MSZAKI FIZIKA ALAPJAI yi Istvn Egyetem s Kmia

MŰSZAKI FIZIKA ALAPJAI yi István Egyetem s Kémia Tanszék Az ionizáló sugárzások sejtszintű hatásai Dr. Giczi Ferenc Széchenyi István Egyetem Fizika és Kémia Tanszék 1

A kezdetek 1895. Würzburg i István Egyetem Kémia Tanszék Röntgensugárzás felfedezése 1896. Párizs Radioaktivitás felfedezése 2

A kezdetek Kezdetben a kis dózisokat hasznosnak gondolták. i István Egyetem Kémia Tanszék 3

Első tapasztalatok • 1895: A röntgensugárzás felfedezése • 1896: A bőr sugárégésével kapcsolatos első beszámolók • 1896: i István Egyetem Kémia Tanszék A röntgensugárzás első alkalmazása daganatkezelésre • 1896: A radioaktivitás felfedezése • 1902: Beszámoló a röntgensugárzás által kiváltott rákos megbetegedésről • 1911: Az első foglalkozási sugárterheléstől származó leukémia és tüdőrák • 1911: 94 rákos eset Németországban, közülük 50 radiológus. 4

Az ionizáló sugárzások hatásai i István Egyetem Tapasztalatok: Kémia Tanszék ü Állat és növénykísérletek (kísérletes sugárbiológia) ü Sejtszintű kísérletek (sejt és molekuláris sugárbiológia) ü Emberek sugárterhelésével kapcsolatos tapasztalatok (epidemiológia) 5

Az ionizáló sugárzás sejtszintű hatásai • Legsugárérzékenyebb a DNS és a sejtmembrán rendszer • Felületi feszültség, áteresztőképesség változás • Sejt anyagcsere zavarok • Legkevésbé sugárérzékeny a sejtplazma 6

Az ionizáló sugárzás kölcsönhatása a DNS-el sejtszintű hatásai DIREKT HATÁS INDIREKT HATÁS 7

A sejtmag sugárexpozíciója Nincs változás sejtszintű hatásai Találat éri a sejtmagot! DNS károsodás 8

A DNS károsodása sejtszintű hatásai 9

Ionizáció az élő szövetekben Életképes sejt Kijavítás sejtszintű hatásai Életképtelen sejt Sejtpusztulás Rosszindulatú átalakulás DNS károsodás A módosult sejt életben marad A károsodás az ionizáció mértékével arányos. 10

A DNS sérülések sejtszintű hatásai kijavítása A kétláncú DNS törések szabják meg a sejt további sorsát. 11

Hatékony kijavítás (REPAIR) • Az emberi test kb. 1014 sejtet tartalmaz. 1 m. Gy elnyelt dózis (természetes forrásokból) sejtszintű • Évi hatásai kb. 1016, azaz minden sejtben 100 ionizációt okoz. • Ha feltételezzük, hogy a DNS tömege 1%-át teszi ki a sejt tömegének, akkor ez 1 ionizációt jelent a DNS molekulában az emberi test minden egyes sejtjében. 12

Sugárérzékenység (RS) Bizonyos sejt, szövet vagy szerv szintű hatás valószínűsége egységnyi dózis hatására. Bergonie és Tribondeau biológiai►hatásai (1906): § A differenciálatlan (ős) sejtek és az osztódásban lévő sejtek a sugárérzékenyebbek! ►A DNS-hibákat kijavító kapacitás függvénye Az érett, funkcionáló sejtek a legkevésbé sugár-érzékenyek. 13

Sugárérzékenység Magas RS Csontvelő Lép biológiai. Csecsemőmirigy hatásai Nyirokcsomók Gonádok Szemlencse Lymphocyták Közepes RS Bőr Mesoderm szervek (máj, szív, tüdő…) Alacsony RS Izom Csont Idegrendszer RS: radiation sensitivity 14

Sugárhatást befolyásoló tényezők ► Fizikai tényezők § LET (lineáris energiaátadás): RS biológiai hatásai § Dózisteljesítmény: RS § Frakcionálás: RS § Hőmérséklet (max. 41, 5 0 C) RS ► Kémiai tényezők § RS: oxigén, cytotoxikus vegyszerek. § RS: sugárvédő vegyületek 15

Sugárhatást befolyásoló tényezők ►hatásai Biológiai tényezők biológiai § Sejtciklus állapota: ► RS: G 2, M ► RS: S § A sérülést kijavító mechanizmusok G 0 M G 2 G 1 S 16

Köszönöm a figyelmüket! 17