Health Effects of Exposure to Ionising Radiation

• Autorzy: Trzos Arkadiusz , Kudła Wiktoria , Łyziński Karol , Korman Michał

Identyfikatory

DOI

10.12845/sft.55.1.2020.3

Warianty tytułu

PL

Skutki zdrowotne ekspozycji na promieniowanie jonizujące

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Purpose: The effects of ionising radiation on the human body has been discussed. The authors believe that the understanding of the radiation incidents from the perspective of its effects is crucial for better preparation, and therefore safer and more effective responses to incidents involving such threats. Introduction: The increasing use of radioactive materials and radiation producing devices in many areas of our lives carries the risk of exposure to high doses of radiation being hazardous to our health due to possible damage to radiation sources or improper handling. Exposure resulting from the intentional use of radioactive materials for criminal or terrorist purposes cannot be excluded, either. Exposure to ionising radiation may cause adverse health effects both to victims of a radiation incident and for rescuers providing emergency care. Such threats require the proper preparation of emergency medical services (EMS). Part of these preparations is to examine the specifics of radiation hazards, including radiation sources, the mechanism of injury of ionising radiation and the type of radiation damage. Methodology: The publication presents the properties of ionising, corpuscular and electromagnetic types of radiation, which are the most important from EMS’s perspective. The dangers of contact with a radiation source, the problem of external and internal contamination, the estimation of the amount of absorbed radiation were discussed, and the interrelationships between them were presented. The mechanism of direct and indirect action of ionising radiation on cell structures (DNA, mRNA, cytoplasmic membranes) and intracellular enzymes was thoroughly discussed. The authors presented health consequences of radiation for the body in the form of acute (deterministic) lesions and late (stochastic) lesions. Conclusions: Particular attention was paid to acute radiation syndrome (ARS). The dependence of ARS on the amount of absorbed radiation was discussed in detail. Four stages of ARS were presented: initial, latent, manifest illness and recovery (or death) as well as the time of their onset, duration and end. The mechanism of damage to individual organs and systems was also analysed. The most common symptoms, their severity, and causes of life-threatening conditions, resulting from radiation damage in particular syndromes of ARS, were indicated. In addition to systemic effects, local changes in the form of Cutaneous Radiation Syndrome (CSR) were discussed.

PL

Cel: W publikacji omówiono skutki działania promieniowania jonizującego na organizm ludzki. W przeświadczeniu autorów przedstawienie problematyki zdarzeń radiacyjnych od strony skutków napromieniowania pozwoli na lepsze przygotowanie na wypadek ich wystąpienia, a w konsekwencji bezpieczniejsze działanie w trakcie tego zagrożenia. Wprowadzenie: Coraz szersze zastosowanie materiałów promieniotwórczych i urządzeń wytwarzających promieniowanie jonizujące w wielu obszarach naszego życia niesie za sobą ryzyko narażenia na działanie niebezpiecznych dla zdrowia dawek promieniowania. Dawki te mogą być generowane wskutek uszkodzenia źródeł promieniowania lub postępowania z nimi w nieodpowiedni sposób. Nie można również wykluczyć narażeń wynikających z intencjonalnego wykorzystania materiałów promieniotwórczych w działaniach kryminalnych lub terrorystycznych. Narażenie na promieniowanie jonizujące może wywołać negatywne skutki zdrowotne – zarówno u ofiar zdarzenia radiacyjnego, jak i u ratowników udzielających ofiarom pomocy. Istniejące zagrożenia wymagają więc odpowiedniego przygotowania medycznych służb ratowniczych. Jednym z elementów tych przygotowań jest poznanie specyfiki zagrożeń radiacyjnych, w tym źródeł promieniowania, mechanizmu działania poszczególnych form promieniowania jonizującego, a także rodzaju obrażeń radiacyjnych, które wywołują. Metodologia: W artykule przedstawiono właściwości promieniowania jonizującego, najbardziej istotne z punktu widzenia ratownictwa medycznego. Omówiono zagadnienia związane z kontaktem ze źródłem promieniowania, skażenia zewnętrznego i wewnętrznego, pomiaru wielkości ekspozycji i dawek pochłoniętych oraz zaprezentowano wzajemne zależności pomiędzy nimi. Szczegółowo opisano mechanizm bezpośredniego i pośredniego działania promieniowania jonizującego na struktury komórkowe (DNA, mRNA, błony cytoplazmatyczne) i enzymy wewnątrzkomórkowe. Przedstawiono konsekwencje zdrowotne dla organizmu w postaci uszkodzeń ostrych (deterministycznych) i zmian późnych (stochastycznych). Wnioski: Szczególną uwagę zwrócono na ostry zespół radiacyjny (ang. Acute Radiation Syndrome, ARS). Szczegółowo omówiono zależność poszczególnych postaci ARS od wielkości pochłoniętej dawki. Przedstawiono każdą z faz ARS: wstępną, utajoną, rozwiniętych objawów i zdrowienia (śmierci) oraz czas ich wystąpienia, długość trwania i moment zakończenia. Scharakteryzowano mechanizm uszkodzenia poszczególnych narządów i układów. Wskazano najczęstsze objawy, ich nasilenie i przyczyny zagrożenia życia w poszczególnych postaciach ARS. Obok skutków ogólnoustrojowych opisano zmiany miejscowe pod postacią radiacyjnego zespołu skórnego (ang. Cutaneous Radiation Syndrome, CSR).

Słowa kluczowe

EN

ionising radiation; deterministic effects; acute radiation syndrome; stochastic effects

PL

promieniowanie jonizujące; skutki deterministyczne; ostry zespół radiacyjny; skutki stochastyczne

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Safety & Fire Technology
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 55, iss. 1
• Strony: 32--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., rys., tab,

Twórcy

autor

Trzos Arkadiusz

• Jagiellonian University Medical College, Faculty of Medicine, Chair of Anaesthesiology and Intensive Care, Department of Disaster Medicine and Emergency Care / Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum, Wydział Lekarski, Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii, Zakład Medycyny Katastrof i Pomocy Doraźnej
• Atmed Medicine and Education / Atmed Medycyna i Edukacja

autor

Kudła Wiktoria

• Jagiellonian University Medical College, Faculty of Medicine, Chair of Anaesthesiology and Intensive Care, Extreme and Disaster Medicine Student Society / Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum, Wydział Lekarski, Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii, Studenckie Koło Naukowe Medycyny Ekstremalnej i Medycyny Katastrof

autor

Łyziński Karol

• Jagiellonian University Medical College, Faculty of Medicine, Chair of Anaesthesiology and Intensive Care, Department of Disaster Medicine and Emergency Care / Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum, Wydział Lekarski, Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii, Zakład Medycyny Katastrof i Pomocy Doraźnej
• Krakow Emergency Medical Services / Krakowskie Pogotowie Ratunkowe

autor

Korman Michał

• Jagiellonian University Medical College, Faculty of Medicine, Chair of Anaesthesiology and Intensive Care, Extreme and Disaster Medicine Student Society / Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum, Wydział Lekarski, Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii, Studenckie Koło Naukowe Medycyny Ekstremalnej i Medycyny Katastrof

Bibliografia

• [1] Zdrojewicz Z., Szlagor A., Wielogórska M., Nowakowska D., Nowakowski J., Wpływ promieniowania jonizującego na organizm człowieka, ”Family Medicine & Primary Care Review” 2016, 18, 2, 174–179.
• [2] Roczny Raport, Działalność Prezesa Państwowej Agencji Atomistyki oraz ocena stanu bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej w Polsce w 2018 roku, PAA Warszawa 2019, 47–50.
• [3] Gale R.P, Lax E., Radiation: What It Is, What You Need to Know, Retrieved Knopf Doubleday Publishing Group, New York 2013.
• [4] Chau N.D., Michalec B., Natural Radioactivity in Bottled Natural Spring, Mineral and Therapeutic Waters in Poland, ”Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry” 2008, 279 (1), 121–129, https://doi.org/10.1007/s10967-007-7276-6.
• [5] Suarez-Navarro, J.A., Pujol L., Determination of Potassium Concentration in Salt Water for Residual Beta Radioactivity Measurements, ”Radiation Measurements” 2004, 38 (2), 145–151, https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2003.09.007.
• [6] Bin S., Green. S., Beddoe A. H., The 40K activity of one gram of potassium, ”Physics in Medicine and Biology” 1997, 42 (2), 407–413, https://doi.org/ 10.1088/0031-9155/42/2/012.
• [7] Moskal P., Jowzaee S., Promieniowanie naturalne z Ziemi i z Kosmosu, „Foton" 2012, 117, 4–7
• [8] Jaworowski Z., Beneficial radiation, „Wiadomości Chemiczne” 1996, 50, 759–878.
• [9] Krajewska-Kułak E., Turczyńska A., Piotr Kułak, Gościk E., Radiation Protection from the Point of View of Patients of the Radiology Department at the University Clinical Hospital in Białystok, "Nursing and Public Health" 2016, 6 (10), 29–38.
• [10] Załącznik nr 3 do ustawy z dnia 13 czerwca 2019 r. (poz. 1593), Załącznik nr 4 do ustawy z dnia 29 listopada 2000 r. – Prawo atomowe (Dz. U. z 2018 r. poz. 792, 1669 i 2227 oraz z 2019 r. poz. 730).
• [11] Karwowski A., Encyklopedia popularna. Wyd. XXII, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1992.
• [12] Brandt A. M., Beton jako materiał osłon przed promieniowaniem jądrowym – przegląd, ”Cement Lime Concrete”, 18/80, nr 2, 115–128.
• [13] Ustawa z dnia 13 czerwca 2019 r. o zmianie ustawy – Prawo atomowe oraz ustawy o ochronie przeciwpożarowej (Dz. U. 2019 poz. 1593, Rozdział 4b Strategia i polityka w zakresie rozwoju bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej).
• [14] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. UNSCEAR 2006 Report. Effects of ionising radiation. Vol. I. Report to the General Assembly, with scientific annexes A and B. UNSCEAR; 2006, Available from URL: http://www.unscear.org/unscear/en/publications/2006_1.html [dostęp: 5.12.2019].
• [15] Rudnicki T., Terlecki J., Działania biologiczne promieniowania jonizującego, F. Jaroszyk (red.), Biofizyka, PZWL, Warszawa, 2008, 769–770.
• [16] Compton A. H. A., Quantum Theory of the Scattering of X-Rays by Light Elements, ”Physical Review American Physical Society (APS)” 1923, 21 (5), 483–502.
• [17] Fijuth J., Radiobiologia, w: Radiologia – Diagnostyka obrazowa RTG, TK, USG i MR, B. Pruszyński, A. Cieszanowski (red).), Wydawnictwo PZWL, Warszawa 2016, 76–77.
• [18] Williams P. M., Fletcher S., Health Effects of Prenatal Radiation Exposure, ”American Family Physician” 2010, 82 (5), 488–493.
• [19] Radiation and Your Health Acute Radiation Syndrome: A Fact Sheet for Clinicians, https://www.cdc.gov/nceh/radiation/emergencies/arsphysicianfactsheet.htm [dostęp: 12.12.2019].
• [20] López M., Martín M., Medical Management of the Acute Radiation Syndrome, ”Reports of Practical Oncology & Radiotherapy” 2011, 16 (4), 138–146, https://doi.org/10.1097/GRF.0b013e3182510a73.
• [21] Lass P., Kubicki A., Bojarski P., Sein J. A., Na pograniczu toksykologii i fizyki jądrowej – nietypowe wypadki radiacyjne. „Przegląd Lekarski” 2013, 70 (8), 638–642.
• [22] Rubin P., Casarett. W.G. Clinical Radiation Pathology as Applied to Curative Radiotherapy, ”Cancer” 1968, 22 (4), 767–778, https://doi.org/10.1002/1097-0142(196810)22:4<767::AID-CNCR2820220412>3.0.CO;2–7.
• [23] Berger M. E., Christensen D. M., Lowry P. C., Jones O. W., Wiley A. L., Medical management of radiation injuries: current approaches, ”Occupational Medicine” 2006, 56(3), 162–172, https://doi.org/10.1093/occmed/kql011.
• [24] Waselenko J.K., Medical Management of the Acute Radiation Syndrome: Recommendations of the Strategic National Stockpile Radiation Working Group, ”Annals of Internal Medicine” 2004, 140(12), 1037–1057, https://doi.org/10.7326/0003-4819-140-12-200406150-00015.
• [25] Grammaticos P., Giannoula E., Fountos G., Acute radiation syndrome and chronic radiation syndrome, ”Hellenic Journal of Nuclear Medicine” 2013, 16 (1), 56–59.
• [26] Wieczorek A., Góźdź S., Zespół żołądkowo-jelitowy ostrej choroby popromiennej w: Medycyna zagrożeń i urazów radiacyjnych, Janiak M., Wójcik A., PZWL, Warszawa 2005, 67–71.
• [27] José de Lima Valverde N., Ferreira da Silva J., Tantalean O.B., An update on three radiation accidents in South America, ”Health Physics” 2010, 98, 868–871, https://doi.org/10.1097/01.HP.0000345070.33576.f9.
• [28] Kossakowski S, Kossakowski A., Pozytywne aspekty działania na organizm promieniowania jonizującego, „Medycyna Ogólna” 1999, 5 (XXXIV), 2, 201–210.
• [29] Laia H., Terradas M., Jordi Camps J., Martín M., Tusell L., Genescà A., Aging and Radiation: Bad Companions, „Aging Cell” 2015, 14 (2), 153–161, https://doi.org/10.1111/acel.12306.
• [30] Bray F. N., Simmons B. J., Wolfson A. H., Nouri K., Acute and Chronic Cutaneous Reactions to Ionising Radiation Therapy, ”Dermatology and Therapy” 2016, 6 (2), 185–206, https://doi.org/10.1007/s13555-016-0120-y.
• [31] Rammaticos P. Giannoula E., Fountos G., Acute radiation syndrome and chronic radiation syndrome, ”Hellenic Journal of Nuclear Medicine” 2013, 16 (1), 56–59.
• [32] Peter R. U.,Gottlober P., Management of Cutaneous Radiation Injuries: Diagnostic and Therapeutic Principles of the Cutaneous Radiation Syndrome, ”Military Medicine” 2002, 167, Suppl. 1, 110–112, https://doi.org/10.1093/milmed/167.suppl_1.110.
• [33] Barabanova A. V., Acute radiation syndrome with cutaneous syndrome, w: The Medical Basis for Radiation – Accident Preparedness. The Clinical Care of Victims, Ricks R. C., Berger M. E., O'Hara F. M., (red.), New York 2020, 217–224.
• [34] Peter R. U.: Klinische Aspekte des kutanen Strahlen Syndroms nach Strahlenunfällen-Erfahrungen von Goiania und Tschernobyl, „Aktuelle Dermatologi” 1993, 19, 364–667.
• [35] Peter R. U., Gottlober P., Nadeshina N., Krahn G., Plewtg G., Kind P., Radiation lentigo: a distinct cutaneous lesion after accidental radiation exposure, ”Archives of Dermatology” 1997, 133, 209–211, https://doi.org/10.1001/archderm.133.2.209.
• [36] Jabłońska S., Majewski S., Uszkodzenia skóry czynnikami fizykalnymi, w: Choroby skóry i przenoszone drogą płciową, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2008, 200–204.
• [37] Gottlober P., Bezold G., Krahn G., Peter R. U., Basal cell carcinomas occurring after exposure to ionising radiation, ”British Journal Dermatology” 1999, 141 (2), 383–385, https://doi.org/10.1046/j.1365-2133.1999.03019.x.
• [38] Ryan J. L., Ionising Radiation: The Good, the Bad, and the Ugly, ”Journal of Investigative Dermatology” 2012, 132 (3), 985–993, https://doi.org/10.1038/jid.2011.411.
• [39] Hamada N., Fujimichi Y., Classification of Radiation Effects for Dose Limitation Purposes: History, Current Situation and Future Prospects, ”Journal of Radiation Research” 2014, 55 (4), 629–640, https://doi.org/10.1093/jrr/rru019.
• [40] Douple E. B., Mabuchi K., Cullings H., Preston D. L., Kodama K., Shimizu Y., Fujiwara S., Shore R. E., Long-Term Radiation-Related Health Effects in a Unique Human Population: Lessons Learned from the Atomic Bomb Survivors of Hiroshima and Nagasaki, ”Disaster Medicine and Public Health Preparedness” 2011, (CUP)5 (S1), 122–133, https://doi.org/10.1001/dmp.2011.21.
• [41] Bourguignon M. H., Gison P. A., Perez M.R., Michelin S., Dubner D., Di Giorgio M., Carosella E. D., Genetic and epigenetic features in radiation sensitivity: Part II: Implications for clinical practice and radiation protection, “European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging” 2005, 32, 351–368.
• [42] Military Medical Operations Armed Forces Radiobiology Research Institute: Medical Management of Radiological Casualties, edition 2, April 2003.
• [43] Bushberg J.T., Radiation Exposure and Contamination, https://www.merckmanuals.com/professional/injuries-poisoning/radiation-exposure-and-contamination/radiation-exposure-and-contamination [dostęp: 12.12.2019].