TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ION HÓA TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 NỘI DUNG Các hiệu ứng sinh học xạ ion hóa Cơ chế tác dụng xạ ion hóa Các tổn thƣơng phóng xạ Bệnh phóng xạ chiếu Bệnh phóng xạ nhiễm xạ Chẩn đoán & đặc điểm lâm sàng bệnh phóng xạ Nguyên tắc điều trị bệnh phóng xạ TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 I CÁC HiỆU ỨNG SINH HỌC BỨC XẠ ION HÓA 1.1 Hiệu ứng sinh học  Qúa trình vật lý; kích thích & ion hóa VC(10 -16 – 10 -12 s)  Quá trình hóa học: Tạo GTD, mạnh, tồn ngắn; tổn thƣơng phân tử sinh học  Quá trình phản ứng sinh vật: Rối loạn trao đổi chất, thay đổi tính thấm màng, tổn thƣơng tế bào.(Phụ thuộc vào D) Hiệu ứng xạ  Hiệu ứng nghịch lý lƣợng: khẳ gây hiệu ứng sinh học lớn, nhƣng lƣợng hấp thu vào tổ chức nhỏ, (D= 10 Gy/cơ thể, 0,002 cal/g tổ chức gây tử vong)  Hiệu ứng nồng độ: Tác dụng BX ti lệ thuận với nồng độ phân tử; nồng độ thấp or quáVăncao theo6/1/2017 quy luật khác TS Nguyễn Kính BVCR CÁC HiỆU ỨNG SINH HỌC BỨC XẠ ION HÓA 1.3 Hiệu ứng oxy: Nồng độ oxy ảnh hƣởng đến mức độ tổn thƣơng  Chỉ xẩy giới hạn định, > 40% không tác dụng  O + H2O HO , H2O , OH gây oxy hóa  Liều cao - GTD nhiều nồng độ oxy tác dụng  Khi chiếu xạ peroxit lipid dƣới tác dụng enzym tạo thành lipoperoxit ( chất lạ, gây độc…)  Lipoperoxid làm thay đổi tính thấm, hủy hoại cấu trúc chức màng, sinh bệnh lý 1.4 Hiệu ứng tích lũy: Tổn thƣơng lần chiếu sau gần giống tổn thƣơng lần chiếu có liều tổng liều lần chiếu TS Nguyễn Kính BVCR xạ, 6/1/2017 1.5 Hiệu ứng bảo vệ phóng xạ; chấtVănkháng tăng đề kháng.4 II CƠ CHẾ TÁC DỤNG BỨC XẠ ION HÓA 2.1.Tác dụng trực tiếp: Năng lƣợng xạ trực tiếp tác động gây tổn thƣơng cấu trúc, chức TB, tạo hiệu ứng tổn thƣơng muộn  Các rối loạn phản ứng sinh hóa, hóa học tạo phân tử gây độc hại TB sinh học; độc tố phóng xạ  Các hiệu ứng nồng độ, nhiệt, oxy, chất bảo vệ giải thích cho chế 2.2 Tác dụng gián tiếp  Trong mô, nƣớc chiếm 80% khối lƣợng TB, có vai trò quan trọng hoạt động sống TB  Dƣới tác dụng xạ ion hóa phân tử nƣớc bị phân li thành gốc tự có hoạt tính hóa học mạnh gây tổn thƣơng TB TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017  Bức xạ phân ly H2O quanh AND tạo GTD ( H*, OH*)  H*, OH* tƣơng tác với oxy phân tử tạo gốc hydroperoxyt :  H• + O2 => HO2• ( gốc tự hydroperoxyt)  H• + OH• => H2O (kết hợp)  H• + H• => H2 ( hình thành dimer)  OH• + OH• => H2O2 (hình thành dimer peroxyt)  OH• + RH => R• + HOH (gốc chuyển đổi )  R• + O2 => RO2• (gốc peroxyt hữuVăncơ ) TS Nguyễn Kínhtự BVCRdo 6/1/2017  GTD công phân tử sinh học quan trọng, chất liệu di truyền, màng, miễn dịch làm giảm sức đề kháng gây lên bệnh lý: K, lão hóa, rối loạn chết theo chƣơng trình  GTD xạ sinh khắp nơi nội bào, ngoại bào nên nguy gây đột biến cao  GTD công axit béo không no & màng sinh học làm tổn thƣơng cấu trúc màng, rối loạn cân nội mô, biến đổi protein màng, thay đổi tính thấm… làm phù nề tế bào, cân Ca++, giảm ATP TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017  GTD công AND, lysosom; lysosom giải phóng enzym làm tiêu hủy tế bào, protein bị đông vón, chức sinh lý  Tóm lại: Hai chế tác dụng trực tiếp, gián tiếp gây tổn thƣơng cấu trúc, chức phân tử AND, vật liệu di truyền or làm chết tế bào TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 CƠ CHẾ TÁC DỤNG BX ION HÓA LÊN CƠ THỂ Trực tiếp -H.U: Oxy - Nồng độ - Tích lũy - Bv PX Gián Tiếp ION HÓA GTD M1 G2 G1 ĐB S TS Nguyễn Văn Kính BVCR K 6/1/2017 MỘT SỐ THUYẾT TÁC DỤNG CỦA BỨC XẠ  Thuyết bia: TB có tâm cảm xạ, E bắn vào tâm gây tổn thƣơng TB Khi tăng liều, sác xuất bắn trúng bia tăng hiệu ứng tổn thƣơng lớn  Liều lớn, bia chịu lần va chạm, xuất tuyến tính  Nhƣợc: không giải thích tổn thƣơng kỳ ủ bệnh, hiệu ứng oxy hiệu ứng bảo vệ  Thuyết độc tố: Sản phẩm hoạt tính hóa học cao, GTD, Lipoperoxid đƣa vào động vật gây tổn thƣơng nhƣ phóng xạ  Thuyết giải phóng men: Các men gắn màng giải phóng mức, rối loạn sinh hóa, phân hủy tế bào TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 10 BiẾN LOẠN NST TẾ BÀO LYMPHO NGƢỜI TRONG TỰ NHIÊN & PHÓNG XẠ  Môi trƣờng tự nhiên; Buckton, Evan…  không thấy biến loạn NST trẻ sơ sinh  Nghiên cứu 42 cộng đồng dân cƣ biến loạn NST đa tâm – 0,39%, mảnh không tâm – 1,5%  Biến loạn NST đƣợc hình thành tác động yếu tố đột biến tự nhiên  Môi trƣờng liên quan phóng xạ; Dolphin, pohl – Ruling  Ngƣời sống gần khu thử bom hạt nhân, công nhân khai thác quặng uranium, Chernobyl có tần suất BLNST tăng  Hiroshima gần 40 năm sau biến loạn NST bền từ 19,6% - 22,1%, NST tâm: 1,5% TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 27  An toàn xạ: mối tƣơng quan tần suất NST cao với liều hấp thu (Gy) chiếu  Tác động xạ ion hóa tuân theo quy luật ngẫu nhiên, nên biến loạn cấu trúc NST tế bào lympho máu ngoại vi tác động xạ mang tính ngẫu nhiên  Tổn thƣơng phân tử AND tác động xạ ion hóa thể chứng biến loạn NST không làm xuất kiểu, loại biến loạn  Nghiên cứu tổn thƣơng xạ ion hóa thƣờng quan tâm tiêu NST tâm  Từ tần suất biến loạn NST tính đƣợc tỉ lệ tổn thƣơng, tỉ lệ hồi phục, thời gian bán biến & bán hồi phục NST lympho máu ngoại vi  Các tiêu sở lâm sàng nghiên cứu sinh học phóng xạ để ứng dụng trongTS.chẩn đoán & điều trị Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 28 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG TỔN THƢƠNG TẾ BÀO  Các yếu tố ảnh hƣởng:  Yếu tố vật lý: Loại tia xạ, suất liều chiếu, nhiệt độ  Yếu tố hóa học: Hóa chất & thuốc làm tăng or giảm độ nhạy cảm phóng xạ, nồng độ oxy mô  Yếu tố sinh học: Dựa vào chu kỳ phân bào, Mức độ nhạy cảm xạ chu kỳ khác  Khi đứt nhánh AND, BLNST- thƣờng tổn thƣơng G2, chiếu G1 - BLNS tử  Tần suất BLNST máu ngoại vi tƣơng quan thuận với liều chiếu xạ  Trong thể TB có độ nhạy cảm bx khác TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 29 CÁC TÁC ĐỘNG GÂY TỔN THƢƠNG TẾ BÀO DT Khác Tổn thƣơng tế bào (DNA, Protein, Membrane, Cellular organization ) Lâm sàng Khác (Cell killing, Cancer) 30 TS Nguyễn Văn Kính BVCRNhậy 6/1/2017 cảm xạ MỨC ĐỘ NHẠY CẢM BỨC XẠ TẾ BÀO & LOÀI Nhân, tế bào non, tủy xƣơng, niêm mạc ruột non, tuyến sinh dục Mô niêm mạc, Da, Sụn xƣơng, tuyến nƣớc bọt, Mạch máu Mô não, cơ, xƣơng… TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 31 3.3 Tổn thƣơng mức thể  Hiệu ứng sớm: Tổn thƣơng PX xuất vòng tuần đầu  Hiệu ứng xác định: Tổn thƣơng xuất ngƣỡng liều xác định Liều (mSv) Cơ quan Hiệu ứng 3500 Tinh hoàn Vô sinh vĩnh viễn >150 Tinh hoàn Vô sinh tạm thời 3000 Buồng trứng Vô sinh >2500 Da Ban đỏ, sạm, hoại tử 3500 Mắt Có thể gây mù 500 Tủy xƣơng Giảm: BC, TC, HC 60 Bào thai TS Nguyễn Văn Kính BVCR Có thể dị dạng 6/1/2017 32 TỔN THƢƠNG Ở MỨC CƠ THỂ  Hiệu ứng ngẫu nhiên: Không có ngƣỡng, liều chiếu gây tổn thƣơng AND dẫn đến đột biến or K  Hiệu ứng muộn: Tổn thƣơng xẩy sau khoảng thời gian bị chiếu xạ  Ngƣời làm X-quang, YHHN, sống vùng thử hạt nhân , ngƣời phải xạ trị, thợ mỏ Urani Có nguy K cao  Do hệ thống kiểm soát TB tổn thƣơng, để lại sai lệch cho hệ sau, làm tổn hại TB bình thƣờng  Giảm tuổi thọ, nguy K cao, tần suất : K máu, K xƣơng, K da, K phổi nhiều  Thời gian tiềm K dài, triệu chứng không khác biệt so với loại K khác TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 33 TỔN THƢƠNG Ở MỨC CƠ THỂ  Hiệu ứng di truyền:  Tăng nguy đột biến dẫn đến tăng tỉ lệ dị tật bẩm sinh hệ  Tăng tỉ lệ nguy K trẻ tuổi vị thành niên phôi thai bị chiếu xạ  Nguy sai lệch DT PX chiếu vào quan SD nhiều bàn luận  Nguy tổn thƣơng thai nhi lúc mang thai bị chiếu xạ là: 1,3 x 10 -2/Sv, lâm sàng: Chậm phát triển, chết phôi, dị tật…  Biện pháp : Khi XN liên quan đến phóng xạ, nghi ngờ có thai phải thông báo cho nhân viên Y tế Nếu vùng bụng không liên quan đến XN, phải che chắn SD TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 34 Ảnh hƣởng xạ 131I liều cao đến khẳ sinh sản & nguy dị tật bẩm sinh  Vini, Hyer, Pratt B…17 – 27% rối loạn rụng trứng tạm thời từ 10 – 12 tháng  Tổng liều chiếu với tuổi cao có liên quan đến rối loạn chu kỳ kinh nguyệt, hết kinh sớm  Schlumberger: đối tƣợng bị điều trị 131I liều cao vòng năm tăng sẩy thai khoảng 40%  Chow S.M… 2004 điều trị liều 3,57GBq có thai, sinh con, tỉ lệ xẩy thai dị tật bẩm sinh không khác biệt nhóm chứng  Có thai vòng năm sau điều trị phóng xạ tỉ lệ xẩy thai, dị tật cao nhóm chứng  Lƣu tâm đến nam giới trẻ điều trị liều cao… TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 35 Tần suất biến loạn cấu trúc nhiễm sắc thể tế bào dịch ối Nhóm n Số metapha Chuyển đoạn Mất đoạn Đối chứng 25(1) 625 0 131I 22(2) 625 1/625 (0,16%) So sánh (1&2) 47 1250 TS Nguyễn Văn Kính BVCR 6/1/2017 p