PRINCIPI DI DOSIMETRIA Flashcards
DEFINIZIONE, DOSIMETRIA
Determinazione della quantità di radiazioni emesse da una sorgente o assorbite da un tessuto”
A CHE COSA SI RIFERISCE DOSE DI ESPOSIZIONE
se non vengono assorbite le radiazioni permangono in aria
DOSE DI ESPOSIZIONE , DEFINIZIONE
è la quantità di energia (dose) presente in un qualunque punto dello spazio (aria) attraversato da una radiazione”.
A QUALE UNITA’ DI MISURA CI SI RIFERISCE UNA VOLTA CHE LA RADIAZIONE VIENE ASSORBITA
DOSE DI ASSORBIMENTO
DOSE DI ASSORBIMENTO, DEFINIZIONE
“è definita come l’energia (E) depositata in un organo divisa per la massa (m) dell’organo stesso D=E/m”. In altre parole: è la quantità di radiazioni realmente assorbita dal sistema biologico.
UNITA’ DI MISURA DELLA DOSE DI ASSORBIMENTO
GRAY
GRAY, DEFINIZIONE
quantità di energia, espressa in Joule, assorbita da 1 KG di materia = 1 J x 1 Kg.
EFFETTI SUI SISTEMI BIOLOGICI SULLA BASE DEL TIPO DIFFERENTE DI RADIAZIONI
A parità di dose di radiazione assorbita, l’effetto biologico sarà differente a seconda del tipo di
radiazioni.
Assorbire 1Gy di radiazione elettromagnetica è molto diverso da assorbire 1Gy di radiazione
corpuscolata alfa o Beta
PARAMETRI CHE CONDIZIONANO EFFETTO BIOLOGICO DELLE RADIAZIONI
- densità di ionizzazione
- let
DENSITA’ DI IONIZZAZIONE, DEFINIZION
il numero di coppie di ioni che si creano per unità di percorso
(micrometro). Essa è direttamente proporzionale alla energia iniziale della radiazione.
Esempio: se io ho una radiazione elettromagnetica di 50 KeV la densità di ionizzazione
sarà maggiore (il doppio) rispetto a quella generata dalle coppie di ioni che sono formati
da una radiazione elettromagnetica di 25 KeV.
LET, DEFINIZIONE
energia ceduta in KeV per micrometro di tessuto attraversato.
ENTITA’ LET
Il LET è direttamente proporzionale alla energia iniziale della radiazione e al quadrato della sua carica.
- Il LET è inversamente proporzionale alla velocità della radiazione
TIPI DI ENTITA’ DI DANNI SULLA BASE TIPOLOGIA DI RADIAZIONI
Se io ho radiazioni prive di carica (come le elettromagnetiche) l’energia ceduta dalla radiazione nell’attraversare il tessuto è decisamente inferiore rispetto all’energia ceduta da radiazioni dotate di carica (alpha: 2 cariche; Beta -: 1 carica). Le radiazioni elettromagnetiche inoltre, essendo leggere e veloci cederanno minore energia rispetto a radiazioni più pesanti, come le Alfa e le Beta
DOSE EQUIVALENTE, DEFINIZIONE
la dose assorbita da un organo o tessuto moltiplicata per un fattore di peso
associato al tipo di radiazione”
UNITA’ DI MISURA DELLA DOSE EQUIVALENTE
SIEVERT
DEFINIZIONE SIEVERT
1 Gy x Q (fattore di peso della radiazione
FATTORE DI PESO RADIAZIONI
- massimo per la particella alfa, attraversando l’acqua cede più di 175 kex per micrometro attraversato
- fattore di peso è minimo per i raggi x, gamma o per elettroni
ULTERIORI VARIABILI INTERESSATE
- tessuti resistenti
- tessuti meno resistenti alle radiazioni,
dose efficace, definizione
somma ponderata delle dosi equivalenti ai vari organi e tessuti tenendo debito conto della diversa radiosensibilità degli organi e dei tessuti irradiati
unità di misura della dose efficace
sievert, effetti diversi sulla base del tessuto interessato dall’assorbimento
principale effetto influente sull’effetto biologico delle radiazioni
numero e la distribuzione delle ionizzazioni e delle eccitazioni nel loro percorso
- la densità di ionizzazione - il trasferimento lineare di energia (LET)
densita’ di ionizzazione, definizione
Il numero di coppie di ioni che si creano per unità di percorso (micrometro).
definizione let ed unità di misura
- è espresso in termini di energia ceduta in KeV per micrometro di tessuto attraversato
- “trasferimento lineare di energia”
da cosa dipende let
- dall’energia,
- dalla carica
- dalla velocità delle particelle,
quando let raggiunge il suo massimo
nel tratto finale (“coda”) della particella ionizzante.
numero di coppie di ioni prodotti, a che cosa è direttamente proporzionale
all’ energia iniziale della particella
A che cosa è proporzionale il tasso di energia ceduto lungo il percorso da una particella,
proporzionale al quadrato della sua carica
QUANTA ENERGIA CEDE UNA PARTICELLA ALFA RISPETTO AD UN PROTONE,
Una particella alfa (con 2 cariche positive) cederà energia 4 volte superiore a quella di un protone (con 1 carica positiva).
• CHE COSA REGOLA LA VELOCITA’ DI UNA PARTICELLA
anche il tasso della cessione di energia perché essa determina l’intervallo di tempo durante il quale una particella è capace di esercitare il suo campo elettrico sugli atomi del mezzo
MODALITA’ E CAUSA DELLA CESSIONE DI ENERGIA DELLE PARTICELLE ALFA
A causa della loro carica (2+) e della loro lentezza le particelle alfa cedono tutta la loro energia in tragitti brevi, densi e rettilinei.
Dose equivalente, UTILITA’
Tiene conto del differente effetto biologico di un tipo di Radiazione rispetto ad un’altra.
UNITA’ DI MISURA DELLA DOSE EQUIVALENTE
, è il Sievert (Sv) (1Sv=100 rem)
1 Sv = 1 Gy x Q (fattore di qualità della radiazione)
QUALI SONO I DANNI CHIMICI
- processi di formazione di radicali liberi
- Formazione di molecole eccitate
definizione, radicali liberi
Atomi o molecole elettricamente neutri, aventi un elettrone spaiato nell’orbita esterna.
caratteristiche radicali liberi
- normalmente molto reattivi
a che cosa tendono radicali liberi
O A ad accoppiare l’elettrone con uno simile presente in un altro radicale
O A ad eliminare l’elettrone spaiato
ECCITAZIONI ED IONIZZAZIONI DA PARTE DEI RADICALI LIBERi
- la radiazione produce eccitazioni e ionizzazioni a caso,
- in un sistema complesso quale è la materia vivente è più probabile che siano ionizzate le molecole presenti in maggior numero.
COSA AVVIENE NEL CASO IN CUI SIA IRRADIATO IL MATERIALE VIVENTE,
- Essendo costituito dal 70 90% acqua la maggior parte dell’energia assorbita sarà catturata dalle molecole d’acqua
- Per comprendere in maniera corretta gli effetti radiobiologici è quindi importante conoscere la radiochimica dell’acqua,
COSA AVVIENE QUANDO SI IRRADIA ACQUA PURA,
viene ionizzata
- produzione di un elettrone libero
- Produzione di una molecola d’acqua con carica positiva:H2O H2O+ + e-
COSA AVVIENE ALL’ELETTRONE E-,
- procede nell’acqua
- sino a quando non viene catturato da un’altra molecola d’acqua,
- trasforma la molecola d’acqua in una molecola a carica negativa:
QUALI IONI SONO INSTABILI DA DISSOCIAZIONE ACQUA,
- e- + H2O
- H2O- é l’H2O+
- né l’H2O- sono stabili e ciascuno si dissocia per formare uno ione ed un radicale libero:H2O+ H+ + OHH2O- H + OH-
REATTIVITA’ RADICALI LIBERI
sono estremamente reattivi,
- tendono a reagire l’uno con l’altro, con altre molecole d’acqua o con altre molecole organiche (R)
- generano molecole estremamente nocive per la materia vivente.
RADICALE OSSIDRILICO, DEFINIZIONE
- è il radicale più reattivo
- Se in eccesso provoca danni alla membrana plasmatica, alle proteine e agli acidi nucleici
- Viene inattivato per conversione in h20 da parte della glutatione perossidasi,
esempio di produzione di radicale ossidrilico
- è prodotto anche in corso di infezione dai leucociti a partire dal perossido d’idrogeno per distruggere i germi patogeni,
AZIONE DEGLI AGENTI ANTIOSSIDANTI NEI CONFRONTI DEI RADICALI LIBERI
riportano l’equilibrio chimico nei radicali liberi fornendo ai radicali liberi gli elettroni di cui sono privi
DIFESA ENDOGENA DELL’ORGANISMO UMANO NEI CONFRONTI DEI RADICALI LIBERI
produzione di antiossidanti endogeni come la superossido dismutasi, la catalasi e il glutatione.
• COSA E’ NECESSARIO UNA VOLTA SUPERATA UNA DETERMINATA SOGLIA DI PRODUZIONE DI RADICALI LIBERI
è necessario un apporto esterno di antiossidanti.
• IN CHE MODO AGISCONO GLI AGENTI OSSIDANTI? SINGOLARMENTE O IN SINERGIA
possono agire singolarmente o interagire, proteggendosi a vicenda nel momento in cui vengono ossidati.
azione specifica degli antiossidanti
- ciascun antiossidante ha un campo di azione limitato ad uno o due specifici radicali liberi
- solo un’alimentazione completa ed equilibrata può garantire un’efficace azione antiossidativa.
SUFFICIENTE APPORTO GIORNALIERO DI ANTIOSSIDANTI
Consumo giornaliero di almeno 5-6 etti di frutta e verdura fresche e di stagione (due etti di frutta e tre di verdura).
FONTI NATURALI DI ANTIOSSIDANTI
- frutta e verdura colorata (verde scuro, giallo, viola, rosso, arancione, ecc.)
- prodotti naturali da essi derivati
vantaggi dei mirtilli
antocianine,
• antiossidanti che preservano l’integrità dei capillari
• proteggono la retina.
VANTAGGI ASSUNZIONE DI UVA NERA,
è ricca di resveratrol, principio attivo dotato di azione preventiva sui tumori, azione svolta anche dal vino rosso.
vantaggi assunzione foglie di te
sono ricchissime di flavonoidi.
EFFETTI RADIAZIONI SU PROTEINE STRUTTURA PROTEINE,
costituiscono la base organica più importante del citoplasma;
- molecole complesse formate da catene di aminoacidi.
DA CHE COSA SONO DETERMINATE CARATTERISTICHE SPECIFICHE DI UNA PROTEINA,
- dalla sequenza
- dalla natura degli aminoacidi nella sua catena (la struttura primaria)
- Dal complesso avvilupparsi della catena (le strutture secondaria e terziaria).
FUNZIONI DELLE PROTEINE,
- strutturale (costituiscono la struttura della cellula)
* enzimatica (catalizzano alcune reazioni chimiche).
catene costituenti le proteine
- proteine a catena singola di aminoacidi.
- Alcune proteine costituite da 2 o più catene polipeptidiche, legate fra loro da ponti disolfuro
danni indotti da radiazioni su proteine
- frammentazione della catena polipeptidica
- variazioni della solubilità
- scompaginamento delle strutture secondarie e terziarie
- formazione di ponti e di aggregati fra molecole
- distruzione di aminoacidi nella catena
effetti radiazione su acidi nucleici
- Danni su DNA possono causare un’alterazione dei caratteri ereditari,
- danni a carico dell’RNA porteranno ad un’alterazione della sintesi proteica
effetti delle radiazioni a livello cellulare
possono causare la morte di virus, batteri, cellule vegetali ed animali.
COSA AVVIENE NEL CASO IN CUI VENGA AUMENTATA LA DOSE DI RADIAZIONI
si ha un proporzionale aumento di morti cellulari.
COSA CAUSA SOMMINISTRAZIONE DI ALTISSIME DOSI DI RADIAZIONI IN CC DI MAMMIFERO
possono causare la rapida cessazione del metabolismo cellulare e la disintegrazione della cellula.
TIPO PARTICOLARE DI MORTE CC A CUI VANNO INCONTRO CELLULE DOPO SIMMINISTRAZIONI DI ALTISSIME DOSI
morte non mitotica” o “morte in interfase”
- caratteristica di cellule non divisibili o raramente divisibili (cellule di fegato, neuroni, cellule renali).
COSA PUO’ AVVENIRE A CELLULE A DOSI DI ESPOSIZIONE MOLTO MINORI,
- possono uccidere le cellule inibendo la loro proprietà di dividersi
- Inibizione a proliferare, viene indicato come “morte riproduttiva”,
- perdita da parte della cellula della capacità di andare incontro ad un numero di divisioni illimitato.
SULLA BASE DI QUALE CRITERIO LE CELLULE PRESENTANO UNA DIVERSA SENSIBILITA’ ALLE RADIAZIONI
a seconda della fase del ciclo cellulare nella quale si trovano.
fasi del ciclo cellulare, fasi
fase g1, fase s, fase g2, fase m
fase g1, cosa avviene
la cellula sintetizza tutte le sostanze necessarie che fungono da precursori per la sintesi del DNA
fase g1, durata
8-12 ore
fase s, cosa avviene
sintesi del DNA
Fase s, durata,
dura 6-12 ore
fase g2, cosa avviene
il DNA soggiace ad un complesso raggomitolamento che dà luogo alla formazione di cromosomi
fase g2, durata
4 6 h
fase m, cosa avviene
mitosi in cui i cromosomi si dividono nelle 2 rispettive cellule figlie
QUAL E’ LA FASE PIU’ RADIOSENSIBILE DEL CICLO CELLULARE,
fase m
QUAL E’ LA FASE PIU’ RADIORESISTENTE DEL CICLO
fase G2 (la fase di duplicazione del DNA è già avvenuta).
Legge di Bergonie e Tribondeau
“la radiosensibilità di un tessuto è direttamente proporzionale all’attività mitotica ed inversamente proporzionale al grado di
differenziazione delle sue cellule”
cellule maggiormente radiosensibili
- Le cellule giovani o immature sono maggiormente radiosensibili;le cellule mature sono meno radiosensibili.
- Le cellule in rapida divisione sono maggiormente radiosensibili.
- Le cellule in rapida crescita sono maggiormente radiosensibili.
• Il feto che contiene cellule giovani ed immature è molto sensibile alle radiazioni.
• Le cellule nervose dell’encefalo e del midollo spinale sono più resistenti, una volta che si sono sviluppate non subiscono più divisioni cellulari.
• I linfociti e le cellule delle gonadi sono maggiormente radiosensibili, vanno incontro a divisioni cellulari rapide e sono in costante evoluzione.
SENSIBILITA’ ALLE RADIAZIONI DI ALCUNE CELLULE, TESSUTI, ORGANI
- Massima sensibilita’, gonadi, spermatogoni, ovogoni, tessuti emopoietici eritroblasti
- Media sensibilita’, intestino, cellule delle cripte intestinali, osso, osteoblasti, cute, cc epiteliali, cristallino, cornea, tiroide
- Minima sensibilita’, cellule muscolari, nervoose, midollo spinale, encefalo
TIPI DIVERSI DI DANNO CELLULARE, DA CHE COSA SONO DETERMINATI,
- Diversi let,
- Diversa efficacia biologica relativa
DA CHE COSA DIPENDE LA CAPACITA’ DI RIPARAZIONE DELLA CELLULA
- Numero di ionizzazioni,
- Intervallo di tempo in cui sono avvenute il numero di ionizzazioni
- Esposizioni prolungate nell’arco di mesi o anni con effetti pari a circa la metà di quelli da esposizioni di breve durata
cosa avviene alla cellula riparata
si comporta come una cellula normale
- Si può trasformare in una cellula anomala con ritmo importante di replicazione, diventando neoplastica e potenzialmente in grado di trasmettere il difetto alle generazioni future
- TIPI DI DANNO DETERMINATO A LIVELLO CELLULARE DA RADIAZIONI
- Diretto, radiazione danneggia il nucleo cellulare
- Indiretto, radiazione deposita l’energia all’esterno del nucleo,
EFFETTO DIRETTO RADIAZIONI,
- CAUSA
radiazioni ionizzanti che depositano la loro energia a livello del nucleo rompendo i legami molecolari del dna
- EFFETTI PRINCIPALI DA RADIAZIONI
prevalentemente effetti indiretti,
- QUALI RADIAZIONI HANNO MAGGIORE POSSIBILITA’ DI PROVOCARE EFFETTI DI TIPO DIRETTO,
- radiazioni a let elevato,
- Se colpiscono il nucleo danneggiano molte molecole di dna con conseguente perdita da parte della cellula delle possibilità di ripararsi
- Spesso determinano morte della cellula
