| اشعه‌هایی که بر روی موجودات زنده تاثیر می‌گذارند اشعه‌هایی هستند که توانایی یونیزاسیون مواد بیولوژیکی را در صورت نفوذ به داخل آنها دارند. این اشعه‌ها به اشعه‌هایی یونیزه کننده غیر مستقیم و مستقیم ، تقسیم بندی می‌شوند. |
اطلاعات اولیه
اثر اشعه‌های یونیزه کننده غیر مستقیم مانند
پروتون ،
الکترون و
ذره آلفا ، بر روی مواد بیولوژیکی عمدتا از طریق برخورد با الکترونهای اتمها یا مولکولهای ماده می‌باشد. نتیجه این برخوردها ایجاد الکترونهای سریع‌السیر می‌باشد. الکترونهای حاصله می‌توانند در داخل ماده حرکت نموده و با توجه به این که دارای بار الکتریکی می‌باشند، ایجاد یونیزاسیون و تحریک در اتمها شوند و به این طریق الکترونهای حاصله می‌توانند موجب تاثیر بیولوژیکی یا شیمیایی شوند.
اشعه‌های یونیزه کننده مستقیم نیز به علت آن که دارای
بار الکتریکی هستند، از همان ابتدای ورود به ماده ، باعث
یونیزاسیون و تحریک اتمهای مواد بیولوژیکی می‌شوند. بنابراین در نهایت هر دو نوع اشعه دارای تاثیر یکسانی می‌باشند. مقدار یونیزاسیون و تحریک حاصله در طول مسیر ذره بستگی به نوع ذره باردار ، انرژی ذره و همچنین نوع ماده‌ای که ذره به داخل آن منتقل می‌شود، دارد. مراحل مختلف تاثیر اشعه به صورت زیر است:
مرحله تاثیر فیزیکی ،
مرحله تاثیر فیزیو شیمیایی ،
مرحله تاثیر شیمیایی و بالاخره
مرحله تاثیر بیولوژیکی که مدت زمان این تاثیر می‌تواند از یک میلیونم ثانیه تا چند سال باشد.
تاثیر اشعه بر روی سلول
واحد ساختاری موجودات زنده ،
سلول است. از اجتماع سلولهای همشکل و همکار ،
بافتها تشکیل می‌شوند. اثری که اشعه بر روی یک دسته سلول بخصوص دارد با اثری که بر روی دسته دیگر می‌گذارد، متفاوت است. تاثیر اشعه بر روی
سلولهای کبدی باعث افزایش ذخیره
گلیکوژن آنها می‌گردد.
لنفوسیتها سلولهای بسیار حساس در مقابل اشعه هستند. سلولها را می‌توان از یک جهت که قابلیت ترمیم خود را دارند یا قابلیت ترمیم ندارند، تقسیم بندی کرد. سلولهایی که قابلیت ترمیم ندارند مانند
سلولهای عصبی در مقابل اشعه مقاومتر هستند.
تاثیر اشعه در مراحل مختلف چرخه سلول
حساسیت سلولها نسبت به اشعه در مراحل مختلف تقسیم سلولی متفاوت است. تحقیقات نشان داده که سلولهایی که در حال
میتوز هستند دارای حساسیت بیشتری نسبت به اشعه هستند. پس از آن سلولهایی که در شروع
مرحله S (
همانند سازی DNA) هستند دارای بیشترین حساسیت نسبت به اشعه هستند. کمترین حساسیت نسبت به اشعه را سلولهایی دارند که در شروع
مرحله G1 (وقف اول) و
G2 (وقفه دوم) واقع هستند. بیشترین مقاومت سلولها در مقابل اشعه در مرحله انتهای S می‌باشد. از این ویژگی می‌توان برای همفاز نمودن سلولها در محیط کشت استفاده کرد.
تاثیر اشعه بر روی کروموزومها
اشعه ممکن است موجب پارگی یک یا چند رشته
کروموزوم در یک یا چند نقطه شود. تغییرات بعد از پارگی عبارتند از:
- ترمیم: منظور از ترمیم برگشت کروموزوم به حالت قبل است. اغلب وقتی اتفاق می‌افتد که فاصله بین قسمتهای قطع شده بهم ، نزدیک است.
- تغییر مکان (Translocation): این وضعیت زمانی اتفاق می‌افتد که قطعات پاره شده بهم بچسبند و یک قطعه از یک کروموزوم به یک کروموزوم دیگر متصل شود. این تغییر موجب تغییراتی در سلول یا مرگ سلول می‌شود.
- معکوس شدن (Inversion): ممکن است قطعه پاره شده کروموزومی معکوس شود و سپس به همان منطقه قطع شده متصل شود.
حساسیت بافتها نسبت به پرتوها
حساسیت بافتهای مختلف بدن در مقابل اشعه متفاوت است. این حساسیت بستگی به حساسیت سلولهای تشکیل دهنده آن بافت دارد. سلولهایی که دارای رشد سریع هستند، مقدار قابل توجهی از دوره سلولی خود را در حالت میتوزی می‌باشند بنابراین حساسیت این گونه بافتها نسبت به اشعه زیاد می‌باشد. برعکس سلولهایی که دارای تقسیم سلولی نیستند بایستی در اثر مرگ بین میتوزی در اثر اشعه از بین بروند. لذا اینگونه سلولها دارای مقاومت زیادی در برابر اشعه هستند. ارتباط بین حساسیت بافتها نسبت به پرتو و وضع سلولهای آنها در اوایل قرن 20 توسط دو محقق فرانسوی به نامهای "
برگوینه" و "
تریباندو" به صورت قوانین زیر بیان شده است. هر چه بافتی دارای این سه شرط باشد، نسبت به پرتو حساستر است:
- سلولهایی که هنوز شکل اختصاصی به خود نگرفته‌اند و به عبارت دیگر غیر تمایز یافته هستند.
- سلولهایی که فعالیت میتوزی آنها (اندیکس میتوزی) زیادتر است.
- سلولهایی که بیشتر قابلیت تقسیم خود را حفظ کرده‌اند.
اثر اشعه بر روی سیستم خونساز
سیستم خونساز شامل
مغز استخوان ،
سیستم گردش خون و بافتهای لنفاوی مثل
تیموس ،
غدد لنفاوی و
طحال می‌باشد. تاثیر عمده اشعه بر روی این سیستم کاهش مقدار گلبولها در جریان خون می‌باشد. وابستگی زمانی و دز بر روی سلولهای مختلف خونی توسط محققین بررسی شده است. سلولهای خونی عمدتا در مغز استخوان تولید می‌شوند و عبارتند از لنفوسیتها ، گرانولوسیتها ،
گلبولهای قرمز و
پلاکتها. حساسترین سلولها در مقابل اشعه لنفوسیتها هستند، کاهش تعداد پلاکتها پس از تابش ، به صورت آهسته است. گلبولهای قرمز دارای حساسیت کمتری نسبت به اشعه هستند و احتمالا علت آن مدت عمر زیاد آنها است.
اثر اشعه بر روی پوست
عمده تجربیات تاثیر اشعه بر روی انسان مربوط به اثر آن بر روی
پوست می‌باشد. پوست طبیعی شامل سه لایه خارجی ، میانی از نوع بافت پیوندی و لایه زیرین از
بافت چربی و
بافت پیوندی می‌باشد. در لایه زیرین اجزای مختلفی از جمله
پیاز مو ، پایانه‌های عصبی و غدد مترشحه وجود دارند. همه لایه‌ها و اجزای لایه‌ها در حساسیت نسبت به تابش پرتو شرکت دارند. تخریب سلولهای پوست در اثر اشعه موجب "
اریتما" (شبیه آفتاب سوختگی) می‌شود و پس از این مرحله افزایش دز پرتو موجب زخم می‌شود. یکی دیگر از حساسیتهای پوست ریزش مو می‌باشد. تابش اشعه می‌تواند موجب ریزش مو به صورت دائم یا موقت شود.
اثر بر روی بیضه و تخمدان
دز لازم برای عقیمی دائم اگر به بدن اعمال شود، موجب مرگ می‌شود. دزهای کمتر می‌تواند موجب عقیمی موقت شود. بهبود در این حالت در مردها 3 - 2 سال بعد حاصل می‌شود. در تخمدان زنان اووسیتهای از دست رفته در بدن جایگزین نمی‌شوند. در اثر تابش 500 - 400 راد اشعه به تخمدانهای زن جواب موجب عقیمی موقت می‌شود که در مرحله بعدی قاعدگی ، سیکل سلول آن شروع می‌شود. در دزهای بالاتر ، عقیمی دائم حاصل می‌شود.
تاثیر اشعه بر روی مغز
تغییرات اشعه روی
مغز ، تورم رگها در ماده خاکستری و سفید و تورم خود مغز می‌باشد.
تاثیر اشعه بر روی چشم
مهمترین تاثیری که تابش پرتو بر روی
چشم می‌گذارد، ایجاد آب مروارید است. ایجاد
آب مروارید در اثر اشعه وابسته به سن می‌باشد. با افزایش سن حساسیت عدسی چشم نسبت به اشعه بیشتر می‌شود و ضمنا دوران کمون آن کمتر است. دوره کمون گزارش شده در مورد انسان بین 30 - 5 سال و بطور متوسط 15 سال می‌باشد. در مورد بیماران موقعی که چشمها مستقیما مورد تابش ، جهت عکس گرفتن از سر و گردن قرار می‌گیرند، دز دریافتی عدسی زیاد می‌باشد و احتمال ایجاد آب مروارید بیشتر خواهد بود.
سرطان
خاصیت
سرطانزایی اشعه‌های یونیزان خیلی زود پس از کشف این پرتوها شناخته شد. بسیاری از فیزیکدانها و پزشکانی که در ابتدا از خاصیت سرطانزایی این نوع اشعه اطلاع نداشتند، به دلیل بکار نبستن نکات ایمنی در اثر سرطان حاصل از اشعه درگذشتند. وقوع انواع مختلف سرطان در افرادی که قبل از تولد مورد تابش قرار گرفته‌اند، نسبت به افراد عادی بیشتر ظاهر شده است. این امر بخصوص در مورد سرطان خون صادق است. مادرانی که در دوارن بارداری تحت معاینات
رادیولوژی قرار گرفته‌اند، کودکان آنها با احتمال حدود 2 برابر افراد نرمال ، مبتلا به
سرطان خون می‌شوند. ریسک دیگر سرطانها نیز تا سن 10 سالگی ، 2 برابر می‌باشد.
لوسمی
وقوع
لوسمی در اثر تابش به شدت وابسته به جنس است. وقوع این بیماری در کودکی در مقایسه با سنین بالاتر خیلی زیادتر است. دلایلی که شاهد بر تاثیر اشعه در ایجاد لوسمی است از منابع زیر بدست آمده است: بازماندگان
بمب اتمی در هیروشیما و ناکازاکی ، بعضی بیمارانی که با اشعه درمان شده‌اند، تابش گیریهای شغلی ،
رادیوتراپی و تابش اشعه به لگن موجب افزایش وقوع لوسمی می‌شود. تاثیر اشعه در ایجاد
سرطان خون در مردان 2 برابر زنان است.
سرطان تیروئید
با توجه به آنکه
غده تیروئید بسیار کوچک است، احتمال وقوع این نوع سرطان در اثر تابش پرتو زیادتر است. و لذا به نظر می‌رسد که غده تیروئید نسبت به اشعه حساس است. سرطان تیروئید در زنان 2 برابر مردان اتفاق می‌افتد. ریسک وقوع در زنان که قبل از سن 20 سالگی مورد تابش واقع شده‌اند بیشتر است.
سرطان استخوان
مطالعات انجام شده در تاثیر اشعه بر ایجاد سرطانهای استخوان بسیار محدود است. ولیکن نشان داده شده که اشعه‌های یونیزان در ایجاد این بیماری موثر است. اشعه‌های یونیزان سنگین مثل
آلفا در ایجاد این بیماری موثرتر هستند. این بیماری در اثر ورود مواد رادیو اکتیو مثل
رادیوم به داخل بدن و جذب آنها بوسیله
استخوان صورت می‌گیرد.
مباحث مرتبط با عنوان
