Strålingsskader

Ioniserende stråling beskadiger væv på forskellige måder, afhængigt af strålingstypen, dens dosis, graden og typen af ekstern eksponering. Symptomerne kan være lokale (f.eks. forbrændinger) eller systemiske (f.eks. akut strålesyge). Diagnosen er baseret på historikken med strålingseksponering og undertiden på alfa-tællere eller Geiger-tællere. Behandling af strålingsskader består af isolation og (hvis indikeret) dekontaminering, men understøttende behandling er generelt indikeret. I tilfælde af intern kontaminering med specifikke radionuklider anvendes absorptionshæmmere eller chelateringsmidler. Prognose vurderes ved at måle lymfocyttallet i løbet af de første 24-72 timer.

Stråling er elektromagnetiske bølger med høj energi (røntgenstråler, gammastråler) eller partikler (alfa-partikler, betapartikler, neutroner) udsendt af radioaktive elementer eller kunstige kilder (såsom røntgenrør og strålebehandlingsudstyr).

Alfa-partikler er heliumkerner, der udsendes af forskellige radionuklider (f.eks. plutonium, radium, uran), og som ikke trænger dybere ind i huden end 0,1 mm. Beta-partikler er højenergielektroner, der udsendes af kerner i ustabile atomer (især ^137Cs, ^131I ). Disse partikler kan trænge ind i huden i en større dybde (1-2 cm) og forårsage skade på epitelet og det subepiteliale lag. Neutroner er elektrisk neutrale partikler, der udsendes af kerner i nogle radioaktive atomer og dannes som følge af nukleare reaktioner (f.eks. i reaktorer, lineære acceleratorer); de kan trænge dybt ind i væv (mere end 2 cm), hvor deres kollisioner med stabile atomer resulterer i udsendelse af alfa- og betapartikler og gammastråling. Gamma- og røntgenstråling er højenergielektromagnetisk stråling (dvs. fotoner), der kan trænge ind i menneskeligt væv mange centimeter dybt.

På grund af disse egenskaber udøver alfa- og betapartikler deres primære skadelige virkning, når de radioaktive elementer, der udsender dem, er inde i kroppen (intern kontaminering) eller direkte på dens overflade. Gammastråler og røntgenstråler kan forårsage skade i stor afstand fra deres kilde og er en typisk årsag til akutte strålingssyndromer (se det relevante afsnit).

Måleenheder. Følgende måleenheder skelnes: røntgen, gray og sievert. Røntgen (R) er intensiteten af røntgen- eller gammastråling i luften. Gray (Gy) er den mængde energi, der absorberes af væv. Da den biologiske skade pr. Gray varierer afhængigt af strålingstypen (den er højere for neutroner og alfapartikler), skal dosis i Gray ganges med en kvalitetsfaktor, som er en anden enhed - sievert (Sv). Gray og Sievert har erstattet enhederne "rad" og "rem" (1 Gy = 100 rad; 1 Sv = 100 rem) i moderne nomenklatur og er praktisk talt ækvivalente, når de beskriver gamma- eller betastråling.

Strålingseksponering. Der er to hovedtyper af strålingseksponering - kontaminering og bestråling. I mange tilfælde har stråling begge virkninger.

• Kontaminering er indtrængen og tilbageholdelse af radioaktivt materiale i kroppen, normalt i form af støv eller væske. Ekstern kontaminering er på huden eller tøjet, hvorfra det kan falde af eller blot gnides af og kontaminere andre mennesker og omgivende genstande. Radioaktivt materiale kan også absorberes gennem lungerne, mave-tarmkanalen eller trænge ind gennem huden (intern kontaminering). Absorberet materiale transporteres til forskellige steder i kroppen (f.eks. knoglemarv), hvor det fortsætter med at udsende stråling, indtil det fjernes, eller indtil det henfalder. Intern kontaminering er vanskeligere at fjerne.
• Bestråling er effekten af penetrerende stråling, men ikke radioaktivt stof (dvs. der er ingen kontaminering). Som regel er denne effekt forårsaget af gamma- og røntgenstråling. Bestråling kan dække hele kroppen med dannelse af systemiske symptomer og strålingssyndromer (se det relevante afsnit), eller en lille del af den (for eksempel under strålebehandling) med lokale manifestationer.

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

Patofysiologi af stråleskade

Ioniserende stråling beskadiger mRNA, DNA og proteiner direkte eller gennem dannelsen af meget reaktive frie radikaler. Høje doser af ioniserende stråling forårsager celledød, mens lavere doser hæmmer celleproliferation. Skader på andre cellulære komponenter resulterer i progressiv hypoplasi, atrofi og i sidste ende fibrose. Genetisk skade kan udløse malign transformation eller arvelige genetiske defekter.

Væv, der normalt fornyer sig hurtigt og kontinuerligt, er særligt sårbare over for ioniserende stråling. Lymfoide celler er de mest følsomme over for stråling, efterfulgt i faldende rækkefølge af kønsceller, delende celler i knoglemarven, tarmepitelceller, epidermis, hepatocytter, epitel i lungernes alveoler og galdeveje, nyreepitelceller, endotelceller (pleura og peritoneum), nerveceller, knogleceller, bindevævsceller og muskelceller.

Den præcise dosis, hvor toksiciteten begynder, afhænger af bestrålingens dynamik, dvs. en enkelt hurtig dosis på et par Gray-celler er mere destruktiv end den samme dosis givet over uger eller måneder. Dosisresponset afhænger også af det bestrålede område af kroppen. Sygdommens sværhedsgrad er ubestridt, idet der forekommer dødelige tilfælde ved helkropsbestråling >4,5 Gy; doser på tiere af Gray-celler kan dog tolereres godt, hvis bestrålingen spredes over en lang periode og fokuseres på et lille område af kroppen (f.eks. kræftbehandling).

Børn er mere modtagelige for strålingsskader på grund af den højere celleproliferationshastighed og det større antal celledelinger.

Kilder til stråling

Mennesker udsættes konstant for naturlig stråling (baggrundsstråling). Baggrundsstråling omfatter kosmisk stråling, hvoraf det meste absorberes af atmosfæren. Baggrundsstrålingen påvirker derfor i højere grad mennesker, der bor i høje bjerge eller flyver i et fly. Radioaktive elementer, især radongas, findes i mange bjergarter eller mineraler. Disse elementer ender i forskellige stoffer, herunder fødevarer og byggematerialer. Radoneksponering tegner sig normalt for 2/3 af den samlede dosis af naturlig stråling.

Kilder til stråling

Symptomer på strålingsforgiftning

Manifestationerne afhænger af, om den ioniserende stråling påvirker hele kroppen (akut strålingssyndrom) eller kun en del af kroppen.

Flere forskellige syndromer opstår efter helkropsbestråling. Disse syndromer har tre faser:

• prodromal fase (fra 0 til 2 dage efter bestråling) med generel svaghed, kvalme og opkastning;
• latent asymptomatisk fase (1-20 dage efter bestråling);
• sygdommens akutte fase (2-60 dage efter bestråling).

Symptomer på strålingsforgiftning

Diagnose af strålingsskader

Efter akut bestråling udføres laboratorietests, herunder CBC, blodkemi og urinanalyse. Blodtype, kompatibilitet og HLA-antigener bestemmes i tilfælde af blodtransfusioner eller, om nødvendigt, stamcelletransplantation. Lymfocyttællinger udføres 24, 48 og 72 timer efter bestråling for at vurdere den initiale strålingsdosis og prognose. Kliniske blodprøver gentages ugentligt. Dette er nødvendigt for at overvåge knoglemarvsaktiviteten og om nødvendigt afhængigt af det kliniske forløb.

Diagnose af strålingsskader

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

Behandling af strålingsskader

Ioniserende eksponering kan være ledsaget af fysisk skade (f.eks. fra en eksplosion eller et fald); den ledsagende skade kan være mere livstruende end strålingseksponeringen og kræver øjeblikkelig behandling. Behandling af alvorlig skade bør ikke udskydes, indtil strålingsdiagnostik og beskyttelsestjenester ankommer. Standardforholdsregler, der rutinemæssigt anvendes i traumebehandling, er tilstrækkelige til at beskytte redningsmandskabet.

Behandling af strålingsskader

Forudsigelse af strålingsskader

Uden lægehjælp er LD50 (den dosis, der forårsager død hos 50 % af patienterne inden for 60 dage) for helkropsstråling cirka 4 Gy; >6 Gy er næsten altid dødelig. Ved doser <6 Gy er overlevelse mulig omvendt proportional med den samlede dosis. Tiden til død er også omvendt proportional med dosis (og dermed symptomerne). Døden indtræffer inden for timer til et par dage for cerebralt syndrom og normalt inden for 3-10 dage for gastrointestinalt syndrom. For hæmatologisk syndrom er død mulig inden for 2-4 uger på grund af sekundær infektion eller inden for 3-6 uger på grund af massiv blødning. Patienter, der har modtaget helkropsstråling i doser <2 Gy, kommer sig normalt fuldstændigt inden for en måned, selvom sene komplikationer (f.eks. kræft) er mulige.

Under behandling er LD50 omkring 6 Gy, i nogle tilfælde overlevede patienterne efter bestråling med 10 Gy.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]