БИОЛОШКИ ЕФЕКТИ БИОЛОШКИ ЕФЕКТИ ЗРАЧЕЊАЗРАЧЕЊА

Проф. Др Љиљана Проф. Др Љиљана МијатовићМијатовић

Циљеви наставеЦиљеви наставе

Од студента се очекује да по Од студента се очекује да по завршеној настави разуме:завршеној настави разуме:

Како јонизујуће зрачење делује на Како јонизујуће зрачење делује на ћелију и организам у целинићелију и организам у целини

Разлику између детерминистичких и Разлику између детерминистичких и стохастичких ефеката зрачењастохастичких ефеката зрачења

Етиологију и патогенезу акутне и Етиологију и патогенезу акутне и хроничне радијационе болестихроничне радијационе болести

РАДИЈАЦИОНО ОШТЕЋЕЊЕ РАДИЈАЦИОНО ОШТЕЋЕЊЕ ЋЕЛИЈЕЋЕЛИЈЕ

При дејству јонизујућег зрачења у При дејству јонизујућег зрачења у захваћеним ћелијама најпре настају захваћеним ћелијама најпре настају физичке и хемијске, затим физичке и хемијске, затим биохемијске и на крају, морфолошке биохемијске и на крају, морфолошке промене.промене.

До физичких промена, ексцитације и До физичких промена, ексцитације и јонизације атома и молекула долази јонизације атома и молекула долази изузетно брзо, током 10изузетно брзо, током 10-16-16 секунди, секунди, што доводи до хемијских промена, што доводи до хемијских промена, које могу настати:које могу настати:

РАДИЈАЦИОНО ОШТЕЋЕЊЕ РАДИЈАЦИОНО ОШТЕЋЕЊЕ ЋЕЛИЈЕЋЕЛИЈЕ

Индиректно, Индиректно, радиолизом воде која радиолизом воде која доводи до стварања изузетно доводи до стварања изузетно реактивних једињењареактивних једињења

HH22OO→ → HH22O*O*→→H, OH, HH, OH, H22OO22 → → HH22O, H, OO, H, O

тј. тј. СЛОБОДНИХ РАДИКАЛА СЛОБОДНИХ РАДИКАЛА од којих је од којих је хидроксилни радикал снажни хидроксилни радикал снажни оксиданс, а атом Н снажни оксиданс, а атом Н снажни редуктанс.редуктанс.

РАДИЈАЦИОНО ОШТЕЋЕЊЕ РАДИЈАЦИОНО ОШТЕЋЕЊЕ ЋЕЛИЈЕЋЕЛИЈЕ

Директно, Директно, дејством јонизујућег зрачења на дејством јонизујућег зрачења на виталне макромолекуле ћелија (протеине, виталне макромолекуле ћелија (протеине, липиде и нуклеинске киселине). липиде и нуклеинске киселине).

Оштећење двоструког ланца Оштећење двоструког ланца DNKDNK може да може да доведе до смрти соматске ћелије или у доведе до смрти соматске ћелије или у герминативној ћелији да доведе до мутације герминативној ћелији да доведе до мутације која се преноси на све ћелије новог организма која се преноси на све ћелије новог организма и да се искаже као наследни поремећај и да се искаже као наследни поремећај биохемијских или морфолошких промена.биохемијских или морфолошких промена.

Хромозомске аберације (делеције, инверзије, Хромозомске аберације (делеције, инверзије, транслокације)транслокације)

РАДИЈАЦИОНО ОШТЕЋЕЊЕ РАДИЈАЦИОНО ОШТЕЋЕЊЕ ЋЕЛИЈЕЋЕЛИЈЕ

Све наведене промене могу се Све наведене промене могу се јавити у било ком делу јавити у било ком делу ћелијског циклуса, али ћелија ћелијског циклуса, али ћелија је најосетљивија на зрачење у је најосетљивија на зрачење у току митозе, као и у касној току митозе, као и у касној G-1G-1 и раноји раној S S фази циклуса деобе. фази циклуса деобе.

РАДИЈАЦИОНО ОШТЕЋЕЊЕ РАДИЈАЦИОНО ОШТЕЋЕЊЕ ОРГАНИЗМАОРГАНИЗМА

Доза озрачењаДоза озрачења Брзина и временски распоред дозеБрзина и временски распоред дозе Просторни распоред дозеПросторни распоред дозе (спољашње/ (спољашње/

унутрашње; тотално/локално)унутрашње; тотално/локално)ТТ1/21/2effeff= = ТТ1/21/2ph ph + + ТТ1/21/2bb/ / ТТ1/21/2phph x x ТТ1/21/2bb

Врста јонизујућег зрачењаВрста јонизујућег зрачењаLET=LET=количина енергије коју зрачење преда количина енергије коју зрачење преда

живој материји по јединици путаживој материји по јединици пута Радиосензитивност Радиосензитивност је сразмерна је сразмерна

репродуктивној активности, а обрнуто репродуктивној активности, а обрнуто сразмерна диференцираностисразмерна диференцираности

ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ И ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ И СТОХАСТИЧКИ ЕФЕКТИ СТОХАСТИЧКИ ЕФЕКТИ ЈОНИЗУЈУЋИХ ЗРАЧЕЊАЈОНИЗУЈУЋИХ ЗРАЧЕЊА

Детерминистички (ефекти с прагом)Детерминистички (ефекти с прагом) су ефекти који се могу очекивати кад су ефекти који се могу очекивати кад доза прекорачи неку, унапред доза прекорачи неку, унапред познату вредност.познату вредност.

Стохастички (ефекти без прага)Стохастички (ефекти без прага) су су ефекти за које не постоји праг, већ ефекти за које не постоји праг, већ могу настати и при веома малој могу настати и при веома малој апсорбованој дози зрачења, теоријски апсорбованој дози зрачења, теоријски при проласку само једног при проласку само једног γγ-фотона, -фотона, ако при том дође до таквих промена у ако при том дође до таквих промена у грађи ДНК молекула, које се не могу грађи ДНК молекула, које се не могу поправити.поправити.

ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ ЕФЕКТИ ЕФЕКТИ

Скуп патофизиолошких промена с Скуп патофизиолошких промена с одговарајућом клиничком сликом одговарајућом клиничком сликом који настају након акутног тоталног који настају након акутног тоталног озрачења организма назива се озрачења организма назива се акутни радијациони синдром.акутни радијациони синдром.

Прва, Прва, иницијална фаза (1-3 дана)иницијална фаза (1-3 дана): : мука, главобоља, повраћање, мука, главобоља, повраћање, слабост и узнемиреност - резултат слабост и узнемиреност - резултат је поремећаја рада је поремећаја рада CNS-aCNS-a

ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ ЕФЕКТИ -ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ ЕФЕКТИ -АКУТНИ РАДИЈАЦИОНИ АКУТНИ РАДИЈАЦИОНИ

СИНДРОМСИНДРОМ Друга, Друга, латентна фаза (2-7 дана):латентна фаза (2-7 дана): без без

субјективних поремећаја, јер су субјективних поремећаја, јер су уништене само матичне ћелије уништене само матичне ћелије радиосензитивних ткива, док радиосензитивних ткива, док диференциране функционишу до диференциране функционишу до природне смрти.природне смрти.

Трећа, Трећа, манифестна фазаманифестна фаза зависи зависи директно од експозиционе дозе којом директно од експозиционе дозе којом је организам озрачен. је организам озрачен.

- најмање дозе - никакви клинички - најмање дозе - никакви клинички манифестни поремећајиманифестни поремећаји

ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ ЕФЕКТИ - ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ ЕФЕКТИ - АКУТНИ РАДИЈАЦИОНИ АКУТНИ РАДИЈАЦИОНИ

СИНДРОМСИНДРОМ- од 26 од 26 mC/kgmC/kg – апсолутна лимфопенија – апсолутна лимфопенија- 26-77 26-77 mC/kgmC/kg – гранулоцитопенија, – гранулоцитопенија,

тромбоцитопенија и анемијатромбоцитопенија и анемија- 77-129 77-129 mC/kgmC/kg – дигестивно – дигестивно

хематолошки обликхематолошки облик- >>129 129 mC/kgmC/kg – церебрални облик с – церебрални облик с

поремећајима свести, конвулзије, поремећајима свести, конвулзије, централно повраћање, шок. Смрт централно повраћање, шок. Смрт настаје пре него што хематолошки и настаје пре него што хематолошки и дигестивни знаци стигну да се дигестивни знаци стигну да се испољеиспоље

ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ ЕФЕКТИ - ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ ЕФЕКТИ - АКУТНИ РАДИЈАЦИОНИ АКУТНИ РАДИЈАЦИОНИ

СИНДРОМСИНДРОМ

Четврта, Четврта, завршна фазазавршна фаза зависи од зависи од дозе јер преко 206 дозе јер преко 206 mC/kgmC/kg у свим у свим случајевим наступа смрт. У случајевим наступа смрт. У осталим случајевима, осталим случајевима, реконвалесценција која траје дуго реконвалесценција која траје дуго и увек има последице ( келоиди, и увек има последице ( келоиди, депилација, стерилитет, повећан депилација, стерилитет, повећан ризик од настанка малигних ризик од настанка малигних неоплазми и генетских неоплазми и генетских малформација потомствамалформација потомства

ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ ЕФЕКТИ -ДЕТЕРМИНИСТИЧКИ ЕФЕКТИ - ХРОНИЧНИ РАДИЈАЦИОНИ ХРОНИЧНИ РАДИЈАЦИОНИ

СИНДРОМСИНДРОМПатофизиолошке промене и Патофизиолошке промене и

клиничка стања која могу настати клиничка стања која могу настати након дуготрајног излагања након дуготрајног излагања организма малим дозама зрачења организма малим дозама зрачења ( промене на изложеним деловима ( промене на изложеним деловима коже, катаракта, леукопенија коже, катаракта, леукопенија и/или рефрактерна анемија, и/или рефрактерна анемија, стерилитет, опадање косе, стерилитет, опадање косе, келоиди после улцерација на келоиди после улцерација на кожи)кожи)

СТОХАСТИЧКИ ЕФЕКТИ- СТОХАСТИЧКИ ЕФЕКТИ- МАЛИГНА ТРАНСФОРМАЦИЈА ЋЕЛИЈЕМАЛИГНА ТРАНСФОРМАЦИЈА ЋЕЛИЈЕ

Природна и вештачка радиоактивност Природна и вештачка радиоактивност као фактор ризика у онкогенези као фактор ризика у онкогенези учествује са свега 3%учествује са свега 3%

Дуготрајан процесДуготрајан процес Промене на нивоу Промене на нивоу онкогена онкогена

(доминантних гена) проузрокују (доминантних гена) проузрокују малигну трансформацију ћелије, а малигну трансформацију ћелије, а промене на нивоу промене на нивоу антионкогенаантионкогена доводе до губитка способности ћелије доводе до губитка способности ћелије да се супротстави малигној да се супротстави малигној трансформацијитрансформацији

СТОХАСТИЧКИ ЕФЕКТИ - СТОХАСТИЧКИ ЕФЕКТИ - улога у тератогенези и мутагенезиулога у тератогенези и мутагенези

Радиосензитивност фетуса је највећа Радиосензитивност фетуса је највећа између 2. и 4. недељеизмеђу 2. и 4. недеље

Доза испод 0.5 Доза испод 0.5 GyGy не даје промене ни не даје промене ни код животиња ни код људикод животиња ни код људи

Дозе јонизујућих зрачења у Дозе јонизујућих зрачења у дијагностичке сврхе у нуклеарној дијагностичке сврхе у нуклеарној медицини не могу бити узрок медицини не могу бити узрок малформација плода и нису малформација плода и нису индикација за прекид трудноће (став индикација за прекид трудноће (став националне комисије САД за заштиту националне комисије САД за заштиту од радијације)од радијације)

ДОЗЕ И ЈЕДИНИЦЕ ДОЗЕ И ЈЕДИНИЦЕ ЗРАЧЕЊАЗРАЧЕЊА

Апсорбована доза (Апсорбована доза (D)D) је количина енергије је количина енергије која ће се предати килограму материје и која ће се предати килограму материје и она зависи од:она зависи од:

- Интензитета зрачења у тачки у којој се Интензитета зрачења у тачки у којој се налази озрачени материјал, а интензитет налази озрачени материјал, а интензитет зависи од јачине радиоактивног извора (А) зависи од јачине радиоактивног извора (А) и растојања (и растојања (R)R)

- Од енергије зрачења (Ј)Од енергије зрачења (Ј)- Од дужине времена озрачивања (Од дужине времена озрачивања (t)t)- Од густине материјала (Од густине материјала (W)W)

D=JxWxAxt/RD=JxWxAxt/R22

Јединица апсорбоване дозе је Јединица апсорбоване дозе је греј греј (Gy)(Gy) и и представља џул/кгпредставља џул/кг

ДОЗЕ И ЈЕДИНИЦЕ ДОЗЕ И ЈЕДИНИЦЕ ЗРАЧЕЊАЗРАЧЕЊА

Еквивалентна дозаЕквивалентна доза узима у обзир узима у обзир биолошки ефекат зрачења и рачуна биолошки ефекат зрачења и рачуна се тако што се апсорбована доза се тако што се апсорбована доза множи множи фактором квалитета фактором квалитета QQ, , који који зависи од врсте радијације.зависи од врсте радијације.

СивертСиверт (Sv) (Sv) je SI je SI изведена јединица изведена јединица еквивалентне дозе радијације и као еквивалентне дозе радијације и као таква је зависна од биолошких таква је зависна од биолошких ефеката радијацијеефеката радијације,, насупрот насупрот физичким аспектима, које физичким аспектима, које карактерише апсорбована доза која карактерише апсорбована доза која се мери у се мери у Gy. Gy.

ДОЗЕ И ЈЕДИНИЦЕ ДОЗЕ И ЈЕДИНИЦЕ ЗРАЧЕЊАЗРАЧЕЊА Годишња граница Годишња граница

еквивалентне дозе износи:еквивалентне дозе износи:

- За детерминистичке ефекте: - За детерминистичке ефекте: 500 500 mSvmSv, за сва ткива осим , за сва ткива осим очног сочива и хематопоезних очног сочива и хематопоезних органа (150 органа (150 mSvmSv))

- За стохастичке ефекте: 50 - За стохастичке ефекте: 50 mSvmSv

ЗАШТИТА ОД ЗАШТИТА ОД ЗРАЧЕЊАЗРАЧЕЊА ALARA (As Low As Reasonably ALARA (As Low As Reasonably

Achievable) Achievable) принциппринцип

1. Заштита професионално 1. Заштита професионално изложеног особљаизложеног особља

- Смањивање времена Смањивање времена експозицијеекспозиције

- Коришћење заклонаКоришћење заклона- Повећање растојања од извораПовећање растојања од извора

ЗАШТИТА ОД ЗАШТИТА ОД ЗРАЧЕЊАЗРАЧЕЊА Заштита од контаминацијеЗаштита од контаминације- Одело и обућаОдело и обућа- ДигесториДигестори- РукавицеРукавице- Прање рукуПрање руку- Забрана јела и пићаЗабрана јела и пића- Пнеуматске пипетеПнеуматске пипете- Безбедно уклањање отпадакаБезбедно уклањање отпадака

ЗАШТИТА ОД ЗАШТИТА ОД ЗРАЧЕЊАЗРАЧЕЊА

2. Заштита пацијената2. Заштита пацијената- Избор индикацијаИзбор индикација- Избор радионуклида и Избор радионуклида и

радиофармацеутикарадиофармацеутика- Заштита од спољњег зрачењаЗаштита од спољњег зрачења- Стална и ригорозна евиденција Стална и ригорозна евиденција

испитивањаиспитивања

ЗАШТИТА ОД ЗАШТИТА ОД ЗРАЧЕЊАЗРАЧЕЊА

3. Заштита лица из ближе и 3. Заштита лица из ближе и даље околинедаље околине

- 22mm безбедно растојање безбедно растојање- Скраћивање времена посетаСкраћивање времена посета

ТО БИ БИЛО СВЕ ЗА ТО БИ БИЛО СВЕ ЗА ДАНАСДАНАС

ДРАГЕ КОЛЕГЕ, ХВАЛА НА ДРАГЕ КОЛЕГЕ, ХВАЛА НА ПАЖЊИ !!!ПАЖЊИ !!!