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放射線障害

放射線障害は、放射線の被ばくによる組織の損傷です。

放射線とは一般に、高エネルギーの電磁波(X線、ガンマ線)や粒子(アルファ粒子、ベータ粒子、中性子)のことをいいます。放射線はウラン、ラドン、プルトニウムなどの放射性物質(放射性同位元素)から放出されます。またX線撮影や放射線療法の機器など人工的な発生源によるものもあります。

放射線量を測る単位には、レントゲン(R)、グレイ(Gy)、シーベルト(Sv)などいくつかの種類がありますが、いずれも受けるエネルギー量を示しています。シーベルトは異なる種類の放射線が与える生物学的影響を考慮に入れた単位ですが、その点を除けばグレイとシーベルトは類似した単位です。

放射線被ばくには、大きく分けて放射線照射と放射能汚染の2つがあります。多くの放射線事故ではこの両方が起こります。

放射線照射は、外部から放射された電磁波が体を直接貫通することによる被ばくです。放射線照射では、被ばく後すぐに病気を発症します(急性放射線症)。これに加え、特に大量に放射線照射を受けた場合は、遺伝子(DNA)が損傷を受け、癌(がん)や子供の先天異常などの慢性(遅延性)疾患を引き起こします。ただし放射線照射を受けた人やその人の組織が、放射能をもつことはありません。

放射能汚染は、多くの場合、粉末状や液状の放射性物質に触れることで起こります。皮膚に付着した放射性物質が、やがて他の人やものに付着して汚染が広がります。放射性物質は肺、消化管、皮膚の傷口などから体内に吸収されることもあります。吸収された放射性物質は、骨髄など体のさまざまな部分に運ばれ、放射線を放出し続けます。体内の放射線は急性放射線症の原因となることはありませんが、癌などの慢性疾患を引き起こします。

1年間に浴びる放射線の量

放射線源の種類

平均被ばく量(ミリシーベルト)

自然界に存在する放射線源

 
ラドンガス 2.00
その他の地上の放射線源 0.28
大気圏外からの放射線 0.27
自然界に存在する放射性元素 0.39
小計 2.94

人工的放射線源

 
診断的X線検査(平均的な人の場合) 0.39
核医学検査 0.14
消費財によるもの 0.10
兵器テストによる放射能 0.01未満
原子力産業 0.01未満
小計 0.63

年間被ばく量 計

3.6

その他の放射線源

 
航空機による旅行 0.005mSv/飛行時間
歯科X線検査 0.09
胸部X線検査 0.10
バリウム注腸検査 8.75

米国でのデータ。

原因

人間の体は常に、自然界から低レベルの放射線(バックグラウンド放射線)を受けています。大気圏外から地上まで到達する放射線(宇宙線)もありますが、宇宙線のほとんどは地球の大気によりブロックされています。高地に住む人ほど多くの宇宙線を浴びています。放射性元素、特にラドンガスなどは、岩石や鉱物の中に存在しています。これらの放射性元素は、最終的には食品や建築資材などのさまざまな物質に含まれることになります。地下室は地面に近接しているため、ラドンにさらされるリスクが高くなります。また核兵器の実験による環境放射線や、さまざまな医学検査や治療のために受ける放射線など、人工的な要因によっても放射線を受けています。1人あたりの被ばく量は一般に、自然の放射線と人工的発生源によるものの合計で年間平均3〜4mSv(1mSv[ミリシーベルト]=1Svの1000分の1)になります。放射性物質やX線を扱う職業に従事する人は、放射線を浴びるリスクが高くなります。癌の放射線療法を受ける人は、非常に高レベルの放射線を受けていることになります。

1979年の米国ペンシルベニア州スリーマイル島の発電所や、1986年のウクライナのチェルノブイリ発電所など、原子力発電所からの放射性物質の漏出事故もまれに起こります。スリーマイル島の事故では、大量の放射線被ばくは起こりませんでした。実際、発電所から1.6キロメートル以内に生活していた人の被ばく量は、普通より約0.08mSv多いだけでした。しかしチェルノブイリ発電所の近くに住んでいた人々は、約430mSvの放射線を浴びました。30人を超える人が死亡し、多くの人が負傷し、事故によって漏れた放射性物質はヨーロッパ、アジアからアメリカにまで達しました。核エネルギーが使用されるようになってから40年の間で、原子炉からの深刻な被ばくは35件発生し10人が死亡していますが、チェルノブイリの事故を除けばいずれも発電所以外の原因によるものです。

核兵器は大量の放射線を放出します。1945年以後、核兵器は人には使用されていませんが、多くの国が核兵器を保有し、テロリストグループが核兵器の入手を狙っていて、核兵器が再び使用される可能性が高まっています。

放射線による障害は、被ばくした量(線量)と時間などのいくつかの要因で決まります。一度に大量の放射線を全身に浴びた場合は死に至ることがありますが、同じ線量を数週間あるいは数カ月にわたって浴びた場合は、影響はかなり小さくなります。線量が同じなら、急速に被ばくした方が遺伝子の損傷が発生しやすくなるためです。放射線による障害は、体のどれだけの部分が被ばくしたかで変わってきます。たとえば6グレイを超える放射線を体の表面全体に照射されると多くは死に至りますが、癌などの放射線療法で体のごく一部の領域に集中して照射される場合は、この3、4倍の線量でも重大な悪影響を与えることはありません。

体の部位によって放射線に対する感受性が違うため、どの部分が放射線を浴びたかも重要です。腸や骨髄など細胞の増殖が速い器官や組織は、筋肉や腱など細胞の増殖速度が遅い部位に比べ、放射線による影響を受けやすくなっています。精子や卵子も放射線による損傷を受けやすくなっています。したがって癌の放射線療法では、それらの部位を厳重に保護した上で、癌の病巣部に高線量の放射線を集中的に照射します。

症状

放射線被ばくによる障害には、急性(即時的)障害と慢性(遅延的)障害があります。癌の放射線療法では、主に放射線照射を受けた部分に症状が現れます。たとえば直腸癌の放射線療法では、放射線が小腸にも影響を与え、腹部のけいれんや下痢が起こることがよくあります。

急性放射線症: 多くの場合、全身に放射線を浴びた人にみられます。急性放射線症はいくつかの段階を経て進行します。初期症状(前駆症状)から始まり、症状のない期間(潜伏期)が続きます。その後、受けた放射線の量に応じてさまざまな症候群(一連の症状パターン)が続きます。放射線の量が多いほど症状が重くなり、初期症状からその後の症候群まで短期間で進行します。放射線の照射量が同程度であれば、症状や時間的な経過には個人差はあまりみられません。したがって放射線の被ばくの程度は、発症のタイミングと症状から予測できます。急性放射線症候群は、影響を受けた部位によって3つに分類されますが、これらが重複して起こることもよくあります。

造血器症候群は、主に血球の生成(造血)にかかわる骨髄や脾臓、リンパ節が放射線の影響を受けた場合に起こります。2グレイ以上の放射線を浴びると、2〜12時間後に食欲不振、無気力、吐き気、嘔吐が現れます。被ばく後24〜36時間以内にはこうした症状がいったん消失し、その後1週間程度は体の調子が良くなります。この間にも骨髄、脾臓、リンパ節にある造血細胞は消耗していきますが、新たにつくられることはなく、重度の白血球の欠乏が起こります。引き続いて血小板や赤血球も不足します。白血球が欠乏すると重度の感染症が起こります。また血小板の不足によって出血が止まらなくなります。赤血球の不足(貧血)は疲労、脱力、血色不良を引き起こし、体を動かすと呼吸が苦しくなります。4〜5週間後、患者がこの間に死に至らなかった場合には血球の生成が再開されますが、数カ月間は脱力感と疲労感が残ります。

胃腸症候群は、放射線が消化管の内層の細胞に影響して起こります。4グレイ以上の放射線を浴びてから2〜12時間後に重度の吐き気、嘔吐、下痢がみられ、結果として重度の脱水症状が起こります。しかし2日後にはこれらの症状はいったん消失し、その後4〜5日間は体の調子も良くなります。しかしこの間に、通常は人体の保護壁として働いている消化管内層の細胞が死んではがれ落ちていきます。この期間を過ぎると、血の混じった重度の下痢を生じて再び脱水症状を起こします。また消化管から体内に細菌が侵入し、重い感染症を起こします。胃腸症候群の患者は造血器症候群も併発することが多く、出血と感染症により死に至るリスクが高くなります。

脳血管(大脳)症候群は、放射線の総量が20〜30グレイを超えたときに生じます。患者は錯乱、吐き気、嘔吐、血の混じった下痢、ショックを急速に起こします。数時間で血圧は低下し、けいれんが起こり、昏睡状態に陥ります。脳血管症候群は、ほとんどが死に至ります。

慢性的な放射線の影響: 放射線による慢性的な影響は、分裂増殖する細胞の遺伝子への損傷により生じます。これらの変化は細胞増殖の異常を起こし、癌などにつながります。放射線照射を大量に受けた動物では、生殖細胞の損傷から子孫の異常(先天異常)が起こることが示唆されています。しかし、日本の原爆被害者の子孫では放射線照射による奇形は報告されていません。放射線被ばくがあるレベル(具体的な量は不明)を下回る場合は、先天異常を引き起こすような遺伝子の変化は生じないと考えられます。

癌の放射線療法: 癌の放射線療法には、体の外から癌組織に向けて放射線を照射する方法と、小さな放射性物質を癌組織に直接埋めこんで照射を行う方法があります。

体外からの放射線療法では、照射した線量や治療部位によってさまざまな副作用が生じます。脳や腹部への放射線療法では、照射の実施中や直後に、吐き気や嘔吐、食欲不振などがみられます。ごく限られた領域に大量の放射線を照射する場合は、多くの場合、その領域の皮膚に損傷を与えます。脱毛や、皮膚が赤くなる、はがれる、ただれるなどの変化がみられ、最終的に皮膚は薄くなり、皮下の血管が拡張します(くも状静脈)。また数年後に皮膚癌を発症する可能性もあります。口やあごに放射線を照射すると、恒久的な口渇を起こして虫歯が増えたり、あごの骨に損傷を生じます。後に感染を起こし、膿(うみ)がたまった膿瘍(のうよう)と呼ばれる病変ができることがあります。肺への放射線照射は炎症(放射線肺炎)を引き起こすことがあり、大量照射では、肺組織に重度の線維化が起こり、死に至ることもあります。胸骨や胸部の広い範囲に放射線を照射すると、心臓と心膜に炎症が起こる場合があります。脊髄(せきずい)への照射量が蓄積すると、壊滅的な傷害を引き起こし、麻痺(まひ)が生じることがあります。リンパ節や精巣、卵巣の癌の治療のため、腹部の広い範囲に放射線を照射した場合には、慢性潰瘍や瘢痕化、腸の狭窄や穿孔を生じることがあります。

体内に治療用の放射性物質を埋めこんだり、職業上の理由から(医療従事者など)、低線量の放射線を長期間または繰り返し浴びると、女性では月経の停止(無月経)、生殖能力の低下、性欲の低下などが起こります。

癌の放射線療法を終えてから、かなり後になって深刻な影響が現れる場合もあります。大量に放射線を浴びた後、6カ月から1年後に、腎機能の低下がみられ、貧血や高血圧を発症することがあります。筋肉への照射線量が蓄積すると、照射を受けた筋肉の消耗(萎縮)やカルシウム沈着など、痛みを伴う症状が生じます。きわめてまれですが、悪性(癌性)の筋肉腫瘍になることもあります。放射線による癌の多くは、被ばく後10年以上経過してから発症します。

診断

放射線の被ばくは、ほとんどの場合、問診で聞き取った病歴や生活歴から明らかに診断がつきます。

放射線療法を受けた後や、事故で放射線を浴びた後に病気になった場合は、放射線による障害が疑われます。診断を確定するための特定の検査はありませんが、感染症や血球数の減少、臓器の機能不全を調べるための検査が行われます。被ばくの重症度をみるためには、血液中のリンパ球(白血球の1種)の数を測定します。被ばく48時間後のリンパ球数が少ないほど重症です。

放射能汚染は放射線照射と違い、放射線を検出するガイガーカウンターという装置を使います。鼻、のど、その他の傷口から採取した塗抹標本の放射能を測定します。

治療と経過の見通し

治療の結果は、放射線量、線量率(どれだけ短時間で被ばくしたか)、被ばく部位の分布、その人自身の健康状態によって違ってきます。一般に、6グレイを超える放射線を一度に受けると死に至ります。多くの場合、照射された放射線の量を医師が知ることはできないので、症状に基づいて推定します。脳血管症候群の場合は、数時間から数日の間に死亡します。胃腸症候群の場合は3〜10日のうちに死に至りますが、数週間生存し続ける場合もあります。造血器症候群は適切な治療を受ければ多くの患者が生存しますが、放射線量の総量によって違ってきます。助からない患者の多くは8〜50日の間に死亡しています。

放射線照射の患者に対する緊急治療はありませんが、患者の経過を詳細に観察し、さまざまな症候群の進行を調べ、症状がみられた場合には症状に応じた治療を行います。

放射能汚染では、すみやかに体から放射性物質を取り除きます。皮膚が汚染されている場合は、すぐに大量のせっけんと水で洗うか、また可能であれば専用の溶液を用いて落とします。小さな刺し傷がある場合は、痛くてもこすりながらよく洗浄して放射性物質の小さな粒子まですべて取り除きます。汚染した毛髪はハサミなどで切ります。カミソリなどで毛をそってはいけません。これは、毛をそるときに皮膚を傷つけてしまい、そこから汚染物質が体内に入ることがあるためです。ガイガーカウンターで放射性物質がなくなったことを確認できるまで洗浄を続けます。放射性物質を飲みこんだばかりなら、嘔吐させます。放射性物質の中には、飲みこんだ物質が体に吸収されるのを防ぐ解毒薬があるものもあります。こうした解毒薬の多くは、原子炉の事故や核爆発など、大量の放射能汚染にさらされた人にのみ投与されます。ヨウ化カリウムは、甲状腺の放射性ヨード吸収を予防し、甲状腺癌のリスクを減らします。DTPA(ジエチレントリアミン5酢酸)、EDTA(エチレンジアミン4酢酸)、ペニシラミンなどの薬を静脈から投与すると、吸収された後でも放射性元素の一部を除去できます。

放射能汚染が疑われない場合には、吐き気や嘔吐は制吐薬によって緩和されます。制吐薬は放射線療法を受ける患者に定期的に投与されます。脱水症状は静脈からの輸液で治療します。

胃腸症候群や造血器症候群の患者は、感染性の微生物に接触しないよう隔離します。輸血や、血球の生成を促進する増殖因子(エリスロポエチンやコロニー刺激因子)の注射により、出血を減らし血球数を増加させます。骨髄に重度の傷害を受けている場合には増殖因子は効果がなく、骨髄移植が行われる場合もありますが、その成功率は高くありません。

胃腸症候群の患者は制吐薬、鎮痛薬の投与、静脈からの輸液が必要です。淡白な食事なら食べられる患者もいます。ネオマイシン(別名フラジオマイシン)などの抗生物質の経口投与により、腸管から体内に侵入しようとする細菌を死滅させます。必要なら、抗生物質だけでなく、抗真菌薬や抗ウイルス薬も静脈からも投与されます。

脳血管症候群の治療は、痛みや不安、呼吸困難を緩和して楽にすることが中心となります。けいれん発作を防ぐための薬も投与されます。

遅延性の障害や放射線療法による副作用には、症状緩和のための治療が行われます。ただれや潰瘍は外科手術による切除や修復を行い、高圧酸素療法で治療します。放射線による白血病は、化学療法で治療します。血球は輸血を行って補充します。不妊に対する治療法はありませんが、卵巣や精巣の機能の異常による性ホルモンの減少は、ホルモン補充療法によって治療します。現在では、サイトカイン、増殖因子、その他のさまざまな治療法を用いて、放射線による正常な組織の損傷を予防したり、軽減する方法が研究されています。アミフォスチンは、頭頸部の癌のために放射線治療を受けた患者の口の乾燥(口腔乾燥症)を緩和することが示唆されています。

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