W6 HC.2 Basale radiobiologie Flashcards
Werking radiotherapie?
Ioniserende straling (fotonen, elektronen)
-> opgewekt in lineaire versneller
-> ontstaan door verval van radioactieve stoffen
Lokale afgifte energie
-> uitwendig: lineaire versneller
-> inwendig: brachytherapie
Soorten straling?
a = heliumkern: gaat niet door papier heen
b = elektronen: gaat door papier, maar niet door een hand
y = fotonen: gaat deels door beton
protonen (experimenteel: neutronen)
Werkingsmechanisme radiologie in stappen?
- Straling wordt geabsorbeerd in weefsel (Gray (J/kg))
- Elektronen worden losgeslagen uit moleculen: ionisatie
- 1 Gy bestraling leidt tot 10000 ionisaties per cel
- Geioniseerde moleculen (vooral zuurstof) zijn zeer reactief
- DNA schade ontstaat
-> Enkelstrengsbreuken (subletaal, herstel mogelijk)
-> Dubbelstrengsbreuken (letaal, leidt tot celdood)
Vormen van ioniserende straling bij radiotherapie?
- Opgewekt met lineaire versneller (fotonen of elektronen)
- Vanuit een bron bij brachytherapie (fotonen)
- Met een cyclotron (protonen)
Hoe dik zijn de deuren van bestralingsbunkers?
1.5 meter
Wat doet straling op moleculair niveau?
- Atoom heeft elektronen om zich heen
- Straling schiet een elektron weg
- Ionisatie van water
H2O->H2O+ + e-
H2O+ -> H+ + OH* (hydroxyradicaal, zeer reactief)
Andere reacties geven: H*, H2O2, H2
Wat is het verschil tussen directe en indirecte DNA beschadiging door ioniserende straling?
Direct action: ioniserende straling maakt het DNA direct kapot. Dus is er radiatie, DNA schade wat resulteert in celdood.
->elektronen, neutronen, protonen, alpha (helium-4)
Indirect action: ioniserende straling raakt een watermolecuul, dit wordt een radicaal en deze maakt DNA kapot. Er is radiatie, vrije radicalen, DNA schade en celdood.
->x-ray, gamma ray
Wat is LET (lineair energy transfer)?
LET zegt iets over de dichtheid van de energieafgifte langs het spoor van een ioniserend deeltje.
- Bij een hoge LET wordt er veel energie afgegeven over een kleine afstand.
- Bij een lage LET is er minder energie/afstand of wordt er minder vaak schade veroorzaakt.
-> y-straling heeft een lage LET en zal het DNA moeten beschadigen via radicalen, a-straling heeft een hoge LET en beschadigd het DNA direct.
Feitjes:
De eenheid van geabsorbeerde energie is de Gray (Gy) gedefinieerd als: 1Gy = 1J/kg
Bij gelijke energie-overdracht is een hoge LET straling effectiever dan lage LET straling
Voor klinische toepassingen wordt doorgaans lage LET straling gebruikt (economische reden)
Biologische effect: 1x6 Gy is niet gelijk aan 3x2Gy .
Waarom is de gefractioneerde bestraling niet gelijk aan de eenmalige bestraling?
- Het DNA wordt geraakt door de straling en de kankercel deelt niet meer
- Tussen de bestralingen van 2Gy vindt repair van de cellen plaats
- De winst zit hem echter in het verschil van celherstel tussen de normale cel en de kankercel.
- Gezonde cellen herstellen zich tussen de fracties (min. 6 uur tussen de fracties). Het interval moet niet te lang zijn, want de maligne cellen mogen zich niet herstellen
(Fracties groter dan 2Gy: hypofractioneren, fracties kleiner dan 2Gy: hyperfractioneren)
Voorbeelden van fractioneringsschema’s:
- Prostaatcarcinoom: 7 x 6.1 Gy
- Mammacarcinoom: 15 x 2.67 Gy of 5 x 5.2 Gy
- Larynxcarcinoom: 35 x 2 Gy
Wat doet straling op tumor niveau?
Complex samenspel van:
- DNA-repair
- Redistributie van celcyclus
- Reoxygenatie (hypoxie)
- Repopulatie
- Radiosensitiviteit
Waarom is er sprake van een hypoxie in een tumor en wat is daar het nadeel van?
- Tumorcellen hebben O2 nodig
- Tumor maakt bloedvaatjes: angiogenese
- Tumor groeit sneller dan vaatjes: hypoxie
- Cellen (rond het centrum) relatief resistent tegen bestraling
Wat is het verschil tussen een radiosensitieve en radioresistente tumor?
- Radiosensitieve tumor heeft een grote therapeutische ratio:
-> Weinig dosis nodig om tumorcontrole te verkrijgen
-> Weinig kans op late weefselschade - Radioresistente tumor heeft een kleine therapeutische ratio
Wat is het verschil tussen acute schade en late schade?
Acute schade:
- Snelle proliferatie: minder vermogen tot herstel van de bestralingsschade
- Schade komt al tijdens of direct na afloop van de serie bestralingen tot uiting
- Acuut reagerende weefsels
Late schade:
- Traag delende of niet delende stamcellen
- Schade wordt pas veel later of nooit zichtbaar (later dan 3 maanden na einde bestraling)
- Laat reagerende weefsels
- Vb: hersenen, ruggenmerg, lever, niet
