Mi a sugárbetegség?
Sugárbetegség alatt az ionizáló sugárzás hatására létrejövő szervi elváltozások összességét értjük. Nemcsak atombomba, nukleáris baleset, külső (testen kívüli) sugárforrásoktól származó - akár csupán néhány perces - baleseti sugárterhelés, illetve sugárszennyezett levegő belégzése vagy sugárzó izotópokkal szennyeződött táplálék fogyasztása miatt alakulhat ki, hanem akkor is, ha valaki például sugárzó anyagot (nem felismert radioaktív izotópot) hord magánál.
Tünetek
Ha 1 graynél nagyobb sugárdózis éri a szervezet egészét vagy nagyobb részét (több mint a felét-kétharmadát), akkor viszonylag rövid időn belül (órák-napok alatt) kialakulhat a sugárbetegség nem specifikus tünetegyüttese. Ha balesetnél egy sugárforrástól csak a test csekély hányada kap sugárterhelést, akkor napok vagy hetek elteltével az érintett testrész sugársérülése lép fel, ami nem azonos a sugárbetegséggel. A korai sugárkárosodás tüneteinek leggyakoribb kiváltó oka a sejtpusztulás, viszont a késői sugárkárosodásnál a sugárhatásnak kitett sejtek nem pusztulnak el. Utóbbinál a genetikai állományban mennek végbe mutációk, aminek következtében az érintetteknél évek, sőt évtizedek múlva - kísérleti állatokban az élettartamtól függően hónapok vagy évek múltán - daganatos betegségek vagy genetikai károsodások alakulhatnak ki. Fontos itt megjegyezni, hogy a sugárhatásra kialakuló öröklődő betegségeket laboratóriumi állatkísérletekben igazolták, de emberi populációban még nem mutatták ki.
A sugárbetegség előfordulása
Sugárbetegség rendkívül ritkán fordul elő. Krónikus változata csak az uránbányászok és az ötvenes években a szovjet nukleáris iparban dolgozók körében fordult elő, akik - mai megítélés szerint nem kellően biztonságos munkaszervezés és védőfelszerelések híján - éveken át voltak kitéve az ionizáló sugárzás káros hatásának.
Egyes rosszindulatú daganatok gyakoribb előfordulását évtizedekkel korábban egyéb munkahelyeken is megfigyelték. Például Amerikában és Nyugat-Európában az 1900-as évek elején rádiumtartalmú festékkel festették a világító számlapú órákat és bizonyos járművek műszerlapjait, az ehhez használt ecsetet pedig az ajakhoz érintve nedvesítették. Az így lenyelt rádium miatt évekkel később gyakoribb volt a dolgozók körében a csontrák.
Ismert az is, hogy a 100-120 évvel ezelőtt a röntgennel foglalkozók (főleg a röntgendiagnoszták) gyakran puszta kézzel nyúltak be a sugárzási térbe. Emiatt évtizedekkel később bőrrák jelent meg a kézfejükön. Az esetek egy részében ez az ujjak, ujjpercek amputálását tette szükségessé, de többen meg is haltak.
A sugárbetegség heveny formája a II. világháború végén, a Hirosimára és Nagaszakira dobott atombombák után lett ismert, akkor került be a köztudatba. Ez a forma rövid ideig tartó sugárterhelés hatására alakult ki, halottak és sérültek százezrei maradtak a romok alatt, a sugárzás következményeivel pedig később is számolni kellett. Egy éven belül mintegy 240 ezer fő halt meg a két japán városban súlyos termikus égések, valamint a légnyomás és sugárexpozíció kombinált hatása miatt.
A következő állomást a szovjetunióbeli Csernobilben 1986-ban bekövetkező nukleáris baleset jelentette. Bár nukleáris balesetek korábban is előfordultak - az angliai Windscale-ben 1957-ben, illetve az egyesült államokbeli Harrisburgban 1979-ben -, de ezeken a helyeken sem sugárbetegség, sem sugársérülés nem fordult elő a mérsékelt környezeti sugárszennyeződése ellenére.
A sugárbetegség az elmúlt években amiatt is bekerült a hírekbe, mert 2006-ban Alekszandr Litvinyenko orosz titkosügynök polónium-210-mérgezés (egy nagyon veszélyes alfa-sugárzó radioaktív izotóp) által kiváltott heveny sugárbetegségben hunyt el két hét alatt Londonban.
A sugárbetegség okai
Magát a sugárbetegséget az ionizáló sugárzás váltja ki, amely a szervezetet érve legelőször fizikai és kémiai jelenségeket okoz. Ezek közé tartozik az ionizáció (az a folyamat, amikor egy atomból vagy molekulából elektromos töltéssel rendelkező ion keletkezik), a víz radiolízise (a vízmolekulák elbomlása szabadgyökök keletkezésével), illetve különböző molekulaszerkezeti változások. Ezek a folyamatok másodperceken belül lezajlanak, viszont az ionizáló sugárzásnak kitett emberek szervezetében a biológiai változások időben elnyújtva - órák, napok, hetek, évek, sőt évtizedek után - figyelhetők meg. A fizikai és kémiai folyamatok miatt a sejtekben, szövetekben és szervekben működési zavarok és - súlyos sugárterhelést követően - morfológiai elváltozások alakulnak ki. Ezek vezetnek olyan funkcionális problémákhoz és szövettani elváltozásokhoz, amelyek a klinikai tüneteket okozzák.
A sugárbetegség diagnózisa
Klinikai tüneteket az ionizáló sugárzás miatt kialakuló kóros elváltozások hosszabb-rövidebb idő után okoznak, de laboratóriumi módszerekkel kimutathatók anélkül is, hogy az érintettnél egészségügyi panaszok jelentkeznének. A hematológiai tünetek már az első napoktól észlelhetők, 0,5 gray egész testet érő dózis fölött ilyen a limfocitaszám csökkenése, a granulocitaszám kezdeti emelkedése, majd csökkenése, illetve a trombocitaszám csökkenése. Mérhetőek olyan biokémiai változások is, mint a fehérje és nukleinsav bomlástermékek, valamint a szövetkárosodást jelző enzimek szintjének emelkedése. Utóbbiak azonban csak indikatív jellegűek, dózis-hatás összefüggést nem igazolnak.
A sugársérülés diagnosztikájában a speciális laboratóriumi felszereltséget és szakismeretet igénylő citogenetikai eljárásoknak van kulcsszerepük. Baleseti sugársérülés gyanújakor az érintettektől levett vérminta limfocitáit vizsgálják, azokban nézik a rendellenes kromoszómákat. A kromoszómatörések értékelése már 0,1-0,15 gray sugárterhelés kimutatására is lehetőséget ad. Ennél a dózisnál a páciensnek sem klinikai tünetei, sem vérképelváltozásai nincsenek. A módszer hátránya, hogy nem sugárspecifikus, azaz nem képes kimutatni, hogy a rendellenes kromoszómák sugárzás vagy egyéb fizikai, kémiai hatások miatt szaporodtak-e meg. Akkor sem alkalmas a sugárdózis becslésére, ha a sugárzás csak nagyon kicsiny testfelületet - például kezeket - ért. Mindemellett az összes ismert biológiai eljárás közül a citogenetikai módszerekkel lehet a legpontosabban megbecsülni az egész testben vagy annak jelentős volumenében elnyelt sugárzó energia mennyiségét, ezáltal a sugárkárosodás súlyosságát.
A sugárbetegség tünetei, kórlefolyása
A heveny, krónikus és késői sugárbetegséget el kell egymástól különíteni, tüneteik nem ugyanazok. A nem súlyos (rövid távon nem nagy) sugárterheléssel járó esetekben a kezdet észrevétlen is maradhat, a heveny szakasz elmaradhat. A sugárterhelés mértéke a lefolyást mindenképpen meghatározza. Például az egész testet érő 1-2 gray effektív dózis miatt enyhe akut sugárbetegség alakul ki, míg 2-5 gray súlyos, néha halálos következményekkel járhat. Ilyenkor gyors és hatékony gyógykezelés mellett a túlélésre még van esély, viszont 6 és 10 gray között már alig. Ha az egész testet érő akut sugárterhelés 10 graynél nagyobb, túlélésre már nincs esély.
A heveny sugárbetegség fázisai, tünetei
A heveny sugárbetegség alapvetően négy fázisra osztható, tünetei annál hamarabb alakulnak ki és annál súlyosabbak, minél nagyobb sugárzás érte a beteget.
1. fázis
Egy-két vagy több óra után olyan kezdeti tünetek jelentkeznek, mint a nehezen csillapítható hányinger és hányás, gyengeség, étvágytalanság, émelygés, fejfájás, levertség, szenvtelenség, rossz közérzet. Súlyosabb esetben - napok múltán - bélgörcs, hasmenés, verejtékezés, láz, bőrpír, ingerlékenység és mozgáskoordinációs zavar alakul ki. Nagyon súlyos (halálos) sugárterhelésnél véres hányás és véres széklet, valamint légzési nehézség léphet fel. A halál oka leggyakrabban a szepszis és a sokszervi elégtelenség.
- A helyi sugársérülések leggyakrabban a többnyire fedetlen bőrfelületeket érintik, így leggyakrabban a kezek, majd ritkábban a fej és a nyak területén fordulnak elő. Emellett csökken a fehérvérsejtek száma, 2-4 hét elteltével pedig foltokban kihullhat a szőrzet (főleg a haj), átmeneti (néhány hónapig tartó) vagy maradandó sterilitás alakulhat ki. Ezek az első tünetek, amelyek a leginkább sugárérzékeny szövetekben és szervekben jelentkeznek.
- Általánosságban elmondható, hogy a szövetek és szervek annál érzékenyebbek az ionizáló sugárzás iránt, minél gyorsabban osztódó és minél jobban differenciált sejtekből állnak. Ez alapján a leginkább sugárérzékenyek a nyirokszövetek (ezekben képződnek a fehérvérsejtek közé tartozó limfociták), a vörös csontvelő (a vérképzés helyszíne), illetve általában a fehérvérsejtek, a bélhámsejtek, az ivarsejtek és a bőr osztódó sejtjei. Ha a bőrben elnyelt dózis 3 graynél kisebb, bőrpír vagy ideiglenes szőrzetkihullás nem várható, ez ugyanis a bőr sugársérülésének küszöbdózisa. Ha a dózis 3 graynél nagyobb, az előbbi tünetek mellett kötőhártya-gyulladás is jelentkezhet az első napokban, ahogyan szájszárazság, fémes íz érzése és fültőmirigy-gyulladás is. A sugárzásnak közvetlenül kitett testrészeken (jellemzően a kézen) emelkedett hőmérséklet is mérhető kontakt termográfiával még a klinikai tünetek (elsődlegesen a bőrpír) jelentkezése előtt.
2. fázis
A heveny sugárbetegség első tüneteit lappangási szakasz követi, ami alatt a tünetek eltűnnek, a beteg jól érzi magát. Ez az időszak annál rövidebb, minél nagyobb a sugárdózis: 10 gray terhelés fölött el is maradhat, kicsi terhelés mellett párnapos lehet, míg 2-3 gray mellett 3-4 hétig is eltarthat.
3. fázis
A harmadik fázis az úgynevezett kritikus szakasz, amelynél a kezdeti tünetek súlyosabb formájához pontszerű bőrbevérzések, véres széklet és esetleges bélelzáródás is társul, az immunrendszer károsodása miatt pedig fertőzések is felléphetnek. A vérsejtek száma annál jobban és annál gyorsabban csökken, minél nagyobb volt a sugárdózis, és minél jobban károsodik a vérképzés. A túlélés szempontjából a legkritikusabb időszak a besugárzás utáni 3-4. hétre esik.
4. fázis
Ha a beteg túléli a 3. szakaszt, a következő fázis az úgynevezett lábadozási szakasz. Ez a felépülés lassú, hónapokig is elnyúló időszaka.
Késői sugárkárosodás és tünetei
Az akut szakasz elmúltával - hónapok, évek, sőt évtizedek - elteltével jelenhet meg a késői sugárkárosodás. Ez ugyanannak a kezdeti sugárhatásnak a következménye, de a lassú kórélettani folyamatok miatt csak hosszú idő után mutatkozik meg. Formája nem tipikus, nincsenek ugyanis olyan specifikus tünetek, amelyek csak a sugárbetegségre lennének jellemzőek.
- Klasszikus késői sugársérülés a krónikus bőrgyulladás és a szemlencsehályog, amelyek akkor alakulnak ki, ha az évek alatt szerzett sugárdózis 5-15 gray. Kialakulhat szürke hályog is, amely 2-7 gray esetén 8 év után, 7-12 gray esetén 4 év után jelentkezik.
- Késői sugársérülés a magzati károsodás is, amely már akkor fölléphet, ha a magzatot 0,2 gray sugárzás éri (ilyen károsodást 0,1 gray alatt nem észleltek). Ebből a szempontból a legkritikusabb a terhesség 8-15. hete. A magzatkárosodás inkább spontán vetélést okoz, nem veleszületett rendellenességet. Például a csernobili baleset miatt kitelepített 135 ezer főből 1630 volt terhes nő, de gyerekeik körében a veleszületett rendellenességek aránya nem nőtt és nem tért el az országos átlagtól. A spontán vetélések és a koraszülések száma viszont megduplázódott.
- Vannak olyan - úgynevezett sztochasztikus, azaz valószínűségi - hatások is, amelyek csak későn, évekkel, évtizedekkel a sugárterhelés után jelentkeznek. Ezek nem speciális kórképek, hanem olyan kóros jelenségek, amelyek kisebb arányban mindig érintik az embereket. Ilyenek a rosszindulatú daganatos megbetegedések, a különböző genetikai károsodások, mutációk és öröklődő betegségek. Hirosimában és Nagaszikaban például jóval gyakoribb lett a fehérvérűség 5-8 év múltán, de 15 év elteltével a leukémia előfordulása már nem haladta meg a más japán városokban mértet. A tömör, körülírható daganatoknál más a helyzet, ott a lappangási idő 20-30 évnek bizonyult. Emellett szóltak azok a vizsgálatok is, amelyek a Marshall-szigetek közelében végzett kísérleti amerikai atomrobbantás utóhatásait értékelték. A legsúlyosabb légköri termonukleáris fegyverkísérlet 1954-ben történt, a szigetlakók akkor lélegeztek be radioaktív jódizotópokat tartalmazó levegőt, majd 20 évvel később 5 százalékuknál pajzsmirigyrák alakult ki (ami a természetes előfordulás mintegy ezerszerese). A legfrissebb környezeti mérések azt mutatják, hogy jelenleg a Marshall-szigetek sugárszennyezettsége kétszer akkora, mint Csernobil körül.
- Egyes rosszindulatú daganatok gyakoribb előfordulását sugárveszélyes munkahelyeken dolgozók körében is évtizedekkel később figyelték meg. Például az urán- és egyéb ércbányászok körében gyakoribb a tüdőrák. Viszont annak kialakulásához nagyon nagy dózisban kellett halmozódnia a hörgőkben és a tüdőhólyagocskákban a súlyosan károsító poroknak és radioaktív anyagoknak. Hasonló módon jelentkezett csontrák évtizedekkel később azok körében, akik korábban rádiumtartalmú festékkel dolgoztak, vagy bőrrák azok körében, akik röntgennel foglalkoztak azt megelőzően, hogy a káros hatás ismert lett volna, és védték volna magukat.
Teratogén hatás és következményei
Ha a sugárterhelés az ivarsejteket is érinti, azokban mutációk (kromoszóma-rendellenességek) mutathatók ki, amelyek következtében a majdani utódokban öröklődő betegségek alakulhatnak ki. Utóbbit laboratóriumi állatkísérletekben igazolták, de embernél még nem mutatták ki. Azaz sem az atombombák, sem a csernobili (vagy bármely egyéb sugárbaleset okozta) sugárterhelés hatásának kitett emberek utódaiban nem növekedett meg az öröklődő betegségek gyakorisága. Ugyanakkor az atombombák hatásának kitett közel 1500 japán terhes nő gyermekeinek 3 százalékánál magzati (teratogén) károsodások léptek fel. Ez az esetek többségében átmeneti (néhány év alatt elmúló) mentális retardáció volt, ami azt jelentette, hogy a gyerekek szellemi fejlődése elmaradt kortársaikétól. Minimális számban, de azok között, akik a terhesség 8-15. hetében (a magzati fejlődés leginkább sugárérzékeny időszakában) kaptak sugárterhelést, kisfejűség alakult ki.
A sugárbetegség kezelése, megelőzése
A sugárbetegséget megelőzni azzal lehet, hogy aki sugárveszélyes munkahelyen dolgozik - például röntgenasszisztens, sugárzó anyagokat is használó laborban kutat, atomerőműben dolgozik - betartja a munkavédelmi szabályokat, munkahelyi előírásokat. Ha balesetről érkezik hír, akkor - a hatóság tájékoztatása után - elsődleges az elzárkózás, ami azt jelenti, hogy csukott ajtó és ablak mellett (a légkondicionálót leállítva) a lakásban kell tartózkodni. Ezzel párhuzamosan a hatóságok lezárják a sugárszennyezett területet, szükség esetén elrendelnek kitelepítést.
Ha atomerőműben történik baleset, akkor a sugárbetegség megelőzésében kulcsszerepe van az úgynevezett jódprofilaxisnak, amelyet az Egészségügyi Világszervezet (WHO) 2018. évi kiadványa egy új, egyértelmű terminológiával nevesít: a pajzsmirigy jódblokkolása. A pajzsmirigyben halmozódó jód azért kap fontos szerepet, mert az atomreaktorban keletkező radioaktív jódizotópok a mikro-méretű aeroszol részecskékre tapadva gyorsan kijuthatnak az erőműből, és a pajzsmirigyben felhalmozódnak. Ezt előzi meg a jódprofilaxis, amelynél a stabil jódot nagy, a szervezet napi jódigényét közel ezerszeresen meghaladó adagban viszik be a szervezetbe, ezáltal jóddal telítve a pajzsmirigyet. A pajzsmirigy jódblokkolása általában kálium-jodid tablettával vagy oldattal történik. A fél-egy órán belül bevett készítményekkel a pajzsmirigy sugárterhelése nyolcvan-százszorosan csökkenthető, míg az 5 óra elteltével végzett jódprofilaxis már csak a felére csökkenti a pajzsmirigy sugárterhelését. A 24 óra után bevett nagy dózisú stabil jód már gyakorlatilag hatástalan.
Ezen túlmenően egészségügyi ellátásra akkor van szükség, ha a sugárbaleset valakit közvetlenül érint. Ilyenkor a sugárbetegség direkt következményeit nem lehet megszüntetni, de a tünetek, így például a bőrpír, a bőrviszketés vagy a sugárégés súlyosabb tünetei enyhíthetők, a szövődmények kezelhetők. Azon személyek a szerencsésebbek, akiknél csak egy testrészt ért sugárterhelés, és csak ezen körülhatárolható területen alakul ki sugárkárosodás. Ilyenkor a szervezet jóval magasabb sugárdózist is túlélhet. Ezzel együtt, ha súlyos nekrózist kiváltó radioaktív égési sérülések alakultak ki, az érintett végtagok (legtöbbször az ujjak) amputálására van szükség.
Mivel a sugárbetegség legveszélyesebb szövődménye, hogy elpusztítja a csontvelőt és a fehérvérsejteket, károsítja az immunrendszert, ezért vérátömlesztéssel, infúzióval és steril környezettel jellemzően javítható a betegek állapota. Ilyen kezelésre 2-3 gray feletti sugárdózisnál lehet szükség. A hosszabb távú szövődményeknél, így például daganatoknál az azokra vonatkozó kezelési protokollok az irányadóak.
A sugárbetegség gyógyulási esélyei
A gyógyulási, túlélési esélyek a dózis mértékétől nagyban függnek. Például a 6-16 grayt kapott 21 csernobili tűzoltóból csak egy fő, a 4-6 gray dózist kapott 22 sérültből pedig 15 volt megmenthető. Viszont a 2-4 gray sugárterhelést elszenvedett 50 főből csak egyet vesztettek el, őt is az 50 százalékot meghaladó, súlyos termikus bőrégés miatt (a halál közvetlen oka a halállal végződő akut csernobili esetek többségénél szintén ez volt).
Általánosságban elmondható, hogy az egész testet érő 3-4 gray terhelés kellő orvosi ellátás hiányában az érintettek felénél 60 napon belül halálhoz vezet. Ennek hátterében a vérsejtképzés csökkenése, illetve a fertőzések állnak. A megfelelő kórházi kezelés, a steril környezet, a folyamatos folyadékpótlás, antibiotikumok és vérkészítmények adása sokat javíthat a helyzeten.
Rengeteget számít az is, hogy egy adott sugárdózis mennyi idő alatt éri a szervezetet (a másodpercek-percek-órák-napok-hetek-hónapok-évek skálán). Ennek oka, hogy az időfaktor meghatározó az ionizáló sugárzás okozta kóros változások helyreállításában, kiküszöbölésében. Utóbbira egy pillanatszerű vagy néhány perces sugárterhelés után a szervezetnek sokkal kisebb esélye van, mint egy több napon vagy még hosszabb időtartamon át tartó sugárterhelést követően.
Hasznos tudnivalók a sugárbetegségről
A környezetből érkező, nagy energiájú ionizáló sugárzásnak az emberiség ősidők óta ki van téve, de ez önmagában - az elenyésző dózis miatt - nem okozhat sugárbetegséget. Akut sugárbetegség csak akkor alakul ki, ha a testet vagy a törzs nagyobb részét legalább 1 gray dózisú sugárterhelés éri. A gray az elnyelt sugárdózis mértékegysége, jelentése az ionizáló sugárzás egységnyi testtömegben elnyelt energiája (1 gray = 1 J/kg). A Föld népessége a természetes forrásokból - kozmikus és földkérgi sugárzásból - évente személyenként 2,4 mSv sugárterhelést kap, ami a leggyakoribb sugárzástípusok esetén 0,0024 graynek felel meg.
Ha csak egyes szervek vagy testrészek kapnak nagy dózisú besugárzást, akkor nem sugárbetegség alakul ki, hanem helyi sugársérülés. Ilyen esetekben csak a konkrét szervekre, testrészekre korlátozódik a sugársérülés, ami azt jelenti, hogy például csak bőrégés, szürke hályog, tüdőgyulladás vagy pajzsmirigy-alulműködés alakul ki. A sugárkárosodásnak ez a korai, helyi formája csak akkor jelentkezik, ha kellően nagy a sugárterhelés. Hosszabb távú következmények ez esetben is vannak, ilyen lehet például a bőrrák.
Sokan használják a sugárfertőzés kifejezést, de ez nem helyes, mivel a sugárzás nem fertőz. Ennek oka, hogy az ionizáló sugárzást kibocsátó radioaktív anyagok nem jutnak át egyik személyből a másikba sem a kilélegzett levegővel, sem tüsszentéssel, sem verejtékkel, sem egyéb biológiai anyagok közvetítésével. Magyarán nem viselkednek úgy, mint a vírusok vagy a baktériumok, amelyek az emberi szervezetben szaporodnak a virulencia elérése céljából. A radioaktív anyagok mennyisége a szervezetbe jutás pillanatától csökken a fizikai bomlás (és a biológiai kiválasztás) révén.
A cikk elkészítésében dr. habil Turai István sugárbiológia-sugáregészségügy szakorvos, az orvostudomány kandidátusa, az Országos Sugárbiológiai és Sugáregészségügyi Kutató Intézet korábbi főigazgatója, a WHO, az Európai Bizottság és a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség korábbi munkatársa nyújtott segítséget, munkáját nagyra értékeljük.
A témáról az alábbi szakirodalmakban található bővebb információ:
- Turai István: Sugáregészségügyi ismeretek. Medicina Kiadó, 1993
- Turai István és Köteles György szerk.: Sugáregészségtan. Medicina Kiadó, 2014