H6.2: Basale radiobiologie Flashcards
Radiotherapie
Het toepassen van ioniserende straling met als doel het vernietigen van tumorcellen
Uitwendige bestraling
- In een elektromagnetisch veld kunnen elektronen versneld worden
- Als elektronen botsen op een plaat, zal de plaat energierijke deeltjes afgeven (fotonen)
- Fotonen kunnen op de patiënt gericht worden
- Fotonen worden geabsorbeerd in de cellen en oefenen hun werking uit op het DNA
Inwendige bestraling
- Brachytherapie
- Bestraling door verval van radioactieve stoffen die leiden tot lokale energieafgifte
Ioniserende straling
- Fotonen
- Elektronen
- Opgewerkt in een lineaire versneller (uitwendige bestraling) of het ontstaan door verval van radioactieve stoffen (inwendige bestraling, brachytherapie)
Er komt energie vrij
Gray
- Eenheid geabsorbeerde straling
- J/Kg
- Eenheid van dosis
- 1 Gy bestraling leidt tot 1 miljoen ionisaties per cel
- Geïoniseerde moleculen (vooral zuurstof) zijn zeer reactief
Ionisatie
Elektronen worden losgeslagen uit de moleculen
Proces van ioniseren
- Als de hoog energetische elektronen in het lichaam komen, ioniseren ze de cellen in het lichaam
- DNA-schade
- ES breuken (subletaal, herstel mogelijk)
- DS breuken (letaal, celdood)
Acute schade aan normaal weefsel
- In acuut reageren weefsels
- Schade ontstaat al tijdens of direct na afloop van behandeling
- Snelle proliferatie waardoor het vermogen van herstel verminderd
Late schade aan normaal weefsel
- Traag delende of niet-delende cellen
- Schade treedt pas veel later op of treedt niet op
Alfa-straling
- Heliumstraling
- Groter deeltje
- 2 protonen en neutronen
- Niet door papier
Beta-straling
- Elektronen (bij omzetting neutron in proton wordt elektron afgesplitst)
- Door papier heen
- Niet door hand
Gamma-straling
- Fotonen (bij herschikken van protonen en neutronen in kern komt het vrij)
- Gaat deels door beton heen
- Wordt wel zwakker
Fotonen diepte
Elektronen dieper
Dieper
Oppervlakkiger
Ioniserend vermogen
Vermogen om een elektron kwijt te raken
Gevolg als ioniserende straling water raakt
- Elektron schiet weg
- Radicalen vormen
- Zeer reactief en willen reacties aangaan in het lichaam
2 vormen DNA-beschadiging
- Directe route: ioniserende straling maakt DNA direct kapot, celdood
- Indirecte route: ioniserende straling valt op andere atomen waardoor vrije radicalen ontstaan die DNA-schade kunnen veroorzaken, celdood
Van minst naar meest doordringend (dracht)
- A
- B
- Y
Van minst naar meest ioniserend vermogen
- Y
- B
- A
Voorbeeld met dracht en energie-afgifte
Stel het a, b, y-deeltje dragen dezelfde hoeveelheid energie (ioniserend vermogen). De energieafgifte per afstand is bij het a-deeltje het hoogst en bij y-deeltje het laagst
Lineair energy transfer (LET)
Zegt iets over de dichtheid van de energieafgifte langs het spoor van een ioniserend deeltje
Hoog: veel energie afgeven over kleine afstand (a-straling)
Laag: minder energie/afstand of minder schade (y-straling)
Hoge LET
- Veel energie-afgifte
- A-straling
- Direct
- Bij gelijke energie-overdracht effectiever
- Minder vaak toegepast
Lage LET
- Weinig energie-afgifte
- Y-straling
- Indirect
- Bij gelijke energie-overdracht minder effectief
- Vaker toegepast
Doel radiotherapie
Vernietiging van kankercellen en sparen van gezonde cellen
Tumorcellen zijn stralingsgevoeliger dan normale cellen
Wat doen om zoveel mogelijk gezonde cellen te behouden?
Bestraling fractioneren
Fractioneren
- Bij herhaalde radiotherapie (met lagere doses) neemt de hoeveelheid overlevende tumorcellen steeds verder af
- Normale cellen nemen ook wat af, maar omdat deze minder stralingsgevoelig zijn worden deze grotendeels behouden
DUS: de totale dosis wordt opgedeeld in kleinere porties (meestal rond 2 Gy)
Hypofractioneren
Hyperfractioneren
Hypo: fracties groter dan 2Gy
Hyper: fracties kleiner dan 2Gy
Dosis
- Prostaatcarcioom: 7x 6.1Gy
- Larynxcarcinoom: 35x 2Gy
Radiogevoeligheid van tumor is afhankelijk van combinatie van factoren
- DNA-reparatiemechanismen
- Fase in celcyclus
- Re-oxygenatie (hypoxie)
- Repopulatie
- Radiosensitiviteit
Hypoxie
- Tumorcellen kunnen dusdanig snel delen dat angiogenese achterblijft
- Zorgt ervoor dat er in sommige gebieden te weinig zuurstof aanwezig is of kan komen
- Zo kan het centrum van een tumor necrotisch worden
- Als er weinig zuurstof binnen een bepaalde kern zit, moet de radiotherapeut een groter dosis straling geven aangezien de tumor dan relatief resistent voor bestraling is
Snel delend weefsel (huid, slimvlies)
- Prolifereren snel
- Als er dan straling wordt toegebracht, zullen de prolifererende cellen ES breuken krijgen
- Schade al tijdens of direct na afloop van bestralingen
- Reageren acuut (binnen 3 maanden na bestraling)
- Herstellen heel snel
Traag delende of niet-delende stamcellen
- Pas veel later of nooit schade zichtbaar
- > 6 maanden na einde bestraling
- Laat reagerende weefsels
- Schade herstelt niet
Voorbeelden: hersenen, ruggenmerg, lever, nieren
Therapeutische breedte
Verschil tussen effectieve en toxische dosis
Hoe therapeutische breedte verbreden
- Fractionering van bestraling: gezond weefsel gespaard (rechts)
- Combinatie van chemo of biologicals: radiogevoeligheid van tumorcellen verhogen
Radiosensitieve tumor (seminoom, M. Hodgkin)
Brede therapeutische breedte
Geringe dosis nodig om tumorcontrole te verkrijgen en er is weinig kans op late weefselschade
Radioresistentie tumor (glioblastoom, sarcoom)
Smalle therapeutische breedte
