تأثيرات الإشعاع الحيوية

من طرف lamsetshefa الخميس ديسمبر 13, 2012 5:21 am

جسم الانسان مكون من العديد من الأعضاء وكل عضو مكون من خلايا متخصصة ويمكن للإشعاع المؤين أن يؤثر على العمل العادي لهذه الخلايا في هذه الوحدة سوف نناقش احتمالات الآثار البيولوجية والمخاطر بسبب الإشعاعات المؤينة وتوضيح بعض هذه المخاطر المحتملة عندما تقارن مع بعض المهن والأنشطة اليومية.

1.1 آثار الإشعاع على الخلايا

التأثير البيولوجي يبدأ بتأين الذرات وهي الآلية التي يسبب فيها الإشعاع ضررا لأنسجة الإنسان أو أي مواد أخرى حيث يكون لدى الإشعاعات المؤينة التي تمتصها الأنسجة البشرية ما يكفي من الطاقة لإزالة الإلكترونات من الذرات التي تشكل جزيئات الأنسجة وعندما يطرد الإلكترون الذي كانت تتقاسمه ذرتان لتشكيل الرباط الجزيئي يتم كسر الرابط وينهار الجزيء وهذا هو النموذج الأساسي لفهم ذلك وعندما تتفاعل الإشعاعات المؤينة مع الخلايا فإنها قد تصيب أو لا تصيب جزء هام من الخلية وتعتبر الكروموسومات أهم جزء من الخلية لأنها تحتوي على المعلومات الوراثية والتعليمات اللازمة للخلية لأداء مهامها والإستنساخ وهناك آليات اصلاح فعالة جدا تعمل باستمرار لمعالجة الأضرار الخلوية بما في ذلك الأضرار الصبغية .

فيما يلي الآثار المحتملة للإشعاع على الخلايا :

الخلايا غير متضررة من الجرعة

قد يشكل التأين بعض المواد النشطة كيميائيا التي تغير في بعض الحالات بنية الخلايا وقد تكون هذه التغييرات هي نفس التي تحدث بشكل طبيعي في الخلية وقد لايكون لها تأثير سلبي.

الخلايا متضررة ، تصلح الضرر وتعمل بشكل طبيعي

بعض حالات التأين تنتج مواد لا توجد عادة في الخلية ويمكن أن يؤدي إلى انهيار هيكل الخلية ومكوناتها ويمكن للخلايا اصلاح الضرر إذا كان محدودا حتى الأضرار التي تحدت للكروموسومات عادة ماتتم معالجتها .
عدة آلاف من الانحرافات الصبغية (تغيرات) تحدث باستمرار في أجسامنا ولدينا آليات فعالة لإصلاح هذه التغيرات.

الخلايا متضررة ، تصلح الضرر وتعمل بشكل غير طبيعي

إذا استغرق ضررالخلية في أداء وظيفتة قبل الوقت الكافي لإصلاح نفسها فإنها ستكون إما غير قادره على أداء وظيفة الإصلاح أو أدائها بشكل غير صحيح أو غير كامل وقد تكون النتيجة ان الخلايا لا يمكن أن تؤدي وظائفها العادية أو تسبب الضرر إلى خلايا أخرى وهذه الخلايا المتغيرة قد تكون غير قادرة على إعادة إنتاج نفسها أو قد تتكاثر بمعدل غير منضبط وهذه الخلايا يمكن ان تكون الأسباب الكامنة وراء السرطان.

تموت الخلايا نتيجة للضرر

في حالة تلف الخلاياعلى نطاق واسع بواسطة الأشعة أو تضررت بطريقة يتأثر بها الإنقسام قد تموت الخلايا وقد يعتمد ضرر الإشعاع على مدى حساسية الخلايا للإشعاع.

كل الخلايا ليست حساسة بالتساوي الى ضرر الإشعاع ولكن بشكل عام الخلايا التي تنقسم بسرعة و / أو غير المتخصصة نسبيا تميل إلى إظهار الآثار على جرعات اقل من الاشعاع من تلك التي هي أقل سرعة في الانقسام والأكثر تخصصا أمثلة من الخلايا الأكثر حساسية هي التي تنتج الدم (نظام تكوين الدم) وهو المؤشر البيولوجي الأكثر حساسية تعرضا للإشعاع ويمكن النظر إلى الحساسية النسبية لمختلف الأنسجة البشرية من خلال دراسة تطور متلازمة الإشعاع الحادة في مايلي .

1.2 الجرعة الإشعاعية الحادة والمزمنة
الآثار البيولوجية المحتملة تعتمد على مدى وسرعة تلقي جرعة الاشعاع ويمكن تصنيف جرعات الإشعاع في فئتين ، الجرعة الحادة والمزمنة.

1.2.1 الجرعة الحادة

تعرف جرعة الإشعاع الحادة بانها جرعة كبيرة (10 راد أو أكثر ، إلى الجسم كله) تستوعب خلال فترة قصيرة من الوقت ( بضعة أيام على الأكثر) وإذا كانت كبيرة بما يكفي قد يؤدي ذلك إلى ملاحظة الآثار في غضون ساعات إلى أسابيع.

يمكن أن تسبب الجرعات الحادة وجود نمط من الأعراض يمكن التعرف عليها بوضوح (متلازمات) ويشار إلى هذه الظروف عامة بمتلازمة الإشعاع الحادة أعراض المرض تتضح في جرعات الإشعاع الحادة ≥ 100 راد بينما الجرعات الحادة للجسم كله ≥ 450 راد قد تؤدي الى توقع إحصائي أن 50 ٪ من المتعرضين لذلك قد يتوفون في غضون 60 يوما دون عناية طبية .

كما هو الحال في معظم الأمراض الأعراض المحددة العلاج الذي قد يصفه الطبيب واحتمالات الشفاء تختلف من شخص لآخر وتعتمد عادة على العمر والصحة العامة للفرد.

متلازمة جهاز تكوين الدم (نخاع العظم) (> 100 راد) تتمير بتلف الخلايا التي تنقسم بوتيرة أسرع (مثل نخاع العظام والطحال والأنسجة اللمفاوية). وتشمل الأعراض نزيف داخلي ، والتعب ، والالتهابات البكتيرية ، والحمى.

متلازمة قناة الجهاز الهضمي (> 1000 راد) تتميز بتلف الخلايا التي تنقسم بسرعة أقل (مثل بطانة المعدة والامعاء) وتشمل الأعراض الغثيان والتقيؤ والاسهال والجفاف ، وعدم التوازن كهربائيا ، وفقدان القدرة على الهضم ونزيف القرحة ، وأعراض متلازمة جهاز تكوين الدم .

متلازمة الجهاز العصبي المركزي (> 5000 راد) تتميز بتلف الخلايا التي لا تتكاثر مثل الخلايا العصبية وتتضمن الأعراض فقدان التنسيق ، والارتباك ، والغيبوبة ، والتشنجات ، والصدمة ، وأعراض جهاز تكوين الدم وأعراض الجهاز الهضمي ولدى العلماء الآن أدلة على أن الموت في هذه الظروف لاينتج عن أضرارالإشعاع الفعلية للجهازالعصبي ولكن من المضاعفات الناجمة عن نزيف داخلي وتراكم السوائل والضغط على الدماغ .

آثار أخرى من جرعة الحاد ما يلي :

200-300 راد على الجلد يمكن ان تؤدي إلى احمرار الجلد (حمامي) مشابهة لحروق الشمس الخفيفة وقد تؤدي إلى فقدان الشعر بسبب الأضرار التي لحقت ببصيلات الشعر.

125-200 راد الى المبيضين يمكن ان يؤدي الى اخماد الحيض لفترات طويلة أو دائمة لحوالي (50 ٪) من النساء.

600 راد الى المبيضين أو الخصيتين يمكن أن تؤدي الى العقم الدائم .

50 راد الى الغدة الدرقية قد يؤدي إلى أورام حميدة (غير سرطانية) .

كمجموعة يطلق على الآثار الناجمة عن الجرعات الحادة بالقطعية بصفة عامة وهذا يعني أنه يتم تحديد مدى خطورة التأثير بمقدار الجرعة المتلقاة عادة مايكون للآثار القطعية مستوى عتبة او حد فاصل -- قد لايظهر التأثير تحته ، ولكن أعلاه يتوقع ان يحدث المفعول وعندما تكون الجرعة فوق العتبة تتزايد خطورة التأثير مع تزايد كمية الجرعة.

1.2.2 الجرعة المزمنة

الجرعة المزمنه هي كمية صغيرة نسبيا من الإشعاع تستقبل على مدى فترة طويلة من الزمن ولدى الجسم استعداد افضل لتحمل الجرعة المزمنة من الحادة كما ان لديه الوقت لإصلاح الضرر لأن نسبة أقل من الخلايا تحتاج الى اصلاح في أي وقت متاح والجسم لديه أيضا الوقت لاستبدال الخلايا الميتة أو الغير فعالة بخلايا جديدة صحية وهذا النوع من الجرعة هو الذي يستقبل كتعرض مهني.

الآثار البيولوجية لمستويات عالية من التعرض للإشعاع تعرف بوضوح ، ولكن الآثار المترتبة على مستويات منخفضة من الإشعاع هي أكثر صعوبة في التحديد لان الآثار القطعية لا تحدث عند هذه المستويات.

لان الآثار القطعية لا تحدث عادة مع الجرعة المزمنة لتقييم مخاطر التعرض يجب علينا أن ننظر إلى أنواع أخرى من الآثار وقد أظهرت دراسات أجريت على أشخاص حصلوا على جرعات عالية وجود علاقة بين جرعة الاشعاع وبعض آلاثار المتأخرة أوالكامنة هذه التأثيرات تشمل بعض أشكال السرطان والتأثيرات الوراثية.

مخاطر هذه التأثيرات لا يمكن قياسها مباشرة في أعداد الذين يتعرضون لذلك ، وبالتالي فإن تقدير هذه المخاطر على المستويات المهنية تستند إلى قياس عوامل الخطر في الجرعات العالية.

لعمل هذه التقديرات يجب استخدام وجود العلاقة بين حدوث السرطان بجرعات عالية واحتمال الاصابة بالسرطان بجرعات منخفضة. ومنذ كان احتمال حدوث السرطان عند جرعات عالية يتزايد مع زيادة الجرعة من المفترض أن تحتفظ هذه العلاقة بحقيقة عندالجرعات المنخفضة ويسمى هذا النموذج من المخاطر العشوائية.

باستخدام هذا النموذج ومعرفة مخاطر الإصابة بالسرطان عند الجرعة العالية يمكننا حساب احتمال حدوث السرطان بجرعة معينة وبهذه الطريقة يمكن استخدام الريم (rem) كوحدة للأضرار المحتملة مثلا يمكن قياس خطرالاصابة بالسرطان المعروف نسبيا من جرعات في نطاق المئات من الريم لتقديرالمخاطر المحتملة لجرعة 100 mrem (0.1 rem) وبوجه عام هذا القياس أو الاستقراء يعتبر مقاربة معتدله(قد يفوق تقدير المخاطر) لتقدير مخاطرالجرعة المنخفظة .

1.3 التأثيرات الجسدية مقابل الجينية

الآثار الجسدية تظهر في الشخص المتعرض ويمكن تقسيم الآثار الجسدية إلى فئتين استنادا إلى معدل استقبال الجرعة.

- الآثار الجسدية المبكرة هي تلك التي تحدث بعد فترة وجيزة من التعرض لجرعة حادة (عادة 10راد أو أكثرلكامل الجسم في فترة قصيرة ) احد الامثلة هو فقدان الشعر المؤقت الذي يحدث بعد حوالي ثلاثة أسابيع من التعرض لجرعة من 400 راد لفروة الرأس ومن المتوقع أن ينمو الشعر الجديد في غضون شهرين بعد الجرعة على الرغم من أن اللون والملمس قد يختلف .

-الآثار الجسدية المتأخرة هي تلك التي قد تحدث بعد سنوات من تلقي جرعات الاشعاع ومن بين الآثار المتأخرة والتي لوحظت زيادة إمكانات تطور السرطان وإعتام عدسة العين ولأن بعض أنواع السرطان من بين الآثار المتأخرة الأكثر احتمالا وضعت حدود الجرعات المقررة في الاعتبار مع هذه المخاطر ويتم تعيين هذه الحدود بطريقة ان المخاطر المحسوبة من السرطان للمتعرضين لمجال الإشعاع هي زيادة في نسبة ضئيلة جدا من خطرالاصابة العادي بالسرطان (المزيد من الخطر في لحظة)

التأثيرات الجينية أو الوراثية تظهر في الأجيال المقبلة للأشخاص المتعرضين نتيجة لأضرار الإشعاع إلى الخلايا التناسلية وهي تشوهات قد تحدث وقد درست على نطاق واسع في النباتات والحيوانات وينظر إلى مخاطر التعرض للآثار الوراثية في البشر على انها أقل بكثير من مخاطر التعرض للآثار الجسدية ولذلك الحدود المستخدمة لحماية الشخص المتعرض للضرر هي بنفس القدر من الفعالية لحماية أجيال المستقبل .

هل تعلم؟ انه إذا كنت لا تدخن خطرك العام للموت من السرطان -- لايحسب التعرض للإشعاع المهني -- هو حوالي 20 ٪ .

1.4 العواقب المحتملة لجرعة الإشعاع

هنا نوضح بعض الآثار المحتملة من الجرعة الحادة والمزمنة في فئات الخطر مقارنة مع كمية المخاطر التي تنطوي عليها .

يمكن ان تسبب الجرعة الحادة مخاطر الآثار القطعية لانه تحدث عتبات على مختلف المستويات لتأثيرات مختلفة تصنف بانهار آثار جسدية مبكرة كما انها يمكن ان تسبب مخاطر الاثار العشوائية لان احتمال الحدوث يتغير بطريقة خطية مع الجرعة تصنف بأنهاآثار كامنة.

يمكن ان تسبب الجرعة المزمنة بعض مخاطر الآثار القطعية لان القليل من الآثار القطعية يمكن ان تظهر مع التعرض على المدى الطويل اذا تجاوزت الجرعة عتبة التأثير- مثال إعتام عدسة العين (يتم تعيين حدود الجرعة حيث عتبات لايتوقع الوصول اليها في عمر العمل العادي)
ويفترض ان تسبب الجرعة المزمنة مخاطر الاثار العشوائية لان احتمالية الحدوث هو الاستقراء من منحنى تاثير الجرعة للجرعات العالية عند المستويات المهنية ولايمكن للبيانات الوبائية اثبات او الغاء حجم المخاطر المحسوبة.

1.5 التعرض للإشعاع قبل الولادة

يعتبر الجنين حساس خاصة للإشعاع ( خلايا الجنين تنقسم بسرعة) ولذلك تعطى اعتبارات خاصة للعاملات الحوامل لأن مرحلة الجنين تعتبر الاكثر حساسية للأشعة في خلق الانسان لاسيما في الاسابيع العشرين الاولى من الحمل.

وضعت حدود لحماية الجنين من أي تأثيرات محتملة قد تحدث من التعرض لكمية كبيرة من الإشعاع وهذا التعرض قد يكون نتيجة لمصادر خارجية أومصادر داخلية لمادة المشعة.

التأثيرات المحتملة المرتبطة بجرعات الإشعاع قبل الولادة تشمل :

- تأخر النمو

- رأس صغير / حجم المخ

- التخلف العقلي

- سرطان الاطفال

في حدود الجرعات المهنية الحالية الاحتمال الفعلي لأي من هذه التأثيرات التي تحدث للجنين من التعرض المهني للأم هي محدودة .

1.6 مقارنة المخاطر

قبول المخاطر مسألة شخصية فهي تتطلب قدرا كبيرا من الحكم المستنير وتعتبر المخاطر المصاحبة للجرعات الإشعاعية المهنية مقبولة تقريبا بالمقارنة مع غيرها من المخاطر المهنية المرتبطة بالفئات العلمية التي درستها هذا تقييم لبعض المخاطر المحتملة للإشعاع مقارنة مع بعض المهن والأنشطة اليومية.

نوع الصناعة او النشاط تقدير الايام المتوقع فقدانها

تدخين 20 سيجارة يوميا 2370 (6.5 سنوات)

زيادة الوزن بنسبة 20% 985 (2.7 سنة)

التعدين والحفر 328

البناء 302

الزراعة 27

الحكومة 55

التصنيع 43

إشعاع 340mrem/سنويالمدة 30 سنه 49

إشعاع 100mremسنويالمدة 30 سنة 34

ملاحظة : يتم تحديد متوسطالعمر المتوقع المفقود من بيانات نسبة الوفيات الناجمة عن عوامل الخطر التي تقاس بمتوسط العمر عند الوفاة وبما ان علاقة الموت بالإشعاع هي قيم محسوبه فهي تستند إلى افتراض السرطان كسبب للوفاة مع متوسط العمر المرتبط بوفاة الضحايا .

التقييم التالي يقدم طريقة أخرى للنظر في المخاطر الصحية ويدرج أنشطة يقدر ان لديها فرصة واحد في المليون للتسبب في الوفاة .

تدخين السجائر 1.4 (سرطان الرئة)
جرعة إشعاع 10 mrem (السرطان)
تناول 40 ملعقة من زبدة الفول السوداني (سرطان الكبد)
تناول 100 شريحة من اللحم المشوي (السرطان)
قضاء يومين في مدينة كبيرة (تلوث الهواء)
القيادة 40 ميلا في سيارة (حادث)
التحليق 2500 كيلومتر في طائرة (حادث)
التجديف لمدة 6 دقائق (حادث)

مقارنة : إذا كنت تتلقى 400 mrem / سنويا لمدة 30 سنة فان خطر السرطان المحسوب هو 20.5 ٪. بينما المدخنين لديهم مخاطر للإصابة بالسرطان بنسبة 25 ٪.

استنتاجات تتعلق المخاطر الصحية

يفترض أن أي تعرض للإشعاع مهما كان صغيرا يحمل في طياته بعض المخاطر ومع ذلك نحن نعلم أنه في المتوسط هذه المخاطر هي مماثله أو أقل من المخاطر التي نواجهها في أنشطة أخرى أو مهن نعتبرها آمنة وبما ان لدينا سيطرة حول مدى التعرض للإشعاع الذي نتلقاه في العمل يمكننا التحكم والتقليل من هذه المخاطر والنهج الأفضل هو الحفاظ على جرعة منخفضة بقدر محدود.

منقول