Az ionizáló sugárzások molekuláris, celluláris és szöveti hatását ismerve, most áttérünk a sugárbetegségek kórélettanának, a fontosabb szempontok ismertetésére. A 12. sz. ábrán a sugárbiológiai reakciók időfüggését a különböző integrációs szinteken figyelhetjük meg. Nagyon fontos ez az ábra, ugyanis jól mutatja, hogy a sugárhatást követő különböző időpontokban más és más szinten lesz a hatásmaximum, és ennek megfelelően kell kiválasztanunk a diagnosztikai vizsgálatok időpontját és az integrációs szintnek megfelelő metodikát. Emellett a kitűnő folyamatábra jól magyarázza a klinikai történések idősémáit, az orvosi tennivalók kórélettani háttereit és sorrendiségét. Az orvosi-sugárbiológiai döntési logika erre kell, hogy épüljön.

Az ember sugárbetegségeinek osztályozása a: kialakulás időtartama (acut, subacut, krónikus), a vezető tünetek és a halál okát képező szervrendszer alapján történhet (hematológiai, gastro-intestinális és központi idegrendszeri syndroma).

E syndromák kevert és tiszta formában jelentkezhetnek, dózisdependens latentia-idő után (initialis szakasz, prodroma).

A tüneteket és a fontosabb paramétereket a II. sz. táblázat foglalja össze (Rubin és Casarett).

Mai lehetőségeink alapján a hematológiai betegség az, amelyben az orvos a siker reményében avatkozhat be. A klinikai kórjóslat fokozatai a következők, a túlélés: biztos, valószínű, lehetséges és lehetetlen (Cronkite és Fliedner).

A hematológiai és a gastrointestinalis syndroma közti küszöb 10 Gy. Tudnunk kell azonban azt, hogy ahogy közeledünk a 10 Gy értékhez, annál több gastrointestinalis komponens tarkítja a hematológiai képet. Minél nagyobb a dózisterhelés, annál kevertebb lesz a klinikai állapot, nem csekély diagnosztikai és terápiás gonddal (Bond, Fliedner és Archambeau).

Minél nagyobbak a dózisok, annál rövidebbek a lappangási (latentia) idők is. A beteg sorsa a dózis mellett a diagnosztikai besorolás, illetve a prognosztikai kategorizálás esetében dől el. A hematológiai sugárkárosodáskor dózisfüggő latentia-idő után lép fel az un. kritikus periódus, amelyben a vezető tünet a granulopenia (infekció, szepszis) és a thrombopenia (vérzés). Ha ezt a periódust nem sikerül felszámolnunk, úgy e két tünet lesz a halál egyik fő oka. Az infekciókban a baktériumok mellett egyre nagyobb szerepet kapnak a gombák és a vírusok. A sugárbiológiai ismeretek és a klinikai tapasztalat birtokában, az összes fontos szempontot mérlegelve, az orvosi kezelés fő feladata e periódus megelőzése, vagy áthidalása.

Az akut sugárhatás, illetve a sugárérzékenység species-függését Jacobson, Marks és Lorenz (1949) írta le. A növekedés sorrendjében ez a következő: nyúl, patkány, egér, csirke, ember, kecske, tengerimalac, kutya.

A hematológiai sugárszindróma klinikuma az emberben eltér a többi speciesétől: az azonos tüneteket okozó sugárdózisok nagyságában, a cytopeniák idősémájában, a perifériás sejtszámok korrelációjában, a kritikus periódus időtartamában, jelentkezésének időpontjában és a regeneratioban (kezdet, intensitas, befejező időpont).

Az akut sugárbetegség leggyakoribb, pontosabban: legvalószínűbb lehetősége és oka a baleset, immunsuppressio, terápiás célból végzett fél- és teljestest-besugárzás, katonai ok, űrhajózás. A kritikus periódus (cytopeniák!) időpontjának species-függését a 13. sz. ábra mutatja be.

A késői sugárbetegség klinikumában élettartam-csökkenés, cataracta, leukémia, degeneratív megbetegedés, daganatok képződése, fejlődési rendellenességek jelentkezése a várható klinikai változás. A kései ártalmak esetében mind a deterministicus, mind a stochasticus jelenségek előfordulnak. Újabb csoportosítási alkalmat ad számunkra a krónikus kisdózisú (professionalis) sugárterhelés. Jellemző, hogy a vitális functiók károsodása előtt még igen nagy dózisok kumulálódhatnak, ez a szöveti adaptatio egyik formája.

Mivel a differonok a sugárkárosodásokat hosszú időn át kiegyenlíthetik, a károsodások sokáig rejtve maradhatnak, a sugárbetegségek gyógyítása nagy szakmai ismeretanyagot és klinikai tapasztalatot is igényel. A hematológiai sugárszindrómában - mint azt láttuk - a species érzékenység fennáll, a halál rendszerint a súlyosbodó csontvelői károsodással magyarázható. Ha a beteget az ismeretek adott fokán, az összes technikai és konzílium-lehetőségek ellenére megmenteni nem tudjuk, biztosítanunk kell az emberhez méltó halálát (dying with dignity). Nem célja ennek a rövid áttekintésnek, hogy ez utóbbit részleteiben bemutassa.

A humán LD_50/30-érték kb. 3-5 Gy között van, de éppen a csernobili sugársérülteknél szerzett tapasztalatok utaltak arra, hogy megfelelő orvosi kezeléssel ez 7-8 Gy szintig növelhető (Gale, 1989). A dózisértékek mutatják, hogy a félhalálos terheléseknél a hematológiai ártalom a vezető tünet, az LD_50/30-érték az akut sugárhatás fontos küszöbe.

Az, hogy az ionizáló sugárforrásokat az élet minden területén biztonságosan alkalmazhatjuk, áldozatokat követelt. A radiológia korai évtizedeiben meghaltak emlékére a hamburgi Szent György Kórház udvarán, a Röntgenosztály mögött, Emlékoszlopot állítottak fel (Ehrendenkmal, 1934), amelyen 11 magyar név is szerepel (14. sz. ábra). az egyes nemzetek radiológus áldozatairól ad áttekintést a híres Ehrenbuch (1959), amelyet a nemzeti radiológus Társaságok adatai alapján állítottak össze (15. sz. ábra).

_______________________________________________________ 15. ábra. Az Ehrenbuch cimlapja és a magyar áldozatok névsora.

A sugárbiológia aspektusából a hematológiai reakciók ismerete azért is lényeges, mert a vér könnyen nyerhető anyag, vizsgálata technikailag viszonylag egyszerű.

A vérképzőszervi reakció, mint sugárbiológiai symptoma, Heineke 1903-ban megjelent közlése óta ismert. A hematológiai sugárártalom a csontvelő-ökorendszer ártalma. Ez utóbbi a következő részekből áll: csontos tok, matrix és a parenchyma (a különböző sejttípus-szerinti differonok rendszere).

Tehát egy adott hematológiai effektus ezek összegződő effektusa lesz. Ez olyan korszerű felismerés, mint ahogy a korábbi nézet - azaz minden perifériás vérsejteltérés csontvelő-eredetű - a maga korában az volt. A korábban említettekhez kiegészítésként még legyen szabad hozzáfűzni néhány fontos tényt. Ezek a diagnosztikai gondolkodásunkat segítik.

16. ábra. A neutrophyl granulocyták számának sugárhatásra bekövetkező változása az idő és a species függvényében.

A 13. sz. ábra mellett a 16. sz. ábra más jellegű viszonyításra ad alkalmat: megfigyelhetjük, hogy közel azonos teljestest besugárzások esetén az egyes speciesek milyen eltérő reakcióval válaszolnak. A következő 17. sz. ábra további lényeges sugár-haematológiai folyamatot, az un. Bauer-effektust bizonyítja.
A bemutatott mikroszkópos látóterek négy állapotot rögzítenek: a. normális csontvelőkép, b. egy alkalommal leadott 90 Gy (9000 R), c. és d. pedig 30 x 3 Gy utáni helyzetet. Megállapítható, hogy az egyszeri 90 Gy után is marad néhány, a hematológiai regeneratio elindítására alkalmas mononukleáris elem, míg a 30 fractioban leadott azonos összdózis után teljes lesz a csontvelő zsíros-kötőszövetes degenerációja. A tanulság: az oszcillációs egyensúlyi sejtreproductios rendszerekben az alacsony dózisú, hosszabb ideig ható sugárzások károsító hatása nagyobb, mint az egyszeri akut terhelésnél. A csontvelőökosystema reakciója sejtpopulációs-kinetikai aspektusból a 18. sz. ábrán követhető nyomon. Az ábrából kitűnik, hogy a differonban az őssejt-raktár megkisebbedik, a proliferációs és érési-differenciálódási raktár subpopuláció sorozatra esik szét, megnő a rendszerben az ineffektiv cytopoesis, dózis- és időfüggően változik a perifériás vérsejtszám.
 

17. ábra. A Bauer-effektus  (a magyarázatot lásd a szövegben).

18. ábra. A differon elemeinek változásai sugárhatás után.

A 19. sz. ábra típusos csontvelői sugárkárosodást mutat. A felső kép zsíros velődegeneratiot (a), a középső óriás neutrophyleket (giant neurtophils), (b), az alsó pedig bevérzett csontvelőt ábrázol, mononukleáris elemekkel, kóros alakú neutrophyl granulocytával (Fliedner, 1979, Mózsa, 1984).

A 20. sz. ábra súlyosan sugársérült csontvelői ökosystémát demonstrál: a. zsírosan degenerált, bevérzett, mononukleáris elemekkel zsúfolt látótér közepén a csontvelői kapilláris húzódik keresztül, ahol jól megfigyelhető a kapilláris falát alkotó endothelsejtek csónak-alakú magja, b. az alsó mikrofotogrammon bevérzett velő, mononukleáris elemek, retikulumsejt és két hypersegmentalt neutrophyl granulocyta látható.

A következő 21. sz. ábrán az abortiv regeneráció jelenségének elméleti magyarázata és a klinikai gyakorlata látható. Nem nehéz megérteni, hogy milyen következménye lehet annak, ha valaki nem tudja, hogy az első depressios maximumot követő abortiv hullám nem végleges sejtszám-regeneratiot jelenti: a második depressios hullám még vissza van, s a végleges restitutio - dózisfüggő idő után - csak azt követően várható.
 

A	B
C	19. ábra. Típusos csontvelő-reakciók sugárhatás után

Hogy a csontvelőökosystema stochasticus folyamatairól is essék szó, a 22. sz. ábra a Hirosimában in utero sugárterheltek leukémia-gyakoriságát (morbiditását) demonstrálja, 1946 és 1956 között (Watanabe, 1968).

A humán sugárbetegség ismertetésekor nem feledkezhetünk meg a többi differonról sem, hiszen ezek nem csak a sugársyndromák kórélettanában és kórbonctanában fontosak, hanem a sugárvédelemben is (Fliedner, 1995).

A bőr sugárártalmát elsőként Leppin (1896) mérnök észlelte, aki röntgencsöveket épített. Beszámolóját a Deutsche Medizinische Wochenschrift tette közzé (23. sz. ábra). Hamarosan tekintélyes mennyiségű klinikai adat gyűlt össze a bőr sugársérüléseinek valamennyi formájáról (pl. dermatitis sicca, exsudativa, ulcerativa, ekzema, bőrrák). A “röntgenkéz” fogalommá vált. A 24. sz. ábra egy radiológus kezének ujját mutatja a röntgen ulcus valamennyi tünetével együtt. Jól megfigyelhetjük a bőr valamennyi rétegének ártalmát és a gyógyulás kezdetén kialakult depigmentatiot, körömeltérést. A bőr röntgensérülései a tapasztalatok szerint nagyon rosszul gyógyulnak, ezért védelme alapvető kötelességünk.

A vékonybél sugárártalmát demonstrálja a 25. sz. ábra electronscanning mikroszkópos felvételsorozata. Az a. kép a normális viszonyokat, a b. és c. a degeneratiot és a d. pedig a radioenteritis desquamativa ulcerativa állapotot jelzi. Jól megfigyelhetjük, hogy a normális, felületnövelést szolgáló vékonybélbolyhok hogyan pusztulnak el a növekvő dózisok hatására. A kifekélyesedett bélfal barrierje megszűnik, jelentős tápanyag, fehérje, elektrolit veszik el, a sugár-beteggel - mint mondják - a saját bélflórája végez (sepsis).
 
 

A
B	20. ábra. Sugárhatás a csontvelőben  (magyarázatot lásd a szövegben).

A reprodukció szolgálatában álló szervek, sugárérzékenységük miatt, nagyon hamar és viszonylag kisebb dózisokra károsodnak (Albers-Schönberg, 1903, 1909). A 26. sz. ábra az ép (a) és a súlyosan sugárkárosodott hereszövetet (b) mutatja be. Jellegzetes képet ad a csatornarendszer destructioja a spermiogenesis hiányával (structura és funkció sérülése).
 

V.P. Bond, Th. M. Fliedner and J. O. Archambeau: In: “Mammalian Radiation Lethality”, Acad. Press, NY, 1965.	S.A Killmann. (In: Ed: Th. M. Fliedner: “Manual on Radiation Hematology”, IAEA, Vienna, Technical Report Series, N 123, 1971.
21. ábra. Az “abortiv regeneratio” (magyarázatot lásd a szövegben).

A humán sugárbetegségek szakirodalma meglehetősen terjedelmes. A sugárvédelem történetére is gondolva, legyen szabad e választékból három könyvet bemutatni. Az egyik Timoféeff-Ressowsky legendás sugárgenetikai alapműve az Ergebnisse-ből (1931), (1ásd a 27. sz. ábrát). A másik kettő a hazai irodalom úttörő munkája volt: Kelemen Endre humán sugárbiológiával foglalkozó könyve (28. sz. ábra) és a néhány hónappal később megjelent, első magyar sugárbiológiai tankönyv Várterész Vilmostól, az Országos Sugárbiológiai és Sugáregészségügyi Intézet alapító igazgatójától.
 

		22. ábra. In utero sugárterheltek leukémia-gyakorisága Hiroshimában (1946-1956).
23. ábra. Első híradás a bőr sugárártalmáról.

	24. ábra. A kéz újjainak sugársérülése. A bőr és a köröm károsodása.

A.	B.
C.	D.  25. ábra. A vékonybél sugárkárosodásának szakaszai.

	26. ábra. A hereszövet sugársérülésének fénymikroszkópos képe. (Dr. Kovács L., 1982).

Az ember klinikai sugárbetegségei között különleges hely illeti meg a nukleáris katasztrófák és az atomenergia katonai alkalmazását követő sugárkárosodások kérdését. Hirosima, Nagasaki, Marshall-szigetek, Nevada, Tockoje, stb., igazolja, hogy a sugárbiológiában ezekkel a kérdésekkel szintén foglalkoznunk kell. Chernobyl után senki sem mondhatja, hogy: nem. E speciális szakterületnek még vázlatos ismertetése sem lehet célom, így más adatforrásokra hivatkozom. Jelen esetben csupán két felvételt szeretnék bemutatni. A 29. sz. ábra egy meghalt csernobili tűzoltó vörösvértesteinek immunfluorescens mikroszkóppal készített mikrofotogrammját mutatja: minél világosabb az alakelem, annál több radiostrontium és radiocaesium incorporalódott benne. A 30. sz. ábra egy csontvelőtransplantatioban részesített, egyetlen túlélő örmény tűzoltót mutatja be a steril isolatios sátorban (life island, Ulmer Bett), ahol éppen a los angelesi Egyetem világhírű professzora, Robert Peter Gale vizsgálja. A steril sátorban való kezelést - drága volta ellenére - a sugárártalom által bénított immunvédelem (immun-suppressio) indokolja.

Az emberi sugárbetegség patológiája korántsem ennyi. De itt és most csak a fenti kérdéseket említhettem meg.

27. ábra. A sugárgenetika első nagy összegzése (Timoféeff-Ressowsky, 1931).

28. ábra. A magyar sugárbiológia első könyveinek címlapja (1963).

29. ábra. Radionuklidok a vörösvértestekben (magyarázatot lásd a szövegben).
30. ábra. Csernobili tüzoltó a steril isolatios sátorban (Moszkva, 6. sz. Kórház, 1986).