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Radiazioni ionizzanti, Come facciamo in un paziente a vedere il livello di…
Radiazioni ionizzanti
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sui tessuti organici
Alterazioni a carico della componente connettivo-vascolare
possiamo avere reazioni infiammatorie acute croniche come i processi fibro-sclerotici.
tessuto a diretto contatto è la cute ->radiodermite acuta (arrossamento della cute, edema, rigonfiamento)nelle forme croniche la cute apparirà sottile, sclerotica, indurita
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Alterazioni tardive del tessuto per intervento di altre cause lesive successive (traumi, infezioni, ulteriori irradiazioni)
EFFETTI
DIRETTI = sull soluto (citoplasma che contiene luquidi)
a seconda che eccitazione/ionizzazione avvenga direttamente sulla materia.
prevalentemente per le radiazioni corpuscolate (hanno una massa /carica elettrica)
Essendo più grandi, hanno una massa, che per urto contro l’atomo determina la ionizzazione
particelle alfa, beta e protoni (tutti dotati di massa e carica elettrica), la probabilità che si abbia un urto contro queste molecole dipende dalla grandezza della molecola...Più è grande, più è alto il rischio
INDIRETTI = legata ai prodotti della radiolisi h2o quindi effetto o2.
ci sono mediatori biochimici intermedi (radicali liberi dell’ossigeno).
non colpito direttamente il DNA ma l’acqua -> scindersi liberando radicali liberi che colpiranno DNA.
principale causa di danno da radiazioni ionizzanti.
raggi x e gamma (in radiologia) -> radiazioni non corpuscolate, sono elettromagnetiche e quindi hanno questo effetto attraverso il meccanismo indiretto
Come facciamo in un paziente a vedere il livello di ossigenazione? EGA / saturimetria / Hb da sangue venoso.
si utilizzano in radiobiologia con una formula che si chiama OER (oxygen enhancement ratio). valutazione quantitativa del livello di ossigenazione dell’organismo che si esegue attraverso il rapporto dose in ipossia su dose in iperossigenazione. > ossigeno > probabilità di avere un danno cellulare
CICLO CELLULARE DELLE CELL VITALI :
- FASE G1 -> accrescimento/sintesi proteica che preparea cell a fase S
- FASE G0 ->alcune cell pox andare in quiescenza
- FASE S -> duplicazione DNA
- FASE G2 -> sintesi proteica che prepara le strutture andranno a formare cell figlie
- FASE M -> mitosi
Effetto finale -> EBF=risultato di una catena di eventi
che vanno dalla produzione di raggi X dal tubo radiogeno fino a questo risultato finale
Catena eventi
FASE FISICA=inizia sempre con l’esposizione a radiazioni ionizzanti. pericolosità determinata da due condizioni:eccitazione/ ionizzazione atomi.
ECCITAZIONE -> spostamento di un elettrone da un orbitale all’altro eccitando l'atomo
IONIZZAZIONE -> energia talmente alta da portare espulsione elettrone
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RADIOLISI H2O
noi composti 8'% H2o (citoplasma, spazio extracellulare) -> elevata prob che radiazioni incontrino qst molecole
l'H2O scissa in protoni (H+, innocui) - radicali liberi dell'O2 (OH) molto pericolosi x alto potere ox
possibili reazioni secondarie :
-ioni ossidrili possono legarsi tra loro ->acqua ossigenata /perossido di idrogeno
-avere una reazione di ritorno che riforma acqua (molto rara),
radicale idroperossilico o perossido che sono tutti della famiglia dei radicali liberi dell’ossigeno, altamente pericolosi.
EFFETTO OSSIGENO = presenza di ossigeno potenzia l’effetto delle radiazioni ionizzanti xk fornisce maggiore substrato alla produzione dei radicali liberi
-> aumenta la radiosensibilità dell’organismo, aumenta la produzione dei radicali liberi e di conseguenza potenzia l’effetto indiretto delle RI.
20% di effetto diretto (collisione diretta contro cellule biologicamente significative come DNA, RNA, enzimi), l’80% avviene attraverso il meccanismo indiretto cioè le molecole di acqua vengono scisse dalle RI e si producono radicali liberi
usato in camere iperbariche x pz con necrosi agli arti o embolie gassose/ in radioterapia (frazionando dose in 21 dì) x indurre apoptosi cell tumorali
radiosensibilità nostre cell dipende dalla fase del ciclo cellulare in cui si trovano.
nella fase G2-M c’è una maggiore radiosensibilità mentre c’è una maggiore radioresistenza nella fase S -> cellule che si trovano in fase S sono più protette dalle radiazioni.
spiegazione biochimica è dovuta alla presenza di gruppi sulfidrilici -SH che circondano, a nube, la doppia elica che si sta dividendo.
Questo vuol dire, in radioterapia, che in un tumore moriranno solo o di più le cellule in fase G2-M e non moriranno quelle in fase S.
EFFETTI DETERMINISTICI/ dose dipendenti:
facilmente evitabili, se viene superato il valore soglia compare l’effetto. gravità dell’effetto è direttamente proporzionale alla dose, quindi più aumenta la dose, maggiore sarà l’effetto deterministico.
Compare dopo un periodo di latenza inversamente proporzionale alla dose assorbita, cioè più è alta la dose, prima comparirà l’effetto.
EFFETTI PROBABILISTICI / dose indipendenti o stocastici: seguono legge tutto o nulla. Non esiste valore soglia, ma anche a dosi basse si può avere l’effetto di danno. Sono rappresentati da leucemie e tumori solidi, quindi è una cancerogenesi. Sono a carattere probabilistico cioè nessuno sa perché in un individuo si sviluppano e in un altro no. La gravità NON è proporzionale alla dose, periodo di latenza indipendente e la radiosensibilità degli organi è condizionata dalla sensibilità dei singoli tessuti. Quindi non c’è un criterio uniforme per tutti i tessuti.
EFFETTI SOMATICI solo negli individui irradiati, manifestazione si limita alla generazione colpita. Questi effetti possono a loro volta essere sia dose dipendenti che dose indipendenti.
EFFETTI GENETICI e quindi le cellule germinali, sono gli effetti che si verificano nella progenie, non nell’individuo colpito. Questi sono solo probabilistici non dose dipendenti. O si verificano o non si verificano. Generalmente sono rappresentati da alterazioni cromosomiche e mutazioni geniche.
EFFETTO TERATOGENO: sul prodotto del concepimento. Entro i primi 3 mesi sull’embrione, dal quarto mese in poi sul feto. Nel primo trimestre abbiamo un alto tasso abortivo, infatti se c’è una irradiazione preimpianto (prima dell’organogenesi) nel primo trimestre abbiamo un tasso abortivo molto alto. Dal secondo trimestre in poi il numero di aborti cala drasticamente ma aumenta il numero di malformazioni.