Säteilyvauriot

Ionisoiva säteily vaurioittaa kudoksia eri tavoin säteilyn tyypistä, annoksesta, voimakkuudesta ja ulkoisen altistuksen tyypistä riippuen. Oireet voivat olla paikallisia (esim. palovammat) tai systeemisiä (esim. akuutti säteilysairaus). Diagnoosi perustuu säteilyaltistuksen historiaan ja joskus alfa- tai Geiger-laskimiin. Säteilyvamman hoito koostuu eristämisestä ja (jos aiheellista) puhdistuksesta, mutta yleensä tarvitaan myös tukihoitoa. Tiettyjen radionuklidien aiheuttaman sisäisen kontaminaation tapauksissa käytetään absorptio-estäjiä tai kelaatinmuodostajia. Ennuste arvioidaan mittaamalla lymfosyyttien määrä ensimmäisten 24–72 tunnin aikana.

Säteily on radioaktiivisten alkuaineiden tai keinotekoisten lähteiden (kuten röntgenputkien ja sädehoitolaitteiden) lähettämiä korkeaenergisiä sähkömagneettisia aaltoja (röntgen, gammasäteet) tai hiukkasia (alfa-hiukkaset, beeta-hiukkaset, neutronit).

Alfahiukkaset ovat erilaisten radionuklidien (esim. plutoniumin, radiumin, uraanin) lähettämiä heliumytimiä, jotka eivät tunkeudu ihoon syvemmälle kuin 0,1 mm. Beetahiukkaset ovat epästabiilien atomien ytimien (erityisesti 137Cs, 131I) lähettämiä korkeaenergisiä elektroneja ^. Nämä ^hiukkaset voivat tunkeutua ihoon syvemmälle (1–2 cm) ja aiheuttaa vaurioita epiteelille ja sen alaiselle kerrokselle. Neutronit ovat sähköisesti neutraaleja hiukkasia, joita joidenkin radioaktiivisten atomien ytimet lähettävät ja jotka muodostuvat ydinreaktioiden seurauksena (esim. reaktoreissa, lineaarikiihdyttimissä); ne voivat tunkeutua syvälle kudoksiin (yli 2 cm), missä niiden törmäykset stabiilien atomien kanssa johtavat alfa- ja beetahiukkasten sekä gammasäteilyn emissioon. Gamma- ja röntgensäteily ovat korkeaenergistä sähkömagneettista säteilyä (eli fotoneja), joka voi tunkeutua ihmiskudokseen useiden senttimetrien syvyyteen.

Näiden ominaisuuksien vuoksi alfa- ja beetahiukkaset aiheuttavat ensisijaisen vahingoittavan vaikutuksensa silloin, kun niitä lähettävät radioaktiiviset alkuaineet ovat kehon sisällä (sisäinen kontaminaatio) tai suoraan sen pinnalla. Gammasäteet ja röntgensäteet voivat aiheuttaa vahinkoa suurella etäisyydellä lähteestään ja ovat tyypillinen akuuttien säteilyoireyhtymien aiheuttaja (katso asiaankuuluva osio).

Mittayksiköt. Seuraavat mittayksiköt erotetaan toisistaan: röntgen, gray ja sievert. Röntgen (R) on röntgen- tai gammasäteilyn intensiteetti ilmassa. Gray (Gy) on kudoksen absorboiman energian määrä. Koska biologinen vaurio grayta kohden vaihtelee säteilyn tyypin mukaan (se on suurempi neutroneilla ja alfahiukkasilla), gray-annos on kerrottava laatukertoimella, joka on toinen yksikkö - sievert (Sv). Gray ja sievert ovat korvanneet yksiköt "rad" ja "rem" (1 Gy = 100 rad; 1 Sv = 100 rem) nykyaikaisessa nimikkeistössä ja ovat käytännössä samanarvoisia gamma- tai beetasäteilyä kuvattaessa.

Säteilyaltistus. Säteilyaltistusta on kahdenlaisia: kontaminaatio ja säteily. Monissa tapauksissa säteilyllä on molempia vaikutuksia.

• Kontaminaatio on radioaktiivisen aineen pääsyä kehoon ja sen pidättymistä, yleensä pölyssä tai nesteessä. Ulkoinen kontaminaatio on iholla tai vaatteissa, joista se voi pudota tai yksinkertaisesti hankautua pois ja saastuttaa muita ihmisiä ja ympäröiviä esineitä. Radioaktiivista ainetta voi myös imeytyä keuhkojen, ruoansulatuskanavan kautta tai tunkeutua ihon läpi (sisäinen kontaminaatio). Imeytynyt aine kulkeutuu kehon eri paikkoihin (esim. luuytimeen), josta se jatkaa säteilyn lähettämistä, kunnes se poistetaan tai kunnes se hajoaa. Sisäistä kontaminaatiota on vaikeampi poistaa.
• Säteilytys on läpäisevän säteilyn vaikutusta, mutta ei radioaktiivisen aineen vaikutusta (eli kontaminaatiota ei tapahdu). Yleensä tämän vaikutuksen aiheuttavat gamma- ja röntgensäteily. Säteilytys voi vaikuttaa koko kehoon aiheuttaen systeemisiä oireita ja säteilyoireyhtymiä (ks. asiaankuuluva osio) tai vain pieneen osaan siitä (esimerkiksi sädehoidon aikana) paikallisin ilmenemismuodoin.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Säteilyvaurion patofysiologia

Ionisoiva säteily vahingoittaa mRNA:ta, DNA:ta ja proteiineja suoraan tai muodostamalla erittäin reaktiivisia vapaita radikaaleja. Suuret ionisoivan säteilyn annokset aiheuttavat solukuolemaa, kun taas pienemmät annokset heikentävät solujen lisääntymistä. Muiden solukomponenttien vaurioituminen johtaa etenevään hypoplasiaan, surkastumiseen ja lopulta fibroosiin. Geneettinen vaurio voi laukaista pahanlaatuisen muutoksen tai perinnöllisiä geneettisiä vikoja.

Kudokset, jotka normaalisti uusiutuvat nopeasti ja jatkuvasti, ovat erityisen alttiita ionisoivalle säteilylle. Imusolut ovat herkimpiä säteilylle, ja niitä seuraavat laskevassa järjestyksessä sukusolut, luuytimen jakautuvat solut, suoliston epiteelisolut, epidermis, maksasolut, keuhkojen ja sappitiehyiden alveolien epiteeli, munuaisten epiteelisolut, endoteelisolut (pleura ja vatsakalvo), hermosolut, luusolut, sidekudossolut ja lihassolut.

Tarkka annos, jolla myrkyllisyys alkaa, riippuu säteilytyksen dynamiikasta, eli muutaman Grayn yksikön nopea yksittäinen annos on tuhoisampi kuin sama annos viikkojen tai kuukausien aikana. Annosvaste riippuu myös säteilytetyn kehon alueesta. Taudin vakavuus on kiistaton, ja kuolemaan johtaneita tapauksia esiintyy yli 4,5 Gy:n koko kehon säteilytyksessä. Kymmenien Grayn yksiköiden annokset voivat kuitenkin olla hyvin siedettyjä, jos säteilytys leviää pitkälle ajanjaksolle ja keskittyy pienelle kehon alueelle (esim. syöpähoidoissa).

Lapset ovat alttiimpia säteilyvaurioille johtuen korkeammasta solujen lisääntymisnopeudesta ja suuremmasta solujen jakautumismäärästä.

Säteilylähteet

Ihmiset altistuvat jatkuvasti luonnonsäteilylle (taustasäteilylle). Taustasäteilyyn kuuluu kosminen säteily, josta suurin osa absorboituu ilmakehään. Näin ollen taustasäteily vaikuttaa enemmän korkeilla vuorilla asuviin tai lentokoneella lentäviin ihmisiin. Radioaktiivisia alkuaineita, erityisesti radonkaasua, löytyy monista kivistä tai mineraaleista. Näitä alkuaineita päätyy erilaisiin aineisiin, kuten elintarvikkeisiin ja rakennusmateriaaleihin. Radonaltistus muodostaa yleensä 2/3 luonnonsäteilyn kokonaisannoksesta.

Säteilylähteet

Säteilymyrkytyksen oireet

Oireet riippuvat siitä, vaikuttaako ionisoiva säteily koko kehoon (akuutti säteilyoireyhtymä) vai vain osaan kehosta.

Koko kehon sädehoidon jälkeen esiintyy useita erilaisia oireyhtymiä. Näillä oireyhtymillä on kolme vaihetta:

• prodromaalinen vaihe (0–2 päivää sädehoidon jälkeen), johon liittyy yleinen heikkous, pahoinvointi ja oksentelu;
• piilevä oireeton vaihe (1-20 päivää säteilytyksen jälkeen);
• taudin akuutti vaihe (2–60 päivää sädehoidon jälkeen).

Säteilymyrkytyksen oireet

Säteilyvaurioiden diagnosointi

Akuutin sädehoidon jälkeen tehdään laboratoriokokeita, kuten täydellinen verenkuva, veren kemia ja virtsakoe. Veriryhmä, yhteensopivuus ja HLA-antigeenit määritetään verensiirtojen tai tarvittaessa kantasolusiirron yhteydessä. Lymfosyyttien määrä mitataan 24, 48 ja 72 tuntia sädehoidon jälkeen alkuperäisen säteilyannoksen ja ennusteen arvioimiseksi. Kliiniset verikokeet toistetaan viikoittain. Tämä on tarpeen luuytimen toiminnan seuraamiseksi ja tarvittaessa kliinisen kulun mukaan.

Säteilyvaurioiden diagnosointi

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Säteilyvaurioiden hoito

Ionisoivaan altistukseen voi liittyä fyysinen vamma (esim. räjähdyksen tai kaatumisen seurauksena); siihen liittyvä vamma voi olla hengenvaarallisempi kuin itse säteilyaltistus ja vaatii välitöntä hoitoa. Vakavan vamman hoitoa ei pidä viivyttää säteilydiagnostiikka- ja suojauspalvelujen saapumiseen asti. Traumahoidossa rutiininomaisesti käytettävät tavanomaiset varotoimet riittävät pelastajien suojaamiseksi.

Säteilyvaurioiden hoito

Säteilyvahinkojen ennustaminen

Ilman lääkärinhoitoa koko kehon sädehoidon LD50 (annos, joka aiheuttaa kuoleman 50 %:lla potilaista 60 päivän kuluessa) on noin 4 Gy; >6 Gy on lähes aina kuolemaan johtava. Alle 6 Gy:n annoksilla eloonjääminen on mahdollista kääntäen verrannollisena kokonaisannokseen. Kuolemaan kuluva aika on myös kääntäen verrannollinen annokseen (ja siten oireisiin). Kuolema tapahtuu tunneista muutamaan päivään aivo-oireyhtymässä ja yleensä 3–10 päivän kuluessa gastrointestinaalisessa oireyhtymässä. Hematologisessa oireyhtymässä kuolema on mahdollinen 2–4 viikon kuluessa sekundaarisen infektion vuoksi tai 3–6 viikon kuluessa massiivisen verenvuodon vuoksi. Potilaat, jotka ovat saaneet alle 2 Gy:n koko kehon sädehoitoannoksia, toipuvat yleensä täysin kuukauden kuluessa, vaikka myöhäiset komplikaatiot (esim. syöpä) ovat mahdollisia.

Hoidossa LD50 on noin 6 Gy, ja joissakin tapauksissa potilaat selvisivät 10 Gy:n sädehoidon jälkeen.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]