Deterministic effects of ionizing radiation

Under construction / Forgotten

This article was marked by its author as Under construction, but the last edit is older than 30 days. If you want to edit this page, please try to contact its author first (you fill find him in the history). Watch the discussion as well. If the author will not continue in work, remove the template {{Under construction}} and edit the page. Last update: Wednesday, 18 Jan 2023 at 12.24 am.

These are the biological effects of ionizing radiation , which are manifested after exceeding the so-called threshold dose . It is not the same for all organs, the susceptibility of cells to radiation damage is described by the term radiosensitivity . Other effects of ionizing radiation are called stochastic (causing cancer or hereditary genetic changes), for which there is no threshold dose, although their risk also increases progressively with the dose.

Characteristics of deterministic effects

Characteristic effects are threshold, certain and non-random. They arise after exposure to a threshold dose for a certain tissue. The dose-response curve has a sigmoidal shape, so the probability of developing an impairment increases significantly with increasing dose. Manifestations of damage arise shortly after receiving the threshold dose (so-called early effects). The exception is radiation cataract and chronic radiodermatitis, which develop after a repeated dose of radiation. Most sensitive to ionizing radiation are stem cells , lymphatic tissue , bone marrow , intestinal epithelium and male genital epithelium.

Clinical correlates

Diseases related to the deterministic effects of ionizing radiation include acute radiation syndrome, radiation dermatitis, radiation cataracts, fertility disorders, and damage to the embryo and fetus.

Acute radiation syndrome (radiation sickness)

International symbol for radioactivity

It occurs after whole-body, one-time irradiation with a dose of more than 1 Gy ( x- ray , gamma, neutron). The clinical picture manifests itself in four stages:

1. the stage of early prodromal symptoms – the result of the activation of regulatory mechanisms (autonomic system), the main symptom is vomiting , then loss of appetite, nausea , salivation , diarrhea , apathy , sweating, headache , hypotension ;
2. asymptomatic stage – clinical symptoms subside;
3. stage of disease manifestation (critical stage);
4. stage of recovery .

In general, the higher the dose, the faster the phases change (except for the recovery phase, which is prolonged in case of survival).

Forms of radiation sickness

• Mild form of radiation sickness

A mild form occurs after a dose of 1–2 Gy . Prodromes in 3 hours or later, latency period lasts 20-30 days . There is general fatigue, weakness, recovery takes several weeks. There is a decrease in leukocytes and platelets in the peripheral blood

• Hematological (medullary) form

The medullary form occurs after a dose of 2–6 Gy . There is a significant decrease in blood cell precursors. Its course is moderate to severe. Early prodromes (1–3 h after exposure). Latency is between 7-28 days . Severe lymphopenia , significant granulocytopenia and thrombocytopenia occur . The critical stage comes when high fever, infection, sepsis or bleeding occur. Radiation pneumonitis may even develop.

• git form

The GIT form occurs after a dose of 6–10 Gy or more . Its course is very severe and even fatal. Necrosis of the cells of the intestinal lining occurs. Early symptoms appear within 30 minutes after exposure ( vomiting , severe diarrhea , altered consciousness ). Very severe lymphopenia occurs. The critical stage is manifested by high fevers, severe diarrhea, bleeding manifestations, vomiting , hematemesis , disruption of the internal environment, dizziness, hypotension .

• Neuropsychic form

The neuropsychic form occurs after doses of 30–50 Gy . Its course is fatal, early symptoms within 10 minutes, no symptom-free period. Brain edema , heart failure dominates . Death comes within hours.

Investigative methods

A blood count is taken, where first the lymphocytes decrease (1-2 Gy - decrease by 50% in 48 h). Neutrophils initially rise, then fall. Cytogenetic analysis of chromosomal aberrations in blood lymphocytes.

Treatment

• Mild forms - we monitor, symptomatic treatment.
• More severe forms – prophylaxis – ATB , antifungals , antivirals .

Neuropsychic form – palliative treatment .

Iron

Radiation dermatitis

Acute radiation dermatitis

After one-time local (and whole-body) irradiation, or contamination of the skin with beta emitters. The dose size is about 3–9 Gy . The most sensitive is the skin on the front of the neck, in the elbow and popliteal fossa.

Klinický obraz náhled|250px|Ruce postiženého rentgenologa (začátek 20.století)

Objevuje se přechodný časný erytém – po lokálním ozáření vzniká vlivem uvolnění histaminu otok kůže (po dávkách 3–80 Gy).

1. radiační dermatitis I. stupně (erytematózní) – dávky 3–10 Gy
   • erytém – zánětlivý exsudát v koriu, přechodné vypadávání vlasů a ochlupení (nad 6 Gy je epilace trvalá).
2. radiační dermatitis II. stupně (deskvamativní) – po 12–25 Gy
   • vzniká časný erytém, po 2–3 týdnech latence se objeví puchýře, přidá se obvykle infekce, začne mokvání;
   • během následujících týdnů se pokožka obnovuje.
3. radiační dermatitis III. stupně (nekrotická forma) – dávky nad 30 Gy, postihují hlubší vrstvy
   • vznikají cévní změny, nekrózy, vředy, dlouho se hojí, nová kůže je atrofická.

Léčba je v rukou profesionální dermatologie a plastické chirurgie (popáleninová klinika Vinohrady)

Chronická radiační dermatitida

Vzniká po opakovaných zevních expozicích, kdy celková lokální dávka dosáhne 30–50 Gy. Dříve to bylo časté u rentgenologů na rukou.

Klinický obraz

1. forma atrofická – kůže suchá, tenká, hladká, bez ochlupení, četné teleangiektázie, nehty lomivé.
2. forma hypertrofická – kůže hyperpigmentovaná, zhrubělá, ložiska hyperkeratózy (mohou z nich vznikat nádory – hlavně spinaliom).

Další postižení

• Radiační katarakta

Vzniká po jednorázové expozici dávkou 1,5–2 Gy, doba latence je min. 6 měsíců. Klinicky závažný zákal se vyvíjí několik let nebo po opakované expozice oka. Typicky přítomny tečkovité nebo síťovité opacity na zadním pólu čočky.

• Poruchy fertility

Muži jsou k záření vnímavější – přechodná oligospermie už po dávkách 0,1–0,3 Gy. Dávka nad 3 Gy může vést už k trvalé aspermii a pokles nastává až po 6–8 týdnech po expozici. Diagnostika spočívá ve vyšetření spermiogramu. U žen stoupá vnímavost věkem, dávky nad 3 Gy způsobí sterilitu, vzniká pak předčasné klimakterium.

• Účinky v těhotenství

Ozáření v období prvních dvou týdnů vede k časnému abortu nebo naopak dítě přežije a je zcela zdravé (buď všechno nebo nic). 4.–8. týden je období organogeneze, kdy mohou vznikat malformace (kritická dávka je 50mGy). 8.–15. týden je vyhrazen pro zrání CNS. V tomto období dochází po ozáření ke snížení inteligence, mentální retardaci (prahová dávka je 120–200 mSv).

Iron

Odkazy

Související články

• Stochastické účinky ionizujícího záření
• Nemoc z ozáření
• Ionizující záření
• Neopioidní analgetika

Reference

Kategorie:Pracovní lékařství Kategorie:Patologie Kategorie:Nukleární medicína Kategorie:Jaderná a atomová fyzika Kategorie:Hygiena