ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΑΚΤΙΝΟΒΙΟΛΟΓΙΑΣ
description
Transcript of ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΑΚΤΙΝΟΒΙΟΛΟΓΙΑΣ
-
.
-
F
() ( )
() . () .
-
.
( ) .
, .
(100%).
, , , , .
-
, ( ) , :
1. . , .
2. (.. 1 sec) (.. 1 ).
3.
, , , , ..
-
, , :
1. , ( ).
2. , (.. ) .
3. , , (patterns) .
-
:
- ( )
- ( ) ( ) .
, .
) L.E.T. (Linear Energy Transfer) ) (R.B.E.).
-
,
.
-
L.E.T.
L.E.T. (Linear Energy Transfer) dE, ( ) dx.
LET ( KeV/m) . LET DNA, .
LET < 10 KeV/m LET, LET > 10 KeV/m LET.
L.E.T. = dE/dx
-
L.E.T.
L.E.T. (KeV.m-1)
50 KV X 13,1
200 KV X 9,4
Co-60 6,9
2 MV X 6,1
22 MV X 6,0
5,3 MV 63,0
H L.E.T. . R.B.E. (Relative Biological Effectiveness). rem, 1 rem = 1 rad x R.B.E.
-
R.B.E.
(R.B.E.) L.E.T. ( , 60 120 eV) .
R.B.E. , (.. , , , ).
-
R.B.E.
RBE : (
) (.. LET)
(endpoint), .. ,
( , LET).
-
R.B.E. L.E.T. 100 KeV/m R.B.E. L.E.T.
L.E.T. .
L.E.T., , R.B.E. .
RBE LET
-
, .
.
, () 2h 24-48h. G0 - G1, S G2
-
DNA S (Synthesis).
G2 , .
( M), , , DNA, .
G1 (Gap), , . G0. G0 . G1 , RNA DNA .
-
.
, .
, G2. G2 arrest ().
-
2 mm 200 nm
20 nm
2 nm
-
DNA. ( )
SSB
10-20 - 10-8 s
-
DNA. ( )
DSB
10-20 - 10-8 s e-
-
. ( )
H2O H2O+ + e-
H+ + OH 10-18 - 10-9 s
80-85%
H2O
-
, :
,
-,
.
-
( ), ( ).
L.E.T. , m, L.E.T. m. (.. , Compton).
10-16 10-12 s.
-
-
, 2 ( ), .
2 ( 20 40 kJ/mole) , 2 (2,5 kJ/mole).
C-C, C-H, C-N, C-P C-O.
5 7 eV. , 100 KeV , 100 eV 14.000 20.000 .
, .
-
-
-
-
-
-
.
, .
- , .
, , ( ), , .
-
-
:
1. , - . (DNA , RNA) .
-
-
2. , , , , 2 ( ).
3. , . , ( ).
-
-
:
mm, , DNA .
. , 85% 15% .
To - 10-4 10-3 s.
-
, ( RH):
RH RH+ Ro + H+
, , ..:
Ro + O2 RO2o
e-
-
, 2:
H2O HOH+ + e-
10-12 ( , eaq):
H2O HOH+ + eaq
- HOH-
+ - +, - , .
HOH+ H+ + OHo
HOH- Ho + OH-
: H+ + OH- H2O
, (10-5 s 2), , . .
Ho, OHo
, :
OHo + OHo H2O2
2 :
Ho + O2 HO2o
: HO2o + HO2
o H2O2 + O2
-
, :
RH + Ho Ro + H2
RNH2 + Ho Ro + NH3
e- DNA. ,
, , .
RCH = CHR + OHo RCHOH - CHoR
-
DNA 4 : (), (G), (T), (C). .
(.. R1
o + R2o -> R1 R2),
, , , .
-
.
.
.
DNA.
-
H DNA .
DNA, , , , .
-
DNA
DNA
-
Sv
(Double Strand Brake) 50
(Single Strand Brake) 50-1000
1000-2000
800-1600
DNA-DNA 30
DNA- 150
DNA Sv
.
. , , .
-
Sv
(Double Strand Brake) 50
(Single Strand Brake) 50-1000
1000-2000
800-1600
DNA-DNA 30
DNA- 150
DNA Sv
( ) , .
.
, , .
-
in vivo in vitro , (.. ) .
( ).
-
.
, .
.
-
, ( ).
( ), .
-
.
, .
(.. ).
() , , .
-
, , .
, , RNA.
-
, , .
, , .
-
:
. ,
.
.
-
.
, .
.
-
.
.
.
G1 DNA ( S).
-
.
, , :
- ( ), - , - (
).
-
.
, , .
:
. , . . .
-
.
.
.
.
.
-
.
.
.
.
.
1 106 10 mSv.
-
.
.
( ) .
:
.
,
.
-
-
-
.
.
:
. ,
.
.
-
.
:
.
-
.
.
-, Go.
(< 500 mSv), . - .
.
-
.
:
(.. , )
:
, .
-
.
100 Sv .
.
.
-
.
, .
.
-
.
(.. , ) , , , .
50 5 6 (25=32, 26=54). RNA DNA, , , .
-
. .
G2 S,
- . .
,
:
-
, .
. Sv .
, 15 Sv, 50% , 24 10 Sv.
.
-
, . -. - , .
, , . .
-
:
H (quanta). .
, . .
.
-
:
, , , ( ) .
, , ( ) .
. , .
-
. D1 D0 . A 37% .
-
. , Bergonie Tribondeau (1906) .
Bergonie Tribondeau, :
. (.. ) , .
. .
-
:
. (stem cells)
.
. : ,
.
. .
-
, ( , ). . , .
(Sv) -
2 10
10 20
20 30
-
30 40
40 50
50 60
60 70
-
, , , .
/ . : , , , .
, .
, .
.
-
F
(hierarchial) F (flexible) :
,
(, ...)
F,
(.. , , )
-
F, .
, , .
F
-
, , - (.. , , , ).
- ( ), .
-
H , , .. , .
(...)
,
-
F
, .
, (..)
-
( ) (1 Sv) :
(10 Sv) ... ( )
( )
()
... ()
-
1 Sv * 5 Sv ** 20 Sv ***
> 2 Sv > 10 Sv > 50 Sv
1 2
2 3 3 5 15 3
( )
3 8 3
2 2
-
+
(...) ...
, , , , , , 27 36 ( ). .
, , . .
, , .
* 10.000 20.000 (1 / = 5 100 Sv) ** 50.000 100.000 *** 200.000 400.000 +
4: , (, 1991)
-
,
, ,
,
, , ,
-
, .
:
, :
( 6 ) , 10 .
(2 3 ) , 20 30 .
, .
-
(Sv)
( )
2 52
15 4
15 6 10
18 >10
20 >6
-
, (.. ).
, 6 8 .
-
:
,
-
, 1,7 6,4 Sv 3,2 10 Sv ( )
, 100 mSv,
, 100 150 mSv 2 Sv. , .
-
(Sv)
Leydig 0,5
> 0,5
4
> 1
18
> 18
2
2
8 11
12
12
10
40
0,5
(, 1997)
-
. .
: () (
)
-
()
/
1 Sv
(I.C.R.P., 1977)
/ 10 mSv
(U.N.S.C.E.A.R., 1977)
( ) 10-2 10-4
2 x 10-3 20-50 x 10-6
2 x 10-3 25-50 x 10-6
2,5 x 10-3
10-5
( 35-49 ) 60 x 10-6
( 19-34 )
0,5 x 10-3 2-5 x 10-6
0,5 x 10-3 5-15 x 10-6
5 x 10-3
30 25
-
PTV
-
, .
15% , , 40% .
.
-
PTV
10
30
50
70
90
100
20 1020
PTV
-
PTV
10
30
50
70
90
100
20 1020
PTV
-
. .
G2 S,
- . . ,
-
, Elkind & Sutton 1959, : .
R. Withers 4 R , R 5
1. (Repair), 2. (Repopulation), 3. (Redistribution), 4. (Reoxygenation) 5. (Radiosensitivity)
-
1. (Repair)
.
, .
-
2. (Repopulation)
, , . 3 :
) .
) (growth fraction).
) (cell loss factor).
. , , .
-
3. (Redistribution)
.
G2, S. . , , G2.
. , , .
-
4. (Reoxygenation)
. , , .
, , , .
( , , -, - ..) .
-
5. A (Radiosensitivity)
(Radiosensitivity), .
3 :
) ,
)
) .
.
-
, .
.
-
(clonogenic cell death) , .
, , (D < 5 Gy)
-
(single hit injury) , . - , n :
/ 0( ) 1 (1 )D D n
SHMTS D e
-
, Elkind Sutton, . - ( LQ) '60 . LQ , DNA . LQ :
2
( ) D DLQS D e
-
2 : () .
(LQ), . ( ) . 1-2 Gy/ . (-, ).
. .
-
. (..) - : .. = exp (2d2). .
(.. SF=0,01) , . . , - .
-
(Linear Energy Transfer LET) .
10 5-7 nm. DNA ( 2 nm) 20 .
LMDS (Local Multiple Damage Sites). .
(Double Strand Break - DSB), (Single Strand Break - SSB) . : SSB BSB LMDS.
-
/
/, .
/ ,
/2)()(2
dddee dd
-
.
, .
. , , .
. , , .
-
.
, , , .
1.8-2 Gy .
1.8-2 Gy, 1.1-1.3 Gy. 10-15% .
, , 2 3 . .
-
.
:
1. . .
2. , .
3. 4 , 6 , .
-
, .
, , .
, :
) , ,
) .
-
.
TCP (Tumour Control Probability)
NTCP (Normal Tissue Complication Probability)
-
-
-
-
-
2500
/ ln ln 2( ) exp exp
D D e e nd ndP D N e e
- (LQ)
-
- :
1. H Poisson
2. - ( ).
3. 4.
.
-
, (Functional Sub Units).
FSUs , .
FSUs :
1. 2. , 3. .
-
(Relative Seriality Model) LKB
, , ( s) .
1/
I
1
[1 (1 ( ) ) ]iM
vs s
i
i
P P D
-
LKB
, , n .
vi
.
.
.
.
.
.
Di
VEFF
-
LKB
, , n .
1/
LKB
tot
EUD ( )n niii
VD
V
1
1
parallel 50
tot50
1EUD ([ ] 1)
1 ( / )
i k
ki i
VD
VD D
2
21
NTCP2
t x
e dx
: t = (EUD-TD50 )/ m*TD50
-
, :
) ( )
) ( )
) ( )
, .
.
.
-
/