RADYOTERAPİNİN Radyobiyolojisi

Radyasyon Etkisinin Evreleri Fiziksel evre Fizikokimyasal evre Kimyasal evre Biyolojik evre

Biyolojik cevaplar: Subsellüler cevap Hücresel cevap Doku cevabı Organ cevabı Tüm beden cevabı Tümör cevabı

Radyasyona Bağlı olaylar Fiziksel olaylar ve subsellüler cevap İyonizan radyasyonlar içinden geçtiği maddede emilerek enerjilerini aktarırlar Absorbe edildiðinde eksitasyon ve iyonizasyona neden olur Elektron ve protonlar direkt iyonizasyon yapar Elektro-magnetik ışınlar ve nötronlar indirekt iyonizasyon yapar Nötronlar atomların çekirdekleriyle etkileşerek kinetik enerjisini protona aktarıp iyonize eder

Tanımlar LET (Lineer Enerji Transferi):İyonizan radyasyonun içinden geçtiği maddede takip ettiği yolun herbir birim uzunluğunda aktardığı enerji miktarıdır (LET=KeV/mm) RBE:(Rölatif Biyolojik Etkinlik):Değişik ışınların biyolojik etkinliklerinin farklı oluşunu tanımlar. Megavoltaj radyoterapi kaynakları için RBE :250 kVp x ışınına rölatif olarak genellikle 0.8-0.9 arasındadır

FİZİKO-KİMYASAL,KİMYASAL Olaylar ve SUBSELLÜLER Cevap Radyasyon hücrenin kritik moleküllerine etki ederek hücre biyolojisinde önemli değişikliğe neden olur. Bu etki direkt veya indirekt şekilde olur Radyasyon hasarının çoğu indirekt etkiyle oluşur Hücrelerin %70 i su olduğundan indirekt etkiler su moleküllerinden türemiş reaktif maddeleri içerir.

RADYASYONUN ETKİLEDİĞİ HEDEF MOLEKÜLLER DNA:Bazda değişiklik veya yokolma, H bağında kopma,şerit kopması, dimerizasyon, çift heliks halinde çapraz bağ . Bunlar moleküler yapı ve fonksiyonda değişiklik yapar.Hücre ölümünde en önemli faktördür. Etkilenen DNA kendini tamire çalışır. PROTEİNLER:Yan zincir bağlarında tahribat LİPİTLER:Doymamış yağ asid peroksidi KARBONHİDRATLAR: Zincirlerde kopma

Radyasyonun yaptığı MOLEKÜL HASARINI DEĞİŞTİREN İntra sellüler FAKTÖRLER ISI PH OKSİJEN KONSANTRASYONU intrasellüler thiol düzeyleri HEDEF MOLEKÜL KONSANTRASYONU

RADYASYONA HÜCRESEL CEVAP ve BİYOLOJİK OLAY Hücreler sıklıkla şişkin,boyanmada azalma , vokuol ve fibrotik çekirdek,karyoliz, dev hücre,dejenerasyon ve fagositoz RADYOTERAPİNİN HÜCREDEKİ ETKİSİ: FONKSİYON KAYBI REPRODÜKTİVİTE KAYBI

hücre sağkalım eğrisi - - 1-1/e - Do - ı ı ı ı ı ı ı ı ı n Dq S=1-(1-e-D/Do)n - - 1-1/e - Do - ı ı ı ı ı ı ı ı ı

hücre sağkalım eğrisi n=ekstrapolasyon sayısı=Do’ ın eğimi Dq=quesithreshold=yarıeşik dozu= Başlangıçtaki sırtın genişliği=Doz yanıt eğrisinin ekstropole olmuş doz kısmının aksı kestiği yerdeki doz. Do=Doz cevabı çizgisinin eğimi=(-1/Do) 1/e=0.37 Dq=Do log n Do=Ortalama lethal doz

linear-quadratik sağkalım modeli 10o- - aD bD2 10-1 - Yoğun iyonizan Düşük iyonizan X-ray 10-2 - a/b I I I I Doz (Gy) I 4 8 12 16

linear-quadratik sağkalım modeli S=e-aD-bD2 a=Tek vuruşta kendini yenileyemeyen kompenent (linear) b=Birçok vuruþtan sonra çoğalması duran,kendini yenileyebilen kompenent (quadratik) D=fraksiyon dozu intersept=a/log e S=eğrinin y eksenini kestiği nokta=kendini yenilemiyen kısım = karşı dik kenar/komşu dik kenar. eğim=b/log e a log e S/b log e S=a/b.

linear-quadratik sağkalım modeli Akut cevap veren dokuların a/b oranı yüksektir.

BİYOLOJİK ORTAMDA EFFEKTİF DOZ (BED) TAHMİN EDİLEN TOTAL DOZ= BİYOLOJİK CEVAP DOZU: -Ln S/a = D (1+d/ (a/b) D= Total doz 1+d(a/b) =Rölatif effektiflik -Ln S=n(ad+bd)2 = and+bn2d =nd(a+bd) nd= Total doz ise: -Ln S=D (a+bd) dir. Bu eşitlikte a intersept’i,bd ise eğim’ dir.

RADYASYON sellüler ETKİSİNİ DEĞİŞTİREN FAKTÖRLER OKSİJEN SUBLETAL RADYASYON HASARI TAMİRİ POTANSİYEL LETAL HASAR TAMİRİ DOZ hızı VE TOPLAM DOZ HÜCRE SİKLUS FAZI

hücre siklusu Go G2 Mitoz S(DNA G1 sentez)

RADYASYONA DOKU CEVABI Parankimal hücrelerdeki etki Vasküler stroma hücrelerindeki etki Akut hasar vasküler dilatasyon,lokal ödem,imflamasyon. Kronik hasar fibrozisle damar tıkanması Yenilenemiyen dokularda hasar vasküler kompartmanda Yenilenme sisteminde denge mevcuttur.(Turnover zamanı)

Turnover zamanları Sistem * Turnover Sistem Turnover zamanı zamanı ________ _________ _________ ________ Kan Deri 20 gün Eritrosit 120 gün Solunum Sistemi Granulosit 10 saat Trakea epiteli 50 gün Lenfosit Gün-yıl Akciğer alveol hücresi 10-30 gün Sindirim sistemi Mesane 50 gün Ağız boşluğu 5 gün Testis 20 gün Mide 3-9gün Göz İnce Barsak 1.5gün Kornea 7gün Kolon 10gün

RADYASYONA ORGAN CEVABI Organların Radyasyona Toleransı önemlidir Minimum Tolerans Dozu:TD 5/5 Maksimum Tolerans Dozu: TD 50/5 Organlar Radyasyona Toleransına göre: Sınıf I: Öldürücü veya Ciddi Hasar verdiği Sınıf II: Ortadan hafife kadar hasar yaptığı Sınıf III: Hafif,düzelebilen hasar yaptığı Organlar

TÜMÖRÜN RADYASYONA CEVABI Tümörün BÜYÜKLÜĞÜ Tümörün RADYOSENSİTİVİTESİ Hücre tamiri, yeni hücre yapımı, reoksijenasyon, reassortman Tümörün büyüme fonksiyonu, hücre tipi

IŞIN DUYARLILIĞI Çeşitli tümör tipleri ve dokuların radyasyona verdikleri cevaplar farklıdır. Normal ve tümör hücrelerinin ışın duyarlılığı farkı Normal ve tümör hücrelerinin tamir yeteneği farkı Normal ve tümör dokularının tamir yeteneği farkı

REOKSİJENASYON Reoksijenasyon Tümörler için geçerlidir. Oksijen radyasyon tarafından oluşturulan serbest radikaller vasıtasıyla harabiyet oluşumuna yardım eder. Tümörlerde %5-20 hipoksik hücre vardır. OER (oksijen artırma oranı) yüksek enerjili ışında düşük enerjidekinin 3 katıdır.

RADYOKÜRABİLİTE Tümörlerin ışın ile tedavi edilebilirliliği Tümörün hücre tipi Diferansiasyonu Tümör büyüklüğü Tedavi oranı : Normal dokunun tolerans dozu Tümör letal dozu radyokürabiliteyi etkiler

TÜMÖRLERDE RADYOKÜRABİLİTE Yüksek oranda radyokürabl olanlar (TCD-95 3500-6000 rad) Tam iyileşebilir fakat yüksek tolerans riski olanlar (TCD-95 6000-7500 rad) En az tedavi edilebilir tümörler (TCD-95 8000 rad ve üzeri)

TÜM VÜCUT IŞINLAMASINDA CEVAP LD 50/60 insanlar için 400 rad 200 rad’ın altında septomsuz yaşanabilir. 700 rad’ın üzerinde radyasyona bağlı ölüm TÜMVÜCUT RADYASYON SENDROMU Hemopoetik (Kemik iliği) GİS (İnce Barsaklar) SSS ( Beyin)