Samenvatting van hoofdstuk 5 en 6 Bos
5 Biologische gevolgen van straling
§2 Effecten op moleculair en cellulair niveau
De DNA-ketens worden gevormd door afwisselend een suikermolecuul (A, T, G, C) en een fosforzuur.
Een direct effect is wanneer organische kleine moleculen structuurveranderingen ondergaan. Een
indirect effect is wanneer verbindingen reacties aangaan met vitale moleculen v.d. cel zoals het DNA.
De indirecte effecten zorgen voor 2/3 e v.d. schade. De reactieve stoffen die ontstaan zijn H - en OH-
(radicalen). De radicalen kunnen overgaan in gemodificeerde organische verbindingen; cross links.
De belangrijkste vormen van directe en indirecte DNA-beschadiging na bestraling zijn:
- Beschadiging stikstofbasen
- Cross links
- Enkelstrengsbreuken
- Dubbelstrengsbreuken. Dit kan tot 98% worden gerepareerd door DNA-eind bindende
enzymen.
Effecten op de cel na bestraling:
- Het optreden van processen voor herstel (repair) van DNA schade.
- Het ontstaan van gemodificeerde celtypen (genmutaties, chromosoomaberraties).
- Celdood; dit is een cel die niet meer kan delen.
Voorafgaand aan celdeling controleert het p53-gen of het DNA in orde is. Als er iets mis is, dan wordt
de cyclus tijdelijk gestopt om eerst het DNA te kunnen repareren. Als de schade niet te herstellen is,
dan blijft de blokkade bestaan en zet het p53-gen de cel aan tot apoptose (celdood). Door het
vrijkomen van enzymen treedt dan autolyse (oplossen) op.
De fase waarin het DNA wordt gesynthetiseerd om een verdubbeling te krijgen is de fase waarin de
cel het meest gevoelig is voor straling. Regel: hoe hoger de delingsactiviteit en hoe minder
gedifferentieerd, des te stralingsgevoeliger het weefsel.
In een zuurstofrijke omgeving vinden er meer chemische veranderingen plaats dan in een
zuurstofarme. Zuurstofeffect: de biologische effecten van ioniserende straling zijn ernstiger als er
tijdens de behandeling zuurstof aanwezig is. De verhoging van gevoeligheid wordt uitgedrukt in de
OER (Oxygen Enhancement Ratio).
Een dosis in korte tijd toegediend (acute bestraling) is effectiever dan een dosis die in fracties over
een aantal weken wordt verdeeld (fractionering) of een dosis die continu over een lange tijdsperiode
wordt toegediend (protaheren).
Synergisme: wanneer de schade van een combinatie van behandelingen erger is dan de som van de
behandelingen los.
Celoverlevingscurve: met toenemende dosis is een exponentiële afname van het aantal overlevende
cellen te zien. Voor een lage dosis vertoont de curve een ‘schouder’ aan het begin. Dit komt omdat
de schade dan niet ernstig genoeg is en nog hersteld kan worden.
5 Biologische gevolgen van straling
§2 Effecten op moleculair en cellulair niveau
De DNA-ketens worden gevormd door afwisselend een suikermolecuul (A, T, G, C) en een fosforzuur.
Een direct effect is wanneer organische kleine moleculen structuurveranderingen ondergaan. Een
indirect effect is wanneer verbindingen reacties aangaan met vitale moleculen v.d. cel zoals het DNA.
De indirecte effecten zorgen voor 2/3 e v.d. schade. De reactieve stoffen die ontstaan zijn H - en OH-
(radicalen). De radicalen kunnen overgaan in gemodificeerde organische verbindingen; cross links.
De belangrijkste vormen van directe en indirecte DNA-beschadiging na bestraling zijn:
- Beschadiging stikstofbasen
- Cross links
- Enkelstrengsbreuken
- Dubbelstrengsbreuken. Dit kan tot 98% worden gerepareerd door DNA-eind bindende
enzymen.
Effecten op de cel na bestraling:
- Het optreden van processen voor herstel (repair) van DNA schade.
- Het ontstaan van gemodificeerde celtypen (genmutaties, chromosoomaberraties).
- Celdood; dit is een cel die niet meer kan delen.
Voorafgaand aan celdeling controleert het p53-gen of het DNA in orde is. Als er iets mis is, dan wordt
de cyclus tijdelijk gestopt om eerst het DNA te kunnen repareren. Als de schade niet te herstellen is,
dan blijft de blokkade bestaan en zet het p53-gen de cel aan tot apoptose (celdood). Door het
vrijkomen van enzymen treedt dan autolyse (oplossen) op.
De fase waarin het DNA wordt gesynthetiseerd om een verdubbeling te krijgen is de fase waarin de
cel het meest gevoelig is voor straling. Regel: hoe hoger de delingsactiviteit en hoe minder
gedifferentieerd, des te stralingsgevoeliger het weefsel.
In een zuurstofrijke omgeving vinden er meer chemische veranderingen plaats dan in een
zuurstofarme. Zuurstofeffect: de biologische effecten van ioniserende straling zijn ernstiger als er
tijdens de behandeling zuurstof aanwezig is. De verhoging van gevoeligheid wordt uitgedrukt in de
OER (Oxygen Enhancement Ratio).
Een dosis in korte tijd toegediend (acute bestraling) is effectiever dan een dosis die in fracties over
een aantal weken wordt verdeeld (fractionering) of een dosis die continu over een lange tijdsperiode
wordt toegediend (protaheren).
Synergisme: wanneer de schade van een combinatie van behandelingen erger is dan de som van de
behandelingen los.
Celoverlevingscurve: met toenemende dosis is een exponentiële afname van het aantal overlevende
cellen te zien. Voor een lage dosis vertoont de curve een ‘schouder’ aan het begin. Dit komt omdat
de schade dan niet ernstig genoeg is en nog hersteld kan worden.
