WYKŁAD 4

Marek Wasek

1.1. Janusz HarasimowiczJanusz Harasimowicz, , Krótkie wprowadzenie do radiobiologii; Krótkie wprowadzenie do radiobiologii;

http://brain.fuw.edu.pl/~~jarek/PROSEMINARIA/RADIOBIOLOGIA.ppt2. Zbigniew Jaworowski,2. Zbigniew Jaworowski, Dobroczynne promieniowanie;Dobroczynne promieniowanie; http://archiwum.wiz.pl/1997/97031700.asp 3. Zbigniew Jaworowski, 3. Zbigniew Jaworowski, Zabójcza trucizna, Wiedza i Życie ,1/1998Zabójcza trucizna, Wiedza i Życie ,1/19984. Adam Urbanek, 4. Adam Urbanek, Komórkowy ból głowy. Czy telefony szkodzą?Komórkowy ból głowy. Czy telefony szkodzą?

MATERIAŁY, Z KTÓRYCH KORZYSTAŁEM PRZY OPRACOWYWANIU WYKŁADU

„Trzeba dbać o propagowanie ścisłości naukowej, ponieważ każde odchylenie od faktów udowodnionych prowadzi do nieobliczalnego wpływu na opinię publiczną, która może popaść w niebezpieczne dwójmyślenie”

– w trakcie przygotowywania wykładu

WPŁYW PROMIENOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGONA ORGANIZM LUDZKI

Z punktu widzenia narażenia na organizm ludzki promieniowanie elektromagnetyczne dzielimy na 2 kategorie:

niejonizujące

jonizująceEnergia jonizacji atomów sodu wynosi około 0,8210-18 J

Energia promieniowania nadfioletowego od 0,5 10-18 J do 9.910-18 J

ZJAWISKO JONIZACJI. SILNIE JONIZUJĄCE – promieniowanie , - i + SŁABO JONIZUJĄCE – promieniowanie i X , UV NIE JONIZUJĄCE – fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło widzialne

TECHNOLOGIA TERAHERCOWA

ZASTOSOWANIE:

Wykrywanie materiałów wybuchowych, broni

Medycyna (wykrywanie raka skóry, próchnicy)

Biologia ( rozróżnianie białek rakowych i nierakowych

WPŁYW PROMIENIOWANIA NIEJONIZUJĄCEGO NA ORGANIZM LUDZKI

Wiek XX i XXI – lawinowy wzrost liczby źródeł PEM, rozwój radiokomunikacji, sprawił, że naturalne środowisko elektromagnetyczne przestało istnieć w skali całego globu ziemskiego, nastąpił wzrost pól PEM o niespotykanych natężeniach i niespotykanym widmie (pola statyczne i zmienne małej i wielkiej częstotliwości).• Średnia moc PEM z kosmosu – 1,410-7 W/m2

• Średnia moc PEM ze źródeł sztucznych – ponad 110-2 W/m2 i nadal lawinowo rośnie

FOBIA ELEKTROMAGNETYCZNA, SMOG ELEKTROMAGNETYCZNY

PARAMETRY CHARAKTERYZUJĄCE PEM: Częstotliwość (dla pól sinusoidalnych) lub opis zmienności natężenie pól elektrycznych [ V/m ] natężenie pól magnetycznych [ A/m ] lub [ T ] gęstość mocy promieniowania [ W/m2 ] czas ekspozycji SAR [ W/kg ] – współczynnik absorpcji właściwej

Specific Absorption Rate

- przewodność elektryczna właściwa;

E – natężenie pola elektrycznego;

- gęstość tkanki 2ESAR

ŚRODOWISKO NATURALNE Pola elektryczne: Natężenie pola E : od 100 do 150 V/m przy powierzchni ziemi

maleje 2 razy na wysokości 1 km

W warunkach burzowych natężenie pola wzrasta do wartości ponad

20 kV/m ( widmo quasi ciągłe do bardzo dużych częstotliwości )

Pola magnetyczne: Natężenie pola H: 20 – 60 A/m

CZŁOWIEK W POLU PEM:Ciało człowieka jest niejednorodne pod względem parametrów dielektrycznych ze względu na zmienną zawartość tłuszczu, białka, węglowodanów i elektrolitu (sole+woda) w zależności od wieku, płci i stanu zdrowia.

Dla pól wysokiej częstotliwości ciało ludzkie jest półprzewodnikiem i swoistą anteną odbiorczą, której wymiary względem długości fali są zmienne.

Centralny układ nerwowy w stanie czynności i spoczynku generuje prądy czynnościowe z zakresu od 1 do 1000 Hz.

Pracą serca sterują impulsy o częstotliwości 1,1 – 1,3 Hz.

Fale elektromagnetyczne szczególnie efektywnie wnikają do tkanek, jeśli ich rozmiary rezonansowe są zbliżone do częstotliwości fali. Dla dorosłej osoby stojącej na ziemi częstotliwość rezonansowa wynosi 35 MHz.

Poszczególne tkanki mają częstotliwości rezonansowe umieszczone w zakresie mikrofalowym. Głowa dorosłego człowieka ma rezonans na częstotliwości ok. 400 MHz.

Typowe źródła PEM:

Zakres częstotliwościpromieniowania

Składowaelektryczna

Składowamagnetyczna

Gęstośćmocy

Gęstość prądu

jonowego

Lp. 1 2 3 4 5

1 Pola stałe 16 kV/m 8 kA/m - 100 nA/m2

2 Pola 50 Hz 10 kV/m 80 A/m - -3 0.001...0.1 MHz 100 V/m 10 A/m - -4 Powyżej 0.1...10 MHz 20 V/m 2 A/m - -5 Powyżej 10...300 MHz 7 V/m - - -

6 Powyżej 300...300000 MHz

- - 0.1 W/ m2 -

ROZPORZĄDZENIE  MINISTRA OCHRONY ŚRODOWISKA, ZASOBÓW NATURALNYCH I LEŚNICTWA

z dnia 11 sierpnia 1998 r.

(Dz.U.98.107.676 z dnia 20 sierpnia 1998 r.)

NORMY W POLSCE

NORMY W POLSCE c.d.

Graniczna wartość SAR ustalona przez organizacje międzynarodowe wynosi 2,0 W/kg.

Dla telefonii komórkowej:

NORMY W POLSCE c.d.

ODDZIAŁYWANIE PEM NA ORGANIZM LUDZKI

TERMICZNE NIETERMICZNE

ODDZIAŁYWANIA TERMICZNE

Podwyższenie temperatury tkanek i płynów ustrojowych

Nagrzewanie się tkanek

Powstawanie zmian patologicznych

Koagulacja białek (znaczny wzrost natężenia PEM)

Najbardziej podatne na przegrzanie są tkanki o słabej cyrkulacji krwi:

• soczewka oka

• woreczek żółciowy

• układ pokarmowy

ODDZIAŁYWANIA NIETERMICZNE

PEM prowadzi do zmian immunologicznychOddziaływanie PEM wraz z innymi czynnikami np.. Chemicznymi oże powodować:

zaburzenia funkcjonalne układu nerwowego

zmiany układu sercowo-naczyniowego, szpiku kostnego

wzrost poziomu hormonów, zaburzenia w popędzie seksualnym

przyspieszenie wymiany jodu w tarczycy oraz obniżenie poziomu melatoniny

nerwice

Zmiany w zapisie EEG

i wiele, wiele innych ????????????????????????????

BARDZO DUŻO KONTROWERSYJNYCH I SPRZECZNYCH ZE SOBA BADAŃ (NAUKOWYCH ?)

OBECNY STAN WIEDZY NIE POZWALA NA JEDNOZNACZNE STWIERDZENIE, ŻE

PODWYŻSZONY POZIOM PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO PROWADZI

DO CHORÓB NOWOTWOROWYCH,JEDNOCZEŚNIE JEDNOZNACZNIE TEGO

NIE WYKLUCZA !

WPŁYW PEM W ZAKRESIE ODDZIAŁYWAŃ NIETERMICZNYCH – SPRAWA DO DALSZYCH BADAŃ, BYĆ MOŻE POLICZONYCH NA WIELE POKOLEŃ (?)

Adam Urbanek: http://www.networld.pl/artykuly/5578_3.html

Graniczna wartość SAR ustalona przez organizacje międzynarodowe wynosi 2,0 W/kg

Siemens C30 0.10 W/kgSonyEricsson Z600 0.16 W/kgNokia 8850 0.22 W/kgSamsung SGH A110 0.24 W/kgNokia 8890 0.26 W/kgSiemens M30 0.30 W/kgNokia 6250 0.33 W/kg

Ericsson T28s 1.27 W/kgAlcatel One Touch Max 1.29 W/kgAlcatel One Touch Easy 1.35 W/kgAlcatel One Touch View 1.35 W/kgSendo P200 1.36 W/kgMotorola Talkabout 19 1.48 W/kgMotorola v66 1.49 W/kgBosch 908 1.59 W/kgSamsung SGH-Q200 1,94 W/kg

http://www.cepbul.com/special/sar.php

WPŁYW TELEFONII KOMÓRKOWEJ NA ORGANIZMY LUDZKIE

Zagrożenia pośrednie: jednoczesna jazda samochodem i rozmowa

uleganie fobiom

Zagrożenia bezpośrednie: bardzo dużo kontrowersji zaburzenia transportu jonów wapnia (Ca++), potasu i sodu (K+, Na+) zaburzenia snu (zmniejszenie poziomu melatoniny (?))

Czego nie należy robić i unikać: używać w samochodach (puszka Faradaya) używać w zamkniętych pomieszczeniach ( wzrost mocy nadajnika) korzystać w uzasadnionych przypadkach

ZADANIE

ROZWIĄZANIEWYNIK, NAD KTÓRYM TRZEBA SIĘ ZASTANOWIĆ

DOBOCZYNNE PROMIENIOWANIE ?1 kg uranu – 235 = 3 miliony kg węgla kamiennego 10 miliardów kg węgla brunatnego 2,3 miliardów kg ropy naftowej 2,25 miliardów m3 gazu ziemnego 21 milionów kg trotylu !!!

CENTRALNE LABORATORIUM OCHRONY RADIOLOGICZNEJ

PORÓWNANIE RYZYKA WYSTĄPIENIA RAKA:( RYZYKO 1 ZGONU NA 1 MILION OSÓB )

lot samolotem na odległości 650 km

jazda samochodem na odległości 100 km

wypalenie 1 papierosa

przebywanie w pokoju palaczy w czasie 2 godz.

spożycie 1/2 litra wina

1,5 tygodnia pracy w fabryce (U.K.)

1 godzinny połów ryb

napromieniowanie dawką 0,02 mSv

Adapted from Pochin, 1979

Wielkość Jednostka Definicja

Aktywność źródła Bq (bekerel)

Liczba rozpadów promieniotwórczych

zachodzących w nim w jednostce czasu

Dawka pochłonięta Gy (grej)

Energia promieniowania E przekazana jednostce

masy substancji

Dawka ekspozycyjna

C/kg (Kulomb/kg)

Ładunek jonów wytworzonych przez

promieniowanie fotonowe w jednostce

masy napromieniowanej substancji

Równoważnik

dawki HT

Sv (Sivert)Dawka pochłonięta D

przez tkankę T z uwzględnieniem różnych typów promieniowania

PODSTAWOWE JEDNOSTKI STOSOWANE W OCHRONIE RADIOLOGICZNEJ

1 Ci = 3,71010 Bq

1 Gy = 100 rd

1 C/kg = 3876 R

1 Sv = 100 rem

równoważnik dawki = dawka pochłonięta QF Wartości QF dla promieniowania jonizującego

Rodzaj promieniowania

Wartość QF

X, i o energii powyżej 30 eV

1

od trytu

2

neutrony

25

neutrony termiczne

4,5

Promieniowanie

25

UWAGA:

1 Gy = 1 Sv dla promieniowania X i gamma

Źródła naturalnego i sztucznego promieniowania

69%

11%

20%

Źródła sztuczneKosmosSkorupa ziemska

Roczna średnia dawka dla Polaka wynosi:

ok. 3,6 mSv

Roczna średnia dawka dla Ziemianina:

ok. 2,4 mSv

Średnio życiowa dawka naturalna przeliczana

jest na 70 lat życia

168 mSv

Składowe promieniowaniaŚrednie dawki[mSv/rok na

osobę]

Udział procentowy

[%]Promieniowane kosmiczne 0,290 8,0

Promieniowanie gamma z podłoża 0,040 1,1Promieniowanie 222Rn i 220Rn (powietrze) 0,080 2,2

Opad promieniotwórczy po wybuchach jądrowych i Czarnobylu

0,021 0,6

Promieniowanie gamma w budynkach 0,380 10,6Promieniowanie 222Rn i 220Rn oraz ich

pochodnych wewnątrz budynków1,580 43,9

Radionuklidy inkorporowane (bez radonu)

0,409 11,4

Diagnostyka rentgenowska i badania in vivo 0,780 21,7Zagrożenia zawodowe w górnictwie 0,016 0,4

Inne (przedmioty powszechnego użytku) 0,005 0,1Razem 3,600 100,0

Rodzaje promieniowania i ich udziały procentowe

0,10%

0,60%

2,20%1,10%

8%0,40%21,70%

11,40%43,90%

10,60%

Promieniow ane kosmiczne

Promieniow anie gamma z podłoża

Promieniow anie 222Rn i 220Rn oraz ich pochodnychna w olnym pow ietrzuOpad promieniotw órczy po w ybuchach jądrow ychoraz katastrofie czernobylskiejPromieniow anie gamma w budynkach

Promieniow anie 222Rn i 220Rn oraz ich pochodnychw ew nątrz budynkówRadionuklidy inkorporow ane (bez radonu)

Diagnostyka rentgenow ska i badania in vivo

Zagrożenia zaw odow e w górnictw ie

Inne (przedmioty pow szechnego użytku)

ŚREDNIOŻYCIOWE DAWKI PROMIENIOWANIA NATURALNEGO W RÓŻNYCH MIEJSCACH ZIEMI : 365 mSv – Norwegia ( są miejsca do 1500 mSv)

525 mSv – Finlandia

2000 mSv – stan Kerala , Indie

3000 mSv – wiele regionów w Iranie

17000 mSv – Ramsar - Iran

Ewakuacja ludności z Czarnobyla z obszarów o poziomie radiacji powyżej 350 mSv ( niejednokrotnie w miejsca o

wyższym poziomie radiacji)

KU PRZESTRODZE PALACZOM PAPIEROSÓW !!!

Organizm LD50/30 (Sv)człowiek 3-4

małpa 5-6osioł 7,8koza 3,5

nietoperz 150ślimak 80-200mucha 800

pantofelek 3000bakteria Deinococcus

radiodurans 12000

DAWKA LETALNA LD50/30 [Sv]

Co powoduje promieniowanie jonizacyjne? dawka 10 Sv ( śmiertelna dla człowieka) wywołuje wydzielenie się w 1 g tkanki około 10-2 J energii ( tak mały, że nie mierzalny wzrost temperatury !!!) 5 uszkodzeń (!!!) DNA w każdej komórce rocznie po otrzymaniu dawki 2,4 mSv

Spontanicznie (bez udziału promieniowania) dochodzi do około 70 mln uszkodzeń DNA w każdej komórce:

• 8000 uszkodzeń/godz. pojedynczoniciowych

• 6000 uszkodzeń/godz. podwójnoniciowych

Zatem: bać się, czy się nie bać !!!

Efekty działania promieniowaniaEfekty działania promieniowania

Poziom molekularny:Poziom molekularny: uszkodzenia pośrednie i bezpośrednieuszkodzenia pośrednie i bezpośrednie

Poziom komórki:Poziom komórki: śmierć mitotyczna i interfazalnaśmierć mitotyczna i interfazalna śmierć apoptotyczna i nekrotycznaśmierć apoptotyczna i nekrotyczna

Poziom organizmu:Poziom organizmu: efekty stochastyczne i deterministyczneefekty stochastyczne i deterministyczne wczesne i późne skutki napromienieniawczesne i późne skutki napromienienia

Różne typy promieniowaniaRóżne typy promieniowania

ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA Z MATERIĄODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA Z MATERIĄ

1. JONIZACJA 1. JONIZACJA

cząstki naładowane, promieniowanie cząstki naładowane, promieniowanie i i -; -; w mniejszym stopniu w mniejszym stopniu i X i X

2. EFEKT FOTOELEKTRYCZNY2. EFEKT FOTOELEKTRYCZNY

ROZPROSZENIE COMPTONAROZPROSZENIE COMPTONA

TWORZENIE PARTWORZENIE PAR

PROMIENIOWANIE PROMIENIOWANIE i X i X

Uszkodzenia DNAUszkodzenia DNA

OH

HOHH

.

uszkodzenieuszkodzeniepośredniepośrednie

uszkodzenieuszkodzeniebezpośredniebezpośrednie

DNADNA

.

Uszkodzenia bezpośrednie: zderzenie cząstki promieniowania z nicią DNA.

Uszkodzenia pośrednie: oddziaływanie produktów radiolizy wody (wolnych rodników) znajdującej się w jądrze komórkowym z DNA.

Cząstki promieniowania jonizują wodę:Cząstki promieniowania jonizują wodę:HH22O O →→ H H22OO++ + e + e––

Zjonizowana cząsteczka wody może np. połączyć Zjonizowana cząsteczka wody może np. połączyć się z uwolnionym elektronem, tworząc cząsteczkę się z uwolnionym elektronem, tworząc cząsteczkę

wzbudzoną:wzbudzoną:HH22OO++ + e + e–– → → HH22O*O*

Na skutek jej rozpadu powstają produkty silnie Na skutek jej rozpadu powstają produkty silnie reagujące ze związkami chemicznymi reagujące ze związkami chemicznymi

wchodzącymi w skład komórek organizmu:wchodzącymi w skład komórek organizmu:HH22O* O* →→ H H.. + OH + OH..

WYNIK RADIOLIZY WODY

CELE ATAKU RODNIKA CELE ATAKU RODNIKA WODOROTLENOWEGOWODOROTLENOWEGO

Częstości uszkodzeń DNACzęstości uszkodzeń DNA

Rodzaj uszkodzeniaRodzaj uszkodzeniaLiczba uszkodzeńLiczba uszkodzeńspontanicznych w spontanicznych w

komórce na komórce na godzinęgodzinę

Liczba Liczba uszkodzeńuszkodzeń

w komórce naw komórce na1 Gy1 Gy

Pęknięcie Pęknięcie podwójnoniciowepodwójnoniciowe < 1< 1 4040

Pęknięcie Pęknięcie pojedynczoniciowepojedynczoniciowe 5 5 .. 10 1033 10001000

Utrata zasadyUtrata zasady 1.5 1.5 .. 10 1033 950950

Uszkodzenie zasadyUszkodzenie zasady 1.25 1.25 .. 10 1033

D. Billen, Spontaneous DNA damage and its significance for „negligible dose” controversy in radiation protection, Radiat. Res., 124, 242 (1990).

Autor strony: Janusz HarasimowiczAutor strony: Janusz Harasimowicz

Hypometylacja, prowadzHypometylacja, prowadząąca do ca do zmian w ekspresji genówzmian w ekspresji genów..

Anomalie metylacji DNA

PPęękniknięęcie jednej nici, z regucie jednej nici, z regułły naprawiane y naprawiane enzymatycznie oraz p oraz pęękniknięęcia podwójne, cia podwójne, których nagromadzenie prowadzi do których nagromadzenie prowadzi do śśmierci komórkimierci komórki..

Pęknięcie łańcucha DNA w wyniku reakcji rodników hydroksylowych z pierścieniem cukrowym

Tworzenie adduktu typu zasada azotowa-aminokwas; głównie połączenie tyminy z tyrozyną.

Tworzenie wiązań poprzecznych typu DNA-białko

ReakcjReakcjaa w miejscu wi w miejscu wiąązania zania aromatycznego aromatycznego pirymidynpirymidyn, pomi, pomięędzy C-5 dzy C-5 i C-6, i C-6, purynpuryn pomi pomięędzy C-4 i C-8; dzy C-4 i C-8; przykładowo, tymina przemienia siprzykładowo, tymina przemienia sięę w w 5-hydroksy-55-hydroksy-5--metylohydantoinmetylohydantoinęę, guanina, guanina ulega modyfikacji do 8-hydroksyguaninyulega modyfikacji do 8-hydroksyguaniny..

Modyfikacje zasad azotowych w wyniku działania rodników hydroksylowych 

Skutki Rodzaje uszkodzenia

Atak *OH

Schemat następstw działania wolnych Schemat następstw działania wolnych rodników na DNArodników na DNA

Chemiczna naprawa uszkodzeń

Enzymatyczna naprawa uszkodzeńEnzymatyczna naprawa uszkodzeń

Mutageneza, Mutageneza, karcynogenezakarcynogeneza

USZKODZONE DNA BŁĘDNIE NAPRAWIONE DNA

BIOLOGICZNE SKUTKI PROMIENIOWANIA

SOMATYCZNE GENETYCZNE

WCZESNE

• Choroba popromienna - ostra - przewlekła

• Miejscowe uszkodzenia skóry

ODLEGŁE

• Zmętnienie soczewek• Aberracje chromosomowe w komórkach somatycznych• Niepłodność

MUTACJE GENOWE-dominujące- recesywne

Aberracje chromosomowew komórkach

Narząd poddany Narząd poddany badaniubadaniu

Dawka Dawka efektywna efektywna mSv mSv

Równoważnik Równoważnik zdjęć RTG zdjęć RTG

klp.klp.

Równoważnik okresu Równoważnik okresu promieniowania tła promieniowania tła

naturalnegonaturalnego

Klatka piersiowaKlatka piersiowa 0,020,02 11 3 dni3 dniKręgosłup Kręgosłup 1-2,41-2,4 50-12050-120 6-14 miesięcy6-14 miesięcy

Jelita grubegoJelita grubego 99 450450 4,5 roku4,5 rokuUrografiaUrografia 4,64,6 230230 2,5 roku2,5 rokuCT głowyCT głowy 22 100100 1 rok1 rok

CT brzuchaCT brzucha 88 400400 4 lata4 lataScyntygrafia kośćcaScyntygrafia kośćca 55 250250 2,5 roku2,5 rokuScyntygrafia tarczycyScyntygrafia tarczycy 11 5050 6 miesięcy6 miesięcy

OTRZYMYWANE DAWKI PODCZAS PRZEŚWIETLEŃ RTG i BADAŃ IZOTOPOWYCH ( za A.A. Czerwiński: „Energia jądrowa i promieniotwórczość” str.79)

CZY NAWET MAŁE DAWKI PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO, ODDZIAŁYWUJĄCE NA CZŁOWIEKA

SĄ SZKODLIWE DLA ZDROWIA?

diagnostyka z wykorzystaniem promieniowania rentgenowskiego

diagnostyka z wykorzystaniem izotopów promieniotwórczych

tło promieniowania obecne od „zawsze”

wzrost promieniowania od skażeń promieniotwórczych (awarie elektrowni

jądrowych, reaktorów badawczych, próby bomb jądrowych itp.)

A może istnieje dawka graniczna, poniżej której promieniowanie nie jest szkodliwe, a powyżej której jest szkodliwe?

W 1977 roku Międzynarodowa Komisja W 1977 roku Międzynarodowa Komisja Ochrony Radiologicznej (ICRP) zaleciła Ochrony Radiologicznej (ICRP) zaleciła

rozróżnianie 2 kategorii skutków rozróżnianie 2 kategorii skutków popromiennych w organizmach żywych:popromiennych w organizmach żywych:

-skutków stochastycznychskutków stochastycznych

- skutków deterministycznych- skutków deterministycznych

EFEKTY STOCHASTYCZNEEFEKTY STOCHASTYCZNE

Efekt stochastyczny (np. nowotwór) jest niezależny od dostarczonej dawki i jest sprawą przypadku.

Wraz ze wzrostem dawki wzrasta jednak prawdopodobieństwo wystąpienia efektu stochastycznego.

Nie można wskazać progu (>0), poniżej którego efekt nie wystąpi.

Natura i stopień nasilenia efektu stochastycznego wynika wyłącznie z rodzaju uszkodzenia materiału genetycznego komórki i jej funkcji w organizmie

EFEKTY DETERMINISTYCZNE

Efekty deterministyczne to zmiany w tkankach lub narządach wynikające ze śmiertelnego uszkodzenia pewnej liczby komórek.

Stopień nasilenia efektu deterministycznego jest wprost proporcjonalny do liczby zabitych komórek.

Efekty działania promieniowaniaEfekty działania promieniowania

Efekty stochastyczne

Dawka [Gy]

Częs

tość

wys

tąpi

enia

efek

tu

Efekty deterministyczne

Dawka [Gy]Cz

ęsto

ść w

ystą

pien

ia ef

ektu

Bezprogowa zależność od dawki Progowa zależność od dawki

DWIE KATEGORIE SKUTKÓW POPROMIENNYCH (STOCHASTYCZNE I DETERMINISTYCZNE) SĄ PODSTAWĄ DO ROZRÓŻNIENIA DWÓCH PODEJŚĆ DO ZAGADNIEŃ OCHRONY RADIOLOGICZNEJ:

1. HIPOTEZA LINIOWA

2. HORMEZA RADIACYJNA

HIPOTEZA LINIOWAICRP – 1959 R.1. SKUTKI POPROMIENNE NP. NOWOTWORY, CHOROBY DZIEDZICZNE, PO

DUZYCH DAWKACH (5000 mSv) WYSTĘPUJĄ RÓWNIEŻ PO MAŁYCH DAWKACH (2,6 mSv – TŁO PORMIENIOWANIA NATURALNEGO), A TYLKO CZĘSTOŚĆ ICH WYTĘPOWANIA JEST MNIEJSZA, PROPORCJONALNA OD DAWKI.

2. NIE ISTNIEJE ŻADEN PRÓG, PONIŻEJ KTÓREGO PRZESTAJA WYSTĘPOWAĆ SKUTKI OBSERWOWANE PO WIELKICH DAWKACH

3. SKUTKI POPROMIENNE SĄ WYŁACZNIE SZKODLIWE

4. NAWET NAJMNIEJSZA DAWKA, BLISKA ZEROWEJ, ZAWSZE PRZYNOSI SZKODĘ

5. NAWET POJEDYNCZY FOTON GAMMA MOŻE BYĆ POWODEM SKRÓCENIA ŻYCIA, POWSTANIA NOWOTWORU ZŁOŚLIWEGO I USZKODZENIA GENETYCZNEGO ????

ALARA – As Low As Readily Achievable

Hipoteza liniowa ekstrapoluje wyniki badań epidemiologicznych ludności Hiroszimy i Nagasaki, napromienionej dużymi dawkami, do dawki zerowej. Średnie dawki promieniowania od opadu czarnobylskiego w pierwszym roku po katastrofie oraz obecne dawki od wybuchów jądrowych, energetyki jądrowej, diagnostyki rentgenowskiej oraz promieniowania naturalnego wg UNSCEAR, 1988. Maksymalny zakres dawki naturalnej wg Sohrabi, 1990

HORMEZA RADIACYJNA

CO JEST TRUCIZNĄ? WSZYSTKO JEST TRUCIZNĄ I NIC NIE JEST TRUCIZNĄ. Paracelsus

PRZEZ ANALOGIĘ DO HORMEZY FARMACEUTYCZNEJ.

1. WYSTEPOWANIE SKUTKÓW STYMULUJĄCYCH LUB OGÓLNIE POZYTECZNYCH DLA ORGANIZMU PO MAŁYCH DAWKACH

2. SKUTEK SZKODLIWY PO OTRZYMANIU DUZYCH DAWEK

3. ISTNIENIE PROGU DAWKI

• BRAK U CZŁOWIEKA ZMYSŁU CZUŁEGO NA WPŁYW PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO

Uogólniony model odpowiedzi biologicznej na czynniki chemiczne i fizyczne. Deficyt czynnika (dawka mniejsza od D) powoduje objawy niedoboru (kolor jasnoniebieski); małe dawki (pomiędzy D i T) poprawiają stan zdrowia (kolor jasnopomarańczowy); dawki wyższe od T powodują toksyczne i inne skutki szkodliwe. N oznacza średnią dawkę naturalną promieniowania jonizującego. Linią przerywaną i ciągłą przedstawiono, odpowiednio, liniową-bezprogową i hormetyczną zależność dawka-skutek

Obniżenie rozmnażania się pantofelków przy deficycie promieniowania. Rycina przedstawia wpływ zastosowania osłon ołowiowych na rozmnażanie się Paramecium tetraurelia, hodowanego w trzech identycznych komorach cieplarkowych. Dwie komory były osłonięte ołowiem: jedna warstwą o grubości 5 cm, a druga 10 cm. Nieosłonięte zwierzęta kontrolne były eksponowane na promieniowanie naturalne odpowiadające dawce rocznej 1.75 mSv, a zwierzęta osłonięte 10 cm ołowiu na promieniowanie odpowiadające dawce rocznej 0.3 mSv. Ósmego dnia rozmnażanie się pierwotniaków osłoniętych 5 cm ołowiu było o 40% niższe od rozmnażania się orzęsków nie osłoniętych, a pierwotniaków osłoniętych 10 cm ołowiu o 60% niższe. Wg Panel et al., 1987

Ryzyko śmierci z powodu białaczek w Hiroszimie i Nagasaki w zakresie dawek niskich i średnich. Wg UNSCEAR, 1994. Białą linią oznaczono normalne ryzyko w nie napromienionej populacji tych miast

Lambin i Wouters -1994 r. HRS/IRR - low dose hypersensitivity/induced radioresistance -zjawisko

nadwrażliwości na niskie dawki i indukowanej promieniooporności