DAWKA SKUTECZNA I EKWIWALENTNA A RYZYKO RADIACYJNE

Transkrypt

1 DAWKA SKUTECZNA I EKWIWALENTNA A RYZYKO RADIACYJNE Stosowanie promieniowania jonizującego zawsze związane jest z pewnym ryzykiem wywołania skutków stochastycznych lub deterministycznych będącym efektem uszkodzeń struktur układu biologicznego w wyniku depozycji w nich energii promienistej. Uszkodzenia na poziomie komórkowym mogą rzutować na morfologię i fizjologię tkanek i narządów, co w dalszej kolejności może przełożyć się na uchwytne klinicznie zaburzenia funkcjonowania organizmu jako całości. Pominiemy na tym etapie kursu mechanizmy stojące u podstaw tych zaburzeń, które szczegółowo omówiono w zagadnieniu 6 (podstawy radiobiologii), natomiast zajmiemy się ryzykiem radiacyjnym związanym z działaniem niskich dawek promieniowania na organizm człowieka a więc prawdopodobieństwem wystąpienia skutków stochastycznych. Skutki deterministyczne, które są efektem działania dużych dawek promieniowania jonizującego na organizm zostały omówione w zagadnieniu 8. W pierwszej kolejności zdefiniujemy czym są niskie dawki promieniowania jonizującego. Zgodnie z wytycznymi ICRP z takim poziomem dawek mamy do czynienia w przypadku: ekspozycji krótkotrwałej, w której dawka nie przekracza 200mGy (msv) ekspozycji przewlekłej, której natężenie nie przekracza 0,1mGy/min (msv/min). Jak więc widać obszar dawek niskich obejmuje: pracowników zawodowo eksponowanych na promieniowanie jonizujące osoby z populacji pacjentów poddawanych radiologicznym procedurom diagnostycznym oraz niektórym procedurom terapeutycznym. Oznacza to, że kwestie ryzyka radiacyjnego dotyczą większości społeczeństwa i są niezmiernie ważne w kształtowaniu polityki w zakresie ochrony radiologicznej i bezpieczeństwa jądrowego. Wielkością radiologiczną stosowaną w większości modeli opisujących odpowiedź komórkową na małe dawki promieniowania jest dawka skuteczna (efektywna) będąca sumą równoważników dawki pomnożonych przez odpowiednie współczynniki wagowe dla tkanki lub narządu. E = H T W T [Sv] Gdzie: H T równoważnik dawki pochłoniętej dla tkanki/narządu T [Sv] W T współczynnik wagowy tkanki/narządu T (wartości stabelaryzowane) T W tabeli przedstawiono wartości współczynników wagowych dla różnych tkanek i narządów zgodnie z Publ. Nr 60 ICRP.

2 Dawka skuteczna określa stopień narażenia całego ustroju od ekspozycji zewnętrznej i wewnętrznej nawet przy napromienieniu tylko niektórych partii ciała. Dla równomiernej ekspozycji całego ciała (W T = 1) na promieniowanie elektromagnetyczne (W R = 1) dawka skuteczna jest równa liczbowo dawce pochłoniętej. Inny sens praktyczny ma równoważnik dawki H T, który określa ilość energii zdeponowanej w układzie biologicznym (tkance lub narządzie) z uwzględnieniem skutków biologicznych spowodowanych różnymi rodzajami promieniowania. Równoważnik ten definiowany jest jako iloczyn dawki pochłoniętej promieniowania w narządzie lub tkance i współczynnika wagowego tego promieniowania. Dla ekspozycji mieszanej równoważnik całkowity jest sumą równoważników pochodzących od wszystkich rodzajów promieniowania. H = W D [Sv] T Gdzie: D T,R dawka pochłonięta promieniowania R przez tkankę/narząd T W R współczynnik wagowy dla promieniowania R (wartości stabelaryzowane). R W tabeli przedstawiono wartości współczynników wagowych dla wybranych rodzajów promieniowania. Wartości podanych współczynników zgodne są z tabelą nr 2 Rozporządzenia RM w sprawie dawek granicznych promieniowania jonizującego (Dz.U. z 2005, Nr 20 poz. 168). R T,R

3 Jak można wnioskować na podstawie tabeli, większą skuteczność biologiczną wykazuje promieniowanie korpuskularne, szczególnie w przypadku gdy nośnikami energetycznymi są molekuły o znacznej masie i o wysokim ładunku. Jak już wcześniej wspominano nie każda ekspozycja na promieniowanie jonizujące skutkuje uchwytnymi zmianami biologicznymi. Poniżej przedstawiono schemat wystąpienia potencjalnych sytuacji związanych z ekspozycją układu biologicznego na promieniowanie jonizujące. Deponowana w układach biologicznych energia promienista może prowadzić np. do zmian struktury makrocząsteczek takich jak DNA, białka czy lipidy błon

4 komórkowych. Z wiadomych względów najbardziej wrażliwą strukturą w takich przypadkach jest materiał genetyczny. Promieniowanie jonizujące zawsze aktywuje komórkowe mechanizmy neutralizujące czynniki uszkadzające struktury biologiczne. Stąd nie każda ekspozycja prowadzi do wewnątrzkomórkowych uszkodzeń. Również nie każde uszkodzenie obserwowane na poziomie molekularnym ma swoje przełożenie na morfologię lub funkcję komórki. Popromienne zmiany w DNA uruchamiają mechanizmy naprawcze adekwatne do rodzaju powstałych uszkodzeń. Brak możliwości skutecznej naprawy materiału genetycznego, przy prawidłowej regulacji cyklu komórkowego, prowadzi taką komórkę na drogę śmierci apoptycznej (zaprogramowanej). Śmierć komórki może być również wynikiem działania dużych dawek promieniowania, które powodują zaburzenia gospodarki wodno-elektrolitowej komórki i destrukcję jej błon komórkowych, bądź ze znaczącą utratą materiału genetycznego prowadzącą do tzw. śmierci mitotycznej. Niezależnie od formy, masowa śmierć komórek, będąca najczęściej efektem działaniu dużych dawek promieniowania na układy biologiczne, może prowadzić do dysfunkcji napromienionych tkanek lub narządów przejawiających się w ostrych bądź przewlekłych objawach klinicznych. Zmiany w DNA przy wszelkiego rodzaju defektach w zakresie ekspresji genów regulatorowych (odpowiedzialnych za cykl komórkowy) mogą powodować utrwalenie mutacji genetycznej. W takich sytuacjach pojedyncze komórki z przetrwałą mutacją genetyczną mogą stanowić potencjalną linię nowotworową. Jak więc widać wywołanie skutku stochastycznego, którego typowym przykładem jest popromienna choroba nowotworowa, nie wymaga depozycji dużych energii w układach biologicznych. Jest ona wynikiem uszkodzeń materiału genetycznego w pojedynczych komórkach. Oczywiście rozwój choroby nowotworowej wymaga jednoczesnego zajścia wielu niekorzystnych czynników, stąd jej objawy klinicznie zazwyczaj uwidaczniają się wiele lat po ekspozycji na promieniowanie jonizujące. Jak już w poprzednich modułach wspomniano proces nowotworowy jest procesem biologicznie złożonym. Bez wnikania w szczegóły możemy wyróżnić 3 podstawowe etapy rozwoju nowotworu: inicjacja, promocja i progresja. Podstawowym warunkiem zapoczątkowania rozwoju nowotworu jest zajście przetrwałej mutacji genetycznej. Oznacza to, że komórka nie tylko musi zachować zdolność do proliferacji (brak śmierci mitotycznej), ale również oszukać system immunologiczny aby traktował ją jako komórkę prawidłową. Przewiduje się, że na tym etapie muszą zadziałać przynajmniej dwa czynniki mutagenne, w tym jeden w zakresie genów regulatorowych bądź supresorowych. Kolejnym etapem rozwoju nowotworu jest aktywacja onkogenów oraz unieśmiertelnienie zmutowanych komórek poprzez modyfikacje w zakresie genów aktywujących telomerazę. Obecność tego enzymu umożliwia nieskończoną ilość podziałów komórkowych. Jak więc widać zmiany w komórce dotyczą zarówno jej genotypu jak i fenotypu. Na dalszym etapie staje się konieczne efektywne dostarczanie niezbędnych w podziale komórkowym składników, w tym czynników wzrostu. Proces ten zwany neoangiogenezą polega na otaczaniu komórek nowotworowych siecią naczyń krwionośnych i dalszym ich pobudzaniem do podziałów (uwalnianie czynników wzrostowych z nieprawidłowych naczyń krwionośnych i otaczających tkanek). Znaczny rozrost komórek nowotworowych, już cechujących się zmienionym kariotypem, manifestuje się klinicznie, a poprzez inwazję i metastazę rozprzestrzenia się w ustroju. Etap ten zwany progresją kończy proces kancerogenezy.

5 Promieniowanie jonizujące jest uniwersalnym karcenogenem, który indukuje nowotwory u większości gatunków, w większości tkanek (wyjątek: rak szyjki macicy, rak odbytnicy, chłoniaki, przewlekła białaczka limfatyczna CLL, czerniak), w każdym okresie życia łącznie z okresem płodowym, u obu płci. Nowotwory popromienne nie różnią się od nowotworów spontanicznych mają ten sam mechanizm rozwoju, cechy morfologiczne, obraz kliniczny, okres latencji, wiek ujawnienia itd. W tabeli przedstawiono okresy latencji dla niektórych nowotworów popromiennych. Jak widać na podstawie okresów latencji, wśród nowotworów popromiennych jako pierwsze klinicznie ujawniają się białaczki, a dopiero w dalszej kolejności nowotwory lite różnych tkanek i narządów. W historii promieniotwórczości, właśnie białaczki były pierwszymi znaczącymi symptomami świadczącymi o szkodliwym wpływie promieniowania jonizującego na organizmy żywe.

6 Niezależnie od okresów latencji, należy być świadomym, że nie wszystkie tkanki są równie podatne na indukcję nowotworów przez promieniowanie. Największy odsetek nowotworów radiogennych powstaje w tkance krwiotwórczej, sutku i tarczycy. Średnia częstość jest obserwowana w przewodzie pokarmowym, wątrobie, płucach, płucach, trzustce i układzie chłonnym, niska w kościach, mózgu, tkance łącznej, pęcherzu moczowym, krtani, jajnikach, skórze i śliniankach. Najrzadziej lub wcale nie występują nowotwory macicy stercza. Poniżej zamieszczono współczynniki ryzyka indukcji nowotworowej dla wybranych narządów. Analizując dane z powyższej tabeli, zwraca uwagę fakt, że w zasadzie bardziej podatne na popromienną karcenogenezę są narządy zawierające dużą liczbę szybko dzielących się komórek i często wymieniają swój skład komórkowy. Dodatkowo w tabeli porównano współczynniki ryzyka nowotworowego dla populacji generalnej oraz dla populacji osób zawodowo eksponowanych na promieniowanie jonizujące. Jak widać wartości tych współczynników znacząco są niższe dla populacji pracowników. W tym miejscu należy podkreślić, że nominalne ryzyko indukcji nowotworowej jako efekt działania promieniowania jonizującego dotyczy wyłącznie przypadków nowotworów letalnych, a więc zakończonych śmiercią. W rzeczywistości duża część nowotworów o potencjalnie popromiennej etiologii jest z powodzeniem leczona i nie jest ujmowana w statystykach epidemiologicznych. Tym też tłumaczy się obniżenie współczynników ryzyka w grupie osób zawodowo eksponowanych na promieniowanie jonizujące, u których prawny wymóg monitorowania stanu zdrowia, pozwala wykrywać nowotwory już na etapie zmian subklinicznych i z większą skutecznością wdrażać odpowiednie leczenie. Ponadto zwolennicy hormezy radiacyjnej podkreślają, że u osób stale poddawanych działaniu niskich dawek promieniowania jonizującego następuje mobilizacja mechanizmów przeciwdziałających uszkodzeniom popromiennym, a jeśli już do nich dojdzie to procesy naprawcze są bardziej wydajne. Jednak głównym powodem wyższych wartości współczynników ryzyka w ogólnej populacji jest fakt, iż w jej skład wchodzą

7 dzieci i młodzież, dla których ryzyko indukowania nowotworu jest znacznie większe niż dla dorosłych a przewidywane dalsze trwanie życia z łatwością wystarczy na ujawnienie się zmian klinicznych. W praktyce badania epidemiologiczne, które stanowią główne źródło danych statystycznych będących podstawą wnioskowania o szkodliwym działaniu promieniowania jonizującego, bezsprzecznie wykazały wzrost częstości zachorowań na choroby nowotworowe ludzi eksponowanych na stosunkowo duże dawki promieniowania, natomiast żadne dotychczasowe badanie nie udowodniło związku pomiędzy ekspozycją na dawki niższe niż 0,1Gy a częstością zachorowań. W literaturze dostępny jest także cały szereg prac naukowych sugerujących dobroczynne działanie niskich dawek promieniowania jonizującego na organizm człowieka. Nie oznacza to jednak, że można określić bezpieczną dawkę promieniowania : z teoretycznych przesłanek wynika, że mimo istnienia naturalnych mechanizmów naprawczych i przeciwdziałających uszkodzeniom DNA zawsze możliwe jest zwiększenie indywidualnego ryzyka wystąpienia choroby nowotworowej. Tak więc stopień szkodliwości niskich dawek promieniowania jonizującego, pomimo testowania różnych modeli ryzyka, pozostaje nadal kwestia otwartą. Poniżej przedstawiono modele zależności rozwoju nowotworu radiogennego do dawki promieniowania jonizującego. NOWOTWORY RADIOGENNE MODEL LINIOWY MODEL NIELINIOWY DAWKA PROMIENIOWANIA Jak wynika z wykresów przyjmuje się zasadniczo dwa modele obrazujące prawdopodobieństwo indukcji nowotworowej (nowotworów letalnych) w zależności od dawki promieniowania: liniowy i nieliniowy z możliwymi opcjami: progiem poniżej którego promieniowanie jest bezpieczne lub bez progu przyjmujące szkodliwość promieniowania w całym zakresie dawek. Wydaje się, że model nieliniowy, niezależnie od przyjętej opcji, w lepszym stopniu odpowiada wynikom badań

8 epidemiologicznych prowadzonych w tym zakresie. Tym niemniej dla potrzeb ochrony radiologicznej zgodnie rekomendacją ICRP (Publ. Nr 1 z 1959r. i Publ. Nr 60) podstawą szacowania ryzyka wystąpienia skutków popromiennych i tworzenia regulacji prawnych w tym zakresie jest model LNT czyli zależność liniowa bezprogowa. Zgodnie z tym modelem ryzyko jest wprost proporcjonalne do dawki promieniowania i kształtuje się na poziomie 5*10-2 nowotworów letalnych/sv. Przyjmuje się, ze nie istnieje również dawka bezpieczna stąd każda nawet najmniejsza dawka promieniowania skutkuje wzrostem ryzyka indukcji nowotworowej. Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe rozważania dotyczące skutków stochastycznych będących następstwem ekspozycji człowieka na działanie niskich dawek promieniowania jonizującego możemy podsumować: nie istnieje próg dawki co jest równoznaczne, że każda ekspozycja na promieniowanie jonizujące wiąże się z ryzykiem wystąpienia ujemnych następstw zdrowotnych. są efektem zmian popromiennych w jednej lub w kilku komórkach wraz ze wzrostem dawki wzrasta prawdopodobieństwo wystąpienia objawów objawy uchwytne klinicznie będące następstwem działania niskich dawek promieniowania ujawniają się po wielu miesiącach lub latach od ekspozycji typowymi przykładami skutków stochastycznych są nowotwory popromienne oraz wady i choroby popromienne u potomstwa nowotwory popromienne stanowią niewielki odsetek nowotworów spontanicznych i w żaden sposób się od nich nie różnią. W przypadku skutków genetycznych brak jest na chwilę obecną naukowych przesłanek bezsprzecznie potwierdzających zależność pomiędzy ekspozycją rodziców a występowaniem wad i chorób dziedzicznych u ich potomstwa. Tym niemniej zależność taka obserwowana jest u zwierząt doświadczalnych, a uzyskiwane w ten sposób wyniki transponowane są na populację człowieka. Stąd też w niektórych opracowaniach naukowych zajmujących się zagadnieniami odległych skutków ekspozycji na niskie dawki promieniowania jonizującego podaje się, że każda dawka pochłonięta przez gonady (kobiety lub mężczyzny) na poziomie 0,1Gy zwiększa ryzyko wystąpienia efektów genetycznych o 0,005 0,075%, przy ryzyku

9 występowania spontanicznych chorób dziedzicznych dla populacji generalnej na poziomie 5 10%. Jednym z podstawowym źródeł wiedzy dotyczących ujemnych następstw ekspozycji na promieniowanie jonizujące są różnego rodzaju badania epidemiologiczne. Jakość uzyskiwanych w ten sposób informacji, a tym samym przydatność opracowanych na ich podstawie modeli matematycznych obrazujących odpowiedź organizmu na określona dawkę promieniowania, zależy od rzetelności przeprowadzonych badań. Największe problemy wiążą się z oceną wpływu promieniowania jonizującego na skutki zdrowotne populacji osób eksponowanych na niskie dawki promieniowania jonizującego. Wiąże się to przede wszystkim z probabilistycznym charakterem skutków, a tym samym niepewnością uzyskiwanych szacunków. W aspekcie statystycznym, wymagana liczebność kohort na podstawie, których ocenia się zależność dawka skutek, jest odwrotnie proporcjonalna do wielkości ekspozycji. Poniżej w tabeli przedstawiono wymaganą liczebność populacji badanej i kontrolnej dla rożnych poziomów narażenia. Jak widać, dla weryfikacji hipotezy o działaniu bardzo niskich dawek potrzeba ogromnej (kilkumilionowej) populacji, co jest kompletnie nierealne i dlatego trzeba opierać się na modelowych przybliżeniach. Patrząc tylko na tą tabelę staje się też jasne dlaczego większość informacji odnośnie ryzyka radiacyjnego w zakresie skutków stochastycznych jest wynikiem ekstrapolacji danych uzyskanych dla wysokich dawek promieniowania. Tak więc wnioski z obserwacji niewielkich populacji eksponowanych na promieniowanie jonizujące uogólniane są na populację generalną. Pomimo dużej niepewności tak uzyskanych szacunków, są one akceptowane przez większość środowiska naukowego oraz przez instytucje odpowiedzialne za tworzenie rozwiązań prawnych. Poniżej

10 przedstawiono podstawowe kohorty, na których oparto badania epidemiologiczne w zakresie nowotworów popromiennych. Najlepsze wyniki badań z zakresu wpływu promieniowania jonizującego na zdrowotność populacji poddanej takiej ekspozycji uzyskano analizując kohortę LSS. Sytuacja taka wymusza więc konieczność transferu uzyskanych szacunków na inne populacje. Należy przy tym pamiętać, że zarówno rasa jak i styl życia (głównie stosowane używki i spożywana dieta) mają duży wpływ na radiowrażliwość osobniczą. Dodatkowo brak danych z obserwacji całego życia osób eksponowanych na promieniowanie jonizujące wymusza konieczność projekcji zdarzeń w przyszłość. Te wszystkie uwarunkowania są przyczyną wprowadzania modeli matematycznych w szacowaniu ryzyka popromiennego, które z większą lub mniejszą dobrocią będą odzwierciedlały rzeczywistość. Przedstawimy pokrótce zagadnienia i problemy związane z prowadzeniem badań epidemiologicznych w zakresie wpływu niskich dawek promieniowania jonizującego na uchwytne klinicznie skutki biologiczne. Badania epidemiologiczne rodzaje W badaniu ujemnych następstw ekspozycji na promieniowanie jonizujące w zakresie niskich dawek zasadniczo stosowanie są dwa podstawowe typy badań epidemiologicznych: etiologiczne (analityczne) oraz korelacyjne (opisowe). Pierwsze z nich bazują na danych indywidualnych w zakresie np. dawek osobniczych. Badania te uwzględniają też czynniki zakłócające oraz określają związek przyczynowo skutkowy. Mamy tutaj dwa odmienne podejścia do kwestii obserwowanych skutków popromiennych:

11 kliniczno-kontrolne (case-control studies): choroba nowotworowa jako skutek stochastyczny jest punktem wyjścia dla którego poszukuje się retrospektywnie (w przeszłości) incydentów związanych z ekspozycją na promieniowanie jonizujące. Moment ekspozycji musi być zgodny z przyjętymi dla danego typu nowotworu kresami latencji. Wskaźnikiem dla tych badań epidemiologicznych jest ryzyko względne RR (relative risk) kohortowe (cohort studies): Punktem wyjścia jest narażenie na promieniowanie jonizujące. Grupę kontrolną stanowi populacja równoważna (identyczna w zakresie płci, wieku, obciążeń, rodzaju czynników zakłócających z populacją badaną). Zachorowania na nowotwory popromienne w narażonej grupie (kohorcie) mogą być analizowane retrospektywnie do dzisiaj lub prospektywnie (w przyszłości) od dzisiaj, Wskaźnikiem dla tych badań epidemiologicznych jest iloraz szans OR (odds ratio) Drugi typ badań opisuje sytuację zdrowotną danego środowiska lub regionu będącą efektem ekspozycji na promieniowanie jonizujące. Badania te bazują na dawce kolektywnej ewentualnie uśrednionej i nie uwzględniają danych indywidualnych. Zaniedbuje się także wpływ czynników zakłócających na ewentualną indukcję nowotworową, a także nie poszukuje się związku przyczynowo skutkowego. Tak więc badanie to prezentuje stan zdrowotny (w tym przypadku liczbę nowotworów) danej populacji niezależnie od czynników chorobowych ( tu promieniowanie jonizujące), które w niej występują. Problemy metodyczne badań odległych skutków popromiennych u ludzi Prowadząc analizę naukową dotyczącą ujemnego wpływu promieniowania jonizującego na zdrowie człowieka konieczne jest przyjęcie pewnych założeń, które z góry determinują sposób i wiarygodność wnioskowania oraz ograniczają przestrzeń w zakresie stosowania uzyskanych w ten sposób szacunków. Do głównych problemów metodycznych badań odległych skutków popromiennych u ludzi możemy zaliczyć: probabilistyczny charakter skutków i związana z tym niepewność uzyskiwanych szacunków dobór właściwej kohorty (kontrolnej i badanej) do rodzaju ekspozycji jej liczebność, jednorodność i jakość sposób i dobór metod przenoszenia wyników, ich ograniczenia w określonej rzeczywistości dobór metod badawczych w zakresie wskaźników i ich mocy statystycznej, czynników zakłócających, zależności przyczynowo skutkowej, przyjętych metod projekcji ryzyka dobór i dokładność metod pomiarów dozymetrycznych bezpośrednie vs symulacje komputerowe, dawki indywidualne vs kolektywne dobór schematu kancerogenezy, okresów latencji, wskaźników zachorowalności vs umieralności

12 dobór modelu szacowania ryzyka ryzyko względne versus ryzyko bezwzględne, ekstrapolacja, DDREF. Rodzaje wskaźników ryzyka Ryzyko określa prawdopodobieństwo (np. w %) wystąpienia danego skutku ( np. zachorowania, zgonu) w narażonej na dany czynnik populacji, w określonym czasie. Z tych też względów ryzyko może przyjmować różne wymiary, a tym samym inaczej musi być interpretowane. Ryzyko jako wskaźnik prawdopodobieństwa indukcji nowotworowej będącej następstwem ekspozycji na promieniowanie jonizujące może być przedstawiane jako: ryzyko bezwzględne (AR) określa prawdopodobieństwo wystąpienia skutku czyli zachorowania nowotwór radiogenne lub śmierci z jego powodu w danej populacji (narażonej, nienarażonej, ogólnej). Ryzyko tak zdefiniowane zakłada wystąpienie skutku niezależnie od spontanicznej częstości jego występowania. ryzyko względne (RR) określa prawdopodobieństwo wystąpienia w populacji narażonej (R E ) określonego skutku w stosunku jego częstości występowania w populacji nienarażonej (R C ): RR = R E /R C Tak określone ryzyko zakłada, że dana przyczyna zwiększa częstość spontanicznego występowania skutku nadmiarowe ryzyko bezwzględne (EAR) określa dodatkową liczba zachorowań (zgonów) w danym okresie w populacji narażonej w porównaniu z populacją kontrolną nadmiarowe ryzyko względne (ERR) określa RR w grupie narażonej pomniejszone o RR w grupie kontrolnej: ERR = R E -R C /R C = RR - 1 Modele szacowania ryzyka nowotworów popromiennych Model oparty na ryzyku bezwzględnym: Przyjmuje się zgodnie z tym modelem, że promieniowanie jonizujące indukuje nowotwory dodatkowe w stosunku do zapadalności naturalnej. Zakłada się również, że czynniki kancerogenne nie działają synergicznie, stąd nowotwory radiogenne powstają niezależnie od liczby nowotworów spontanicznych Model używany dawniej Model oparty na ryzyku względnym:

13 Modele projekcji ryzyka W modelu tym przyjmuje się synergiczne działanie czynników kancerogennych czyli promieniowanie nasila poziom zapadalności naturalnej (zależnej od wieku). Najwięcej nowotworów popromiennych obserwowanych powinno być u ludzi starszych. Model ten często stosuje się w formie zmodyfikowanej jako model RW zależny od czasu (time-dependent relative risk model), która w lepszym stopniu obrazuje rzeczywistość. Zgodnie z tym modelem nadmiar czyli nasilenie zapadalności nowotworów popromiennych jest funkcją dawki, kwadratu dawki, wieku w czasie ekspozycji., wieku osiągniętego od ekspozycji oraz, w przypadkach takich nowotworów jak np. rak sutka, od płci. Model ten jest najlepszy do szacowania ryzyka z wyników badań kohorty LSS Addytywny: Ryzyko wystąpienia nowotworów jest proporcjonalne do stopnia zagrożenia (np. dawki promieniowania), ale niezależne od ryzyka spontanicznego (background risk) Multiplikatywny: Ryzyko proporcjonalne jest do stopnia zagrożenia (dawki prom.) oraz do ryzyka spontanicznego powszechnie używane w szacunkach ryzyka skutków popromiennych (i innych czynników genotoksycznych) Czy promieniowanie (P) działa multiplikująco czy addytywnie z czynnikiem (ami) spontanicznym (C) zależy od tego, czy P i C działają na wstępnym (inicjacja) czy na późniejszych (promocja) etapach wielostopniowej kancerogenezy. Pomimo, że powszechnie przyjęto ryzyko dla indukcji nowotworowej na poziomie /Sv (5%/Sv), należy mieć świadomość, że wartość ta w rzeczywistości zmienia się w zależności od wieku i płci eksponowanych osób. Na wykresie przedstawiono kształtowanie się współczynnika ryzyka dla mężczyzn i kobiet w funkcji czasu. Uzyskane dane pochodzą z analizy kohorty LSS.

14 RYZYKO NOWOTOWRU LETALNEGO [%/Sv] & WIEK [LATA] Jak wynika z wykresu płeć żeńska jest zasadniczo bardziej wrażliwa na działanie promieniowania jonizującego w stosunku do mężczyzn. Różnice te są szczególnie widoczne w przypadku noworodków i małych dzieci. Dodatkowo wykres ten wskazuje, że wraz z wiekiem spada prawdopodobieństwo indukcji nowotworowej jako następstwa ekspozycji na promieniowanie jonizujące. Stąd też wielu specjalistów zajmujących się problematyką wpływu niskich dawek promieniowania jonizującego na organizm człowieka podnosi postulat zwiększenia ryzyka radiacyjnego dla ekspozycji w dzieciństwie i zredukowania jego wartości u osób w podeszłym wieku. Omawiając kwestie szkodliwości niskich dawek promieniowania jonizującego warto porównać ryzyko indukcji nowotworowej do ryzyka dla innych czynników kancerogennych.

15 Wiele osób z populacji generalnej podnosi także kwestę skrócenia życia z tytułu ekspozycji na promieniowanie jonizujące. Poniższa tabela przedstawia średni czas skrócenia życia w różnych życiowych sytuacjach w tym również działanie promieniowania jonizującego.

16 Jak widać na podstawie zaprezentowanych w tabelach danych promieniowanie jonizujące nie wpływa znacząco na skrócenie długości życia osób na nie eksponowanych w zakresie niskich dawek oraz tylko w nikłym stopniu dokłada się do powstawania nowotworów. Oznacza to, że w aspekcie radiogennej kancerogenezy promieniowania jonizującego nie powinno się demonizować i w każdym przypadku, w którym energia promienista przyniesie więcej korzyści niż strat powinno się go stosować. Równocześnie zachodzi pytanie czy społeczeństwa dorosły już do zaakceptowania takiego poziomu ryzyka i zracjonalizowania przepisów odnośnie stosowania promieniowania jonizującego.