Biologiske effekter på cellenivå ved eksponering for ioniserende stråling. Tidligere DNA-skade var det eneste viktige target.

Like dokumenter
REPETISJON - (3) Strålebiologi - Mekanismer (Kap 12) Stråling og Helse - Store Doser (Kap 10)

Strålebiologisk grunnlag for strålevern. Del 1: Akutte, deterministiske effekter på vev og foster

Dosimetriske størrelser innen strålevern Strålebiologi akutte vevsreaksjoner Tor Wøhni

Velkommen til kurs i. Strålevern. UiT, 22. aug. 2008, ved Jørgen Fandrem

Radioaktivitet, ioniserende stråling og dosebegreper

HVILKE ARGUMENTER FINNES FOR OG IMOT POSITIVE BIOLOGISKE EFFEKTER VED LAVDOSE IONISERENDE STRÅLING?

Magne Guttormsen Fysisk institutt, UiO

Oppgavesett 6. FYS 1010 Miljøfysikk. Oppgave 1

Egil Lillestøll, Lillestøl,, CERN & Univ. of Bergen, April

Varsling av uhell og uønskede hendelser til Strålevernet Innspill fra strålevernkoordinatorene:

Nytt innen kreftforskning. Marianne Frøyland, PhD, rådgiver i Kreftforeningen

Beredskap på sykehus ved nukleær ulykke I. Jon- Magnus Tangen NBC senteret Oslo Universitetssykehus Ullevål

Velkommen til kurs i. Strålevern. UiT, 21. jan. 2011, 09:00-14:30. ved Jørgen Fandrem

Langtidseffekter av ioniserende stråling LNT-modell og epidemiologi. ICRP og UNSCEAR Tor Wøhni

Hva er myelomatose? Hva er immunterapi?

Oppgave 1. passende figur. vektleggess 6poeng. Evne til. b) Den 1,444 mgy. Hva. blir da den. Sensorveiledning: 2poeng. stråleintensitet.

Stråleskadet tarm. Mekanismer, klinikk, diagnose og behandling. Marianne Aarstad Merok, PhD, LIS Gastrokirurgisk avd AHUS

Stråleterapi Behandlingsmål. Strålebiologi Stråling og DNA-skade. Strålebiologi Stråling og DNA-skade 1/8/2016

Helsekontroll etter eksponering for ioniserende stråling. Tone Eriksen Spesialist i Arbeidsmedisin Arbeidstilsynet Østfold og Akershus

Kapittel 16 Utvikling: differensielt genuttrykk

Hva er kreft? Tonje Strømholm Ass. lege Arbeidsmedisinsk avd.

SIS Rapport 1980: 13 j STRALINGSUHELL MED DENTALRØNTGEN- APPARATUR. av Steinar Backe

Oppgave: MED1100-3_OPPGAVE2_H16_KONT

Epilepsi, forekomst og diagnostisering

Bioteknologi i dag muligheter for fremtiden

BIOS 1 Biologi

Stråledoser til befolkningen

Grunnleggende cellebiologi

IVA TEMPLE. Tools Enabling Metabolic Parents LEarning BASERT PÅ DEN ORIGINALE TEMPLE SKREVET AV BURGARD OG WENDEL VERSION 2, FEBRUAR 2017.

Hvor farlig er det å puste inn bioaerosoler?

Eksamensoppgave i TFY4315 Strålingsbiofysikk

«Immunterapi» Kreftutvikling. Myelomatose. Immunterapi. Anders'Sundan Senter'for'myelomforskning Institutt'for'klinisk'og'molekylær'medisin,'NTNU

RADIOAKTIVITET I BYGNINGSMATERIALER Problemnotat til Statens Forurensningstilsyn. Av. Erling Stranden

Sensorveiledning BRE102, R08, utsatt eksamen

NORSKE LEGER MOT ATOMVÅPEN

Epilepsi hos barn. Foreldreundervisning ved lege SSE

Hva strålekoordinatorer kan hjelpe til med i sykehus beredskap ved strålingsulykker

Hva det 'store nevrodegenerasjons- gjennombruddet' betyr for Huntington sykdom Prionsykdom aggregater

Fasiter til diverse regneoppgaver:

Informasjon til pasienter med myelodysplastisk syndrom (MDS)

Radon kilder, helserisiko og grenseverdier

Biofysikk og Medisinsk fysikk - BMF

FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, Strålingsfysikk /kjemi stråling del 2

FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, Strålingsfysikk/-kjemi/-biologi stråling del 3 og 4

ILA kunnskapsstatus: Forekomst, smittespredning, diagnostikk. Knut Falk Veterinærinstituttet Oslo

Farlige kjemikalier og miljøeffekter

Den biologiske doseekvivalenten. Den effektive doseekvivalenten. Source for ALI values. ALI - eksempel. Biologisk halveringstid

Løsningsforslag til ukeoppgave 16

Undersøkelse av beskyttelse mot elektromagnetisk stråling med Aires Shield.

Opplæring i strålevern og strålebruk. & Oppfølging av høye pasientdoser. utenfor radiologisk avdeling i Helse Vest. Evabeth Roseth Bruvoll

MSUD TEMPLE. Tools Enabling Metabolic Parents LEarning BASERT PÅ DEN ORIGINALE TEMPLE SKREVET AV BURGARD OG WENDEL VERSION 2, FEBRUAR 2017.

Elektromagnetisk stråling fotoner. Bq=1/s. Aktivitet A = dn/dt = λn. N=N 0 e λt. T ½ λ=ln2. Spesifikk aktivitet. Desintegrasjonskonstanten

Strålevernberedskap i helsevesen. Alicja Jaworska Statens strålevern

Genfeil i kreftsvulster nøkkelen til en mer persontilpasset behandling?

5. T cellers effektorfunksjoner

Norecopas pris til fremme av de 3 R-ene

1. Medfødt og ervervet immunitet. Karl Schenck, V2015

Så, hvordan lager man nye nerveceller?

SPISS. Bakterier under UV-stråler. Naturfaglige artikler av elever i videregående opplæring 56 SPISS. Innledning

Hva er Immunterapi? Anders Sundan Senter for myelomforskning, NTNU

Figurer og tabeller kapittel 7 Kroppens oppbygning og overflate

Radon i utleieboliger. Inger L Gjedrem rådgiver Avdeling miljøre8et helsevern og skjenkekontroll Brannvesenet Sør- Rogaland IKS

Strålevernet, nå en integrert del i metodevurderingen

akutte leukemier Peter Meyer Seksjonsoverlege Avdeling blod og kreftsykdommer Stavanger Universitetssykehus

Strålevernet fullstendig medlem i nasjonalt system fra 2014

Støy og helse Hva vet vi om negative virkninger av støy?

TFY4315 STRÅLINGSBIOFYSIKK. Biophysics of Ionizing Radiation

Ernæringsterapi Kjønnshormoner

Radon i vann. Trine Kolstad Statens strålevern

Kvalitetssikring. Norsk Epilepsiforbund har bidratt. Vi anbefaler at teksten ikke endres. Avdeling for kompleks epilepsi SSE. Revidert sept. 15.

Radon og helserisiko. Vurdering av helserisiko

Kreftrisiko etter Tsjernobyl og Fukushimaulykkene

Sammenligningen mellom Arabidopsis thaliana genomet og de kjente genomene fra cyanobakterier, gjær, bananflue og nematode, viser bl. a.

LEKSJON 4: BIOTEKNOLOGI HVORDAN VI BRUKER NATURENS EGNE MEKANISMER TIL VÅR FORDEL, OG UTFORDRINGENE SOM FØLGER MED

Mikroalger til medisin; krefthemmere

PASIENTINFORMASJON ATRIEFLIMMER

PASIENTHEFTE ULCERØS KOLITT

Alkohol: Nevrobiologi og farmakologi Akutte tilstander og helseproblemer ved langvarig bruk Svein Skjøtskift

MMA/PA TEMPLE. Tools Enabling Metabolic Parents LEarning BASERT PÅ DEN ORIGINALE TEMPLE SKREVET AV BURGARD OG WENDEL VERSION 2, FEBRUAR 2017

TEMPLE. MCAD-defekt. Tools Enabling Metabolic Parents LEarning BASERT PÅ DEN ORIGINALE TEMPLE SKREVET AV BURGARD OG WENDEL VERSION 2, FEBRUAR 2017

Introduction to the Practice of Statistics

Psykisk utviklingshemming. Gertraud Leitner Barnelege HABU SSK

Ataksier. Jeanette Koht Nevrolog Drammen sykehus. Frambu 22.september 2015

Blau Syndrom/ Juvenil Sarkoidose

Effekten av doseeskalering på tumorkrympning ved ekstern strålebehandling av lokalavansert livmorhalskreft

Effekt av hypoksiske forhold og lavdoserate β-bestråling på T98G humane kreftceller i kultur.

Brystkreft; Hva har molekylærbiologi lært oss?

Utvikling av retningslinjer for varsling av uhell og uønskede hendelser til Statens strålevern

Stråledoser til øyelinsen i forbindelse med intervensjonsradiologi

Kreftforskning.no/myklebost. Eva Wessel Pedersen. Cancer Stem Cell Innovation Centre

Født sånn OG blitt sånn: gener og miljø i barns utvikling

Myelomatose. Aymen Bushra0Ahmed.0MD.0PhD Seksjonsoverlege: Hematologisk0seksjon Haukeland0Universitetssykehus. Onsdag

Eksponeringsregister. Forskrift om utførelse av arbeid, bruk av arbeidsutstyr og tilhørende tekniske krav (forskrift om utførelse av arbeid)

Stamceller. Kroppens superceller Muligheter og utfordringer. Elisabeth Gråbøl-Undersrud, PhD, Seniorrådgiver, Bioteknologirådet

Virkninger av ioniserende stråling Virkninger av ikke-ioniserende stråling

Øvingsoppgaver i grunnleggende farmakologi

5 Gy i huddose gjør det noe da? Steinar Tveiten Sentral strålevernkoordinator / Medisinsk fysiker Sørlandet sykehus HF

Vit når de skal foldes

Strålevern Hefte 14: Pasientbehandling ved strålingsulykker Tanum, Reitan. Bruland, Hjelle

For tidlig død ved epilepsi. - Skyldes oftest ikke epilepsien alene

Transkript:

REPETISJON Strålebiologi - Mekanismer (Kap 12) Noen viktige begrep: Oksygeneffekt Direkte strålingseffekt Indirekte strålingseffekt DNA stråleskader (trådbrudd, baseskader, dimerer) Hypersensitivitet Reparasjonsmekanismer (Base-excission repair) Cellesyklus og varierende strålefølsomhet Apoptose Adaptiv respons Celle kommunikasjon, Bystander effekt Dose og doserate effekt Mutasjon (somatisk, genetisk) Type of damage in DNA Single Strand Break (ssb) Metabolism pr cell pr day Radiation pr cell pr day (assuming 2 mgy/yr) Radiation pr cell pr Gy 10 000-55 000 0.003 0.006 500-1000 Base loss 12 600?? Base damage 3 200 0.006 0.012 1000-2000 Double Strand Break (dsb) 8 0.00022 40 DNA-DNA Cross links 8 0.00017 30 DNA-Protein Cross links some 0.0008 150 Local Mulitple Damage Sites *?? a few? Biologiske effekter på cellenivå ved eksponering for ioniserende stråling Tidligere DNA-skade var det eneste viktige target. Nå DNA-skade er ikke det eneste viktige target. Ioniserende stråling aktiverer et cellulært nettverk av forsvars- og reparasjonsprosesser. (bl.a. adaptiv effekt, apoptose, bystander effect) Aktiveringen av disse prosessene avhenger både av dose og av dose rate.

Apoptose Programmeert celledød ( selvmord ) Viktig mekanisme for å uskadeliggjøre feilreparerte gener. Cellen dør, men vevet eller organismen beskyttes. Adaptiv respons En liten stråledose, trigger dose, beskytter systemet mot skader som forårsakes av større stråledoser triggerdosen øker reparasjons prosessene i DNA (inkludert dobbel trådbrudd) beskytter også mot andre skadelige stoffer (kjemikalier, uv) Størrelsen på triggerdosen varierer; 1-100 msv Bskyttelsestiden varierer (timer-døgn) Celler responderer forskjellig - ikke alle viser adaptiv respons Bystander effekt - Celle kommunikasjon stålingsinduserte effekter i ikke-bestrålte celler Bystander effekten observeres i ikke-bestrålte celler og organer som følge av signallering fra bestrålte celler. De ikke-bestrålte cellene oppfører seg som om de hadde blitt bestrålt. Bystander effekten kan være både skadelig og beskyttende. (f.eks. økt reparasjonsaktivitet, apoptose, adaptive response, kromosonforandringer, genomisk ustabilitet, celledød) Effekten kan være mer avhengig av genotypen enn av stråleeksponeringen.

Hypersensitivitet Dødsraten ved lave doser er svært høy under en bestemt doseterskel; ved doser over doseterskelen avtar dødsraten og følger til slutt normal overlevelseskurve. Dosevinduet for hypersensitivitet: fra noen få mgy til noen hundre mgy. Ikke alle celler er hypersensitive. Hypersensitivitet avhenger av dose og doserate. Tiden (antall cellecykluser) som cellen forblir hypersenisitiv varierer mye. Mekanismene som er involvert er ikke kjent fullt ut; apoptose er en sannsynlig mekanisme. Oppsummering av lav dose/dose-rate respons svært lave doser (<1mGy) ingen signallering den skadde cellen vil trolig dø (beskytter organismen) litt høyere (opptil noen hundre milligray) signallering DNA-reparasjon og apoptose konkurrerer. Sluttresultatet avhenger av effektiviteten av reparasjonsapparatet og induksjonen av celledød. svært lave doserater (< 1.5 mgy/min) ingen signallering den skadde cellen vil trolig dø (beskytter organismen) litt høyere doserater (aktivtert ved 5 mgy/min) signallering DNA-reparasjon og apoptose konkurrerer. Sluttresultatet avhenger av effektiviteten av reparasjonsapparatet og induksjonen av celledød. Oppsummering lav dose/doserate respons forts. Den fysiske responsen er den samme for høye og lave doser og doserater. Den celleulære responen er IKKE den samme for høye og svært lave doser og doserater. Store individuelle forskjeller i signalleringen. Kan varierer m.h.p. celletype, vevstype, organ og individ. Effektene kan være både skadelige og beskyttende. Effektene kan være mer avhengig av individets genotype enn av selve strålingen. Induksjon av stråleskade er lineær med dose. Cellulær respons på stråling er IKKE lineær med dose.

REPETISJON Store Doser (Kap 10) Noen viktige begrep: Store doser: doser større enn 1-2 Gy Midlere stråledoser: doser i området 200 mgy - 1 Gy LD 50 doser Akutte skader (kort tid etter eksponering, store doser, terskelverdi) Stokastiske skader (langtidseffekter, f.eks kreft, sannsynligheten kan øke etter store doser) Eksempler på bruk/forekomst av store doser: Industri (sterilisering, vannrensing, matvarebestråling) Stråleterapi (lokale og helkroppsdoser, ekstern og intern bestråling) Ulykker Atombombesprengninger Akutte skader Strålefølsomhet varierer for ulike celletyper o Hurtigdelende, ikke-differensierte celler, er mest følsomme (beinmarg, eggstokker, testikler, epitelvev) Beinmarg-syndromet o Ødelegger stamcellene og gir reduksjon i blodlegemene (granolu-, trombo- og erythrocytter) o Anemi, blødninger, infeksjoner o Dominerende dødsårsak ved doser 2-10 Gy Mage/tarm syndromet o Skader på epitelvev i tarm gir alvorlige infeksjoner fra tarmfloraen o Mage- og tarmsmerter, oppkast, diaré, væsketap, infeksjoner o Dominerende dødsårsak ved doser 10-100 Gy Sentralnerve-syndromet o Skader på hjernens nerveceller og blodårer gir økt trykk i hjernen. (Respirasjonssenteret muligens spesifikt utsatt) o Epileptiske anfall, slapphet, oppkast, diaré, skjelvinger, koma, respirasjonsproblemer o Dominerende dødsårsak ved doser over 100 Gy

REPETISJON Små Doser (Kap 11) Noen viktige punkt: Små doser: helkroppsdoser doser under ca 100-200 mgy Stokastiske skader Kreft Genetisk endringer Latenstid Doseterskel Dosehastighet (doserate) Reparasjonsmekanismer Epidemilogi (muligheter; begrensninger; usikkerhetsfaktorer i dose-estimat, diagnose og kontrollgruppe; potensielle problem med kollektiv dose) Risiko (relativ risiko, absolutt risiko, excess risiko, statistisk signifikans) Japan-studiene (resultater og konklusjoner basert på studiene av overlevende etter Hiroshima og Nagasaki bombene) Doseeffektkurver (LNT, terskel, hormese) Beregning av Risikofaktorer (kombinasjon av observasjoner og modeller) Relativ risiko RR= Kreft i observasjonsgruppe / Kreft i kontrollgruppe RR=1 INGEN risiko, RR>1 Økning i skade, RR<1 Reduksjon i skade Excess Relativ Risiko ERR = RR 1 (ERR=0 INGEN risiko) Absolutt Risiko AR = Kreft i observasjonsgruppe - Kreft i kontrollgruppe Angir absolutt antall Mange problemer knytta til Epidemiologiske studier: I hvilken grad er Observasjons- og Kontrollgruppene like? Hvor nøyaktig er tallsettingen av faktorene som studeres? (dosebestemmelsen, diagnosen) Hvor stor er kreftendringen i forhold til den naturlige kreftforekomsten? Kan resultatene generaliseres mhp nasjonalitet, bosted, kjønn, alder, rase, etc, etc? Konklusjon så langt fra mange hundre studier av helseeffekter på mennesker som følge av både lave og høye stråledoser Effekter avhenger av dosestørrelsen! Svært høye akutte helkropsdoser ( 2-3 Sv og størrre): fare for akutte effekter Midlere akutte helkropsdoser ( > 0,5 Sv): liten økning i risiko for langtidseffekter Små helkropsdoser (< 100-200 msv): liten eller ingen risiko for helseeffekt Ikke påvist negative langtidseffekter ved akutte helkropsdoser under 100-200 msv. Ikke påvist negative helseeffekter knyttet til høy bakgrunnstråling. Ikke påvist arvede (genetiske) effekter som følge av stråling hos mennesker uansett dosestørrelse.