TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ION HÓA

12/11/16TS. Nguyễn Văn Kính BVCR 1

NỘI DUNG
1. Các hiệu ứng sinh học bức xạ ion hóa
2. Cơ chế tác dụng bức xạ ion hóa
3. Các tổn thương do phóng xạ
4. Bệnh phóng xạ do chiếu ngoài
5. Bệnh phóng xạ do nhiễm xạ trong
6. Chẩn đoán & đặc điểm lâm sàng bệnh phóng xạ
7. Nguyên tắc điều trị bệnh phóng xạ

I. CÁC HiỆU ỨNG SINH HỌC BỨC XẠ ION
HÓA1.1. 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 tại ngắn; tổn
thương phân tử sinh học
 Quá trình phản ứng sinh vật: Rối loạn trao đổi chất, thay đổi
tính thấm màng, tổn thương tế bào.(Phụ thuộc vào D).
1. 2. Hiệu ứng bức xạ.
 Hiệu ứng nghịch lý năng lượng: khẳ năng gây hiệu ứng sinh
học lớn, nhưng năng lượng hấp thu vào tổ chức nhỏ, (D=
10 Gy/cơ thể, 0,002 cal/g tổ chức có thể gây tử vong).
 Hiệu ứng nồng độ: Tác dụng BX ti lệ thuận với nồng độ
phân tử; nồng độ quá thấp or quá cao theo quy luật khác12/11/16TS. Nguyễn Văn Kính BVCR 3

CÁC HiỆU ỨNG SINH HỌC BỨC XẠ ION
HÓA1.3. Hiệu ứng oxy: Nồng độ oxy ảnh hưởng đến mức độ tổn
thương
 Chỉ xẩy ra ở giới hạn nhất định, nếu > 40% không tác dụng.
 O 2 + H2O HO.
2
. ,
H2O.
2 , OH gây oxy hóa
 Liều cao - GTD nhiều thì nồng độ oxy ít tác dụng
 Khi chiếu xạ các peroxit lipid dưới tác dụng của enzym tạo
thành lipoperoxit ( chất lạ, gây độc…)
 Lipoperoxid làm thay đổi tính thấm, hủy hoại cấu trúc và chức
năng màng, sinh bệnh lý.
1.4. Hiệu ứng tích lũy: Tổn thương lần chiếu sau cùng gần
giống tổn thương 1 lần chiếu có liều bằng tổng liều các lần
chiếu

II. CƠ CHẾ TÁC DỤNG BỨC XẠ ION
HÓA
2.1.Tác dụng trực tiếp: Năng lượng bức xạ trực tiếp tác động gây
tổn thương cấu trúc, chức năng TB, tạo hiệu ứng tổn thương
muộn
 Các rối loạn phản ứng sinh hóa, hóa học tạo ra phân tử mới gây
độc hại các TB sinh học; là độc tố phóng xạ
 Các hiệu ứng nồng độ, nhiệt, oxy, chất bảo vệ giải thích cho cơ
chế này
2.2. Tác dụng gián tiếp
 Trong mô, nước chiếm 80% khối lượng TB, có vai trò quan trọng
trong hoạt động sống TB
 Dưới tác dụng của bức xạ ion hóa các phân tử nước bị phân li
thành gốc tự do có hoạt tính hóa học mạnh gây tổn thương TB12/11/16TS. Nguyễn Văn Kính BVCR 5

 Bức xạ phân ly H2O quanh AND tạo GTD ( H*, OH*)
 H*, OH* tương tác với oxy phân tử tạo gốc hydroperoxyt :
 H•
+ O2 => HO2
•
( gốc tự do 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 )

 GTD tấn công các 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 sự chết theo chương trình
 GTD do bức xạ sinh ra ở khắp nơi trong nội bào, ngoại bào
nên nguy cơ gây đột biến cao
 GTD tấn công axit béo không no & màng sinh học làm tổn
thương cấu trúc màng, rối loạn cân bằng nội mô, biến đổi
protein màng, thay đổi tính thấm…..làm phù nề tế bào, mất
cân bằng Ca++
, giảm ATP

 GTD tấn công AND, lysosom; các lysosom giải phóng ra
enzym làm tiêu hủy tế bào, các protein bị đông vón, mất
chức năng sinh lý
 Tóm lại: Hai cơ chế tác dụng trực tiếp, gián tiếp đều gây
tổn thương cấu trúc, chức năng của phân tử AND, vật liệu
di truyền or làm chết tế bào

CƠ CHẾ TÁC DỤNG BX ION HÓA LÊN CƠ
THỂ
ION HÓA
GTD
ĐB K
Tr cự
ti pế
Gián
Ti pế
-H.U: Oxy
- N ng đồ ộ
- Tích lũy
- Bv PX
G1G2
S
M1

MỘT SỐ THUYẾT TÁC DỤNG CỦA BỨC
XẠ
 Thuyết bia: TB có tâm cảm xạ, E bắn vào tâm gây tổn
thương TB. Khi tăng liều, thì sác xuất bắn trúng bia tăng
hiệu ứng tổn thương lớn
 Liều quá lớn, bia chịu hơn một lần va chạm, thì không có
xuất hiện tuyến tính
 Nhược: không giải thích tổn thương ở kỳ ủ bệnh, hiệu
ứng oxy và hiệu ứng bảo vệ
 Thuyết độc tố: Sản phẩm hoạt tính hóa học cao, GTD,
Lipoperoxid đưa vào động vật cũng gây tổn thương như
phóng xạ.
 Thuyết giải phóng men: Các men gắn trên màng giải
phóng quá mức, rối loạn sinh hóa, phân hủy tế bào.

MỘT SỐ THUYẾT TÁC DỤNG CỦA BỨC XẠ
 Thuyết cấu trúc – chuyển hóa: Bức xạ gây tổn thương
nhân TB, rối loạn phản ứng sinh hóa, xuất hiện các sản
phẩm hoạt tính cao, làm tổn thương PT sinh học, xuất
hiện độc chất PX, tổn thương NST, phá hủy cấu trúc
màng, bệnh thứ cấp.
 Độc tố + BX lên nhân gây BLNST, AND, tiêu hủy thành
phần nội bào, dẫn đến những tổn thương thứ cấp.

III. CÁC TỔN THƯƠNG DO PHÓNG XẠ
3.1. Tổn thương mức phân tử:
 Đặc điểm: Phân tử sinh học có kích thước lớn, nhiều liên
kết hóa học
 Khi chiếu xạ, năng lượng truyền trực tiếp, gián tiếp làm phá
vỡ liên kết hóa học, phân ly các phân tử sinh học, làm mất
thuộc tính sinh học
 Ngoài H2O (80%), khoáng, Protein(15%), Lipid(2%), acid
nucleic (1%), carbohydrat (1%)
 Protein là thành phân cấu trúc, điều hòa hoạt động của tế
bào; lipid thành phần cấu trúc màng, điều hòa tính thấm,
tình dẫn truyền

12/11/165 carbon TS. Nguyễn Văn Kính BVCR 13
Tổn thương Protein, lipid, carbohydrat ảnh hưởng đến cấu
trúc, chức năng, thay đổi tính thấm, giảm dẫn truyền các xung
động TK, giải phóng nhiều Enzyme.
 Tổn thương phân tử ANDTổn thương phân tử AND
 Sản phẩm phân li từ H20 có 55% H* & OH* tồn tại 10-11
s đủ
làm tổn thương AND & đại phân tử khác
 Bức xạ ion hóa gây đứt gẫy SSB or DSB các mối liên kết
giữa các nucleotid, trên cùng một nucleotid ở các phân tử bazo
nito, đường 5 carbon
 Tia X, gamma làm đứt gẫy đơn hoặc tổn thương baze nito tỉ
lệ như nhau & có 10 - 20 đứt gẫy đơn có 1 đứt gẫy kép
 Neutron, alpha làm đứt gẫy kép cao, BLNST nhiều hơn so
với tia x, ᵞ

 Chiếu 1 Gy lên tế bào động vật có vú có khoảng 10 đứt gẫy
đơn, T1/2 = 10 phút; tỉ lệ đứt gẫy đơn/ kép phụ thuộc vào loại
tia bức xạ;
 LET thấp tỉ lệ đứt gẫy đơn/kép 10:1; LET cao thì tỉ lệ này
gần bằng nhau
 GTD thường làm tổn thương các Thymin nhiều hơn Bazo
khác
 AND hồi phục nhờ các Enzim or cơ chế thắt nút, cắt bỏ,
diễn ra nhiều bước: đánh dấu, cắt bỏ, sinh tổng hợp để hồi
phục tổn thương
 Một số đứt gẫy kép không hồi phục dẫn đến biến loạn NST

TỔN THƯƠNG AND DO TÁC ĐỘNG CỦA BỨC XẠ

TỔN THƯƠNG ADN

HỒI PHỤC HOÀN TOÀN

HỒI PHỤC KHÔNG HOÀN TOÀN

BiẾN LOẠN NHIỄM SẮC THỂ
 Ở người có 46 NST sắp xếp 23 cặp, 22 NST thường, 1 cặp NST
giới tính; kích thước, hình dạng từng cặp NST thường nam & nữ
như nhau, chỉ khác cặp NST giới tính
 Biến loạn NST là bằng chứng xác nhận tổn thương AND
 Tôn thương AND do tác động hóa lý của bức xạ ion hóa gây đứt
gẫy đơn, kép, bazonito, các liên kết chéo AND-AND, AND-
protein… trở thành biến loạn NST
 Cơ chế hình thành biến loạn cấu trúc NST do hình thành sự tái
liên kết các “đầu dính” do đứt gẫy kép trước phase S, đứt gẫy
đơn thành biến loạn NS tử
 Tổn thương AND ở phase G1 gây biến loạn NS tử
12/11/16
TS. Nguyễn Văn Kính BVCR
19

BiẾN LOẠN KiỂU NS. TỬ
Đứt NStử đoạn cuối và giữa Đứt NStử tương đồng Khuyết NStử
Trao đổi đối xứng kiểu nhiễm sắc tử Dạng triradical
Biến loạn Nstu; kiểu biến loạn chỉ thay đổi cấu trúc 1 trong 2 Nstu của NST

BiẾN LOẠN KiỂU NHIỄM SẮC THỂ
 Biến loạn NST là tổn thương cấu trúc trên cả 2 Nstu; gồm
đa tâm, vòng khuyên, chuyển đoạn, đảo đoạn
 Cơ chế: do sự tái hợp, trao đổi các mảnh có đầu “dính”
 Sự hình thành biến loạn cấu trúc NST phụ thuộc số lượng
đứt gẫy chuỗi xoắn kép AND, cơ hội gặp nhau giữa các đầu
“dính”

Chuyển đoạn bất đối xứng Chuyển đoạn tương hỗ
Đảo đoạn quanh tâm Đảo đoạn ngoài tâm

BiẾN LOẠN NST BỀN & KHÔNG BỀN
 Biến loạn NST bền, không bị đào thải trong quá trình phân
bào & tiếp tục tham gia vào quá trình phân bào sau…
 Bức xạ ion hóa tác động vào TB sinh dục có thể gây đột
biến cho thế hệ sau
 Một số lượng lớn TB sinh dưỡng mang một loại biến loạn
NST bền giống nhau có thể dẫn đến K & di truyền thế hệ sau
 Bộ NST mang biến loạn bền biểu hiện kiểu hình dị dạng,
sẩy thai, dị tật bẩm sinh: Down, Turner, Klinefelter,
Edwards..
 Biến loạn NST không bền thường bị mất một phần trong
quá trình phân bào…
 NST hai tâm được sử dụng làm liều kế sinh học trong
nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ ion hóa lên sinh vật12/11/16TS. Nguyễn Văn Kính BVCR 23

TỔN THƯƠNG NHIỄM SẮC THỂ

NHỮNG KiỂU RỐI LOẠN NST
21

KiỂU HÌNH NHỮNG TRƯỜNG HỢP RLNST

BiẾN LOẠN NST TẾ BÀO LYMPHO
NGƯỜI TRONG TỰ NHIÊN & PHÓNG
XẠ Môi trường tự nhiên; Buckton, Evan…..
 không thấy biến loạn NST ở trẻ sơ sinh
 Nghiên cứu 42 cộng đồng dân cư biến loạn NST đa tâm 0 –
0,39%, mảnh không tâm 0 – 1,5%
 Biến loạn NST được hình thành do tác động các yếu tố đột
biến tự nhiên
 Môi trường liên quan phóng xạ; Dolphin, pohl – Ruling..
 Người 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 2 tâm: 1,5% 12/11/16
TS. Nguyễn Văn Kính BVCR
27

 An toàn bức xạ: mối tương quan tần suất NST cao nhất với
liều hấp thu (Gy) do chiếu ngoài
 Tác động bức xạ ion hóa tuân theo quy luật ngẫu nhiên,
nên biến loạn cấu trúc NST ở tế bào lympho máu ngoại vi
do tác động của bức xạ cũng mang tính ngẫu nhiên
 Tổn thương phân tử AND do tác động của bức xạ ion hóa
thể hiện bằng chứng biến loạn NST không làm xuất hiện
kiểu, loại biến loạn mới
 Nghiên cứu tổn thương bức xạ ion hóa thường quan tâm
chỉ tiêu NST 2 tâm
 Từ tần suất biến loạn NST có thể tính được tỉ lệ tổn
thương, tỉ lệ hồi phục, thời gian bán biến & bán hồi phục
NST ở lympho máu ngoại vi
 Các chỉ tiêu này là cơ sở lâm sàng nghiên cứu sinh học
phóng xạ để ứng dụng trong chẩn đoán & điều trị12/11/16TS. Nguyễn Văn Kính BVCR 28

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỔN THƯƠNG
TẾ BÀO
 Các yếu tố ảnh hưởng:
 Yếu tố vật lý: Loại tia bức xạ, suất liều chiếu, nhiệt độ
 Yếu tố hóa học: Hóa chất & thuốc có thể làm tăng or giảm
độ nhạy cảm phóng xạ, nồng độ oxy ở mô.
 Yếu tố sinh học: Dựa vào chu kỳ phân bào, Mức độ nhạy
cảm bức xạ giữa các chu kỳ là khác nhau.
 Khi đứt 2 nhánh AND, BLNST- thường tổn thương G2, nếu
chiếu G1 - BLNS tử.
 Tần suất BLNST ở máu ngoại vi tương quan thuận với liều
chiếu xạ.
 Trong cùng một cơ thể TB có độ nhạy cảm bx khác nhau.

CÁC TÁC ĐỘNG GÂY TỔN THƯƠNG TẾ BÀO
Lâm sàng
(Cell killing, Cancer)
Khác nhau trong
Nhậy cảm bức xạ
Tổn thương tế bào
(DNA, Protein, Membrane, Cellular organization )
DT. Khác nhau

MỨC ĐỘ NHẠY CẢM BỨC XẠ TẾ BÀO &
LOÀI
1 2 3
Nhân, tế bào non,
tủy xương, niêm
mạc ruột non, tuyến
sinh dục
Mô niêm mạc, Da,
Sụn xương, tuyến
nước bọt, Mạch
máu
Mô não, cơ,
xương…

3.3. Tổn thương mức cơ thể
 Hiệu ứng sớm: Tổn thương PX xuất hiện trong vòng tuần
đầu.
 Hiệu ứng xác định: Tổn thương chỉ xuất hiện ở ngưỡng
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 xương Giảm: BC, TC, HC
60 Bào thai Có thể dị dạng

TỔN THƯƠNG Ở MỨC CƠ THỂ
 Hiệu ứng ngẫu nhiên: Không có ngưỡng, mọi liều chiếu
đều có thể gây tổn thương AND và dẫn đến đột biến or K.
 Hiệu ứng muộn: Tổn thương xẩy ra sau khoảng thời gian bị
chiếu xạ
 Người làm X-quang, YHHN, sống vùng thử hạt nhân , người
phải xạ trị, thợ mỏ Urani.. Có nguy cơ K cao
 Do hệ thống kiểm soát TB tổn thương, để lại các sai lệch
cho thế hệ sau, làm tổn hại TB bình thường.
 Giảm tuổi thọ, nguy cơ K cao, tần suất : K máu, K xương, K
da, K phổi nhiều.
 Thời gian tiềm của K dài, triệu chứng không khác biệt so với
các loại K khác.

TỔN THƯƠNG Ở MỨC CƠ THỂ
 Hiệu ứng di truyền:
 Tăng nguy cơ đột biến dẫn đến tăng tỉ lệ dị tật bẩm sinh thế
hệ kế tiếp.
 Tăng tỉ lệ nguy cơ K ở trẻ tuổi vị thành niên khi phôi thai bị
chiếu xạ.
 Nguy cơ sai lệch DT khi PX chiếu vào cơ quan SD còn
nhiều bàn luận.
 Nguy cơ tổn thương 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, thì phải che chắn SD.

Ảnh hưởng của bức xạ 131
I liều cao đến khẳ
năng sinh sản & nguy cơ 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 tượng bị điều trị 131
I liều cao trong vòng 1
năm sẽ tăng sẩy thai khoảng 40%
 Chow S.M… 2004 điều trị liều 3,57GBq nếu có thai, sinh
con, tỉ lệ xẩy thai dị tật bẩm sinh không khác biệt nhóm
chứng
 Có thai trong vòng năm đầu tiên sau điều trị phóng xạ thì tỉ
lệ xẩy thai, dị tật cao hơn nhóm chứng
 Lưu tâm đến nam giới trẻ trong điều trị liều cao….

Nhóm n
Số
metapha
Chuyển
đoạn
Mất đoạn
Đối chứng 25(1) 625 0 0
131
I 22(2) 625 0
1/625
(0,16%)
So sánh
(1&2)
47 1250 p<0,05
Tần suất biến loạn cấu trúc nhiễm sắc thể tế bào dịch ối

Ý NGHĨA LÂM SÀNG
 Căn cứ vào cấu trúc sinh học của TB K để xây dựnq phác
đồ
 Tế bào đặc: suất liều; Tb nhiều nước: áp dụng hiệu ứng oxy
để tạo nhiều GTD.
 Tăng nhiệt độ trong ĐT K khi chiếu ngoài
 Dựa vào tần suất sai lệch NST để tính liều hấp thụ
 Phân liều chiếu xạ thành nhiều lần để giảm tổn thương TB
lành, hiệu quả ĐT cao

Ý NGHĨA LÂM SÀNG
 Tế bào K tăng sinh mạnh, nhạy cảm với PX hơn TB lành,
cùng liều chiếu TB K bị hủy diệt, TB lành ảnh hưởng ít.
 Dựa trên tần suất sai lệch và thời gian hồi phục NST để
dự kiến tổng liều điều trị, thời gian giữa hai lần điều trị,
thời gian có thai khi bệnh nhân đã đáp ứng điều trị.
 Căn cứ mức độ tổn thương PX để xây dựng tiêu chuẩn
chẩn đoán bệnh phóng xạ & đưa ra phác đồ điều trị.

13. Trình bày các đường thâm nhập của chất phóng xạ vào cơ
thể?
14. Trình bày đặc điểm tổn thương phóng xạ do nhiễm xạ trong?
15. Trình bày những yêu cầu của các thuốc bảo vệ phóng xạ?
16. Trình bày nội dung của phân loại thuốc bảo vệ phóng xạ?
17. Trình bày nội dung của cơ chế tác dụng của thuốc bảo vệ
phóng xạ?
18. Hãy nêu các loại thuốc bảo vệ phóng xạ thường sử dụng phổ
biến?
19. Trình bày nội dung của thuốc thải xạ do nhiễm xạ trong?
20. Trình bày nội dung phòng chống tổn thương da do phóng xạ?

TÀI LiỆU THAM KHẢO
1. NXB QĐ ND; Độc học và phóng xạ quân sự, 2003.
2. HVQY; Tổn thương do vũ khí hạt nhân và biện pháp phòng chống;
1981
3. IAEA and WHO; Generic procedures for medical response during a
nuclear or radiological emergency. April 2005.
4. Jointly sponsored by CTIF, IAEA, PAHO, WHO; Manual for first
responders to a radiological Emergency. october 2006
5. IAEA, WHO; Safety reports series No.2. Diagnosis and treatment
of radiation injuries, 1998
6. Medical management of radiological casualties; June 2010
7. Pete Shackett: “Nuclear Medicine Technology Procedures and
Quick Reference”. 2th Ed., Copyright 2009 Lippincott Williams &
Wilkins, 2009
8. Podgorsak E.B.: “Radiation Physics for Med. Physicists”, Springer,
2006

TRÂN TRỌNG CẢM ƠN

TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ION HÓA

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (6)

Similar to TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ION HÓA

Similar to TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ION HÓA (20)

More from SoM

More from SoM (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ION HÓA