Az atomfegyverek és az olyan nukleáris balesetek, mint a csernobili és a fukusimai, mindannyian tudjuk, hogy a nukleáris sugárzás ölni tud.
De pontosan hogyan hat a sugárzás a szervezetünkre? És miért okoz a sugárzás néha rákot, máskor pedig miért gyógyítja azt?
A nukleáris sugárzás az az energia, amelyet minden radioaktív elem lead, amikor stabilabb atomokra bomlik. És ez most is termelődik benned és körülötted.
A radioaktív atomok mindenben – a kőzetektől a banánokon át a testünkig – energiát bocsátanak ki, amikor stabilabb formákra bomlanak.
A sejtjeink könnyen megtisztítják az alacsony szintű háttérsugárzás által okozott károkat – az ausztrálok átlagosan kb. 1.5 millisievert (mSv) háttérsugárzásnak évente – de más a helyzet, ha 500 mSv-nél nagyobb dózisnak vagyunk kitéve.
Az, hogy mennyi sugárzásnak vagyunk kitéve, milyen típusúnak és milyen gyakran, meghatározza a sejtjeinkre és szöveteinkre gyakorolt hatást.
A kis dózisú magsugárzás nagyobb valószínűséggel változtatja meg a sejteket a DNS módosítása révén, míg a nagy dózisok inkább elpusztítják a sejteket.
Az alacsony dózisú sugárzásnak való hosszú távú kitettség tehát növeli a rákos megbetegedés esélyét, míg egy egyszeri nagy dózis gyorsan azonnali károsodást okoz a sejtekben és szövetekben – ezt a folyamatot a sugárterápiában hatékonyan használják a daganatos sejtek elpusztítására.
A nagyon nagy dózisok, mint amilyeneket a nukleáris balesetek helyszínén dolgozók tapasztalnak (a háttérsugárzás szintjének több ezerszerese), kiterjedt károsodást okoznak, ami egy sor olyan tünetet eredményez, amelyeket együttesen sugárbetegségnek neveznek. A rendkívül magas dózisok napok vagy hetek alatt halált okozhatnak.
|
Az ionizáló sugárzás egészségügyi hatásai |
|
|---|---|
| Dózistartomány | Effektusai a az emberi egészségre (beleértve a magzatot is) |
| 10 mSv-ig | Nincs közvetlen bizonyíték az emberi egészségre gyakorolt hatásokra |
| 10 – Az emberi egészségre gyakorolt hatásokat nem bizonyítottak. 1000 mSv | Nincs korai hatás; bizonyos rákos megbetegedések megnövekedett előfordulása az exponált populációkban nagyobb dózisoknál |
| 1000 – 10 000 mSv | Sugárbetegség (halálozási kockázat); bizonyos rákos megbetegedések fokozott előfordulása a sugárzásnak kitett népességben |
| 10 000 mSv felett | halálos |
| forrás: ARPANSA | |
Mi a nukleáris sugárzás?
A radioaktív bomlás során kibocsátott nagyenergiájú sugárzás nagyon nagy sebességű részecskék (béta sugárzás esetén elektronok; alfa sugárzás esetén két proton és két neutron) vagy hullámok (gamma- vagy röntgensugárzás) formájában jelentkezhet.
Függetlenül a formájától, minden nukleáris sugárzásnak elegendő energiája van ahhoz, hogy elektronokat távolítson el az atomokból és molekulákból, amelyekkel kölcsönhatásba lép, ezért ionizáló sugárzásnak nevezik.
Ez az elektronok eltávolítása (ionizálás) az, ami károsítja sejtjeinket és szöveteinket.
Az elektronok eltávolítása a hőtermelés mellett kémiai kötéseket is megbonthat. Amikor ez megtörténik egy DNS-molekulában, az mutációkat okozhat, ami a későbbiekben rákhoz vezethet. Egy fehérje ionizálódása pedig megzavarhatja annak alakját és működését – ez nem kívánatos a sejtjeink kémiai folyamatainak nagy részét koordináló molekulákban.
Ezek a hatások tovább fokozódnak, amikor a testünkben lévő vízmolekulák (H2O) ionizálódnak a nagy energiájú OH- és H+ szabadgyökökké, amelyek megtámadhatnak más, közeli molekulákat és sejteket.
A testünk tele van vízzel, és szinte minden sejtben van DNS, de egyes sejtek és szövetek érzékenyebbek a nukleáris sugárzás okozta károsodásra, mint mások.
A szervezet mely sejtjeire hat leginkább a sugárzás?
A nukleáris sugárzás által leginkább érintett sejtek és szervek azok, amelyek aktívan szaporodnak, mivel a DNS jobban ki van téve a sugárzásnak, amikor a sejt osztódás közben van.
A vérsejteknek van a legnagyobb fluktuációs rátájuk a szervezetünkben, ezért az a szövet, ahol termelődnek – a csontvelő gyorsan osztódó sejtjei – a legérzékenyebbek a sugárkárosodásra.
A csontvelő károsodása nagy dózisokban – és nagyon nagy dózisokban a teljes pusztulása – károsítja az immunrendszerünket, mivel nem pótolja a fehérvérsejteket.
A kisebb dózisoknak való hosszú távú kitettség a csontvelőben rákkeltő DNS-mutációkhoz vezethet, ami a munka vagy a helyszín miatt kitett embereknél vérrákos leukémiához vezethet.
Az emésztőrendszert bélelő sejtek is gyorsan osztódnak, így képesek megbirkózni a táplálékunk megemésztésével járó fizikai és kémiai támadással. Az emésztőrendszeri károsodás hozzájárul az akut sugárszindróma tüneteihez azoknál, akik nagy dózisoknak vannak kitéve.
A fejlődő magzatok természetesen hihetetlenül érzékenyek a sugárzásra, míg a lassan osztódó szövetek, például az izom- és idegsejtek sokkal kevésbé érzékenyek.
Az egészséges szövetek és szervek nem az egyetlen sejtek, amelyek rendszeresen szaporodnak – a daganatok szó szerint kontrollálatlanul osztódó sejtek golyói, ezért a sugárkezelés hatékonyan képes elpusztítani őket. A daganatokat tápláló jó vérellátás is segít, mert a sugárzás kölcsönhatásba lép a vérben oldott oxigénnel is. Ez szabad gyökök termelődéséhez vezet, amelyek megtámadják a közeli sejteket, felerősítve a sugárzás hatását.
A külső sugárzásnak való kitettség egy dolog, de a radioaktív részecskék lenyelése egy másik szintre emeli a károsodást.
Mi történik, ha radioaktív részecskéket lélegzel be, vagy szennyezett ételt vagy vizet nyelsz le?
A radioaktív anyag belégzése vagy lenyelése közvetlenül a sejtjeidhez juttatja a sugárzás forrását, növelve a rák kialakulásának kockázatát azokban a szövetekben, ahol ezek felhalmozódnak.
A 1986-os csernobili robbanás következtében a légkörbe került radioaktív jód (jód-131) számos pajzsmirigyrákos esetet okozott azoknál az embereknél, akik szennyezett tejet ittak. (A robbanást követő radioaktív anyagfelhőkben felszabadulva a jód – a nukleáris hasadási reakciók mellékterméke – a mezőkön landolt, ahol a tehenek lenyelték).
A jód elengedhetetlen a pajzsmirigy normális működéséhez, és mivel a pajzsmirigy képes a jódot magához vonzani, a mirigy koncentrált adag jód-131-et kap, amikor szennyezett tejet isznak. Szerencsére a pajzsmirigyrák a mirigy eltávolításával kezelhető, bár egy életen át tartó hormonpótlás következik. A mindössze nyolcnapos felezési idejével a radioaktív jód szintje gyorsan lecsökkent a baleset után, így a katasztrófa után heteken belül csökkent az expozíció kockázata.
Nem így a cézium-137 radioaktív izotóp esetében, amelynek felezési ideje 30 év. A cézium nagyon jól oldódik a vízben, így amikor a szennyezett élelmiszerrel vagy vízzel a véráramunkba kerül, végül szétterjed az egész testünkben, és különösen az izomszövetben koncentrálódik. A szervezetünk végül átalakítja ezeket a szöveteket, de három hónapba telik, amíg az izmainkban lévő cézium mennyisége a felére csökken, így a béta- és gammasugárzásnak való hosszú távú kitettség növeli a rák kialakulásának esélyét ezekben a szövetekben.
A 29 éves felezési idejével a stroncium-90 csatlakozik a cézium-137-hez, mint a nukleáris balesetek utáni káros sugárzás hosszú távú forrása.
A stroncium kémiailag nagyon hasonlít a kalciumhoz, így ha olyan radioaktív stronciumizotópokkal, mint a stroncium-90, szennyezett élelmiszert veszünk magunkhoz, az ott köt ki, ahol normális esetben a kalcium – elsősorban a csontokban.
Felnőtteknél a stroncium elsősorban a csontok felszínén halmozódik fel, de gyermekeknél magába a növekvő csontba is beépülhet. A radioaktív atomok stabilabb formákra bomlásakor kibocsátott béta-sugárzás károsíthatja a csontvelőt, és csontrákhoz vezethet.
