- •Сіренко а. Г. Радіобіологія курс лекцій
- •© Сіренко а. Г.
- •Предмет радіобіології
- •Розділи радіобіології
- •Методи радіобіології
- •Історія радіобіології
- •Актуальність радіобіології
- •Типи іонізуючих випромінювань
- •Електромагнітне випромінювання
- •Корпускулярне випромінювання
- •Потік ядер тритію – ядер важкого радіоактивного ізотопу водню, що складається з одного протона і двох нейтронів.
- •Класифікація елементарних частинок
- •Основні закони мікросвіту
- •Фізичні параметри радіобіологічних процесів Головні радіометричні параметри
- •Потік іонізуючих частинок Jp
- •Дозиметричні величини і одиниці
- •Рідко- та щільноіонізуючі випромінювання
- •Додаткові дозиметричні величини
- •Способи передавання дози опроміненим об’єктам
- •Загальна схема радіобіологічного ефекту
- •Принципи теорії мішені
- •Принцип мішені
- •Принцип посилювача
- •Основні поняття теорії мішені
- •Унікальні та масові структури клітини
- •Ефективний об’єм мішені
- •Роль опромінення ядра і цитоплазми в розвитку радіаційного ураження клітини
- •Багатоударні мішені
- •Інактивація клітин з багатьма мішенями
- •Лінійно-квадратична функція виживання клітин
- •Цитоскелет як мішень у випадку дії іонізуючого випромінювання
- •Структурно-метаболітична теорія
- •Перетворення молекул внаслідок опромінення
- •Іонізовані атоми і молекули і їхні вільнорадикальні стани
- •Стан речовини в клітинах
- •Кількісна оцінка радіаційно-хімічних реакцій
- •Радіаційно-хімічні перетворення води
- •Закон Дейла
- •Радіаційно-хімічні ушкодження днк
- •Однониткові розриви днк
- •Двониткові розриви днк
- •Співвідношення між одно- та двонитковими розривами днк
- •Зшивки днк-протеїн
- •Основні типи ушкоджень днк іонізуючим випромінюванням
- •Деградація днк
- •Вихід радіаційно-хімічних ушкоджень днк у живій клітині
- •Молекулярні ушкодження днк, індуковані ультрафіолетовим випромінюванням
- •Зміни структури хроматину під впливом іонізуючого випромінювання
- •Радіаційно-хімічні перетворення рнк
- •Радіаційно-хімічні перетворення аміноислот і білків
- •Радіаційно-хімічні перетворення ліпідів
- •Радіаційне ушкодження біологічних мембран
- •Біохімічні процеси в опромінених клітинах
- •Наслідки радіаційно-хімічних перетворень біологічно важливих молекул для клітинних процесів Реалізація молекулярних ушкоджень днк
- •Хромосомні аберації
- •Механізми виникнення хромосомних аберацій
- •Точкові мутації
- •Функціональні порушення внаслідок ушкодження білкових молекул
- •Дія радіації на мембрани
- •Кисневий ефект Поширення кисневого ефекту
- •Кисневий ефект у радіаційно-хімічних реакціях
- •Коефіцієнт кисневого посилення
- •Залежність кисневого ефекту від концентрації кисню
- •Лпе і кисневий ефект
- •Зворотний кисневий ефект
- •Киснева післядія
- •Гіпотези про два типи радіаційних ушкоджень
- •Кисень в живих клітинах
- •Репарація Формально-аналітична характеристика репараційних процесів у клітинах
- •Сублетальні ушкодження клітин
- •Репарація днк від сублетальних ушкоджень
- •Ефект фракціонування дози у випадку опромінення іонізуючою радіацією з високим значенням лпе
- •Репарація від сублетальних ушкоджень і кисневий ефект
- •Величина Dq як міра репарації клітини від сублетальних ушкоджень
- •Ефект потужності поглинутої дози і репарація
- •Потенційно летальні ушкодження клітин
- •Пряме відновлення днк. Фотореактивація
- •Темнова (ексцизійна) репарація днк
- •Репарація в різних частинах хроматину
- •Інгібітори репарації днк
- •Постреплікативна та індуцибельна (sos) репарація
- •Індуцибельна або sos-репарація
- •Мутації з дефектами генів, що контролюють репарацію днк
- •Радіобіологія клітинних популяцій
- •Критичні тканини
- •Радіостійкість і клітинний цикл
- •Клітинна селекція
- •Радіаційний синдром
- •Кістково-мозковий синдром
- •Гастроінтестинальний синдром
- •Синдром цнс
- •Синдром гострого опромінення у ссавців
- •Системна відповідь організму на опромінення
- •Вплив іонізуючого випромінювання на плід людини і тварин
- •Дія іонізуючого випромінювання на імунну систему
- •Радіаційний канцерогенез у людини
- •Радіація і старіння
- •Радіоадаптація
- •Радіаційний гормезис
- •Семінарські заняття з радіобіології
- •Програмні вимоги до курсу радіобіологія
- •Література
- •Вступ -------------------------------------------------------------------------------------------- 5
- •76000 М. Івано-Франківськ
- •76000 М.Івано-Франківськ вул. Берлінська, 124
Рідко- та щільноіонізуючі випромінювання
Випромінювання з малим значенням ЛПЕ, яке індукує рідке розташування йонів, називають рідкоіонізуючим (наприклад, Х-промені, γ-промені). Випромінювання з великим значенням ЛПЕ, яке індукує щільне розташування йонів, називають щільноіонізуючим (наприклад, α-промені, потік прпотонів).
Додаткові дозиметричні величини
Відносна біологічна ефективність випромінювання (ВБЕ) – коефіцієнт, який характеризує відносну ефективність дії радіації з різними значеннями ЛПЕ щодо певного біологічного ефекту.
ВБЕ = Dst/Dr
Dst – доза, взятих за стандарт променів, необхідна для індукування певного ефекту даної інтенсивності прояву;
Dr – доза променів іншого типу, потрібна для індукування того самого ефекту такої ж інтенсивності прояву.
Поняттю ВБЕ тотожне поняття коефіцієнт якості іонізуючого випромінювання (КЯ).
Еквівалентна доза (Deq): Deq = Dp Kz
Dp – поглинута доза;
Kz – коефіцієнт зважування – фенологічний коефіцієнт – показує, у скільки разів випромінювання даного типу ефективніше щодо біологічної дії порівняно з випромінюванням, дія якого береться за одиницю (рентгенівське або γ-випромінювання).
[Deq] = 1 Зв (Зіверт) = еквівалентній дозі, за якої добуток поглинутої дози на відповідний коефіцієнт зважування на тип вмпромінювання = 1 Дж/кг.
Ефективна доза Def = Dp Kt
Kt – коефіцієнт зважування на тканину – безрозмірний коефіцієнт, що вказує відносний внесок тої чи іншої тканини у формування радіобіологічних ефектів усього організму. [Def] = 1 Зв
Еквівалентна ефективна доза: Deef = Dp Kt Kz
Kt Kz = Kef – величина різна для різних тканин:
Гонади Kef = 0,2
Кістковий мозок Kef = 0,12
Печінка Kef = 0,05
Шкіра Kef = 0,01
Очікувана еквівалентна доза – результат сумації еквівалентних доз опромінення, які людина отримує за певний період життя. Ця величина є інтегралом по часу від потужності еквівалентної дози. Вимірюється у Зівертах.
Очікувана ефективна доза – результат інтегрування потужності ефективної дози по часу з тими самими часовими інтервалами, що й у випадку очікуваної еквівалентної дози. Вимірюється у Зівертах.
Колективна еквівалентна доза – кількісна оцінка опромінення певної популяції.
Dc = Di N(Di) dDi
Di – індивідуальна еквівалентна доза
N – число особин у популяції опромінених у дозі Di
[Dc] = 104 особин Зв
Колективна доза може нагромаджуватись протягом певного часу. Тоді її визначають:
Dceq = Pceq(t)dt
Pceq – потужність колективної еквівалентної дози.
Способи передавання дози опроміненим об’єктам
гостре опромінення
гостре фракційне опромінення
нееквівалентне фракційне опромінення
хронічне опромінення з постійною потужністю дози
пролонговане опромінення зі змінною потужністю дози
пролонговане опромінення з постійною потужністю дози
пролонговане опромінення зі ступінчастим зростанням потужності дози
переривчасте опромінення
Класифікація потужностей доз опромінення
надвисокі – 1011 – 1013 сГр/хв;
високі – 102 – 106 сГр/хв;
низькі – 10-1 – 102 сГр/хв;
дуже низькі - < 10-1 сГр/хв.
Дози внутрішнього опромінення
Внутрішнє опромінення – опромінення, що отримує середовище або організм внаслідок розпаду радіоактивних ізотопів, що містяться в ньому.
E = Nt E*
E – енергія частинок;
Е*- середня енергія спектру частинок;
Nt – число атомів, що розпалися за час t
Dt in = K Nt E*
Dt in – доза внутрішнього опромінення за час t;
K – коефіцієнт – для різного випромінювання – різний.
