai putin periculoase in iradierea interna a organismului.

Radiatii corpusculare: alfa, beta, fluxuri de electroni, neutroni si protoni.

Particulele alfa sunt nuclei de heliu, in general emise de radionuclizii naturali, au o putere mica de penetrare, datorita cedarii energiei in mediul pe care il strabat, dar produc ionizari multiple. Datorita acestor proprietati aceste radiatii sunt foarte periculoase in iradierea interna a organismului.   Particulele beta sunt electroni de viteza mare cu o putere de penetrarte mai mare fata de particulele alfa si deci implicate in iradierea externa si cu rol mai redus in iradierea interna.

Neutronii nu au sarcina electrica si sunt produsi in reactori. Ca si radiatiile gamma au o putere mare de penetrare, neavand sarcina electrica. Teoretic au nocivitate foarte mare, insa probabilitatea de a patrunde in organism este foarte mica.

1. Marimi si unitati de masura

Activitatea sursei radioactive, reprezinta numarul de dezintegrari pe secunda si are ca unitate de masura in SI Becquerel (Bq), iar unitatea tolerata este Ci.

Ci=3,10¹⁰Bq

Doza, reprezinta cantitatea de energie absorbita de un mediu.

Doza absorbita (D) este raportul dintre energia cedata de radiatiile ionizante, unitatii de masa a substantei strabatute. Unitatea de masura este J/Kg sau gray(Gy), iar ca unitate tolerata, rad.

Gy = 100 rad

Echivalentul dozei (H) este produsul dintre doza absorbita, D si factorul W(este un factor de ponderare si reprezinta eficacitatea biologica relativa a radiatiei). Pentru radiatiile X, gamma si electroni este 1, iar pentru particule alfa este 20. Ca unitate de masura este Sievert (Sv), iar ca unitate tolerata este rem.

Sv = 100 rem

Doza efectiva se foloseste in estimarea efectelor stocastice (cancerigene si genetice), luandu-se in calcul ponderea iradierii diferitelor organe. Cuantificarea contributiei fiecarui organ este data de un factor de ponderare Wt, care este standardizat.

2. Radioactivitatea naturala, sau fondul radioactiv natural, este determinata de prezenta in factorii de mediu ( aer, apa, sol, vegetatie ), organisme animale si la om a izotopilor radioactivi naturali, de origine terestra. Conform raportului UNSCEAR (Comitetul Stiintific al Natiunilor Unite asupra Efectelor Radiatiilor Atomice) sursele naturale de expunere ale organismului sunt:

Radiatia cosmica este de origine solara si galactica. Radiatia cosmica primara este de tip corpuscular (protoni, neutroni, particole alfa) si in cea mai mare parte este absorbita in straturile superioare ale atmosferei, dar produce reactii de ionizare in prezenta atomilor din aer, rezultand radiatii cosmice secundare si radionuclizi cosmogeni cu importanta mare in ceea ce priveste expunerea organismului la radiatii, de tipul: C-14, H-3, Be-7, Na-22. Radioactivitatea cosmica creste cu altitudinea, la 3000 m fiind aproape de 3 ori mai mare fata de nivelul marii iar latitudinea influenteaza mai putin, totusi la poli este mai crescuta fata de ecuator. Personalul navigant si calatorii in zborul cu avionul au o expunere de peste 10 ori mai mare, datorita altitudinii.

Radiatia terestra este data de izotopii radioactivi naturali primordiali (uraniu- 238, thoriu- 232 , actiniu- 235, potasiu- 40) prezenti in scoarta terestra de la formare, sau care apar prin dezintegrare si se numesc izotopi secundari (radiu-226, radiu-228, plumb-210, poloniu-210, radon-220, radon-222). Potasiu-40 este cel mai important radionuclid natural, fiind in mare parte responsabil de expunerea organismului la radiatii naturale. Radonul (thoron) este un gaz si se absoarbe la suprafata suspensiilor din aer, fiind inhalate, iar prin radiatiile alfa emise au efecte la nivel respirator (mai ales la minieri, dar este prezent si in locuintele noastre).

Radiatia terestra variaza de la o zona geografica la alta, in functie de tipul rocilor din scoarta terestra, (cele bazaltice si sisturile avand radioactivitate mai mare), este de tip gamma si este emisa in aer, apa, vegetatie, materiale de constructie, iar pe aceste cai iradiaza organismul. Au avut dintotdeauna un rol important in mentinerea vietii pe pamant, prin mentinerea unei temperaturi constante.

Radioactivitatea naturala produsa de modificari tehnologice (se refera la seriile naturale primordiale de uraniu-238 si toriu -232, care au fost adusi din straturile subterane ale scoartei terestre in componentele mediului ambiant, prin diferite activitati).

Centralele termo - electrice pe baza de carbune. Prin arderea carbunilor se degaja in aer radionuclizi primordiali si produsii lor de dezintegrare. Aceiasi compusi radioactivi se gasesc in cenusa si in zgura. Haldele de zgura in zona in care sunt depozitate determina infiltrarea in sol si chiar in stratul de apa freatica a izotopilor radioactivi. Un alt aspect este legat de folosirea cenusii la fabricarea betonului si a cimentului, care la randul lor se folosesc la fabricarea materialelor de constructii. Acestea pot creste radioactivitatea interioara din cladiri.

Arderea petrolului si a gazelor naturale, casurse de incalzire casnica sau in industrie, reprezinta alte surse de emitre a radonului.

- minerit

- arderea carbunilor

- rocile fosfatice folosite pentru producerea ingrasamintelor

- apele de zacamant de la exploatarea petrolului

- apele geotermale

- materialele de constructie.

Radioactivitatea naturala a factorilor de mediu si a organismului

Prezenta radionuclizilor in mod natural in factorii de mediu (aer, apa, sol, alimente) determina o anumita iradiere naturala a organismului, data de: potasiu-40, descendentii uraniului si thoriului (radiu-224, 226, 228 , plumb-210, poloniu-210), alaturi de de cei cu radiotoxicitate foarte mica ( carbon-14, hidrogen-3, cosmogeni). Cu cea mai mare frecventa in mediu si organism se afla potasiu-40.

Clasificarea izotopilor radioactivi in functie de toxicitate

Grupa I- cu toxicitate foarte mare: Pb²¹⁰, Po²¹⁰ , Ra²²⁶ , Th²²⁷ , U²³⁰

Grupa II - cu toxicitate mare : Se⁴⁶, Bi²⁰⁷, Co⁶⁰ , Cs¹³⁷ , I¹³¹

Grupa III - cu toxicitate moderata : C ¹⁴, I¹³⁰ , Cs¹³⁷

Grupa IV - cu toxicitate mica : H³, Th-natural , U-natural.

3. Radioactivitatea artificiala

Este data de folosirea izotopilor radioactivi artificiali (rezultati in urma reactiilor de fisiune sau de fuziune) in diverse domenii. Principalele surse de radiatii artificiale sunt:

Exploziile nucleare (conform acordurilor internationale au incetat dupa 1968, dar cele in subteran continua si in prezent).

Reactorii nucleari, in care se produc cele mai mari cantitati de radionuclizi artificiali. In functie de efectele asupra mediului in caz de accident sunt de doua tipuri: cu si fara anvelopa (anvelopa este o constructie din beton cu pereti de 1-2 m, care este ultima bariera de protectie fata de mediu in caz de accident). In ultimii 20 de ani au avut loc doua mari accidente nucleare (la un reactor cu anvelopa - Three Mile Island – SUA, martie 1979 si la un reactor neanvelopat - Cernobal – Ukraina, 26 aprilie 1986. In ultimii 50 de ani considerati ca ”era nucleara” au avut loc mai multe accidente sau activitati cu impact asupra mediului:

iulie 1945, New Mexico S.U.A., prima explozie nucleara;

august 1945, Hiroshima si Nagasaki Japonia, singurele atacuri cu arme nucleare cunoscute, 35 kt;

1948-1951, Celiabinsk-65 U.R.S.S., au fost deversati 2,7 milioane Ci de la instalatiile de producere a plutoniului in paraul Teka;

decembrie 1952, Chalk River Canada, accident la un reactor soldat cu deversarea in apa de racire a 10.000 Ci;

octombrie 1957, Windscale Marea Britanie, accident la un reactor cu moderator de grafit soldat cu incendiu si emisii atmosferice de radionuclizi;

decembrie 1957, Kistim U.R.S.S., accident la instalatiile de producere a plutoniului, cu o explozie a unui tanc cu deseuri, indepartandu-se in mediu 20 milioane Ci;

1954-1963, in poligoanele de testare a armelor nucleare din U.R.S.S., S.U.A. si Oceanul Pacific a fost un program intens de explozii nucleare atmosferice (aproximativ 500 de teste);

ANALIZA: Geomorfologia climatica – caracteristici generale ANALIZA: Masivul gilau-muntele mare - elemente fizico-geografice

1960-1990, in Oceanul Atlantic, Oceanul Pacific si in marile Barent si Kara, au fost aruncate deseuri radoiactive (lichide, solide, reactori nucleari cu sau fara combustibili, etc.) circa 3,5 milioane Ci;

1965-1985, Sellafield Marea Britanie, la uzinele de reprocesare sunt deversate anual in Marea Irlandei, circa 100.000 Ci de Cs-137;

ianuarie 1986, Palomares Spania, un bombardier B 52 cu incarcatura nucleara sufera o ciocnire rezultand imprastierea in mediu a plutoniului de la doua bombe cu hidrogen;

1976, Canada, satelitul Cosmos 954 apartinand U.R.S.S, avand un reactor nuclear, cade si contamineaza pe o zona de peste 100.000 kmp.;

martie 1979, Three Milee Island S.U.A., accident la un reactor nuclear energetic anvelopat, soldat cu topirea zonei active, dar cu influenta minima asupra mediului si populatiei;

octombrie 1980, Lop Nor China, ultima explozie nucleara atmosferica din emisfera nordica;

26 aprilie 1986, Cernobal Ukraina, accident la un reactorul nr. 4, neanvelopat, soldat cu ezplozie si incendiu care a dus la imprastierea in mediu a peste 10 milioane Ci de Cs, Sr, I si alti radionuclizi;

martie 1992, Sankt Petersburg Rusia, accident la o centrala nucleara electrica;

noiembrie 1992, accident la sistemul de racire, centrala atomica, Brunsbuttel, Germania;

februarie 1993, accident la centrala nucleara Fukushima, Japonia;

aprilie 1993, Tomsk Rusia, explozia unui tanc cu deseuri la o uzina de reprocesare a combustibilului;

octombrie 1993, defectiuni la sistemul de control al centralei nucleare Saint Alban, Franta;

martie 1994, defectiune la sistemul de racire, centrala nucleara Kola, Rusia;

iunie 1994, incendiu la centrala nucleara Beloyarsk, Rusia;

decembrie 1995, incendiu la rectorul Monju, Japonia;

ianuarie 1996 pierderi de radiatii datorita unei erori umane si defectiuni tehnice, la centrala nucleara Dimitrovgrad, Bulgaria

Desi la ora actuala exista in functiune peste 425 reactori nucleari si un domeniu industrial si militar cu necesitati mari de testare, influentele mediului sunt mici. Avand in vedere impactul asupra mediului si populatiei din tara noastra se impune o scurta prezentare accidentului de la Cernobal produs in dimineata zilei de 26 aprilie 1986.

Reactorul de la Cernobal este un reactor cu uraniu slab imbogatit (mare producator de plutoniu – material de importanta strategica), avand ca moderator grafitul si ca agent de racire apa. Una din cele mai importante reguli de siguranta in exploatare era interzicerea functionarii reactorului la o putere mai mica de 90% din puterea nominala (datorita coeficientului de reactivitate pozitiv in caz de functionare anormala). Nerespectand aceste norme de functionare, pentru a efectua o testare a rezistentei, s-a coborat puterea reactorului la 10% din puterea instalata. Datorita coeficientului de reactivitate pozitiv, reactorul a suferit o “excursie de putere” urmta de o crestere rapida a puterii la sute de mii MW in numai 2 secunde, cu o crestere mare a temperaturii zonei active si imposibilitatea opririi reactorului. La interval de cateva secunde s-au produs doua explozii succesive care au aruncat placa de beton de 1.000 t cu rol de protectie aflata deasupra reactorului, precum si cantitati mari de combustibili. Moderatorul de grafit a luat foc si a ars doua saptamani cu toate masurile luate pentru stingere. Primele victime au fost pompierii (lichidatorii).

O evaluare dupa 10 ani cu ocazia unor intalniri internationale (Uniunea Internationala contra Cancerului-Atena, OMS, Geneva, noiembrie 1995 si altele) a estimat ca:

S-a degajat o cantitate de radionuclizi de peste 400 ori mai mare decat la cele doua bombe de la Hirosima si Nagasaki.

Au fost expuse peste 4 milioane de persoane la o doza peste 1mSv in primul an dupa accident.

Aproximativ 800.000 persoane au fost implicate in actiunile de lichidare sau reducere a efectelor post accident. Dintre acestia 203 persoane (lichidatorii) au murit prin boala acuta de iradiere .

Din zona imediat apropiata au fost evacuate peste 100.000 persoane.

Cele mai afectate au fost regiunile din Ukraina, Belarus si Rusia, urmeza apoi tarile nordice (Norvegia, Suedia, Finlanda), deoarece directia de deplasare a maselor de aer a fost in primele zile ale accidentului spre nordul si nord-vestul Europei.

In zilele de 29, 30 aprilie si 1 mai 1986 masele de aer si-au schimbat directia spre sud contaminand atmosfera si din tara noastra. In urma precipitatiilor radionuclizii din atmosfera au ajuns pe sol, apa, vegetatie. Toate regiunile tarii noastre au fost afectate de norul radioctiv (cele mai mari concentratii s-au inregistrat in zonele montane, in Podisul Transilvniei, in estul si sudul tarii, iar cele mai mici in Campia de Vest). Depunerile radioactive din anul 1986 au fost cu peste 10³ mai mari fata de anul 1985. In aerul atmosferic s-au semnalat valori foarte mari ale activitatii Iodului-131, de 100 Bq/m3 si Cesiu-137 de 60 Bq/m3. In anii urmatori depunerile de Cs 137 au scazut, ajungand in 1993 la valori de 10 ori mai mari, iar in prezent aproximativ egale cu cele din 1985.

In apa potabila a municipiului Bucuresti s-au atins valori maxime de 29 Bq/l ale Iodului-131, fata de valori nedetectabile pana atunci. In urmatoarele zile radioactivitatea a scazut brusc, de altfel se considera ca apa nu a avut o pondere semnificativa in calculul dozei efective a populatiei in acea perioada.

Alimentele au avut o contributie serioasa in doza absorbita de populatie, astfel laptele si untul au avut cel mai mare continut de Iod-131 (1000- 10000 Bq/l), au urmat legumele, salata verde, spanacul si mai putin fructele (exceptand fructele de padure care au avut un continut foarte mare de iod). Dupa scaderea iodului, incepind cu luna iunie 1986, s-a urmarit concentratia Cesiului-134 si 137, precum si a Strontiului-90, care au prezentat in alimente valori de ordinul a 100 Bq/l lapte. Valorile au scazut si pentru acesti radionuclizi in urmatorii ani, iar dupa 1990 au ajuns la valorile anterioare accidentului.

Utilizarea surselor artificiale de radiatii ionizante in medicina

In scop de diagnostic si tratament sunt folosite :

instalatii de radiatii X pentru radioscopiisi radiografii,

surse inchise de radiu-226, Co-60, pentru: radioterapie externa -rontgenterapia, cobaltoterapia, cesiuterapia, terapia cu radiatii care au energie mare (neutroni, electroni) produsi in accelerator, betatron, ciclotron, etc.

curieterapie locala endocavitara, cu surse inchise de cobalt si radiu

medicina nucleara, care foloseste radionuclizi cu viata scurta (iod-131 cu T=8,1 zile, technetiu-99 cu T=6 ore si altii)

Expunerea populatiei la radiatii ionizante prin tehnici medicale este destul de mare, datorita numarului crescut de investigatii recomandate, dar si a aparaturii medicale foarte invechita.

Tabel 24. Radionuclizi artificiali – caracteristici biologice

4. Metabolizarea radionuclizilor artificiali

Radionuclizii in functie de tipul lor intra in circuite biogeochimice (sol, apa, aer, vegetale, animale), creandu-se mai multe cai de aport in organismul uman, unde intra in mecanisme metabolice:

identice cu elementele chimice carora le apartin: H-3, C-14, Fe-59, etc.;

relativ asemanatore cu unele elemente cu proprietati apropriate: Cs-34 si Cs-137 cu K, Sr-89 si Sr-90 cu Ca;

nespecifice cu eliminare rapida din organism: Pu-239, Pu-240, Ce-141,Ce-144, etc.

Din factorii de mediu radionuclizii se concentreaza in organismele ecosistemului respectiv prin contact direct sau cu apa si hrana. Acestia patrund in organismul uman pe mai multe cai: respiratorie, digestiva (prin apa si alimente), cutanata.

Tipuri de expunere ale organismului la radiatii ionizante

expunerea externa sau interna, in functie de locul unde se afla sursa de radiatii;

expunerea normala si expunerea potentiala: se produce in conditii normale de functionare a unei instalatii sau surse de radiatii, iar eventualele perturbatii care apar in functionare pot fi tinute sub control. Expunerea poptentiala poate sa apara in conditiile unui accident, fiind un eveniment intamplator (probabilistic);

expunerea profesionala afecteaza persoanele care lucreaza cu surse de radiatii naturale sau artificiale;

expunerea medicala se datoreste surselor radioactive sau generatoarelor de radiatii folosite pentru diagnostic sau tratament (pacientul are o expunere medicala, iar personalul medical are o expunere profesionala).

5. Mecanismul de actiune al radiatiilor ionizante

Sunt doua teorii, care stau la baza efectelor produse de radiatiile ionizante:

Teoria actiunii directe sau a tintei, presupune un fenomen de excitare sau ionizare la nivel molecular. Aceste molecule capata un exces de energie, care poate fi expulzat prin emisie de fotoni sau prin ruperea unor legaturi covalente. La nivel celular acizii nucleici au cea mai mare sensibilitate.

Teoria actiunii indirecte are la baza absorbtia energiei la nivelul tesuturilor, rezultand o serie de modificari biochimice. Avand in vedere ca majoritatea proceselor biochimice au loc in apa si mai putin in proteine sau lipide, se produce radioliza apei cu formare de radicali HO si hidroxiperoxid HO-2, care au o reactivitate chimica foarte mare, determinand reactii secundare in sistemele coloidale, reprezentate de macromoleculele proteice sau acizii nucleici. Radicalii radiolitici pot afecta aceste structuri prin reactii de hidroxilare, dezaminare, decarboxilare. Scindarea radiolitica a apei poate modifica ti potentialul redox, afecteaza gruparile sterolice ai hormonilor CSR, sexuali, alerindu-le functiile fiziologice. Ca dereglari fiziologice pot apare: inhibarea puternica a sintezei acizilor nucleici, a adeninei, guaninei, timidinei, hemoglobinei, glicogenului. Aceste mecanisme biochimice stau la baza teoriei radicalilor liberi, efectele lor fiind vizibile, cand numarul lor depaseste capacitatea de neutralizare a enzimelor reducatoare (efecte biologice cu prag).

6. Relatia doza-efect

Relatia doza efect in expunerea la radiatii ionizante este cu prag pentru efectele somatice, deterministice si fara prag pentru efectele stocastice, probabilistice.

La aceeasi doza riscul difera in functie de tipul de radiatii. Astfel s-a introdus factorul de calitate (Q).

Echivalentul dozei eficace (doza fizica x Q) este doza biologic necesara in radioprotectie si este proportionala cu riscul potential si permite evaluarea efectelor. Unitatea de masura este Sievert si Rem. Pentru radiatiile X si gamma Q=1.

Daca riscul cancerului de san apare la iradierea zonei cu 1cGy , la iradierea intregului organism acelasi risc apare la o iradiere de 0,15 cGy.

Efectele radiatiilor ionizante

In functie de doza de expunere, zona expusa sI timpul de expunere pot sa apara:

1. EFECTE PRECOCE, care apar in expuneri peste doza prag si gravitatea lor creste cu doza. Aceste efecte depind de doza, timpul de expunere si volumul iradiat.

Iradierea organismului poate fii totala si localizata.

Iradierea totala a organismului apare in trei circumstante:

Iradierea medicala (pregatirea pentru transplantul de organe)

Tratamentul limfoamelor

Iradierea accidentala.

1.1. Iradierea medicala

Din anul 1958 se foloseste iradierea pentru imunodepresie in efectuarea transplantului de organe (3-4 Gy pentru transplant renal; 8-10 Gy pentru grefa medulara in leucemii). Bolnavii suporta bine aceasta perioada de aplazie medulara, daca sunt protejati contra infectiilor. Experienta cumulata in urma acestor iradieri a dus la urmatoarele concluzii:

In absenta unei grefe medulare, doza letala- 50 este in jur de 4,5 Gy, iar la o doza peste 6 Gy nici un om nu poate supravietui.

Pentru aceste doze moartea survine prin aplazie sanguina, care duce la hemoragii si infectii. Primul simptom care apare este senzatia de greata, dupa care urmeaza o perioada asimptomatica, iar dupa trei saptamani se instaleaza o stare de astenie intensa, frisoane, febra, ulceratii bucale. Hematologic primul simptom este limfopenia, urmata de scaderea trombocitelor, a polinuclearelor si a reticulocitelor.

Dupa grefa de maduva histocompatibila la subiecti sub 40 de ani gradul de supravietuire este foarte ridicat pentru doze sub 10 Gy. Pentru aceasta doza tesutul critic este plamanul, iar decesele care apar prin pneumopatii se produc in timp de sase luni dupa iradiere.  

1.2. Iradierea accidentala

Este diferita de cea medicala, deoarece doza este eterogena si nu este masurabila. Aprecierea gravitatii iradierii se bazeaza pe:

Date clinice: greata si varsaturile sunt simptome usoare si precoce; diareea apare mai tarziu si are un prognostic mai grav daca se prelungeste cateva zile; sidromul neurologic este reprezentat de cefalee, obnubilare, stare de soc, hipertermie si indica o iradiere foarte mare.

Date biologice: limfopenia apare precoce; scaderea numarului de granulocite este precedata de granulocitoza prin mobilizarea lor din rezerve; aberatii cromozomiale.

A. Boala de iradiere acuta, apare in urma iradierii externe accidentale a intregului corp si evolueaza in trei faze:

- Faza prodromala, apare in primele ore dupa expunere si se manifesta cu greturi varsaturi, cefalee, stare generala alterata, tahicardie, hipotensiune, anxietate, iritabilitate, insomnie. Intensitatea acestei faze este influentata de rezistenta individuala si starea psihologica.

- Perioada de latenta consta in atenuarea sau disparitia simptomelor pe o perioada de 30 minute pana la 3 saptamani, in functie de doza primita.

- Perioada de stare in functie de doza de expunere se manifesta sub una din formele:

Forma hematologica, la o expunere de 1-5 Gy, apare dupa o latenta de aproape 3 saptamani. Debutul este brusc cu alterarea starii generale, frisoane, manifestari hemoragipare (echimoze, petesii,epistaxis, hemoragii digestive, hematurie). Decesul poate apare prin hemoragii mari dupa 5-6 saptamani de la expunere, sau prin infectii grave (bronho pnemonii, stare septica). In formele neletale poate aparea epilatie, sterilitate temporara, iar hematologic se observa o scadere marcata a limfocitelor, granulocitoza, apoi neutropenie, trombocitopenie, hematiile scad mai lent. Febra incepe sa scada si simptomele se atenueaza. Prognosticul este bun, fiind vorba doar de o alterare reversibila la nivelul celulelor stem hematopoetice.

Forma gastro intestinala apare la o expunere peste 5 Gy si are o faza prodromala de 48 ore si o perioada de latenta de 2-5 zile, dupa care apare anorexia, greata, varsaturi, febra, diaree sanguinolenta, ileus paralitic, deshidratare, hemoconcentratie, colaps circulator, care duc la deces in 50% din cazuri.

Forma cerebrala apare la o iradiere peste 20 Gy cu un debut brusc, cu o faza prodromala violenta si cu o latenta de 30 minute, maxim 3 ore. Se manifesta cu somnolenta, apatie, tremor, convulsii, dureri abdominale violente, cianoza, oligurie. Hematologic apare limfopenie severa, apoi granulocitoza. Prognosticul este sever.

Prin iradierea unei anumite zone a corpului manifestarile patologice pot fii:

- leziuni cutanate (epilatie temporara pana la necroze)

- leziuni oculare (cataracta, conjunctivite)

- leziuni ale gonadelor, spermatogoniile sunt cele mai radiosensibile. Se instaleaza sterilitatea tranzitorie.

Conduita in caz de iradiere accidentala:

Sub 1,5 Gy nici un tratament nu este justificat fiind suficienta supravegherea hematologica cu spitalizare la un numar de granulocite sub 1000 sau trombocite sub 50000.

Intre 2-5 Gy bolnavul trebuie protejat fata de factorul infectios cu internare in camere semisterile si transfuzii de masa trombocitara.

Peste 5 Gy se impune grefa medulara.

1.3. Iradierea cronica

Apare in cazul iradierilor repetate cu doze mici si afecteaza patru organe critice:

Pielea: necroze tardive, ulceratii trenante, fragilitate la traumatisme minime, telangiectazii, hiperkeratoza, atrofie dand aspect de piele imbatranita.

Ochii: cataracta, care poate duce la cecitate.

Gonadele: actiunea radiatiilor asupra liniei germinative cu risc dublu: mutatii si sterilitate. Expunerea profesionala nu produce scaderea fertilitatii.

Tesuturile hematopoetice: o iradiere de 0,1 cGy/ saptamana poate determina modificari usoare ale formulei eritrocitare. Dupa o iradiere cronica se considera un semnal de alarma: scaderea leucocitelor sub 4000, crestera limfocitelor peste 15000, reticulocitoza peste 2%, anemie macrocitara, limfocite bilobate si polinucleare foarte segmentate.

1.4. Teratogeneza

Se refera la expunerea embrionului si a fatului la radiatii ionizante in perioada intrauterina. Cel mai mare risc de expunere este din ziua a 9-a, in perioada de organogeneza, pana in ziua 90. In aceasta perioada se afla clone celulare in proliferare si diferentiere, care formeaza organe. Moartea unei celule poate sa opreasca dezvoltarea organului sau o parte a sa, aparand o anomalie majoraa In perioada fetala (din saptamina a Xll-a), frecventa si gravitatea malformatiilor scade, pentru ca numarul celulelor diferentiate este mare, poate insa apare retard mintal, microcefalie. Mortalitatea intrauterina poate apare la expuneri peste 0,2 Gy, iar la 0,5 Gy este de 50%.

Radiocarcinogeneza in utero a fost urmarita in doua studii: la copiii a caror mame au suferit examinari radiologice pelvine si pe copiii din zone in apropierea exploziilor atomice. S-a observat o crestere usoara a frecventei cancerului (limfoame maligne, nefroblastom, neuroblastom ) si a leucemiilor de 3-4 ori in primul studiu.

Ca si conduita medicala in iradieri de 10-20 cGy este avortul terapeutic. Trebuie sa se evite o iradiere a micului bazin in ultimile 2 saptamani ale ciclului, iar iradierea fara risc este in ultimile 5 zile de ciclu.

2. EFECTELE TARDIVE sunt de tip stocastic si sunt manifestari de tip somatic (cancerul radioindus) sau de tip genetic.

2.1. Radiocarcinogeneza

Primul caz de cancer de piele radioindus a fost inregistrat in 1902, dupa care sau semnalat si altele, precum si leucemii. Radiocarcinogeneza s-a urmarit in 3 tipuri de studii epidemiologice:1) pe bolnavi iradiati, 2) pe supravietuitorii de la Hirosima si Nagasaki si 3) pe expusii profesional la radiatii ionizante. Concluziile sunt urmatoarele:

In primul studiu (1) s-a observat un exces al cazurilor de cancer secundar (de col si vezica) la femei iradiate pentru cancer uterin; cancer de tiroida la persoanele iradiate in zona gatului.

In studiul 2 s-au semnalat cazuri de leucemie in exces (12) fata de riscul calculat in populatie dupa 40 de ani, dupa care frecventa lor scade si creste frecventa cancerului de tiroida, san, plaman.

In studiul 3 s-a evidentiat aparitia de osteosarcoame cu frecventa mare la persoanele, care au pictat cadrane luminescente cu vopsele continand radium; cazuri de cancer pulmonar de 8 ori mai multe fata de numarul asteptat; frecventa leucemiilor si a cancerelor de piele la radiologi (USA 1920-1939) a fost de 10 ori mai mare fata de medicii generalisti. Studii ulterioare arata o scadere a frecventei cancerului profesional datorita masurilor de radioprotectie.

Mecanismul cancerogenezei implica aceleasi faze ca si in cancerogeneza chimica (initiere, promovare, progresie), radiatiile ionizante avand si proprietati de initiere si de promovare.

2.2. Riscul genetic (efectele mutagene)

Efectele genetice apar in urma expunerii gonadelor la radiatii ionizante, afectand materialul ereditar, prin producerea de aberatii cromozomiale sau mutatii.

La o expunere de 1 cGy a celulelor germinale numarul leziunilor induse este de aproximativ 200 la 1 milion descedenti. Cateva din aceste mutatii se exprima la prima generatie, in rest la a 10-15 a. Celulele germinale la barbat sunt mult mai sensibile decat la femeie, cea mai mare sensibilitate fiind inainte de pubertate, iar la femeie in perioada fetala inainte de luna a 7-a, precum si in perioada vietii genitale, dupa pubertate. In functie de procesele de reparare riscul genetic scade, de aceea trebuie respectat un interval de cel putin 6 luni inainte de procreere.

Cand se estimeaza riscul genetic la om se ia in considerare doza primita nu de individ, ci de populatie. In celula umana fiecare gena este dubla: una provenind de la cromozomul patern si a doua de la cel matern. Daca sunt identice ele sunt homozigote, iar daca nu, sunt heterozigote. O gena nu se exteriorizeaza in starea heterozigota de la prima generatie. Cel mai adesea gena alterata este de tip recesiv, care va fi transmisa din generatie in generatie. Sunt autori care sustin ca o gena recesiva la heterozigoti poate avea o anumita influenta (scaderea rezistentei si adaptarii individului la mediu). In cele din urma gena recesiva se exteriorizeaza, cand devine homozigota (intalneste o alta gena de la celalalt parinte cu aceeasi mutatie). In mod normal exista gene recesive rezultate din mutatii spontane din iradiere, substante chimice, etc.

Doza in populatie este suma dozelor primite la nivelul gonadelor de toti indivizii componenti ai populatiei.