- Bos (Inleiding tot de stralingshygiëne):
o Hfst 5, tot §5, Biologische gevolgen van straling
- Hall and Giaccia 2012 Radiobiology for the Radiologist
o Hfst 1, Fysica en Chemie van straling
o Hfts 7, LET en RBE
- Colleges Peter Sminia (Radiobiologie) (3 colleges)
College 1
Celdood door straling wordt met name veroorzaakt door:
- Inductie van DNA dubbelstrengs breuken
Tijdsschaal biologische effecten na blootstelling aan straling
Tijdsschaal bij blootstelling aan straling:
10^-18 sec: Fysische en chemiche inductie; ongeloofelijk snel
- Vrije radiale reacties
- Excitatie
- Ionisatie
Langere processen: inductie van DNA schade
- de signaal routes die geactiveerd worden
biologisch
- cel proliferatie
- early effects (binnen 3 maanden)
- late effects (jaren tot 10 tallen jaren na de bestraling
- carcinogenesis
Radiotheraptie in de kliniek: Voor- en nadelen van de toepassing van straling
,Bij al die bestralingsmethode gaat het om het balans tussen het verkrijgen van therapeutisch effect
en de bijwerkende schade aan de gezonden weefsels. Je wil het balans naar links hebben. De
genezing moet de overhand hebben, waarbij de bijwerkingen beperkt blijven. (dit gaat om afbeelding
boven)
Deze dia schetst het probleem: therapeutische window:
- je ziet op de x-as de stralingsdosis en op de y-as de kans op genezing. De gestippelde grijze
lijn is de kans op bijwerking/ side effects
- het gaat om de afstand tussen de twee curves
- bij een bepaalde stralingsdosis is er kans op genezing zonder bijwerkingen, maar we willen
een veel hogere tumor controle. Het probleem hierbij is dat de kans op bijwerkingen
toeneemt
- dus honderd procent tumor controle; leidt ongeveer tot 75% bijwerking:
-
- We willen die curves zo veel mogelijk uit elkaar trekken dat doen we door de fractionering
o De bijwerkingscurve naar rechts schuiven
o Vooral proberen we de tumor curve (kans op genezing) naar links te schuiven door
de combinatie van drugs, hyperthemia, immunotherapy, DNA repair…alles wat in dat
driehoekje staat juist naar links te schuiven
o Of dus de gezonde weefsel reactie curve (gele driehoek) naar rechts schuiven; dat is
wat lastiger
- Zo wordt de therapeutische window groot
o Doel is dus zo min mogelijk gezond weefsel in het stralingsveld te krijgen
- Dus kans op genezing en kans op bijwerking proberen we uit elkaar te trekken
- De dosis die je aan de tumor kan geven is afhankelijk van de kans op toxiciteit van de
gezonde weefsels. Die bepalen de dosis die je aan de tumor kan geven.
,Hoe kunnen we die balans verbeteren
- De bestraalde volume van gezond weefsel te beperken door precieze bestraling
- Andere methode is de fractionering; meer kleine fracties in plaats van in een keer een grote
dosis vlakte
- Ook de combinatie van radiotherapie met chemotherapie; bijvoorbeeld drugs die specifiek
het DNA schade na radiotherapie remt.
- Ioniserende straling; straling die ionisaties veroorzaakt, en uitstoting van elektron uitstoot
- Hoog energetische invallende foton, zorgt voor de uitstoting van elektron en verandert in
een laag energetisch verstrooid foton
Kijken naar interactie van straling met DNA
- Foton -> elektron wordt uitgestoten,
o wat directe schade kan leveren aan het DNA (er wordt geschat dat dit ongeveer 30%
is aan DNA)
, o indirecte schade (70%) gaat inductie van zuurstof radicalen / ROS,
▪ waarbij hydroxide radicaal door ionisatie van waterstofmoleculen ontstaan.
Dit is het meest belangrijke voor het veroorzaken van de DNA schade.
- Dus DNA schade komt met name door de indirecte actie van inductie van ROS
- Effect van zuurstof is belangrijk voor de fixatie van die schade aan DNA
o Te weinig zuurstof dan is er minder schade. Dat kan het geval zijn in tumoren die een
lage zuurstof gehalte hebben (Hypoxia = minder schade)
- ROS = hydroxyl radicaal OH. Welke ontstaat door ionisatie van watermoleculen (radiolyse)
- LEES DEZE DIA GOED! In deze dia is het van belang dat je weet dat er directe en indirecte
schade is aan DNA
- Gray (Gy)= geabsorbeerde dosis in weefsel, gebruikt in de radiotherapie
o Energie afgifte van 1 joule / kg weefsel
- Sievert (Sv)= equivalente dosis, eenheid voor biologische schade, gebruikt in de
stralingsbescherming / straling risicoschattingen
- Voor fotonen is de Gray gelijk aan de Sievert, maar voor andere stralings vormen zoals de
neutronen is de geabsorbeerde dosis in GY 20 keer hoger dan de sievert (het gaat dan om
het biologische effect erop)
- Moleculaire en Cellulaire effecten van ioniserende straling
Biologisch effect van straling:
- Biologische effect van straling is afhankelijk van stralingssoort en energieafgifte
o Hfst 5, tot §5, Biologische gevolgen van straling
- Hall and Giaccia 2012 Radiobiology for the Radiologist
o Hfst 1, Fysica en Chemie van straling
o Hfts 7, LET en RBE
- Colleges Peter Sminia (Radiobiologie) (3 colleges)
College 1
Celdood door straling wordt met name veroorzaakt door:
- Inductie van DNA dubbelstrengs breuken
Tijdsschaal biologische effecten na blootstelling aan straling
Tijdsschaal bij blootstelling aan straling:
10^-18 sec: Fysische en chemiche inductie; ongeloofelijk snel
- Vrije radiale reacties
- Excitatie
- Ionisatie
Langere processen: inductie van DNA schade
- de signaal routes die geactiveerd worden
biologisch
- cel proliferatie
- early effects (binnen 3 maanden)
- late effects (jaren tot 10 tallen jaren na de bestraling
- carcinogenesis
Radiotheraptie in de kliniek: Voor- en nadelen van de toepassing van straling
,Bij al die bestralingsmethode gaat het om het balans tussen het verkrijgen van therapeutisch effect
en de bijwerkende schade aan de gezonden weefsels. Je wil het balans naar links hebben. De
genezing moet de overhand hebben, waarbij de bijwerkingen beperkt blijven. (dit gaat om afbeelding
boven)
Deze dia schetst het probleem: therapeutische window:
- je ziet op de x-as de stralingsdosis en op de y-as de kans op genezing. De gestippelde grijze
lijn is de kans op bijwerking/ side effects
- het gaat om de afstand tussen de twee curves
- bij een bepaalde stralingsdosis is er kans op genezing zonder bijwerkingen, maar we willen
een veel hogere tumor controle. Het probleem hierbij is dat de kans op bijwerkingen
toeneemt
- dus honderd procent tumor controle; leidt ongeveer tot 75% bijwerking:
-
- We willen die curves zo veel mogelijk uit elkaar trekken dat doen we door de fractionering
o De bijwerkingscurve naar rechts schuiven
o Vooral proberen we de tumor curve (kans op genezing) naar links te schuiven door
de combinatie van drugs, hyperthemia, immunotherapy, DNA repair…alles wat in dat
driehoekje staat juist naar links te schuiven
o Of dus de gezonde weefsel reactie curve (gele driehoek) naar rechts schuiven; dat is
wat lastiger
- Zo wordt de therapeutische window groot
o Doel is dus zo min mogelijk gezond weefsel in het stralingsveld te krijgen
- Dus kans op genezing en kans op bijwerking proberen we uit elkaar te trekken
- De dosis die je aan de tumor kan geven is afhankelijk van de kans op toxiciteit van de
gezonde weefsels. Die bepalen de dosis die je aan de tumor kan geven.
,Hoe kunnen we die balans verbeteren
- De bestraalde volume van gezond weefsel te beperken door precieze bestraling
- Andere methode is de fractionering; meer kleine fracties in plaats van in een keer een grote
dosis vlakte
- Ook de combinatie van radiotherapie met chemotherapie; bijvoorbeeld drugs die specifiek
het DNA schade na radiotherapie remt.
- Ioniserende straling; straling die ionisaties veroorzaakt, en uitstoting van elektron uitstoot
- Hoog energetische invallende foton, zorgt voor de uitstoting van elektron en verandert in
een laag energetisch verstrooid foton
Kijken naar interactie van straling met DNA
- Foton -> elektron wordt uitgestoten,
o wat directe schade kan leveren aan het DNA (er wordt geschat dat dit ongeveer 30%
is aan DNA)
, o indirecte schade (70%) gaat inductie van zuurstof radicalen / ROS,
▪ waarbij hydroxide radicaal door ionisatie van waterstofmoleculen ontstaan.
Dit is het meest belangrijke voor het veroorzaken van de DNA schade.
- Dus DNA schade komt met name door de indirecte actie van inductie van ROS
- Effect van zuurstof is belangrijk voor de fixatie van die schade aan DNA
o Te weinig zuurstof dan is er minder schade. Dat kan het geval zijn in tumoren die een
lage zuurstof gehalte hebben (Hypoxia = minder schade)
- ROS = hydroxyl radicaal OH. Welke ontstaat door ionisatie van watermoleculen (radiolyse)
- LEES DEZE DIA GOED! In deze dia is het van belang dat je weet dat er directe en indirecte
schade is aan DNA
- Gray (Gy)= geabsorbeerde dosis in weefsel, gebruikt in de radiotherapie
o Energie afgifte van 1 joule / kg weefsel
- Sievert (Sv)= equivalente dosis, eenheid voor biologische schade, gebruikt in de
stralingsbescherming / straling risicoschattingen
- Voor fotonen is de Gray gelijk aan de Sievert, maar voor andere stralings vormen zoals de
neutronen is de geabsorbeerde dosis in GY 20 keer hoger dan de sievert (het gaat dan om
het biologische effect erop)
- Moleculaire en Cellulaire effecten van ioniserende straling
Biologisch effect van straling:
- Biologische effect van straling is afhankelijk van stralingssoort en energieafgifte
