WMcB2008 Radyasyon nedir? Radyasyon iki kategoride sınıflandırılabilir Radyasyon iki kategoride sınıflandırılabilir -

... konulu sunumlar: "WMcB2008 Radyasyon nedir? Radyasyon iki kategoride sınıflandırılabilir Radyasyon iki kategoride sınıflandırılabilir -"— Sunum transkripti:

1 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Radyasyon nedir? Radyasyon iki kategoride sınıflandırılabilir Radyasyon iki kategoride sınıflandırılabilir - İyonize olmayan radyasyon - İyonize radyasyon

2 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Elektromagnetik radyasyonlar Foton E = h  (enerji = Planck sabiti x frekans) = hc/ (c = ışık hızı, = dalga boyu) 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 110 10 2 10 3 10 4   rays X-raysU.V. visible Infra Red Radio Waves Microwaves Short Waves T.V.Radio Radar İyonizeRadyasyon İyonize Olmayan Radyasyon (cms) E (eV) 1.24x10 7 1.24x10 2 1.24x10 -13

3 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 İyonize olmayan radyasyon – –Yaymakta olduğu düşük enerji ile eksitasyona sebep olur ve dış kabuk elektronlarından birine yeterli düzeyde bir kinetik enerji aktarır. İyonize radyasyon – –Bir elektroun atom veya molekülden ayrılmasına ve dolayısıyla iyonların oluşmasına sebep olur. – –Elektron, proton, ağır iyonlar, alfa ve beta gibi yüklü partiküller direkt olarak iyonize edicidir. Çünkü bu partiküller doğrudan atomik elektronlarla interaksiyona girerler ve kinetik enerjilerinin büyük bir kısmını transfer ederler. – –Fotonlarla (x ışınları,  ışınları) karşılaştırıldığında nötronlar yüksüzdürler ve bundan dolayı daha fazla giricidirler. Nötronlar dolaylı olarak iyonize edicidirler.

4 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 İyon oluşumu– H2O + ve e- Eksitasyon, H ve OH radikal oluşumu İyon radikal yarı ömrü Serbest radikal yarı ömrü Bağların kırılması Kimyasal onarım/ Enzimatik onarım Erken biyolojik etki Geç biyolojik etki 10 -18 10 -12 10 -6 10 0 10 6 Saniye Enerjinin absorblanması Fiziksel etkiler Kimyasal lezyonar Kimyasal onarım Enzimatik onarımı Hücresel etkiler Doku etkileri Sistematik etkiler Gün-Yıl Saat-Gün Dakika-Saat İyonizasyon; serbest radikalleri, iyon radikalleri ve iyonları üretir. Oluşan bu ürünler oldukça reaktif ve biyolojik materyalde hasar oluşturabilecek yapıdadırlar. 10 -16 10 -14

5 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Radyasyonun direkt ve dolaylı interaksiyonu İyonize edici radyasyon biyolojik hedeflerle doğrudan ya da dolaylı olarak interaksiyona girebilir.İyonize edici radyasyon biyolojik hedeflerle doğrudan ya da dolaylı olarak interaksiyona girebilir. Biyolojik bir hedefte (DNA) iyon çiftleri ve serbest radikaller oluşursa direkt etki olur.Biyolojik bir hedefte (DNA) iyon çiftleri ve serbest radikaller oluşursa direkt etki olur. Su, diğer atom veya moleküllerle iyonize edilirse, yayılan serbest radikaller hedef molekülde hasara sebep olabilir.Su, diğer atom veya moleküllerle iyonize edilirse, yayılan serbest radikaller hedef molekülde hasara sebep olabilir.

6 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 p+ e- Foton p+ Foton İNDİREKT ETKİ DİREKT ETKİ DNA üzerine İyonizan Radyasyonun Direkt ve İndirekt Etkisi 4 nm 2 nm e- R.R. H2OH2O OH.

7 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Hücredeki temel komponent H 2 O olduğundan en yaygın iyonizasyon suyun radyolizidir, bunun sonucunda reaktif oksijen türleri (ROS) oluşur.Hücredeki temel komponent H 2 O olduğundan en yaygın iyonizasyon suyun radyolizidir, bunun sonucunda reaktif oksijen türleri (ROS) oluşur. ROS şunları içerir: H. - azalması; OH. – oksidasyon olması; HO 2. – (O 2 + H. ); H 2 O 2 oluşumları.ROS şunları içerir: H. - azalması; OH. – oksidasyon olması; HO 2. – (O 2 + H. ); H 2 O 2 oluşumları. Net etki, hücresel yapıların oksidasyonu sonucu çıkar DNA hasarının yaklaşık % 60 ı x-ışınlarından dolayı üretilen ROS’lardandır.DNA hasarının yaklaşık % 60 ı x-ışınlarından dolayı üretilen ROS’lardandır. Radyasyonun indirekt etkisinin yaklaşık % 75’i ise hidroksil (OH. )Radyasyonun indirekt etkisinin yaklaşık % 75’i ise hidroksil (OH. ) radikallerinden dolayıdır.radikallerinden dolayıdır. Reaktif Oksijen Türleri (ROS)

8 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Serbest OH. radikalleri, organik radikalleri üretir. – – Eklenme R + OH.. ROH – – Hidrojen çıkartma RH + OH. R. + H 2 O – – Elektron transferiR - + OH. R. + OH -

9 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Serbest radikaller ve radikal temizleyici (scavenger) materyaller İyonizan radyasyonların biyolojik etkileri çoğunlukla serbest radikaller tarafından belirlenir.İyonizan radyasyonların biyolojik etkileri çoğunlukla serbest radikaller tarafından belirlenir. Serbest radikaller hücresel solunumu da içerecek şekilde birçok biyolojik proseste rol alır.Serbest radikaller hücresel solunumu da içerecek şekilde birçok biyolojik proseste rol alır. Serbest radikallere karşın korunma;Serbest radikallere karşın korunma; – –İç kaynaklı serbest radikal yakalayıcılar – Çoğunlukla DNA’nın 2 nm içerisinde kısmı ile ilintili – –Anti-oksidantlar örneğin superoksit dismütaz ve katalaz Serbest radikal yakalayıcılar radyasyondan normal dokuyu korur.Serbest radikal yakalayıcılar radyasyondan normal dokuyu korur. –Örn. Amifostine

10 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Serbest radikallerle oksijen interaksiyonu H radikallerini bağlayarak hidrojen peroksiti oluşturur.H radikallerini bağlayarak hidrojen peroksiti oluşturur. H. + O 2 HO 2. (+HO 2. ) H 2 O 2 (+O 2 ) Elektronları bağlayarak süperoksiti verir.Elektronları bağlayarak süperoksiti verir. e - + O 2 O 2 - + (H 2 O) HO 2. + OH - Organik radikalleri bağlayarak peroksitleri oluşturur. Organik radikalleri bağlayarak peroksitleri oluşturur. R. + O 2 RO 2. (radikal peroksit) RO 2. + R’ H ROOH + R’ (hidroperoksit) RO 2. + R’. ROOR’ (peroksit) Oksijen DNA’da radikal lezyonlarını fikse ederek bu formda kolayca onarım sağlar.

11 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Radyasyon Kalitesi ve Biyolojik Etki

12 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 gamma rays deep therapy X-rays soft X-rays alpha-particle Yüksek LET radyasyonu Düşük LET radyasyonu Biyolojik hedefin büyüklüğüne ilişkin iyon kümelerenin ayırıımı LET

13 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 DNA radyasyona başlıca hücresel hedef olmakla beraber tek hedef değildir. Hücre sitoplazmasının radyasyona maruz bırakılması ile hücre genelde ölmez ancak nukleus maruz bırakılırsa ölüm olur.Hücre sitoplazmasının radyasyona maruz bırakılması ile hücre genelde ölmez ancak nukleus maruz bırakılırsa ölüm olur. Hücrelerle birleşmiş trityumlu timidin hücreleri öldürür.Hücrelerle birleşmiş trityumlu timidin hücreleri öldürür. Radyasyon sonucu kromozomal anormallikleri ile karsinogenez ve hücre ölümü arasında ilişkiler tespit edilmiştir.Radyasyon sonucu kromozomal anormallikleri ile karsinogenez ve hücre ölümü arasında ilişkiler tespit edilmiştir.

14 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Lezyon büyüklüğü yaklaşık 15-20 nukleotid Blob 7 nm çap 12 iyon çifti OH. e aqu OH. e aquv OH. e aqu Spur 4 nm çap 3 iyon çifti 100 eV enerji 95% enerji depozisyon olayları DNA’daki lezyonlar hücre ölümüne sebep olur ve radyasyon maruziyetinden sonra karsinogenez fazladır.

15 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Tek iplik kırığı 1000 / CELL / GRAY Baz değişimi (eg C - U) Baz kaybı 1000 / CELL / GRAY Baz modifikasyonu (örn. thymine/cytosine glycol) Şeker hasarı (hidrojen atom kaybı) İplik içinde çapraz bağlar 0.5 / CELL / GRAY İplikler arası çapraz bağlar DNA-PROTEIN Çapraz bağı 1 / CELL / GRAY * Çift iplik kırığı 30/ CELL / GRAY

16 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Bütün iyonizasyon olayları letal değildir. Bütün iyonizasyon olayları letal değildir. 2 Gy (SF 2Gy ) için hücre fraksiyonlarının yaşaması yaklaşık olarak 0.5 tir. 2 Gy (SF 2Gy ) için hücre fraksiyonlarının yaşaması yaklaşık olarak 0.5 tir.

17 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Letal lezyon nedir?

18 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Onarılabilir subletal hasar X- ya da  -radyasyonu aralıklı iyonize ederse; çoğunlukla onarılabilir. 4 nm 2 nm

19 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 4 nm 2 nm Onarılamayan çoklu hasar bölgesi Ancak büyük çaplı çift iplik kırıkları çoklu hasar bölgeleriyle letal lezyonları oluşturabilir ve bu hasarlar onarılamaz.

20 http://dmco.ucla.edu/McBride_Lab WMcB2008 Yüksek dozda, izler arası onarılabilen subletal hasar onarılmayan formu biriktirebilir