Človeško telo ima mnoge značilnosti, podobne drugim živim bitjem. Skupna pomembna lastnost vseh organizmov je življenje. Osnovne značilnosti življenja so: organiziranost, metabolizem, odzivnost, rast in razvoj ter razmnoževanje.
Človeško telo sestavljajo organi, povezani v organske sisteme. Najmanjši del vsakega organa pa je celica, ki deluje v harmoničnem ravnotežju z ostalimi celicami nekega organa in opravlja specifično funkcijo (Slika 1).
Slika 1. Nivoji organiziranosti človeškega organizma. Najmanjša enota celice je molekula, funcionalni deli celic pa so organeli. Celice se združujejo v organih, kjer opravljajo specifične funkcije. Človeško telo sestavljajo različni organi, ki se povezujejo v organske sisteme.
Za razmnoževanje, rast in obnavljanje organizma je potrebna delitev celic. Izredno pomembno je, da se celice delijo nadzorovano, tako da je zagotovljeno harmonično delovanje organov in s tem celotnega telesa. Harmonično delovanje posameznih organov je uravnavano s pomočjo signalnih molekul. Večina teh signalnih molekul, ki so različne proteinske molekule, regulira poleg funkcije celic njihovo delitev, diferenciacijo, pa tudi umiranje. Delitev celic je pod nadzorom spodbujajočih in zavirajočih signalov, ki uravnavajo delitev celic glede na potrebe rasti organa ali pa zaradi nadomeščanja odsluženih celic. Z zorenjem postajajo celice vse bolj diferencirane in opravljajo specifične funkcije v posameznih organih, ter kontrolirano, odmirajo, ko so opravile svojo funkcijo. V zdravih organih je nastajanje celic, ki nadomeščajo izrabljene celice, zelo natančno kontroliran proces, z delitvami zarodnih celic se nadomeščajo samo tiste celice, ki so odmrle.
ZGRADBA CELICE
Celica je osnovna gradbena enota vsakega organizma. Sestavljena je iz plazemske membrane, ki obdaja celico, in citoplazme z organeli in jedrom (Slika 2). Naloga plazemske membrane je, da ščiti celico pred zunanjimi vplivi, hkrati pa ji omogoča komunikacijo z okoljem. To omogoča usklajeno delovanje celice v organizmu in njeno odzivanje na signale, ki jih sporočajo druge celice, ali na signale, kot so na primer hormoni, ki prihajajo iz oddaljenih organov. V molekuli deoksiribonukleinske kisline (DNA), ki je v jedru celice, so shranjene vse informacije, potrebne za delovanje celice. V zaporedju nukleotidov molekule DNA so tudi zapisi o sestavi proteinov, ki sodelujejo v signalnih poteh, ki uravnavajo potek biokemičnih reakcij celice in ki sodelujejo v regulaciji delovanja celice. Preostali del celice sestavljajo citoplazma in celični organeli, kot so mitohondriji, endoplazemski retikulum, Golgijev aparat, lizosomi in elementi celičnega skeleta. Ti celični organeli so v večjem številu in opravljajo različne funkcije, kot so proizvodnja energije za delovanje celice, sinteza različnih makromolekul, kot so sladkorji, maščobe, encimi za razgradnjo snovi in oporni elementi celice.
Slika 2. Zgradba celice
Vsak dan smo izpostavljeni mnogim dejavnikom okolja, ki lahko vplivajo na nas in povzročajo bolezenska stanja. Tako lahko vplivajo na nas neionizirna in ionizirna (fizikalni dejavniki) sevanja ter različni kemični in biološki dejavniki. Izpostavljeni smo radijskim valovom, sevanju mobilnih telefonov, radioaktivnosti v okolju ali pri medicinskih diagnostičnih postopkih kot tudi karcinogenim in drugim kemičnim snovem (kemikalijam) ter različnim bakterijskim in virusnim infekcijam.
Mnoge od teh negativnih učinkov naš organizem oziroma celice v njem odpravijo, saj imamo učinkovite mehanizme ki nevtralizirajo delovanje kemikalij (detoksifikacija), imunski sistem se bori proti vdoru in širjenju bakterij in virusov, genetske napake, ki nastajajo spontano v našem organizmu vsak dan ali so povzročene z dejavniki, ki poškodujejo molekulo DNA pa popravlja vrsta popravljalnih mehanizmov. Veliko večino vsakodnevnih vplivov torej naš organizem uspešno nevtralizira ali popravi.
A če organizmu ne uspe, se to lahko odrazi v smrti celice ali v spremenjenem delovanju celic, ali pa v nastanku mutacij, sprememb na DNA, ki se prenašajo s celično delitvijo na hčerinske celice. Vpliv sprememb na delovanje organizma je odvisen od deleža prizadetih celic v nekem organu, večji je delež prizadetih celic, večja je možnost, da bo spremenjeno delovanje organa ali organskega sistema in da se bodo pojavili bolezenski znaki. Mutacije nastajajo v naših celicah vsak dan in se s popravljalnimi mehanizmo odpravljajo. Vendar nekatere ostanejo in se s staranjem kopičijo v DNA naših celic. Ko se jih nakopiči določeno število, to lahko vpliva na delovanje celic tako, da se te začno nekontrolirano deliti in vraščati v tkiva. Takrat govorimo o rakavih celicah. Nastanek rakavih celic je pogojen tudi z nastankom mutacij, ki jih povzroče zunanji fizikalni, kemični in biološki dejavniki (Slika 3).
Slika 3. Za transformacijo normalne celice v rakavo je potrebnih več zaporednih mutacij, ki so lahko spontane ali povzročene s kemičnimi, fizikalnimi ali biološkimi dejavniki
Razvoj novih tehnik, predvsem molekularnih, je v zadnjih letih veliko doprinesel k razumevanju biologije normalnih in rakavih celic. Vedno več vemo o spremembah, ki nastajajo v celici pod vplivom dejavnikov, ki povzročajo maligno transformacijo. Vedno bolje razumemo, kateri regulatorni mehanizmi so spremenjeni ali okvarjeni.
Nastanek mutacij v molekuli DNA pa ni vedno povezan z negativnimi učinki na organizem. Nekatere spremembe na DNA so lahko tudi pozitivne, privedejo lahko do boljše presnove, detoksifikacije snovi ali drugih lastnosti celic, ki dajejo organizmu prednosti pred drugimi. V takih primerih so ti organizmi sposobnejši, bolj zavarovani. Kopičenje takih sprememb se odraža v evolucijski prednosti teh organizmov in pripomore k adaptaciji vrst na spremenjeno življenjsko okolje ali celo k nastanku novih vrst organizmov. Mutacije imajo lahko v evoluciji pozitivne in negativne vplive.
VPLIV SEVANJ
Naš organizem je vsak dan pod vplivom elektromagnetnih sevanj. Izpostavljeni smo radijskim valovom, sevanju električnih daljnovodov in mobilnih telefonov, vidni svetlobi, ultravijoločni svetlobi sončnih žarkov in tudi radioakativnemu sevanju. Vse te vrste sevanj so elektromagnetna sevanja, razlika med njimi pa je v tem, da neionizirna sevanja ne povzročajo sprememb v atomih, ker nosijo premalo energije, ionizirna sevanja pa nosijo več energije, zato povzročajo spremembe v atomih.
Skoraj vsa elektromagnetna sevanja, ki so čezmerna, lahko škodijo organizmu. Če smo preveč izpostavljeni infrardečemu sevanju, si kožo opečemo, pri premočnem ultravijoličnem sevanju pa koža pordeči. Ultravijolično sevanje, ki ne prodira globoko v kožo, povzroča v njenih zgornjih plasteh vzbujanje (ekscitacijo) elektronov. Pri tem se orbitalni elektroni v atomih dvignejo na višji energetski nivo. Ionizirno sevanje ima krajšo valovno dolžino kot druga sevanja, s tem pa večjo energijo in prodornost, saj v snoveh prodre tudi več metrov daleč. Kot pove že ime, povzroča to sevanje v snoveh poseben pojav, ki ga imenujemo ionizacija. Pri tem pride v atomu do izbitja orbitalnega elektrona, zato se spremenita njegova struktura in reaktivnost. Čeprav pri ionizaciji prihaja samo do interakcij z elektroni v atomih, te povzročijo verižno reakcijo, prekinitev nekaterih vezi med molekulami, spremembe biokemičnih poti, transformacije celic, zato vplivajo tako na organe kot na celotno telo. Ionizirna sevanja lahko povzročajo mutacije v molekuli DNA in s tem povečajo tveganje za transformacijo zdrave celice v rakavo.
Za neionizirna sevanja, to so elektromagnetna sevanja z daljšo valovno dolžino, pa to ne velja, saj taka sevanja nimajo dovolj energije, da bi povzročila ionizacije. Ravno zato tudi ni jasnih podatkov, ki bi razložili ali dokazali, kako neionizirna sevanja vplivajo na organizem.
KAJ VEMO
Znanje o vplivih neionizirnih sevanj na naše delovanje naših celic je še vedno zelo skromno. Razlog je v tem, da kljub razvoju novih molekularnih tehnik v biomedicini še nimamo jasnega vpogleda v spremembe, ki bi jih neionizirna sevanja povzročila, ker so te spremembe verjetno zelo subtilne in jih sedaj dostopne tehnike težko zaznajo. To vodi do včasih nasprotujočih si rezultatov raziskav, ko ene raziskave dokazujejo spremembe v delovanju celic, druge pa jih ovržejo. Na osnovi takih rezultatov je težko z zanesljivostjo govoriti o spremembah v celicah, ki vodijo do zdravju škodljivih sprememb. Potrebno bo še veliko raziskav, ki bodo prinesle trdne dokaze, da je neionizirno sevanje v prekomernih odmerkih zdravju škodljivo.
Dosedanje raziskave so se predvsem osredotočile na vprašanje ali neionizirna sevanja povzročajo ali spodbujajo nastanek raka. To je pereče vprašanje, saj je veliko dvomov, ravno zaradi pomanjkanja trdnih dokazov. V takih primerih je seveda potrebna previdnost, nikakor pa ne prekomerna zaskrbljenost. Študije o vplivih elektromagnetnih sevanj na nastanek in razvoj raka so preučevale vplive na celično delitev in na nastajanje sprememb (mutacij) v celični DNA (ali so neionizirna elektromagnetna sevanja genotoksičen, mutagen ali karcinogen dejavnik).
Ker je za rakave celice značilno, da se nekontrolirano delijo, so testi, s katerimi merimo razmnoževanje celic, dober pokazatelj vplivov neionizirajočih elektromagnetnih sevanj na nastanek raka. Na osnovi številnih objavljenih študij, ki so na celičnem nivoju v pogojih brez pregrevanja celic preučevale učinke elektromagnetnih sevanj na razmnoževanje celic, lahko zaključimo, da so si rezultati teh študij nasprotujoči, tudi, če so bili poskusi izvedeni na isti vrsti celic (naprimer na belih krvničkah). Poleg testov, s katerimi merimo razmnoževanje celic, obstajajo tudi testi, ki direktno merijo poškodbe na molekuli DNA – genotoksični testi. V veliki večini genotoksični testi, narejeni na celičnem nivoju, niso dokazali, da neionizirna elektromagnetna sevanja povzročajo poškodbe na molekuli DNA.
Proučevali so tudi, ali neionizirna elektromagnetna sevanja inducirajo oziroma spodbujajo rast tumorjev v poskusnih živalih. Glavni zaključek teh študij je, da ne akutna ne kronična izpostavitev neionizirnim elektromagnetnim sevanje ne deluje kot iniciator maligne transformacije celice.
Zato lahko trdimo, da vsi dosedanji podatki in ugotovitve neodvisnih mednarodnih organizacij zanikajo trditve, da neionizirna elektromagnetna sevanja lahko povzročajo ali spodbujajo nastanek raka. Vse te znanstvene študije so namreč pokazale, da elektromagnetna sevanja, ki ne povzročajo segrevanja, ne vplivajo oziroma ne povzročajo molekularno-genetskih sprememb (mutacij), ki bi lahko vodile v nastanek raka, niti niso dokazale, da bi neionizirna elektromagnetna sevanja lahko imela vpliv na promocijo oziroma spodbujanje nastaneka raka sama ali v sodelovanju s snovmi, ki so znani karcenogeni.
Večino biološko zaznavnih učinkov neionizirnih elektromagnetnih sevanj lahko pripišemo segrevanju biološke snovi. Posledice so znane in so take, kot bi jih povzročilo segrevanja s kakšnim drugim virom. Na osnovi teh znanih učinkov so bili določeni standardi za izpostavitev neionizirnim sevanjem. Namen oziroma cilj teh določil je preprečiti izpostavitev takim sevanjem, ki bi lahko vodila do nastanka sprememb v celicah, tkivih ali organih. Če upoštevamo te omejitve, ne bi smeli biti izpostavljeni elektromagnetnim sevanjem, ki imajo škodljive vplive na človeka.
In katera so nerešena vprašanja? Predvsem, ali so možni zakasnjeni učinki neionizirnih elektromagnetnih sevanj na zdravje ljudi. Sedanji standardi pač ne morejo upoštevati zakasnjenih učinkov na zdravje človeka, ker jih ne poznamo, čeprav dosedanji eksperimentalni podatki ne potrjujejo zakasnjenih učinkov neionizirnih elektromagnetnih sevanj. Potrebnih je še več dobro načrtovanih in kontroliranih raziskav, ki bodo natančno raziskale biološke vplive neionizirnih elektromagnetnih sevanj na organizme. Potreben je multidisciplinaren pristop za vrednotenje potencialnih poznih učinkov neionizirnih elektromagnetnih sevanj.
Onkološki inštitut Ljubljana
