არქეოლოგიური და პალეონტოლოგიური ნიმუშების დათარიღების და პერსონალური ბიოდოზიმეტრიის ელექტრონული პარამაგნიტური რეზონანსული მეთოდი

ავტორი: მაია ტოპეშაშვილი
თანაავტორები: ედუარდ ჩიკვაიძე
საკვანძო სიტყვები: თავისუფალი რადიკალები, ეპრ დოზიმეტრია, ინ-ვივო დოზიმეტრია, ინ-ვიტრო დოზიმეტრია, ფრჩხილი, კბილის ემალი, ჰიდროქსიაპეტიტი, მაიონებელი გამოსხივება
ანოტაცია:

ბირთვული მოვლენებისა და რადიაციული ტერორიზმის გაზრდილი სიხშირის პირობებში, დაწყებული ფუკუშიმა დაიჩის მოვლენიდან, მწვავედ დგას დიდი რაოდენობით მოსახლეობის იმგვარი დასხივების საკითხი, რომელმაც შესაძლოა სერიოზული კლინიკური დაზიანებები გამოიწვიოს. სამედიცინო სფეროს წარმომადგენლებისათვის ძალიან მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ იმ პირთა იდენტიფიცირება, რომელთა მიერ მიღებული დოზის რაოდენობა იმდენად დიდია რომ სამედიცინო ჩარევას საჭიროებს, არამედ იმ პირებისაც, რომლებიც მწვავე სამედიცინო ჩარევას არ საჭიროებენ. ელექტრონული პარამაგნიტური რეზონანსული სპექტროსკოპიის შესაძლებლობამ გაზომოს რადიაციით გამოწვეული პარამაგნიტური ნაერთების რაოდენობა კონკრეტულ ქსოვილებში (კბილები, ფრჩხილები, ძვალი და თმა) განაპირობა მისი უპირატესობა დასხივებული ინდივიდების სკრინინგის თვალსაზრისით. მიუხედავად იმისა, რომ ამ მეთოდის განვითარებისათვის გარკვეული ტექნოლოგიური მოთხოვნები ჯერ კიდევ არსებობს, დღეს მსოფლიო სტანდარტიზაციისა და ავტორიზაციის საერთაშორისო ორგანიზაციები ერთხმად აღიარებენ ეპრ-ს, როგორც ფართომასშტაბიანი ეფექტურ ტექნოლოგიას რადიაციული დასხივების მოვლენების დოზიმეტრიული ანალიზისათვის. ჩვენ განვიხილავთ 3 სხვადასხვა ეპრ დოზიმეტრიულ პროფილს- კბილის ინ-ვივო, ფრჩხილის ინ-ვივო და ასევე ფრჩხილის ინ-ვიტრო დოზმეტრიას. მცირე ტექნოლოგიური სხვაობების მიუხედავად ზემოთხსენებული 3 მიმართულებისათვის დოზიმეტრიის პრინციპი საერთოა: 1) მაიონებელი რადიაცია წარმოქმნის შეუწყვილებელ ელექტრონებს (თავისუფალ რადიკალებს), რომელთა რაოდენობაც შთანთქმული დოზის პირდაპირპროპორციულია; 2) ეპრ სპექტროსკოპიას შესწევს უნარი რაოდენობრივად მოახდინოს შეუწყვილებელი ელექტრონების დეტექტირება; 3) ორგანიზმის გარკვეულ ქსოვილებში (კბილი, ფრჩხილი და ძვალი) წარმოქმნილი თავისუფალი რადიკალები საკმაოდ სტაბილურად ნარჩუნდება, რაც საშუალებას იძლევა მათი გაზომვა განვახორციელოთ გარკვეული პერიოდის შემდეგაც კი (კვირები, თვეები, წლები). რამდენადაც რამოდენიმე რეკომენდირებულმა მეთოდმა (დიცენტრული ქრომოსომული ესეი და ლომფოციტებისაგან გამოფიტვის სიჩქარე) აჩვენა რომ მცირე რაოდენობის ინდივიდების შემთხვევაშიც კი მათი გამოყენება კლინიკური თვალსაზრისით საკმაოდ არასაიმედოა, იმ შემთხვევებისათვის, როდესაც ათასობით დასხივებულ ინდივიდებთან გვაქვს საქმე, მათი ეფექტურობა უფრო კლებულობს. ამგვარი მოვლენებისათვის დოზიმეტრიის ახალი მეთოდის შემუშავებაა საჭირო, რაშიც ბიოდოზიმეტრიას საკმაოდ მნიშვნელოვანი როლი შეუძლია ითამაშოს. მისი უპირატესობა იმაშიც მდგომარეობს, რომ უშუალოდ დასხივების დროს იგი არ საჭიროებს რაიმე სპეციფიური დოზიმეტრის ქონას. მის მიერ მაიონებელი რადიაციის დოზის შეფასება ხორციელდება ინდივიდის საკუთარი ქსოვილის ხარჯზე, რაც უზრუნველყოფს იმას, რომ დოზიმეტრიისათვის საჭირო „მასალა“ ყოველთვის თან ახლავს პირს და ცდომილება მინიმუმადეა დაყვანილი. ამასთან ნიმუშები, რომლებიც ან დასხივებული ინდივიდის ახლოს მდებარეობენ ან წარმოადგენენ მის შემადგენელ ნაწილს რეტროსპექტიული დოზიმეტრიის თვალსაზრისითაც ყველაზე მნიშვნელოვანი და საინტერესოა. ადამიანის ძვლებსა და კბილის შემადგენლობაში შემავალი ჰიდროქსიაპატიტი (Ca10 (PO4)6(OH)2) საკმაოდ პრაქტიკულია დოზის რეკონსტრუქციისათვის, რამდენადაც ის სტაბილურად ინახავს დასხივებით წარმოქმნილ რადიკალებს. ამ რადიკალების გაზომვის და კვლევის ერთერთი ყველაზე სენსიტიური მეთოდი კვლავაც ელექტრონული პარამაგნიტური რეზონანსული კვლევის მეთოდია. კბილის ემალის, როგორც ინ ვივო დოზიმეტრიის ერთერთი ყველაზე მიღებული მეთოდის არებობა უკვე რამოდენიმე დეკადას ითვლის. ემალის დოზიმეტრიული თვალსაზრისით მნიშვნელოვნება განპირობებულია იმით, რომ მასში საკმაოდ მაღალია ჰიდროქსიაპატიტის კონცენტრაცია. ნახშირბადის ნაერთები, რომლებიც არსებობს ჰიდროქსიაპატიტის კრისტალების ზედაპირზე მაიონებელი გამოსხივების შთანთქმის შემდეგ გარდაიქმნებიან CO2-რადიკალებად. ამასთან მნიშვნელოვანია ისიც, რომ რადიკალების კონცენტრაცია შთანთქმულ დოზასთან ერთად პირდაპირპროპორციულად ზრდადია. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ ეპრ სიგნალის ინტენსივობა შთანთქმული დოზის საზომად შეგვიძლია მივიჩნიოთ. ამის მაგალითებს წარმოდგენს ხიროსიმასა და ნაგასაკის ატომური აფეთქების მსხვერპლთა მიერ მიღებული დოზის, ასევე სამხრეთ ურალის ბირთვული სფეროს მუშახელის, მდინარე ტექას აუზის, ურალის დაბინძურებული რადიაციული არის და ჩერნობილის რეაქტორის მიმდებარე ტერიტორიებზე მცხოვრები მოსახლეობის დოზის შეფასება. საბოლოოდ ეპრ დოზიმეტრია გამოყენებული იქნა რუსეთის დაუბინძურებელ ტერიტორიაზე მცხოვრები მოსახლეობისათვისაც, რაც მიზნად ისახავდა იმის დემონსტრირებას, რომ ეპრ სპექტროსკოპიას გააჩნია ფონური რადიაციის ფარგლებში შთანთქმული დოზის შეფასების პოტენციალიც. რეტროსპექტიული დოზიმეტრიისათვის შერჩეულია მაინცადამაინც ემალი იმ მიზეზით, რომ მისი ქსოვილი მთლიანად ბავშვობის პერიოდში ყალიბდება და არასოდეს განიცდის რაიმე სახის ფორმირებებს. დასხივებულ ემალს შესწევს უნარი შეინარჩუნოს რადიაციის შთანთქმის შედეგად აკუმულირებული თავისუფალი რადიკალები. 250C ტემპერატურაზე CO2 თავისუფალი რადიკალებისათვის კბილის ემალში სიცოცხლის ხანგრძლივობა განსაზღვრულ იქნა 107 წლით. სწორედ ამის გამო ეპრ დოზიმეტრია წარმოადგენს საკმაოდ პრაქტიკულ მეთოდს დოზის რეკონსტრუქციის თვალსაზრისით დასხივებიდან მრავალი წლის შემდეგაც. თუმცა დათარიღების თვალსაზრისით წარმატებების შესახებ ზედმეტი ოპტიმიზმის საფუძველი ჯერ კიდევ არ არსებობს, რამდენადაც ამ მიმართულებით საკმაოდ ბევრი ასპექტი არსებობს, რომლებიც შემდგომ კვლევებს საჭიროებენ. EU/CIS ერთობლივი პროექტების ფარგლებში კბილის ეპრ დოზიმეტრიის საკმაოდ ბევრი საერთაშორისო კვლევა ჩატარდა რომელიც უმეტესად შედარებას ისახავდა მიზნად. შედარებაში იგულისხმებოდა ეპრ დოზიმეტრიული რეკოსტრუქციის საიმედოობის ხარისხის შედარება სხვადასხვა ლაბორატორიებს შორის, რამაც მიგვიყვანა ეპრ დოზიმეტრიის შესაძლებლობების მკვეთრ გაუმჯობესებამდე, რამაც დღესდღეისობით მიგვიყვანა 100მგრეი დოზის დიაპაზონში გაზომვის შესაძლებლობის არსებობამდე. ამდენად დღესდღეისობით კბილის ემალის და ფრჩხილების ეპრ დოზიმეტრია ერთერთ წამყვან მეთოდს წარმოადგენს ინდივიდუალური რეტროსპექტიული დოზიმეტრიის და ასევე დასხივების შეფასების თვალსაზრისით.