Sylaby
predmetu
R Á D I O B I O L Ó G I A
pre študentov
II. ročníka magisterského štúdia, Katedra jadrovej chémie, Prírodovedecká
fakulta,
Univerzita Komenského, školský rok 2008/2009
doc. RNDr. Jozef Kuruc, CSc.
I. Úvod do rádiobiológie
I.1. Predmet rádiobiológie. Základná úloha rádiobiológie.
Hlavný rádiobiologický paradox. Hraničné vedné disciplíny rádiobiológie.
Štruktúra rádiobiológie.
I.2. História rádiobiológie. Základné vedecké objavy v rádiobiológii. Tri etapy vývoja rádiobiológie.
I.3 Radiačná citlivosť.
Radiačná citlivosť biologických druhov. Semiletálna dávka LD50/30.
II. Fyzikálne základy rádiobiológie
Druhy ionizujúceho žiarenia. Jednotky dávky žiarenia a rádioaktivity,
aktivita, polčas rádioaktívnej premeny a premenová konštanta. Schopnosť
prieniku ionizujúceho žiarenia a jeho interakcia s hmotou: lineárny prenos
energie. Elektromagnetické žiarenie (fotoelektrická absorbcia, Comptonov
rozptyl, vznik elektrónového páru). Korpuskulárne žiarenie
(nabité častice: elektróny, a-častice, neutróny, p--mezóny).
III. Poškodenie buniek ionizujúcim žiarením
Spôsoby radiačného poškodenia (voľné radikály, vplyv LPE a vysokej dávkovej
rýchlosti na ožiarenú vodu, odhad poškodenia ionizáciou a voľnými radikálmi,
kritériá prežitia, prechodné reakcie buniek na ožiarenie. Oneskorenie
delenia buniek. Letálne reakcie buniek. Formy uhynutia
buniek. Základné druhy radiačných aberácií chromozómov. Kritériá
bunečnej radiačnej citlivosti. Typy kriviek prežitia, parametre kriviek prežitia,
interpretácia kriviek prežitia. Koncepcia radiačnej citlivosti, radiačná
citlivosť a medzifázový objem, úloha cytoplazmatických štruktúr v radiačnej
citlivosti, rad.citlivosť a bunečné cykly, typy poškodenia buniek žiarením,radiačné
efekty v mitoze a v meioze, vplyv žiarenia na prechod buniek cez bunečný
cyklus. Chromozómové aberácie - kritérium poškodenia buniek žiarením.
Podstata zasiahnutia buniek žiarením. Postradiačná obnova (reparácia)
bunky. Obnova od potenciálneho letálneho poškodenia. Obnova od subletálnych
poškodení. Molekulové mechanizmy reparácie. Radiačná citlivosť bunky v rôznych
štádiách životného cyklu.
IV. Modifikácia poškodenia buniek ionizujúcim žiarením
Hodnotenie pôsobenia modifikátorov;; Fyzikálna modifikácia (vplyv kyslíka,
efekt LPE a dávkovej rýchlosti, kyslíkový efekt a vysoké LPE, akostný
faktor žiarenia). Chemická modifikácia (rádioprotektory. rádiosensibilizátory).
Modifikuúce činidlá a žiarenie s vysokým LPE.
V. Reparácia radiačného poškodenia buniek
Reparácia subletálneho poškodenia, reparácia DNA, molekulové mechanizmy
reparácie, reparácia potenciálne letálneho poškodenia, zotavovanie supraletálne
X-ožiarených a dusíkatým yperitom spracovaných buniek.
VI. Syndrómy z ožiarenia
a ich modifikovanie
Kostno-dreňový syndróm. Žalúdočne-črevný syndróm. Syndróm centrálnej
nervovej sústavy (CNS). Modifikovanie syndrómov z ožiarenia. Modifikovanie
ŽČ syndrómov. Liečenie náhodne ožiarených jednotlivcov. Klasifikácia
pacientov s akútnym syndrómom z ožiarenia. Menedžment jednotlivých
pacientov.
VII. Choroba z ožiarenia
Akútna choroba z ožiarenia pri relatívne rovnomernom ožiarení, klasifikácia,
štádiá. Akútna choroba z ožiarenia pri nerovnomernom ožiarení, Kritický
orgán. Chronická choroba z ožiarenia. Klasifikácia, diagnóza a prognóza
choroby z ožiarenia
VIII. Radiačné poškodenie tkanív
Radiačné poškodenie kože. Radiačné poškodenie sliznicovej membrány.
Radiačné poškodenie nervovej sústavy. Radiačné poškodenie reprodukčných
orgánov. Kardiovaskulárny systém. Dýchací systém. Močový trakt. Vplyv na
pečeň. Vplyv na pankreas. Vplyv na uši.
IX. Pôsobenie žiarenia na embryo a plod
Vekovo-špecifické reakcie na ožiarenie v embryogenéze. Pôsobenie ionizujúceho
žiarenia na ľudské embryo. Mechanizmy rádioembryologického efektu a
vyhodnotenie jeho následkov, základné odklony od normálneho stavu.
X. Biologické pôsobenie inkorporovaných rádionuklidov
Cesty prenikania rádionuklidov do organizmu, selektivita distribúcie rádionuklidov,
zvláštnosti ožiarenia inkorporovanými rádionuklidmi, zvláštnosti pôsobenia
produktov jadrového štiepenia. Efektívny polčas vylučovania rádionuklidov.
XI. Terapia akútnej choroby z ožiarenia
Náhrada kostnej drene,
výmena periférnej krvi, terapeutické opatrenia, profylaktika a liečenie
postihnutia inkorporovanými rádionuklidami.
XII.
Vzdialené následky ožiarenia
Prejavy vzdialených následkov ožiarenia. Somatické
a genetické stochastické a nestochastické následky ožiarenia, Skrátenie
a predĺženie dĺžky života. Vznik zhubných novotvarov. Zápal očných
spojiviek. Mechanizmus vzdialených následkov ožiarenia, mutačné zmeny. Typické hodnoty efektívnych dávok, ktoré obdrží pacient pri lekárskom vyšetrení
pomocou metód röntgenovej diagnostiky alebo nukleárnej medicíny.
XIII. Radiačná onkológia a rádioterapia
Rádiosenzibilita ľudských nádorov. Faktory
ovplyvňujúce rádiosenzibilitu. Radiačne
indukované zmeny v nádoroch. Doba
zdvojenia potenciálneho nádora. Mimotelová
terapia ožiarením krvných novotvarov.
Žiarenie v kombinácii s chemoterapiou. Klasifikácia
rádioterapie podľa spôsobu aplikácie ionizujúceho žiarenia.
Klasifikácia mozgových nádorov.
Druhy radiačnej terapie nádorov. Nové typy rádioterapie (Brachyterapia, Hyperfrakcionácia, Terapia
zväzkami protónov, Externá
terapia zväzkom žiarenia. Stereotaktická rádiochirurgia (Lexellov
nôž, Gyro
nôž,
Diagnostické metódy v nukleárnej medicíne (Počítačová tomografia, MRI, PET). Terapia
záchytom neutrónov. Rádionuklidová terapia ( alfa a beta rádionuklidmi
vo forme rádiofarmák). Neradiačné
metódy terapie nádorov. Hypertermia.
Odporučená literatúra
1. I.J. Černohorský, V. Nodrejs: Biofyzika
II. Molekulární radiobiologie. Státní pedagogické nakladatelství,
Praha, 1977. (UK 22B 29597)
2. S.P. Jarmonenko: Radiobiologie
lidem. Horizont, Praha, 1981.(SLTKA-418664)
3. M. Konečný, M. Ryšánek
(Red.): Novejší poznatky v
radiobiologii. Ústav pro další vzdelávaní stredních zdrav. pracovníku
v Brne, 1971. (UK 22B 17127)
4. Jiráček, Vl., Kováčik A., Kryzánek R.: Biologicko - biochemické účinky zárení na živé soustavy.
Studijní informace. SI ÚVTI,
Základní vedy v zemedelství, 1972, č.1, 180 s. lit 1180. (UK 22 D
91562).
5. Koprda V. Vnútorná
kontaminícia rádioaktívnymi látkami. Bratislava, Veda, 1986.
6. Navrátil O. a kol. Jaderná
chemie. Academia, Praha, 1985.
7. S.P. Jarmonenko:
Radiobiology of Humans and Animals. Moscow, Mir, 1988.
8. K. Beňová, B. Šmajda, H. Mičková,
A. Čipáková: Radiobiology. Univ. veter. lekárstva, Košice, 2007.
9. J. Kuruc: Rádiobiológia (prednášky). (eKniha na CD).
OMEGA INFO, Bratislava, 2009. ISBN 978-80-89337-02-6
(objednať možno na info@omegainfo.sk)