CLOR znajduje ślady dawnego napromieniowania

Urządzenia wytwarzające promieniowanie jonizujące wykorzystuje się dziś w medycynie, przemyśle, rolnictwie, wojsku i w badaniach naukowych. Zdarza się jednak, że błąd człowieka lub awaria sprzętu staje się przyczyną niezamierzonego napromienienia pracownika. Dr Maria Kowalska i mgr Monika Szymańska z Centralnego Laboratorium Ochrony Radiologicznej w Warszawie (CLOR), są w stanie odtworzyć dawkę promieniowania pochłoniętego kilka tygodni wcześniej.

Choć podobne badania są przeprowadzane w kilku jednostkach w Polsce, to CLOR jako jedyny realizuje je na zlecenie Państwowej Agencji Atomistyki (PAA), zapewniającej ochronę radiologiczną w Polsce.

"Z reguły wszyscy pracownicy narażeni na kontakt z promieniowaniem noszą przy sobie dawkomierz indywidualny, który wskazuje poziom ich narażenia radiacyjnego - podkreśla w rozmowie z PAP dr Maria Kowalska. - Jeśli jednak podczas zdarzenia radiacyjnego ktoś takiego dawkomierza przy sobie nie miał, albo jego dawkomierz został uszkodzony lub skażony substancjami promieniotwórczymi, wówczas naukowcy do oceny otrzymanej dawki promieniowania wykorzystują metody retrospektywnej dozymetrii biologicznej".

Naukowcy są w stanie wykryć i ocenić dawki promieniowania pochłoniętego w ciele człowieka kilka tygodni wcześniej. W jaki sposób?

Jak zapewniają specjalistki z CLOR, wyznaczanie dawek nie jest trudne technicznie. "Choć promieniowanie powoduje takie same uszkodzenia chromosomów we wszystkich komórkach organizmu, to pobierany do badania materiał musi być łatwo dostępny. Dlatego badamy limfocyty krwi obwodowej, a nie komórki skóry czy próbki kości lub szkliwa zębów" - tłumaczą badaczki. Jak zapewniają, krew obwodową łatwo jest pobrać, przechować, a w razie potrzeby przetransportować.

Charakterystycznym skutkiem działania promieniowania jonizującego na organizm jest przerwanie podwójnych łańcuchów DNA. Odpowiedzią organizmu na pęknięcie DNA jest uruchomienie mechanizmów naprawczych, tak by komórka jak najszybciej i jak najdokładniej odtworzyła tę wyjściową strukturę.

"W wyniku błędnego połączenia dwóch rozerwanych przez promieniowanie części łańcucha DNA powstaje bardzo charakterystyczna, łatwa do zaobserwowania struktura, specyficzna dla promieniowania jonizującego - chromosom dicentryczny" - opisuje dr Kowalska.

Pobraną krew naukowcy hodują, czyli umieszczają w tzw. pożywce wzrostowej i pobudzają limfocyty do podziału komórkowego. "Zaczynamy obserwować dzielące się komórki, których chromosomy można oglądać pod mikroskopem" - mówi ekspertka CLOR. Na podstawie wzrostu częstości występowania chromosomów dicentrycznych można stwierdzić napromieniowanie promieniowaniem jonizującym.

Jak zaznacza dr Kowalska, z czasem limfocyty zawierające chromosomy dicentryczne zanikają, bo zastępują je młode komórki ze szpiku kostnego. "Dla dozymetrii biologicznej oznacza to, że niepewność oceny dawki jest tym większa, im więcej czasu upłynęło miedzy narażeniem na promieniowanie a pobraniem próbek krwi. Z tego powodu próbki krwi osoby narażonej powinny być pobierane nie później niż kilka tygodni po narażeniu" - tłumaczy dr Kowalska.

Do oceny dawki promieniowania służą tzw. krzywe kalibracyjne. Taka krzywa - wyjaśnia dr Kowalska - to wykres zależności między znaną dawką pochłoniętego promieniowania, a obserwowaną częstością występowania chromosomów dicentrycznych powstałych w wyniku błędnego połączenia pękniętych części łańcucha DNA.

Zgodnie z międzynarodowymi zaleceniami i standardami każde laboratorium zajmujące się cytogentyczną dozymetria biologiczną powinno wyznaczyć własne krzywe kalibracyjne dla promieniowania o małej i dużej gęstości jonizacji.

"Krzywe kalibracyjne wykonuje się w ten sposób, że pobraną krew osoby, która nie miała kontaktu z promieniowaniem napromieniamy określoną dawką. Po napromienieniu naukowcy taką krew hodują i oceniają liczbę chromosomów dicentrycznych w analizowanych komórkach" - tłumaczy rozmówczyni PAP. Ten wynik porównują z wynikiem badania osoby napromieniowanej.

Oprócz krzywych dla promieniowania X i gamma zespół dr Kowalskiej opracował również krzywe kalibracyjne dla neutronów. "Krzywe dla poszczególnych rodzajów promieniowania różnią się między sobą, a zastosowanie złej krzywej może spowodować albo niedoszacowanie, albo przeszacowanie dawki" - podkreśla naukowiec. Przyczyna tych różnic leży w różnej skuteczność biologicznej tych rodzajów promieniowania, ta zaś zależy od zdolności danego promieniowania do jonizowania ośrodka.

Określoną w taki sposób wartość dawki naukowcy z CLOR przekazują do Państwowej Agencji Atomistyki, i do wiadomości zakładu pracy, w którym miało miejsce napromieniowanie. "Jeszcze przez najbliższe dwa lata będziemy ośrodkiem, któremu PAA będzie zlecało takie badania w nadzwyczajnych sytuacjach radiacyjnych. Nie są to jednak aż tak bardzo częste przypadki" - dodaje dr Kowalska.

Jak mówi przedstawicielka CLOR, źródła promieniowania są używane do prześwietlania ścian, rur i spawów w przemyśle i w budownictwie - np. przy budowie mostów; aparatami zawierającymi źródło promieniowania prześwietla się m.in. elementy konstrukcji żelaznych. Na kontakt z substancjami promieniotwórczymi - używanymi przy higienizacji żywności, m.in. do zabijania drobnoustrojów - są narażone również osoby pracujące w sektorze rolniczym.

"Urządzenia promieniotwórcze wykorzystywane są również w wojsku do lokalizacji różnego typu obiektów. Promieniowanie wykorzystuje się oczywiście w działalności naukowej" - dodaje rozmówczyni PAP.

Jednak zawsze istnieje ryzyko, że coś pójdzie nie tak i osoby pracujące ze źródłami promieniowania jonizującego lub materiałami promieniotwórczymi otrzymają dawkę promieniowania wyższą niż powinny. A wówczas z pomocą przychodzi zespół dr Kowalskiej z CLOR.

PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska