Strålningsskador

Joniserande strålning skadar vävnader på olika sätt, beroende på typ av strålning, dess dos, grad och typ av extern exponering. Symtomen kan vara lokala (t.ex. brännskador) eller systemiska (t.ex. akut strålsjuka). Diagnosen baseras på tidigare strålningsexponering och ibland på alfa- eller Geigermätare. Behandling av strålskada består av isolering och (om indicerat) dekontaminering, men stödjande vård är i allmänhet indicerat. Vid intern kontaminering med specifika radionuklider används absorptionshämmare eller kelatbildare. Prognos bedöms genom att mäta lymfocytantalet under de första 24–72 timmarna.

Strålning är högenergiska elektromagnetiska vågor (röntgenstrålar, gammastrålar) eller partiklar (alfapartiklar, betapartiklar, neutroner) som emitteras av radioaktiva element eller artificiella källor (såsom röntgenrör och strålbehandlingsutrustning).

Alfapartiklar är heliumkärnor som emitteras av olika radionuklider (t.ex. plutonium, radium, uran), vilka inte penetrerar huden djupare än 0,1 mm. Betapartiklar är högenergielektroner som emitteras av kärnor i instabila atomer (i synnerhet ^137Cs, ^131I ). Dessa partiklar kan penetrera huden till ett större djup (1-2 cm) och orsaka skador på epitelet och subepitelskiktet. Neutroner är elektriskt neutrala partiklar som emitteras av kärnor i vissa radioaktiva atomer och bildas som ett resultat av kärnreaktioner (t.ex. i reaktorer, linjära acceleratorer); de kan penetrera djupt in i vävnader (mer än 2 cm), där deras kollisioner med stabila atomer resulterar i emission av alfa- och betapartiklar och gammastrålning. Gamma- och röntgenstrålning är högenergielektromagnetisk strålning (dvs. fotoner) som kan penetrera mänsklig vävnad många centimeter djupt.

På grund av dessa egenskaper utövar alfa- och betapartiklar sin primära skadliga effekt när de radioaktiva ämnen som avger dem finns inuti kroppen (intern kontaminering) eller direkt på dess yta. Gammastrålar och röntgenstrålar kan orsaka skada på långt avstånd från sin källa och är en typisk orsak till akuta strålningssyndrom (se relevant avsnitt).

Måttenheter. Följande måttenheter särskiljs: röntgen, gray och sievert. Röntgen (R) är intensiteten av röntgen- eller gammastrålning i luften. Gray (Gy) är mängden energi som absorberas av vävnad. Eftersom den biologiska skadan per Gray varierar beroende på typen av strålning (den är högre för neutroner och alfapartiklar), måste dosen i Gray multipliceras med en kvalitetsfaktor, som är en annan enhet - sievert (Sv). Gray och Sievert har ersatt enheterna "rad" och "rem" (1 Gy = 100 rad; 1 Sv = 100 rem) i modern nomenklatur och är praktiskt taget likvärdiga när de beskriver gamma- eller betastrålning.

Strålningsexponering. Det finns två huvudtyper av strålningsexponering – kontaminering och bestrålning. I många fall har strålning båda effekterna.

• Kontaminering är när radioaktivt material kommer in i kroppen och kvarhålls i kroppen, vanligtvis i form av damm eller vätska. Extern kontaminering sker på huden eller kläderna, varifrån det kan falla av eller helt enkelt gnuggas bort, vilket kontaminerar andra människor och omgivande föremål. Radioaktivt material kan också absorberas genom lungorna, mag-tarmkanalen eller penetrera huden (intern kontaminering). Absorberat material transporteras till olika platser i kroppen (t.ex. benmärg), där det fortsätter att avge strålning tills det avlägsnas eller tills det sönderfaller. Intern kontaminering är svårare att avlägsna.
• Bestrålning är effekten av penetrerande strålning, men inte radioaktivt ämne (dvs. det finns ingen kontaminering). Som regel orsakas denna effekt av gamma- och röntgenstrålning. Bestrålning kan täcka hela kroppen med bildandet av systemiska symtom och strålningssyndrom (se relevant avsnitt), eller en liten del av den (till exempel under strålbehandling) med lokala manifestationer.

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

Patofysiologi för strålskada

Joniserande strålning skadar mRNA, DNA och proteiner direkt eller genom bildandet av högreaktiva fria radikaler. Höga doser av joniserande strålning orsakar celldöd, medan lägre doser försämrar cellproliferation. Skador på andra cellulära komponenter resulterar i progressiv hypoplasi, atrofi och slutligen fibros. Genetiska skador kan utlösa malign transformation eller ärftliga genetiska defekter.

Vävnader som normalt förnyar sig snabbt och kontinuerligt är särskilt sårbara för joniserande strålning. Lymfoida celler är de mest känsliga för strålning, följt i fallande ordning av könsceller, delande celler i benmärgen, tarmepitelceller, epidermis, hepatocyter, epitel i lungornas alveoler och gallgångarna, njurepitelceller, endotelceller (pleura och peritoneum), nervceller, benceller, bindvävsceller och muskelceller.

Den exakta dosen vid vilken toxiciteten börjar beror på bestrålningens dynamik, dvs. en snabb engångsdos på några få Gray är mer destruktiv än samma dos som ges under veckor eller månader. Dosresponsen beror också på det bestrålade kroppsområdet. Sjukdomens svårighetsgrad är obestridlig, med dödliga fall som inträffar vid helkroppsbestrålning >4,5 Gy; doser på tiotals Gray kan dock tolereras väl om bestrålningen sprids över en lång tidsperiod och fokuseras på ett litet område av kroppen (t.ex. cancerbehandling).

Barn är mer mottagliga för strålskador på grund av den högre cellproliferationshastigheten och det större antalet celldelningar.

Strålningskällor

Människor utsätts ständigt för naturlig strålning (bakgrundsstrålning). Bakgrundsstrålningen inkluderar kosmisk strålning, varav det mesta absorberas av atmosfären. Bakgrundsstrålningen påverkar därför människor som bor i höga berg eller flyger mer. Radioaktiva element, särskilt radongas, finns i många bergarter eller mineraler. Dessa element hamnar i olika ämnen, inklusive livsmedel och byggmaterial. Radonexponering står vanligtvis för 2/3 av den totala dosen av naturlig strålning.

Strålningskällor

Symtom på strålningsförgiftning

Manifestationerna beror på om den joniserande strålningen påverkar hela kroppen (akut strålningssyndrom) eller bara en del av kroppen.

Flera olika syndrom uppstår efter helkroppsbestrålning. Dessa syndrom har tre faser:

• prodromalfas (från 0 till 2 dagar efter bestrålning) med allmän svaghet, illamående och kräkningar;
• latent asymptomatisk fas (1–20 dagar efter bestrålning);
• sjukdomens akuta fas (2–60 dagar efter bestrålning).

Symtom på strålningsförgiftning

Diagnos av strålskador

Efter akut bestrålning utförs laboratorietester, inklusive CBC, blodkemi och urinanalys. Blodtyp, kompatibilitet och HLA-antigener bestäms vid blodtransfusioner eller, vid behov, stamcellstransplantation. Lymfocyträkning utförs 24, 48 och 72 timmar efter bestrålning för att bedöma den initiala stråldosen och prognosen. Kliniska blodprover upprepas varje vecka. Detta är nödvändigt för att övervaka benmärgsaktiviteten och, vid behov, beroende på det kliniska förloppet.

Diagnos av strålskador

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

Behandling av strålskador

Joniserande exponering kan åtföljas av fysisk skada (t.ex. från en explosion eller ett fall); den åtföljande skadan kan vara mer livshotande än strålningsexponeringen och kräver omedelbar behandling. Behandling av allvarlig skada bör inte skjutas upp tills stråldiagnostik och strålskyddstjänster anländer. Standardåtgärder som rutinmässigt används inom traumavård är tillräckliga för att skydda räddningspersonal.

Behandling av strålskador

Förutsägelse av strålningsskador

Utan medicinsk vård är LD50 (den dos som orsakar död hos 50 % av patienterna inom 60 dagar) för helkroppsbestrålning ungefär 4 Gy; >6 Gy är nästan alltid dödlig. Vid doser <6 Gy är överlevnad möjlig omvänt proportionell mot den totala dosen. Tiden till dödsfall är också omvänt proportionell mot dosen (och därmed symtomen). Dödsfall inträffar inom timmar till några dagar för cerebralt syndrom och vanligtvis inom 3–10 dagar för gastrointestinalt syndrom. För hematologiskt syndrom är dödsfall möjlig inom 2–4 veckor på grund av sekundär infektion eller inom 3–6 veckor på grund av massiv blödning. Patienter som har fått helkroppsbestrålningsdoser <2 Gy återhämtar sig vanligtvis helt inom en månad, även om sena komplikationer (t.ex. cancer) är möjliga.

Vid behandling är LD50 cirka 6 Gy, i vissa fall överlevde patienterna efter bestrålning med 10 Gy.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]