Strålingsskader

Ioniserende stråling skader vev på forskjellige måter, avhengig av type stråling, dose, grad og type ekstern eksponering. Symptomene kan være lokale (f.eks. brannskader) eller systemiske (f.eks. akutt strålesyke). Diagnosen er basert på historie med strålingseksponering og noen ganger på alfa-tellere eller Geiger-tellere. Behandling av stråleskader består av isolering og (hvis indisert) dekontaminering, men støttende behandling er vanligvis indisert. Ved intern forurensning med spesifikke radionuklider brukes absorpsjonshemmere eller chelateringsmidler. Prognose vurderes ved å måle lymfocytttallet i løpet av de første 24–72 timene.

Stråling er høyenergiske elektromagnetiske bølger (røntgenstråler, gammastråler) eller partikler (alfa-partikler, betapartikler, nøytroner) som sendes ut av radioaktive elementer eller kunstige kilder (som røntgenrør og strålebehandlingsutstyr).

Alfa-partikler er heliumkjerner som sendes ut av forskjellige radionuklider (f.eks. plutonium, radium, uran), og som ikke trenger dypere inn i huden enn 0,1 mm. Beta-partikler er høyenergielektroner som sendes ut av kjerner i ustabile atomer (spesielt ^137Cs, ^131I ). Disse partiklene kan trenge inn i huden til en større dybde (1-2 cm) og forårsake skade på epitelet og subepitellaget. Nøytroner er elektrisk nøytrale partikler som sendes ut av kjerner i noen radioaktive atomer og dannes som et resultat av kjernereaksjoner (f.eks. i reaktorer, lineære akseleratorer); de kan trenge dypt inn i vev (mer enn 2 cm), hvor kollisjoner med stabile atomer resulterer i utslipp av alfa- og betapartikler og gammastråling. Gamma- og røntgenstråling er høyenergisk elektromagnetisk stråling (dvs. fotoner) som kan trenge inn i menneskelig vev mange centimeter dypt.

På grunn av disse egenskapene utøver alfa- og betapartikler sin primære skadelige effekt når de radioaktive elementene som sender dem ut er inne i kroppen (intern forurensning) eller direkte på overflaten. Gammastråler og røntgenstråler kan forårsake skade over lang avstand fra kilden og er en typisk årsak til akutte strålingssyndromer (se den relevante delen).

Måleenheter. Følgende måleenheter skilles: røntgen, gray og sievert. Røntgen (R) er intensiteten av røntgen- eller gammastråling i luften. Gray (Gy) er mengden energi som absorberes av vev. Siden den biologiske skaden per Gray varierer avhengig av strålingstypen (den er høyere for nøytroner og alfapartikler), må dosen i Gray multipliseres med en kvalitetsfaktor, som er en annen enhet - sievert (Sv). Gray og Sievert har erstattet enhetene "rad" og "rem" (1 Gy = 100 rad; 1 Sv = 100 rem) i moderne nomenklatur og er praktisk talt likeverdige når de beskriver gamma- eller betastråling.

Strålingseksponering. Det finnes to hovedtyper strålingseksponering – forurensning og bestråling. I mange tilfeller har stråling begge effektene.

• Forurensning er når radioaktivt materiale kommer inn i kroppen og blir værende igjen, vanligvis i form av støv eller væske. Ekstern forurensning er på huden eller klærne, hvorfra det kan falle av eller bare gnis av, og forurense andre mennesker og omkringliggende gjenstander. Radioaktivt materiale kan også absorberes gjennom lungene, mage-tarmkanalen eller trenge inn gjennom huden (intern forurensning). Absorbert materiale transporteres til forskjellige steder i kroppen (f.eks. benmarg), hvor det fortsetter å avgi stråling til det fjernes eller til det brytes ned. Intern forurensning er vanskeligere å fjerne.
• Bestråling er effekten av penetrerende stråling, men ikke radioaktivt stoff (dvs. det er ingen forurensning). Som regel er denne effekten forårsaket av gamma- og røntgenstråling. Bestråling kan dekke hele kroppen med dannelse av systemiske symptomer og strålingssyndromer (se relevant avsnitt), eller en liten del av den (for eksempel under strålebehandling) med lokale manifestasjoner.

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

Patofysiologi av stråleskade

Ioniserende stråling skader mRNA, DNA og proteiner direkte eller gjennom dannelsen av svært reaktive frie radikaler. Høye doser ioniserende stråling forårsaker celledød, mens lavere doser svekker celleproliferasjon. Skade på andre cellulære komponenter resulterer i progressiv hypoplasi, atrofi og til slutt fibrose. Genetisk skade kan utløse ondartet transformasjon eller arvelige genetiske defekter.

Vev som normalt fornyer seg raskt og kontinuerlig er spesielt sårbare for ioniserende stråling. Lymfoide celler er mest følsomme for stråling, etterfulgt i synkende rekkefølge av kimceller, delende celler i benmargen, tarmepitelceller, epidermis, hepatocytter, epitel i lungenes alveoler og gallegangene, nyreepitelceller, endotelceller (pleura og peritoneum), nerveceller, beinceller, bindevevsceller og muskelceller.

Den nøyaktige dosen der toksisiteten starter, avhenger av dynamikken i bestrålingen, dvs. en enkelt rask dose på noen få Gray er mer ødeleggende enn samme dose gitt over uker eller måneder. Doseresponsen avhenger også av hvilket område av kroppen som bestråles. Alvorlighetsgraden av sykdommen er ubestridt, med dødelige tilfeller som forekommer ved helkroppsbestråling >4,5 Gy. Doser på titalls Gray kan imidlertid tolereres godt hvis bestrålingen spres over en lang periode og fokuseres på et lite område av kroppen (f.eks. kreftbehandling).

Barn er mer utsatt for strålingsskader på grunn av den høyere hastigheten på celleproliferasjon og det større antallet celledelinger.

Kilder til stråling

Mennesker blir konstant utsatt for naturlig stråling (bakgrunnsstråling). Bakgrunnsstrålingen inkluderer kosmisk stråling, hvorav det meste absorberes av atmosfæren. Dermed påvirker bakgrunnsstrålingen folk som bor i høyfjell eller flyr mer. Radioaktive elementer, spesielt radongass, finnes i mange bergarter eller mineraler. Disse elementene havner i forskjellige stoffer, inkludert mat og byggematerialer. Radoneksponering utgjør vanligvis 2/3 av den totale dosen av naturlig stråling.

Kilder til stråling

Symptomer på strålingsforgiftning

Manifestasjonene avhenger av om den ioniserende strålingen påvirker hele kroppen (akutt strålingssyndrom) eller bare en del av kroppen.

Flere forskjellige syndromer oppstår etter helkroppsbestråling. Disse syndromene har tre faser:

• prodromal fase (fra 0 til 2 dager etter bestråling) med generell svakhet, kvalme og oppkast;
• latent asymptomatisk fase (1–20 dager etter bestråling);
• den akutte fasen av sykdommen (2–60 dager etter bestråling).

Symptomer på strålingsforgiftning

Diagnose av strålingsskader

Etter akutt bestråling utføres laboratorietester, inkludert CBC, blodkjemi og urinanalyse. Blodtype, kompatibilitet og HLA-antigener bestemmes ved blodtransfusjoner eller, om nødvendig, stamcelletransplantasjon. Lymfocytttelling utføres 24, 48 og 72 timer etter bestråling for å vurdere den initiale stråledosen og prognosen. Kliniske blodprøver gjentas ukentlig. Dette er nødvendig for å overvåke benmargsaktiviteten og, om nødvendig, avhengig av det kliniske forløpet.

Diagnose av strålingsskader

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

Behandling av strålingsskader

Ioniserende eksponering kan være ledsaget av fysisk skade (f.eks. fra en eksplosjon eller fall); den ledsagende skaden kan være mer livstruende enn strålingseksponeringen og krever øyeblikkelig behandling. Behandling av alvorlig skade bør ikke utsettes til strålediagnostikk- og beskyttelsestjenester ankommer. Standard forholdsregler som rutinemessig brukes i traumebehandling er tilstrekkelige for å beskytte redningsmannskaper.

Behandling av strålingsskader

Prediksjon av strålingsskader

Uten medisinsk behandling er LD50 (dosen som forårsaker død hos 50 % av pasientene innen 60 dager) for helkroppsbestråling omtrent 4 Gy; >6 Gy er nesten alltid dødelig. Ved doser <6 Gy er overlevelse mulig omvendt proporsjonal med den totale dosen. Tiden til død er også omvendt proporsjonal med dosen (og dermed symptomene). Døden inntreffer innen timer til noen få dager for cerebralt syndrom og vanligvis innen 3–10 dager for gastrointestinalt syndrom. For hematologisk syndrom er død mulig innen 2–4 uker på grunn av sekundær infeksjon eller innen 3–6 uker på grunn av massiv blødning. Pasienter som har fått helkroppsbestrålingsdoser <2 Gy blir vanligvis helt friske innen en måned, selv om sene komplikasjoner (f.eks. kreft) er mulige.

Ved behandling er LD50 omtrent 6 Gy, i noen tilfeller overlevde pasientene etter bestråling med 10 Gy.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]