Markerii biologici ai radiaţiilor ionizante

Abstract

Posibilităţile limitate ale dozimetriei fizice a radiaţiilor ionizante (RI) au pus în evidenţă necesitatea elaborării metodelor de dozimetrie biologică, bazate pe efectele RI. Markerii biologici ai RI reprezintă niște schimbări cantitative care au loc în sistemele biologice ca urmare a acţiunii lor. Există o serie de markeri biologici ce caracterizează dependenţa doză – efect. Însă variabilitatea individuală, valorile considerabile ale parametrilor în organismele neiradiate și dependenţa de factorii neionizaţi a patologiei permit de a califica numai unii din mulţimea existentă de markeri ai radiaţiei ionizante ca dozimetre biologice. Astfel, schimbările citogenetice din limfocitele sângelui periferic și rezonanţa paramagnetică-electronică (RPE) a smalţului dinţilor în prezent sunt unicele metode validate pentru biodozimetrie de Agenţia Internaţională pentru Energie Atomică. Biodozimetria este o parte componentă a protecţiei radiologice și, de obicei, se utilizează în cazuri de supraexpunere. În caz de accidente nucleare, iradierea are loc din contul γ-iradierii și a neutronilor. Iradierea este de natură heterogenă. Biodozimetria în caz de accident include metode biofizice, care furnizează informaţia despre repartizarea dozei și componentul neutronic al dozei, și metode clasice (evaluarea cantităţii de limfocite, fragmente dicentrice și acentrice, electroencefalografia, markerii biochimici), cu ajutorul cărora se poate de evaluat doza biologică medie. Evaluarea biodozimetrică rămâne o sarcină grea, în special din cauza eterogenităţii expunerii. Unica cale de soluţionare a problemei este determinarea dozei cu ajutorul mai multor tehnologii. Spre deosebire de metodele de dozimetrie fizică, metodele biodozimetrice, de regulă, nu se utilizează pentru evaluarea dozelor mai mici de 0,1 Gy și, plus la aceasta, asupra lor acţionează variabilitatea individuală de radiorezistenţă. Imediat după accident, de obicei se utilizează metoda biodozimetrică, bazată pe evaluarea frecvenţei aberaţiilor cromozomiale nestabile (dicentrici și inele centrice). Prin compararea frecvenţei dicentricilor și a inelelor centrice cu curba-standard „doză – efect”, primită în condiţii „in vitro”, se poate determina doza de expunere. Această metodă este recomandată de OMS și AIEA pentru aplicarea practică. Însă utilizarea dicentricilor și altor aberaţii cromozomiale nestabile pentru biodozimetrie nu este posibilă în toate cazurile, deoarece numărul de celule care conţin așa aberaţii după expunere se micșorează în timp (UNSCEAR, 2000). Dozimetria RPE a fost utilizată cu succes după accidentul nuclear de la Cernobâl. Esenţa metodei constă în determinarea cantitativă a afectărilor în smalţul dinţilor – unicul ţesut cu o cantitate mai mare de minerale și în care nu au loc procese metabolice. Smalţul dinţilor constituie un dozimetru natural individual destul de precis, care există la om din momentul formării dinţilor. În baza analizei nivelului semnalului RPE se determină cantitatea de radicali liberi în smalţul necariat. Dozimetria RPE are un prag esenţial de sensibilitate (circa 50 mGy) și cea mai mare exactitate pentru metodele retrospective (30-50%). Aceasta este unica metodă obiectivitatea căreia poate fi ușor controlată, iar erorile pot fi calculate exact. Exactitatea înaltă a metodei de dozimetrie prin RME a fost confirmată prin diferite intercalibrări internaţionale. Au fost obţinute dependenţele liniare ale valorilor semnalului RPE în funcţie de doza absorbită în diapazonul 0,1- 20 Gy, cu precizie de 20% . Cu toate acestea, există limitări în utilizarea dozimetriei RPE: insuficienţa eșantioanelor (pentru dozimetrie pot fi utilizaţi dinţii înlăturaţi numai la indicaţiile stomatologului, fapt care se întâmplă rar. În afară de aceasta, foarte des dinţii înlăturaţi sunt cariaţi și conţin o cantitate mică de smalţ, iar rădăcinile dinţilor nu-l conţin deloc); prezenţa factorilor care, în lipsa unei evidenţe adecvate, pot influenţa rezultatele dozimetriei RPE – expunerea medicală pe parcursul vieţii, expunerea dinţilor anteriori la raze UF. În general, numai 25% din dinţii înlăturaţi ai participanţilor la diminuarea consecinţelor accidentului nuclear de la Cernobâl pot fi utilizaţi în dozimetrie. În baza investigaţiilor RPE a probelor biologice (ţesutul osos, dinţi, păr, unghii și ţesut epitelial), după iradiere pot fi determinate dozele în diapazonul 0,3 – câţiva Gy. Intensitatea semnalelor RPE este mai mare pentru fotonii cu energie mai mică și mai mică pentru neutroni. Cu ajutorul acestei metode pot fi stabilite atât dozele letale, cât și cele subletale.