Efectele biologice ale radiațiilor ionizante

Radiatiile de fundal sunt acele radiatii care sunt prezente in mediu in stare naturala in mod inevitabil. Oamenii care locuiesc in zone cu mult granit sau cu mult nisip sunt iradiati mai mult decat altii, pe cand cei care locuiesc la altitudini inalte primesc doze mult mai mari de radiatii cosmice. Mare parte din radiatiile la care suntem expusi se datoreaza radonului, un gaz care se infiltreaza din Pamant si este prezent in aerul pe care il respiram.

Radiatile ionizante sunt acele forme de radiatii care produc ionizarea atomilor din materialul iradiat. Aceasta definitie tine seama de efect si nu de natura radiatiilor si asa se face ca in categoria radiatiilor ionizante intra si radiatiile gamma (de natura “nucleara” –produse la nivelul nucleului atomilor) si radiatiile X (de natura “atomica”). Pe langa radiatiile electromagnetice gamma si X, tot in categoria radiatiilor ionizante sunt incluse si facicule de electroni accelerati, insa nu sunt incluse radiatiile UV. De fapt, termenul “radiatii ionizante” are o semnificatie tehnica si atunci cand vorbim de “tratament cu radiatii ionizante” (sau “iradiere tehnologica”), in aceasta categorie raman acele radiatii care au ca efect principal ionizarea, au o capacitate de penetrare mare si - foarte important -nu produc reactii nucleare in materialul iradiat.

Radiatiile ionizante din nucleul atomic sunt ingrijoratoare. Ele apar in doua forme: raze si particule la frecvente inalte. Radiatiile ionizante produc particule incarcate electric numite ioni in materialele pe care le lovesc. Acest proces se numeste ionizare. In moleculele mari din care sunt alcatuite organismele vii, schimbarile biologice cauzate pot fi importante.

Cantitatea de radiatii ionizante sau „doza” primita de o persoana este masurata in functie de energia absorbita de tesut si este exprimata in gray. Un gray (Gy) reprezinta un joule depozitat pe kilogramul de masa. Expunerea egala la diferite tipuri de radiatii nu produce in mod necesar efecte biologice identice. Un Gy de radiatii α va avea un efect mai mare decat un Gy de radiatii β. Cand vorbim despre efectul radiatiilor atunci exprimam radiatia ca doza efectiva, intr-o unitate numita sievert (Sv). Raportat la tipul de radiatie un Sv de radiatie produce acelasi efect biologic. Cantitatile se exprima in milisievert sau microsievert. Se utilizeaza, in mod frecvent mSv.

Efecte biologice ale radiatiilor ionizante

Se stie de mai multi ani ca doze mari de radiatii ionizante, mult mai mari decat radiatiile de fundal pot cauza cancer si leucemie la mai multi ani de la expunere.

Efectul biocid al radiatiilor ionizante a fost pus in evidenta foarte curand dupa descoperirea acestora. Moartea organismelor vii survine intr-un termen scurt ulterior iradierii, dupa mai mult timp (“boala de radiatii”) sau se manifesta asupra generatiilor ulterioare (mutatii genetice).

S-a constata ca primul efect semnificativ care apare este scindarea molecului de ADN. Aceasta este o molecula complexa si la iradiere sufera scindari si recombinari. In cazul particular al moleculei de ADN, la reintregirea acesteia contribuie si procesele enzimatice din celula vie.

Mecanismele enzimatice ale celulei pot reintregi molecula de ADN intr-o forma care la multiplicarea celulei pastreaza informatia genetica necesara si avem de a face cu rezistenta la radiatii.

In cazul in care reintregirea moleculei de ADN se face incorect din punct de vedere genetic sau nu se poate face in timp util inainte de declansarea mecanismului de multiplicare, celula din urmatoarea generatie nu este viabila. In functie de numarul de celule afectate si de complexitatea organismului, acesta situatie conduce la moartea biologica a acestuia.

In aplicatiile care vizeaza efectul biocid al radiatiilor ionizante nu este necesara uciderea (micro)organismelor ca atare ci este suficienta distrugerea capacitatii de reproducere a acestora.

Nivelul efectelor cauzate de radiatii depind de mai multi factori: doza, frecventa dozarii, tipul radiatiei, organul expus, varsta si sanatatea. De exemplu, embrionul uman este deosebit de sensibil la radiatii.