1. 1
Βαρβούνη Εμμανουέλα
Γιωβάνη Χριστίνα
Εφαρμογές της ραδιενέργειας στην ιατρική και επιπτώσεις της στον άνθρωπο.
Ραδιενέργεια είναι το φαινόμενο της εκπομπής σωματιδίων ή
ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τους
πυρήνες ορισμένων χημικών στοιχείων, που
γι' αυτό το λόγο ονομάζονται ραδιενεργά. Από
τα περίπου 2500 νουκλίδια που είναι γνωστά
στην επιστήμη, λιγότερα από 300 είναι
ραδιενεργά. Η ραδιενέργεια έχει πολλές
εφαρμογές σε διάφορους τομείς, όπως είναι η
ιατρική.
Εφαρμογές ραδιενέργειας στην ιατρική.
Σπινθηρογράφημα είναι μία
διαγνωστική εξέταση που γίνεται στο
εργαστήριο της Πυρηνικής Ιατρικής. Ένα ειδικό
ραδιενεργό φάρμακο χορηγείται ενδοφλέβια.
Το φάρμακο αυτό διαφέρει ανάλογα με το
όργανο για το οποίο γίνεται η εξέταση. Στη συνέχεια, μία ειδική κάμερα τοποθετείται
πίσω από το σώμα, στην περιοχή όπου
βρίσκεται το υπό εξέταση όργανο. Η κάμερα
αυτή λαμβάνει σήματα από την παρουσία του
ραδιενεργού φαρμάκου. Μέσω ενός
υπολογιστή, γίνεται η κατάλληλη επεξεργασία,
ώστε να βγει το αποτέλεσμα της εξέτασης. Το
σπινθηρογράφημα μπορεί να χρειαστεί να το
κάνετε είτε ως εξωτερικός ασθενής είτε στο
πλαίσιο κάποιας νοσηλείας στο νοσοκομείο. Ο
γιατρός θα σας εξηγήσει τη διαδικασία και θα
σας δώσει την ευκαιρία να του υποβάλετε
ερωτήσεις σχετικά με την εξέταση.
Η διαδικασία που θα ακολουθήσει είναι:
1. Θα σας δοθούν οδηγίες για τη λήψη τροφής και υγρών πριν από την εξέταση. Οι
οδηγίες διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο του σπινθηρογραφήματος.
2. Θα τοποθετηθεί ένας φλεβοκαθετήρας στο χέρι σας από τον οποίο θα χορηγηθεί
το ραδιοφάρμακο.
3. Για κάποια ώρα, θα περιμένετε σε μία ειδική αίθουσα αναμονής, μέχρι να
κατανεμηθεί το ραδιοφάρμακο στον οργανισμό σας.
4. Στη συνέχεια, θα σας ζητηθεί να ξαπλώσετε ύπτια πάνω σε ένα ειδικό τραπέζι,
στο οποίο βρίσκεται η ειδική κάμερα.
5. Η διαδικασία δεν προκαλεί καθόλου πόνο.
6. Θα πρέπει να παραμείνετε ακίνητος για όση ώρα σας υποδείξει ο γιατρός σας.
7. Μετά το τέλος της εξέτασης, μπορείτε να ντυθείτε και να αποχωρήσετε από το
εργαστήριο.
Ραδιοχρονολόγηση είναι η μέθοδος προσδιορισμού της ηλικίας πετρωμάτων
και υλικών με βάση το φαινόμενο της ραδιενέργειας. Το 1901 η Μαρία Κιουρί
πρότεινε να χρησιμοποιηθούν οι ραδιενεργές μετατροπές για τον έλεγχο της ηλικίας
Σπινθηρογράφημα καρδιάς.
2. 2
των γεωλογικών σχηματισμών. Ο νόμος των ραδιενεργών διασπάσεων, σύμφωνα με
τον οποίο υπάρχει σταθερή μια δυναμική ισορροπία ανάμεσα στους πυρήνες που
διασπώνται και στους πυρήνες που παράγονται, αποτελεί τη βάση για τη
ραδιοχρονολόγηση. Μέχρι 70.000 χρόνια από σήμερα χρησιμοποιείται συνήθως η
ραδιενεργή διάσπαση του άνθρακα 14 (14
C), αν φυσικά τα αντικείμενα που
επιθυμούμε να προσδιορίσουμε την ηλικία τους περιέχουν άνθρακα. Η πιο δύσκολη
ηλικία είναι από 70.000 μέχρι 3.000.000 χρόνια από σήμερα, όπου η μέθοδος με 14
C
δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Στις περιπτώσεις αυτές υπάρχει μια μέθοδος που
χρησιμοποιεί τη διάσπαση καλίου - αργού.
Η μέθοδος που στηρίζεται στη ραδιενεργή διάσπαση του φυσικού ουρανίου
(238
U), μπορεί να προσδιορίσει ηλικίες μέχρι 1.000.000.000 χρόνια από σήμερα, με
την προϋπόθεση βέβαια ότι το προς χρονολόγηση αντικείμενο περιέχει ουράνιο. Για
το σκοπό αυτό μετρούμε την περιεκτικότητα του αντικειμένου σε ουράνιο και σε
μόλυβδο (τελικό σταθερό προϊόντων διαδοχικών διασπάσεων του ουρανίου). Με την
πάροδο του χρόνου μέσα στο αντικείμενο συσσωρεύεται διαρκώς και μεγαλύτερη
ποσότητα μολύβδου με βάση το νόμο της μεταστοιχείωσης. Δεχόμαστε όμως ότι
όλος ο μόλυβδος που περιέχεται στο αντικείμενο προέρχεται αποκλειστικά και μόνο
από τη διάσπαση του ουρανίου. Η παραδοχή αυτή δείχνει ότι η χρονολόγηση γίνεται
κατά προσέγγιση.
Ακτινογραφία είναι ακτινολογική μέθοδος εξέτασης. Χρησιμοποιείται βασικά
για διαγνωστικούς σκοπούς και μπορεί, θεωρητικά, να απεικονίσει οποιοδήποτε
μέρος του σώματος. Είναι ουσιαστικά μια φωτογράφιση μιας περιοχής του
ανθρωπίνου σώματος που δίνει ιατρικές πληροφορίες λόγω χρήσης της ακτινοβολίας
Χ.
Η αρχή της λήψης ακτινογραφιών βασίζεται στο γεγονός ότι οι ακτίνες Χ
διαπερνούν σε ποικίλο βαθμό τα μαλακά
μόρια του σώματος και τον αέρα, ενώ αντίθετα
η πορεία τους διακόπτεται στα συμπαγή
μόρια. Το σημείο του σώματος που
προορίζεται να αποτυπωθεί στην
ακτινογραφία τοποθετείται μπροστά στο
ακτινολογικό φιλμ και μια πηγή ακτίνων Χ,
αφού επικεντρώσει κατάλληλα, το ακτινοβολεί
(σε διαφορετική απόσταση και για διαφορετική
χρονική διάρκεια ανάλογα με την εξέταση). Η
εικόνα που λαμβάνεται στο φιλμ, εκτυπώνεται και είναι ασπρόμαυρη και διαφανής. Ο
αέρας απεικονίζεται μαύρος ( αυτό αποκαλείται διαύγαση ) και τα συμπαγή μόρια,
άσπρα ( σκίαση ή πύκνωση ).
Επίδραση ακτινοβολίας. Η ιονίζουσα ακτινοβολία η οποία εκπέμπεται από τα
ραδιενεργά ισότοπα διαπερνά τον ανθρώπινο οργανισμό και επιδρά στους ιστούς και
στα όργανά του. Πρακτικά, μεταφέρει ενέργεια στα κύτταρα και προκαλεί ιονισμό των
ατόμων. Οι συνέπειες από την έκθεση στην ιονίζουσα ακτινοβολία στη φυσιολογία
των οργανισμών έχουν μελετηθεί εκτενώς καθ’ όλη τη διάρκεια του περασμένου
αιώνα. Ιδιαίτερα καλά έχει μελετηθεί η επίπτωση της ιονίζουσας ακτινοβολίας στο
γενετικό υλικό. Γνωρίζουμε ότι αυτή διασπά το DNA και ότι το κύτταρο
ανταποκρίνεται στην προκαλούμενη βλάβη. Ειδικότερα, αν η βλάβη είναι μικρής
έκτασης, ή ακόμη αν ο ρυθμός καταστροφής του DNA είναι μικρός ( όπως συμβαίνει
σε περιπτώσεις μικρών συνεχών δόσεων ακτινοβολίας ), το κύτταρο θέτει σε
λειτουργία τους μηχανισμούς επιδιόρθωσης που διαθέτει και πετυχαίνει να
3. 3
αποκαταστήσει τη βλάβη. Όταν όμως η δόση είναι ισχυρή και οι βλάβες που έχουν
προκληθεί μεγάλες, το κύτταρο πεθαίνει είτε άμεσα είτε αφού διαιρεθεί μερικές φορές.
Ο θάνατος ορισμένων κυττάρων δεν είναι απαραίτητα καταστρεπτικός για τον
οργανισμό. Εξάλλου ο κυτταρικός θάνατος αποτελεί μέρος των φυσιολογικών
διεργασιών που διασφαλίζουν την ομοιόσταση ενός οργανισμού. Όταν όμως ο
οργανισμός έχει δεχθεί υψηλές δόσεις ακτινοβολίας και ο αριθμός των κυττάρων που
θα οδηγηθεί στον θάνατο είναι μεγάλος, είναι δυνατόν να υπάρξει πλημμελής
λειτουργία των οργάνων. Σε μια τέτοια περίπτωση, οι κυτταρικοί τύποι που
πολλαπλασιάζονται με γρήγορους ρυθμούς είναι αυτοί που πλήττονται περισσότερο.
Έτσι το δέρμα, τα αιμοποιητικά κύτταρα του μυελού των οστών και τα επιθηλιακά
κύτταρα του γαστρεντερικού συστήματος ( τα κύτταρα που επιστρώνουν το
εσωτερικό του στομάχου και των εντέρων ) είναι τα πρώτα θύματα της ιονίζουσας
ακτινοβολίας.
Συμπτώματα έκθεσης σε ακτινοβολία.
1. Ναυτία και εμετός.
Τα πρώτα συμπτώματα του «Συνδρόμου οξείας ακτινοβόλησης» (Acute
Radiation Syndrome – ARS) είναι ναυτία και αποπροσανατολισμός. Εάν ο ασθενής
αρχίσει να κάνει εμετό εντός της πρώτης ώρας από την έκθεση, αυτό σημαίνει ότι έχει
εκτεθεί σε μεγάλη δόση ακτινοβολίας και το πιθανότερο είναι να πεθάνει αν δεν του
παρέχουν ιατρική περίθαλψη.
2. Μώλωπες και ανικανότητα θεράπευσης πληγών.
Η ακτινοβολία εξαντλεί τους
αιμοπεταλιακούς θρόμβους στο αίμα, κάτι που
οδηγεί σε μώλωπες και πληγές που δεν θα
θεραπευτούν. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό
εμφανίζεται ως μελανιές που προκαλούνται
από αιμορραγία κάτω από το δέρμα.
3. Αιμορραγία από το στόμα, τη μύτη και το
παχύ έντερο.
Επίσης λόγω της ανικανότητας του
σώματος να πήξει το αίμα, ο ασθενής μπορεί
να έχει αιμορραγία από τη μύτη, το στόμα και
το παχύ έντερο.
4. Διάρροια και εμετός με αίμα.
Παρόμοια συμπτώματα με τα παραπάνω, αλλά από διαφορετική αιτία, είναι η
διάρροια με αίμα και ο εμετός. Η ακτινοβολία εξαντλεί τα κύτταρα του εντερικού
τοιχώματος και του στομάχου. Αυτό ενοχλεί το στομάχι και τα έντερα, οδηγώντας σε
διάρροια και εμετό με αίμα.
5. Εγκαύματα από ραδιενέργεια.
Κλινικά γνωστό ως «Δερματικό σύνδρομο ακτινοβολίας» (cutaneous radiation
syndrome – CRS), το πρώτο σύμπτωμα είναι η φαγούρα. Το εκτεθειμένο δέρμα
μπορεί έπειτα να γίνει κόκκινο, να βγάλει φουσκάλες, να δημιουργήσει ανοικτές
πληγές και να ξεφλουδίσει.
6. Απώλεια μαλλιών.
Η ακτινοβολία καταστρέφει τους θύλακες της τρίχας, η οποία μπορεί να
οδηγήσει σε ταχύτατη απώλεια μαλλιών.
7. Πονοκέφαλοι, αδιαθεσία και κούραση.
4. 4
Λευχαιμία είναι ένας τύπος καρκίνου του αίματος
που χαρακτηρίζεται από μη φυσιολογική ανάπτυξη
λευκών αιμοσφαιρίων.
Λόγω της αναιμίας από την απώλεια κυττάρων αίματος, μπορεί να
παρουσιαστεί αδυναμία και τάση λιποθυμίας. Επίσης, οδηγεί στην υπόταση ή σε
εξαιρετικά χαμηλή πίεση.
8. Στοματικές πληγές.
Έλκη μέσα και γύρω από το στόμα, επέκταση των πληγών κατά μήκος του
οισοφάγου και της πεπτικής οδού.
9. Κρίσεις και σπασμοί.
Η έντονη και παρατεταμένη έκθεση στην
ακτινοβολία μπορεί να εξασθενίσει το
κεντρικό νευρικό σύστημα. Αυτό μπορεί να
οδηγήσει σε μια γενική έλλειψη ελέγχου των
μυών και σε κρίσεις.
10. Πυρετός και μολύνσεις.
Αυτό που τελικά θα σκοτώσει κάποιον
που πάσχει από έκθεση σε ακτινοβολία. Η
ακτινοβολία καταστρέφει το μυελό των οστών
και τα λευκά αιμοσφαίρια, γεγονός που
οδηγεί σε αυξημένο κίνδυνο βακτηριακών,
ιϊκών και μυκητιακών μολύνσεων.
Σε τί οφείλονται τα συμπτώματα.
Αυτή η μεγαλύτερη ευαισθησία των ταχέως πολλαπλασιαζόμενων κυττάρων
στην ιονίζουσα ακτινοβολία εξηγεί και το είδος
των συμπτωμάτων που εμφανίζονται πρώτα
ύστερα από έκθεση σε ραδιενέργεια: ναυτία
και εμετοί, που ακολουθούνται από διάρροιες,
πυρετό και πονοκεφάλους. Εκτεταμένος
κυτταρικός θάνατος ύστερα από ισχυρή δόση
ακτινοβολίας οδηγεί σε πολυοργανική
ανεπάρκεια και θάνατο του οργανισμού. Το
φαινόμενο περιγράφεται με τον όρο
«ντετερμινιστικά αποτελέσματα» (deterministic
effects), και ήταν αυτά που ευθύνονταν για
τους πρώτους θανάτους που υπήρξαν στο
Τσερνόμπιλ και αφορούσαν κυρίως το
προσωπικό του εργοστασίου ( 24 άτομα τα οποία πέθαναν μέσα στους επόμενους
τέσσερις μήνες από το ατύχημα ). Ένα άλλο χαρακτηριστικό ντετερμινιστικό
αποτέλεσμα είναι η ανάπτυξη καταρράκτη μεταξύ των ατόμων που δέχθηκαν μεγάλες
δόσεις ακτινοβολίας.
Μακροπρόθεσμες επιπτώσεις
Χαμηλότερες δόσεις ακτινοβολίας δεν προκαλούν αυτά τα έντονα πρώιμα
συμπτώματα, καθώς οι κυτταρικοί επιδιορθωτικοί μηχανισμοί προλαβαίνουν να
αποκαταστήσουν τις προκαλούμενες βλάβες. Ωστόσο οι επιδιορθωτικοί μηχανισμοί
δεν είναι τέλειοι. Έτσι ορισμένες βλάβες παραμένουν ή επιδιορθώνονται πλημμελώς
και το κύτταρο υφίσταται τις συνέπειες. Σε πολλές περιπτώσεις το κύτταρο γίνεται
καρκινικό (όχι άμεσα, αλλά ακόμη και μετά το πέρας πολλών ετών), ενώ αν η βλάβη
συμβεί στα γαμετικά κύτταρα ( ωάρια, σπερματοζωάρια ) μεταφέρεται και στις
επόμενες γενιές. Με άλλα λόγια οι επιπτώσεις της έκθεσης σε ραδιενέργεια συχνά
διαπιστώνονται όχι μόνο στα άτομα που εκτέθηκαν σε αυτήν αλλά και στους
5. 5
απογόνους τους. Φαινόμενα όπως η ανάπτυξη καρκίνου ή η εμφάνιση
κληρονομήσιμων ανωμαλιών ονομάζονται στοχαστικά αποτελέσματα και η
συχνότητα εμφάνισής τους (όχι η δριμύτητά τους) εξαρτάται από τη δόση της
ακτινοβολίας που τα προκάλεσε. Καθώς τα στοχαστικά αποτελέσματα δεν
προκαλούνται μόνο από τη ραδιενέργεια και μπορεί να συμβούν πολλά χρόνια μετά
την έκθεση σε αυτήν, οι ερευνητές συχνά δυσκολεύονται να τα αποδώσουν σε
συγκεκριμένα αίτια.
Αφού λοιπόν οι επιπτώσεις στην υγεία των χαμηλών δόσεων ακτινοβολίας δεν
μπορούν να μετρηθούν απευθείας, οι ερευνητές εξάγουν συμπεράσματα από τα
μετρήσιμα αποτελέσματα των υψηλών δόσεων. Λειτουργούν δε με την αποδοχή ότι
δεν υπάρχει δόση ιονίζουσας ακτινοβολίας χωρίς δυνητικά βλαβερές συνέπειες για
τον οργανισμό και ότι η συχνότητα των στοχαστικών αποτελεσμάτων σε χαμηλές
δόσεις είναι αναλογική αυτών που προκαλούνται από τις ισχυρές δόσεις. Μετά το
ατύχημα στο Τσερνόμπιλ, το Baylor College of Medicine στο Χιούστον των ΗΠΑ, σε
συνεργασία με ένα πλήθος επιστημόνων από όλον τον κόσμο, μελέτησε τα
αποτελέσματα της έκθεσης σε χαμηλές δόσεις ιονίζουσας ακτινοβολία σε
πληθυσμούς από την Ουκρανία, τη Λευκορωσία και τη Ρωσία. Είκοσι χρόνια μετά το
ατύχημα οι επιστήμονες ανακοίνωσαν τα αποτελέσματα των μελετών τους σε ένα
συνέδριο που διοργανώθηκε για τον σκοπό αυτόν. Αν και οι ερευνητές περιόρισαν τις
μελέτες τους σε συγκεκριμένους πληθυσμούς κοντά στο Τσερνόμπιλ, αξίζει να
σημειωθεί ότι στο κείμενο των συμπερασμάτων αναφέρεται πως λίγες ώρες μετά το
ατύχημα αυξημένα επίπεδα ραδιενέργειας παρατηρήθηκαν στην Πολωνία, στη Δανία,
στη Σουηδία, στην Ελλάδα, στη Φινλανδία, στη Νορβηγία, στη Μεγάλη Βρετανία και
στη Γερμανία.
Μεταλλάξεις.
Στη Βιολογία με τον όρο μετάλλαξη ή μεταλλαγή (mutation), χαρακτηρίζεται
οποιαδήποτε μεταβολή που μπορεί να συμβεί στο γενετικό υλικό ενός οργανισμού.
Στους πολυκύτταρους ευκαρυωτικούς
οργανισμούς, αν η μεταβολή προσβάλλει
κύτταρα γαμετών, χαρακτηρίζεται γενετική
μεταλλαγή και μπορεί να κληρονομηθεί.
Αντίθετα, αν προσβληθούν σωματικά
κύτταρα (μη φυλετικά), η μεταλλαγή αυτή
ονομάζεται σωματική μεταλλαγή η οποία δεν
κληρονομείται. Οι μεταλλάξεις που έχουν ως
αποτέλεσμα αλλαγές γονιδίων (γονιδιακές
μεταλλάξεις), είναι αλλαγές στην αλληλουχία
βάσεων μόνο σε ένα γονίδιο παράγοντας ένα διαφορετικό αλληλόμορφο. Η
μετάλλαξη μπορεί επίσης να προσβάλλει τον
αριθμό των χρωμοσωμάτων, οπότε και
παρατηρείται η χρωμοσωμική μετάλλαξη.
Αλλαγές στο μονοπάτι από το DNA του
γονιδίου μέχρι τα αμινοξέα ή τα πολυπεπτίδια
του φαινοτύπου περιλαμβάνονται επίσης στις
μεταλλάξεις. Οι μεταλλάξεις συμβαίνουν με
τυχαίο τρόπο, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι δεν
υπόκεινται και στην επίδραση του
περιβάλλοντος. Ειδικότερα, είναι τυχαίες με
την έννοια ότι η πιθανότητα να εμφανιστεί μια
μεταλλαγή δε σχετίζεται με το βαθμό χρησιμότητάς της. Ανάλογα με τη σημασία τους
6. 6
στην εξέλιξη, διακρίνονται σε ευνοϊκές, επιβλαβείς ή ουδέτερες. Οι ευνοϊκές
μεταλλάξεις στο γονότυπο ενός οργανισμού
είναι σπανιότερες και ευνοούνται από τη
φυσική επιλογή. Συχνότερες είναι οι
ουδέτερες, οι οποίες δεν επηρεάζουν τον
φαινότυπο. Οι επιβλαβείς μεταλλάξεις
εξαλείφονται με το πέρασμα του χρόνου,
μπορούν όμως να επιζήσουν αν είναι
υπολειπόμενες.
Εφαρμογές στην τεχνολογία.
1. Παραγωγή πυρηνικής ενέργειας.
Αυτή γίνεται με τη βοήθεια πυρηνικών
αντιδραστήρων και αποτελεί τη σημαντικότερη εφαρμογή των ραδιοϊσοτόπων στη
βιομηχανία.
2. Μέτρηση και έλεγχος του πάχους μεταλλικών ή πλαστικών επιφανειών.
Αυτή γίνεται με ακτινοβολία που διαπερνά το φύλλο και η οποία απορροφάται
ανάλογα με το πάχος του υλικού.
3. Εντοπισμός διαρροών σωληνώσεων. Αυτό μπορεί να γίνει με προσθήκη
ενός ραδιοϊσοτόπου σε ένα αντλούμενο υγρό ή
αέριο, οπότε με τη βοήθεια ενός μετρητή, π.χ.
Geiger – Muller, εύκολα μπορούμε να
διαπιστώσουμε από που διαφεύγει.
4. Μέτρηση της στάθμης υγρών ή
στερεών σε δεξαμενή. Και στην περίπτωση
αυτή μετριέται η απορροφούμενη ραδιενεργός
ακτινοβολία, καθώς η απορρόφηση αυξάνει,
όταν το υλικό γεμίζει τη δεξαμενή και
παρεμβάλλεται στην πορεία των ακτίνων.
5. Συντήρηση ορισμένων τροφίμων,
χάρη στη μικροβιοκτόνο δράση των ακτινοβολιών.
Βιβλιογραφία.
1) Ιστοσελίδα: http://www.otherside.gr/2011/03/10-symptwmata-molunsis-apo-
radienergeia/. 10 συμπτώματα μόλυνσης από ραδιενέργεια.
2) Ιστοσελίδα: http://www.chem.gr.
3) Ιστοσελίδα:
http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A1%CE%B1%CE%B4%CE%B9%CE%B5%CE%B
D%CE%AD%CF%81%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%B1. Ραδιενέργεια
4) Ιστοσελίδα:
http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%91%CE%BA%CF%84%CE%B9%CE%BD%CE%B
F%CE%B3%CF%81%CE%B1%CF%86%CE%AF%CE%B1. Ακτινογραφίες.
5) Ιστοσελίδα:
http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%B5%CF%84%CE%AC%CE%BB%CE%B
B%CE%B1%CE%BE%CE%B7. Μετάλλαξη.
6) Ιστοσελίδα: http://www.imop.gr/diagnwstikes-eksetaseis/spinthhrografhma.
Σπινθηρογράφημα.
