2013. június 18., kedd

Dózis-hatás, avagy mennyi a káros?

Induljunk ki Paracelsus (1493-1541) állításából, melynek különböző fordításait itt láthatjuk.

"Minden anyag méreg, ha önmagában nem is az; csupán a mennyiség teszi hogy egy anyag nem méreg."

„A dózis különbözteti meg a mérget a gyógyszertől”

„Dózis teszi a mérget”

Lássuk, mit is jelent ez? Érvényes lehet általánosan is (nemcsak kémiai anyagokra)?

Kiengedem a napra a gyerekem, mert a D vitamin háztartásban fontos szerepet játszik, de nem engedem sokáig, mert félek a bőrráktól. Megiszom egy-két pohár bort, mert tudom és érzem, hogy jó hatása van, de az egy-két liternek már biztosan nem pozitív a hatása. Sportolok valamennyit, de nem hajtom következetesen túl magam, mert azt látom, hallom, hogy a túlzottan sok sport is káros. Ezek mind-mind azt sugallják, hogy ami kis mértékben jótékony, ugyanaz nagy dózisban káros. De vajon, ez sugárzás biológiai hatására is érvényes?

Mielőtt válaszolni tudnánk, röviden nézzük meg mi is az a dózis. A köznyelvben egy adagot jelent valamiből. Gyógyszerek esetében például lehet a tabletták száma, vagy a gyógyszer tömege. Nos, a sugárzás az élő szervezettel kölcsönhatva, annak energiát ad át. Az egészségügyi hatás szempontjából viszont nem közömbös, hogy a leadott energia mekkora tömegre jut. Ezért, a leadott energiamennyiség és a tömeg arányát elnyelt dózisnak, röviden dózisnak nevezzük. Mértékegysége a Gray (1 Gy = 1 J/kg). A régi mértékegység a rad (1 rad = 0,01 Gy). Az előző bejegyzésekben láttuk, hogy a különböző sugárzások különböző módon hatnak kölcsön az anyaggal, ezért ezek biológiai hatása is eltérő. Adott energiájú alfa részecske nagyobb kárt okoz, mint az azonos energiájú gamma- vagy bétasugárzás. Mindegyik sugárzásfajtához rendelhető egy biológiai hatásosság (RBE) és ha ezt beszorozzuk az elnyelt dózissal, akkor ekvivalens dózist kapunk. Ennek mértékegysége a Sv (sievert). A biológiai hatás viszont a szervtől is függ, illetve annak sugárérzékenységétől. Ezért ha a sugárzások különböző szervekre gyakorolt várható hatásának perspektívájából nézzük a dolgot, akkor még egy szervre jellemző koefficienssel is be kell szoroznunk az ekvivalens dózist. Ezáltal effektív dózist kapunk, amit szintén sievertben mérünk. A különböző típusú sugárzásoktól kapott effektív dózisok így már összehasonlíthatók és összeadhatók. Ezek összege egy személyre évente átlagosan 2,5 mSv körüli.

Most, hogy tisztáztuk a dózis fogalmát, lássuk milyen összefüggés lehet a sugárdózis és annak hatása között. Számos baleset és a Japánra ledobott atombombák esetei is igazolták, hogy a biológiai kár arányosan nő a dózissal egészen a halálos dózisig (kb. 8 Gy). Ugyanakkor, a kis dózis dózisok hatása egy máig vitatott és nyílt kérdés. A nagy dózisok hatását szokás még determinisztikus, a kis dózisokét pedig sztochasztikus hatásoknak nevezni. Azokat a hatásokat, amelyek többnyire rövid időn belül és vitathatatlanul a kapott sugárterhelés miatt lépnek fel, determinisztikus hatásoknak nevezzük. A determinisztikus hatások egy küszöbdózis felett mindenkinél fellépnek. Ez valószínűleg azért van így, mert egy adott terhelés fölött a szervezet védekezési mechanizmusai kimerülnek. Ezzel ellentétben a sztochasztikus hatásoknál, amelyek a kiváltó sugárterhelés elszenvedése után jóval később lépnek fel, adott dózis esetén megmondható a sztochasztikus effektusok fellépésének valószínűsége, vagy gyakorisága egy nagyobb népességre, de soha nem mondható meg, hogy konkrétan kinél lépett fel a sugárzás miatt az adott hatás. Ezek a hatások ugyanis többlet sugárzásnak nem kitett populációban is gyakran előfordulnak. A sugárvédelem mai gyakorlatában úgy tekintjük, hogy már az átlagos természetes háttérsugárzás nagyságánál kisebb többletterhelés is megnövelheti a sztochasztikus hatásokat, a daganatokat és az örökletes károsodásokat. Ugyanakkor a világ számos területén a háttérsugárzás értéke a világátlag tízszeresét sőt néhol akár százszorosát is eléri, de a megbetegedések gyakoriságának valódi növekedését ezidáig nem mutatták ki ezeken a területeken. A sztochasztikus hatások tehát tipikusan a kis dózisok tartományában érvényesülnek. Ugyanakkor úgy tűnik, a kis dózisok biológiai hatásának megértése és a lineáris küszöb nélküli dózis-hatás hipotézis (LNT, linear no- threshold, a hatás lineárisan nő a dózissal a nullától kezdődően) megtartása vagy elvetése jelenti a jelenkori sugárvédelem legnagyobb kihívását. Ezt látszik alátámasztani az a tény is, hogy az utóbbi évek sugárvédelmi és sugárbiológiai konferenciái többnyire az LNT jegyében zajlanak. A probléma megoldásának társadalmi jelentősége azért is nagy lehet, mert a széles tömegeket érő sugárterhelés ebbe a tartományba esik. A jelenlegi hivatalos sugárvédelmi álláspont szerint a kockázat a kis dózisok tartományában is lineárisan változik a terheléssel, amit manapság sok kutató megkérdőjelez. Ime néhány pro és kontra vélemény, ami jól mutatja a szakmabeliek megosztottságát a kérdésben.

Zbigniew Jaworowski, az Egyesült Nemzetek Szervezete Atomi Sugárzások Hatásait Vizsgáló Bizottságának (UNSCEAR) volt elnöke: „Az LNT tudományos képtelenség, a radiofóbia fő kiváltója.”

Az Amerikai Egyesült Államok Sugárvédelmi Tanácsának (NCRP) 136-os számú jelentése: „A tudomány mai állása alapján az LNT-nek nincs alternatívája.

Myron Pollycove, az Egyesült Államok Nukleáris Szabályozó Bizottságának (NRC) tagja: „Az LNT nem más, mint egy sok milliárd dolláros önfenntartó politikai és gazdasági erő.”

Mára ez elég is, legközelebb kicsit körbejárjuk, hogy mi lehet az oka - a gazdasági és politikai érdekeken túlmenően - az ellentétes véleményeknek?

Addig is minden jót, akik többletinformációt szeretnének, azoknak ajánlanám, hogy látogassák meg a következő weboldalakat: