Unità di Misura
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Unità di Misura. Dose Assorbita : energia per unità di massa Gy (gray) = 1 J / Kg1 rad= 0.01 Gy Esposizione : quantità totale di ionizzazioni per massa di aria C/kg = Coulomb/kg1 R = 2.58x10 -4 C/Kg Dose equivalente: dose assorbita x EBR Sv = Gy x EBR1 rem = 0.01 Sv. Radiobiologia.

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Unità di Misura

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Presentation Transcript


Unit di misura

Unità di Misura

  • Dose Assorbita : energia per unità di massa

  • Gy (gray) = 1 J / Kg1 rad= 0.01 Gy

  • Esposizione : quantità totale di ionizzazioni per massa di aria

  • C/kg = Coulomb/kg1 R = 2.58x10-4 C/Kg

  • Dose equivalente: dose assorbita x EBR

  • Sv = Gy x EBR1 rem = 0.01 Sv


Unit di misura

Radiobiologia

  • Alte Dosi

  • Effetti precoci risultano in sintomi clinici entro poche settimane. Una o due ore dopo l’esposizione corpo intero di 0.5 Gy compaiono sintomi (reazione prodromica: nause, vomito, diarrea)

  • Effetti tardivi compaiono mesi o anni dopo (carcinogenesi, cataratta, ecc.)

  • Basse dosi

    • Dosi inferiori a 0.1 Gy e devono essere considerati solo gli effetti tardivi di tipo genetico o somatico


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Le radiazioni ionizzanti sono capaci di produrre danni

Piccole dosi sono pericolose ?

Il modello no-soglia è un modello conservativo


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Rischio 1/1000000

RischioQuantità

Vivere a New York2 giorni

Fabbrica di PVC10 anni

Viaggiare in auto300 miglia

Viaggiare in aereo1000 miglia

Fumare1.4 sigarette


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

- Danno fisico

- Danno chimico

- Danno biologico


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Produzione di coppie di ioni in maniera random

  • Azione Diretta

  • Azione Indiretta

  • radiolisi dell’acqua e formazione di radicali liberi

  • DNA molecola target


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Trasformazioni e Mutazioni

Danni relativamente modesti del DNA si associano a variazioni della chimica cellulare

Trasformazioni sono state dimostrate in vitro in cellule di mammifero per dosi di 10 mGy

La frequenza di trasformazione è nell’ordine di 10-2 per Gy


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Trasformazioni e Mutazioni

In altri casi si ha delezione di numerose coppie di basi

La frequenza di questo evento è nell’ordine di 10-4/10-6 per Gy


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Morte Cellulare

  • Danni molto severi del DNA sono associati a morte cellulare

  • Morte di cellule in fase di riproduzione

  • Apoptosi

  • Morte non apoptotica di cellule in interfase


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Morte di cellule in fase di riproduzione

Modello del bersaglio unico (radiazioni ad alto LET)

Esponenziale

S = e-D/D0

D = dose

D0 = reciproco della pendenza


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Morte di cellule in fase di riproduzione

Modello del bersaglio multiplo (radiazioni a basso LET)

Esponenziale con spalla

S = 1 - (1- e-D/D0)n

D = dose

D0 = reciproco della pendenza

n = numero di estrapolazione (intercetta estrapolata della parte lineare)


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Morte di cellule in fase di riproduzione

Una curva di sopravvivenza cellulare può essere caratterizzata con questi modelli specificando D0 e, con le radiazioni a basso LET, n

In genere, D0 è più piccolo, cioè la curva è più ripida, con radiazioni ad alto LET


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Morte di cellule in fase di riproduzione

Un modello alternativo è quello della doppia azione

S = e-(aD+bDD)

Basse dosi di radiazioni a basso LET il termine bD2 è trascurabile

Il modello è ampiamente applicabile a numerosi effetti delle radiazioni


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Morte di cellule in fase di riproduzione

Per molte cellule di mammifero in vitro

D0 è circa 1-2 Gyen è circa 2-3

Le maggiori eccezioni sono i linfociti e le cellule del midollo osseo per le quali D0 è circa 0.7 Gy


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Apoptosi

  • Morte cellulare programmata

  • Gene soppressore p53

  • D0 di circa 4 Gy in cellule tumorali irradiate


Unit di misura

Dopo singola dose di 2.5 Gy

(cellule di tumore ovarico murino)


Unit di misura

Valutazione a 4 ore

(cellule di tumore ovarico murino)


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Morte non apoptotica di cellule in interfase

  • Dosi molto alte

  • Esplosioni nucleari

  • Importanza limitata o nulla in Radiobiologia


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Fattori Modificanti

    • Fisici

    • Chimici

    • Biologici


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Fattori Modificanti Fisici

  • LET

  • Rate di Dose (la stessa dose frazionata ha effetti minori)

  • Temperatura (il calore sensibilizza le cellule per basso LET)


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Fattori Modificanti Chimici

  • Ossigeno (sensibilizza interagendo con i radicali liberi)

  • Radioprotettori (gruppi sulfidrilici)

  • Radiosensibilizzanti


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Fattori Modificanti Biologici

  • Riparazione

  • Fase del ciclo:

    • M e G2 molto sensibili

    • S tardivo molto resistenti

    • S precoce e G1 intermedie


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Effetti delle Radiazioni nei mammiferi

  • STOCASTICIprobabilità in funzione della dose (per piccole alterazioni cellulari)

  • DETERMINISTICIseverità in funzione della dose (per morte cellulare)


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Effetti Stocastici

Assenza di dose soglia, e se esiste è circa 50-100 mSv

Cancerogenesi ed effetti genetici


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Effetti Stocastici

  • Morti/anno/Sv (modello additivo)

  • Rischio relativo in eccesso (modello moltiplicativo), si calcola come incidenza nella popolazione esposta diviso incidenza nella popolazione di controllo


Unit di misura

Effetti Stocastici Cancro

75000 sopravvissuti di Hiroshima e Nagasaki


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Effetti Stocastici: Cancro

  • Rischio di Ca mammella maggiore in donne irradiate (fluoroscopia del torace) prima dei 20 anni e legato a stato ormonale

  • Ca polmone in lavoratori miniere di uranio

  • Rischio relativo di Ca dello stomaco di 3.7cin pazienti irradiati per ulcera peptica (1937-1955)

  • Rischio relativo di Ca tiroideo di 1.27 per pazienti trattati con I-131 con dosi di 0.5 Gy


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Isole Marshall

AtolloEtàDose(Gy)Cancro

Rongelap1>150

2-98-156.2%

>103-86.7%

Alingnae<103-50

>101-20

Utirik<100.6-11.6%

>100.3-0.62%

Controlli<100.9%

>100.8%


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

  • Effetti Stocastici: Cancro

  • Relazione con l’esposizione prenatale

  • Studio condotto in caso di Rx della pelvi non ha trovato associazione significativa

  • Nei sopravvissuti giapponesi si è trovato incremento di casi di cancro una volta giunti alla mezza età


Unit di misura

Medicina Nucleare

Radiobiologia

Effetti Stocastici: Cancro

Rischio

Il comitato sugli Effetti Biologici delle Radiazioni Ionizzanti (BEIR)

Ha valutato che il rischio di cancro radiogenico dopo esposizione acuta ad alte dosi di radiazioni a basso LET è 8%/Sv

Questo rischio deve essere ridotto di un fattore 2-4 per basse dosi o basso rate di dose


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