Ce efect au de fapt radiațiile unui dezastru nuclear asupra corpului nostru?

Armele atomice și accidentele nucleare precum cele de la Cernobîl și Fukushima ne-au asigurat că știm cu toții că radiațiile nucleare pot ucide.

Dar cum anume ne afectează radiațiile corpul? Și de ce radiațiile cauzează uneori cancer, iar alteori îl vindecă?

Radiația nucleară este energia emisă de toate elementele radioactive atunci când se descompun în atomi mai stabili. Și este produsă în și în jurul dumneavoastră chiar acum.

Atomii radioactivi din orice – de la roci la banane și chiar din corpul nostru – degajă energie pe măsură ce se descompun în forme mai stabile.

Celulele noastre pot curăța cu ușurință orice daună produsă de aceste radiații de fond la nivel scăzut – în medie, australienii sunt expuși la aproximativ 1.5 milisievert (mSv) de radiații de fond pe an – dar este o altă poveste dacă sunteți expus la doze mai mari de aproximativ 500 mSv.

Combinația dintre cantitatea de radiații la care sunteți expus, tipul și frecvența acestora va determina efectul asupra celulelor și țesuturilor dumneavoastră.

Dozele mici de radiații nucleare au mai multe șanse de a schimba celulele prin modificarea ADN-ului, în timp ce dozele mari tind să ucidă celulele.

Atunci expunerea pe termen lung la doze mici de radiații crește șansele de a face cancer, în timp ce o singură doză mare va provoca rapid daune imediate celulelor și țesuturilor – un proces folosit în mod eficient pentru a ucide celulele tumorale în radioterapie.

Dozele foarte mari, cum ar fi cele la care au fost supuși lucrătorii de la locul accidentelor nucleare (de câteva mii de ori mai mari decât nivelul de radiații de fond), provoacă daune extinse, rezultând o serie de simptome cunoscute sub denumirea colectivă de boală de radiații. Dozele extrem de mari pot ucide în câteva zile sau săptămâni.

Ce este radiația nucleară?

Radiația de înaltă energie emisă de dezintegrarea radioactivă poate lua forma unor particule de viteză foarte mare (electroni în cazul radiației beta; doi protoni și doi neutroni în cazul radiației alfa) sau a unor unde (raze gamma sau X).

Indiferent de forma pe care o îmbracă, toate radiațiile nucleare au suficientă energie pentru a îndepărta electronii de pe atomii și moleculele cu care interacționează, ceea ce le-a adus denumirea de radiații ionizante.

Această proprietate de îndepărtare a electronilor (ionizantă) este cea care provoacă daune celulelor și țesuturilor noastre.

Pe lângă faptul că generează căldură, îndepărtarea electronilor poate rupe legăturile chimice. Când acest lucru se întâmplă într-o moleculă de ADN, poate provoca mutații, care pot duce la apariția cancerului pe parcurs. Iar ionizarea unei proteine îi poate afecta forma și funcția – ceea ce nu este ceva ce vă doriți în moleculele care coordonează cea mai mare parte a chimiei din celulele noastre.

Aceste efecte sunt agravate atunci când moleculele de apă (H2O) din corpul nostru sunt ionizate în radicali liberi cu energie ridicată OH- și H+, care pot continua să atace alte molecule și celule din apropiere.

Corpurile noastre sunt pline de apă și aproape toate celulele au ADN, dar unele celule și țesuturi sunt mai sensibile decât altele la daunele provocate de radiațiile nucleare.

Ce celule din organism sunt cele mai afectate de radiații?

Celeulele și organele care sunt cele mai afectate de radiațiile nucleare sunt cele care se reproduc în mod activ, deoarece ADN-ul este mai expus atunci când celula se află în procesul de diviziune.

Celele sanguine au cea mai mare rată de reînnoire din corpul nostru, astfel încât țesutul în care sunt produse – celulele care se divid rapid din măduva osoasă – este cel mai susceptibil la deteriorarea prin radiații.

Deteriorarea măduvei osoase în doze mari – și distrugerea completă a acesteia în doze foarte mari – ne afectează sistemul imunitar prin faptul că nu ne înlocuiește globulele albe.

Expunerea pe termen lung la doze mai mici poate duce la mutații canceroase ale ADN-ului în măduvă, ceea ce poate duce la leucemie, un cancer al sângelui, la persoanele expuse prin muncă sau prin locație.

Celulele care căptușesc sistemul digestiv sunt, de asemenea, cu diviziune rapidă, astfel încât pot face față agresiunii fizice și chimice pe care o presupune digerarea alimentelor noastre. Afectarea gastrointestinală contribuie la simptomele sindromului acut de radiații la persoanele care sunt expuse la doze mari.

Fetușii în curs de dezvoltare sunt, bineînțeles, incredibil de sensibili la radiații, în timp ce țesuturile cu diviziune lentă, cum ar fi celulele musculare și nervoase, sunt mult mai puțin sensibile.

Și țesuturile și organele sănătoase nu sunt singurele celule care se reproduc în mod regulat – tumorile sunt, la propriu, bulgări de celule care se divid necontrolat, motiv pentru care radioterapia poate fi eficientă pentru a le distruge. Alimentarea bună cu sânge care hrănește tumorile ajută și ea, deoarece radiațiile interacționează și cu oxigenul dizolvat în sânge. Acest lucru duce la producerea de radicali liberi care atacă celulele din apropiere, amplificând efectul radiațiilor.

Expunerea la radiații externe este un lucru, dar ingerarea de particule radioactive duce daunele la un alt nivel.

Ce se întâmplă dacă inhalați particule radioactive sau înghițiți alimente sau apă contaminate?

Inhalarea sau înghițirea de material radioactiv livrează sursa de radiații direct în celulele dumneavoastră, crescând riscul de apariție a cancerului în țesuturile în care acestea se acumulează.

Iodul radioactiv (iod-131) aruncat în atmosferă de explozia de la Cernobîl din 1986 a provocat un număr mare de cazuri de cancer tiroidian la persoanele care au băut lapte contaminat (după ce a fost eliberat în norii de material radioactiv care au urmat exploziei, iodul – un produs secundar al reacțiilor de fisiune nucleară – a aterizat pe câmpuri unde a fost înghițit de vaci).

Iodul este esențial pentru funcționarea normală a glandei tiroide și, cu talentul său de a atrage iodul, glanda primește o doză concentrată de iod-131 atunci când se bea lapte contaminat. Din fericire, cancerul tiroidian poate fi tratat prin îndepărtarea glandei, deși urmează o viață întreagă de suplimente hormonale. Cu un timp de înjumătățire de doar opt zile, nivelul de iod radioactiv a scăzut rapid după accident, astfel încât riscul de expunere a scăzut la câteva săptămâni de la dezastru.

Nu la fel se întâmplă cu izotopul radioactiv de cesiu-137, care are un timp de înjumătățire de 30 de ani. Cesiul este foarte solubil în apă, așa că, atunci când intră în sângele nostru prin alimente sau apă contaminată, ajunge să se răspândească în tot corpul nostru și să se concentreze în special în țesutul muscular. Organismul nostru transformă în cele din urmă aceste țesuturi, dar este nevoie de trei luni pentru a reduce la jumătate cantitatea de cesiu din mușchi, astfel încât expunerea pe termen lung la radiații beta și gama crește șansele de apariție a cancerului în aceste țesuturi.

Cu un timp de înjumătățire de 29 de ani, stronțiul-90 se alătură cesiului-137 ca sursă de radiații nocive de lungă durată după accidente nucleare.

Stronțiul este foarte asemănător din punct de vedere chimic cu calciul, astfel încât, dacă ingerați alimente contaminate cu izotopi radioactivi de stronțiu, cum ar fi stronțiul-90, acesta ajunge acolo unde ar ajunge în mod normal calciul – în primul rând în oase.

La adulți, stronțiul se acumulează în principal la suprafața oaselor, dar la copii poate fi încorporat chiar în osul în creștere. Radiația beta emisă pe măsură ce atomii radioactivi se dezintegrează în forme mai stabile poate afecta măduva osoasă și poate duce la cancer osos.