Giáo trình Cơ sở lý sinh: Tác dụng sinh học của bức xạ

Nội dung text: Giáo trình Cơ sở lý sinh: Tác dụng sinh học của bức xạ

1. TRƯỜNG . KHOA . [\ [\ Giáo trình cơ sở lý sinh Tác dụng sinh học của bức xạ
2. Phaàn II Taùc duïng sinh hoïc cuûa böùc xaï §0. Môû ñaàu §1. Caáu taïo teá baøo cuûa cô theå ngöôøi - caáu taïo cuûa teá baøo §2. Cô cheá töông taùc giöõa böùc xaï vôùi cô theå ngöôøi §3. Phaân loaïi caùc hieäu öùng böùc xaï §4. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán taùc duïng sinh hoïc cuûa böùc xaï §5. Quan heä giöõa lieàu vaø ñaùp öùng böùc xaï
3. §0. Mở đầu Việc hiểu biết các tác dụng sinh học của bức xạ là cần thiết trong hai lĩnh vực: 1. An toàn bức xạ: nhằm bảo vệ con người khỏi những tác hại của bức xạ 2. Xạ trị: nhằm sử dụng bức xạ một cách hợp lý để tiêu diệt tế bào nguy hại cho cơ thể. • Trong an toàn bức xạ, người ta thường gặp: –liều hấp thụ thường là rất thấp, khoảng mGy/năm và –nhiều loại bức xạ khác nhau (gamma, neutron, hạt nặng mang điện, v.v ) có LET khác nhau. • Còn trong xạ trị, thường thì –liều khá cao, khoảng vài chục Gy, được chiếu trong vòng 1 tháng và –bức xạ thường được dùng là tia X và electron, có LET xấp xỉ bằng nhau Sau khi học xong chương này, sinh viên cần nắm được: − Chuỗi quá trình xảy ra từ khi bức xạ đi vào cơ thể cho đến những biểu hiện lâm sàng − Những yếu tố vật lý và sinh học ảnh hưởng đến tác dụng sinh học của bức xạ − Quan hệ liều-đáp ứng bức xạ và đường cong liều-sống sót. 61
4. §1. Caáu taïo teá baøo cuûa cô theå ngöôøi • Cô theå con ngöôøi caáu taïo töø caùc cô quan (organ) nhö tim, phoåi, naõo Caùc cô quan caáu taïo töø caùc moâ (tissue) nhö moâ môõ, da xöông Caùc moâ caáu taïo töø caùc teá baøo (cell). Teá baøo laø ñôn vò soáng cô baûn. Kích thöôùc teá baøo: khoaûng 50 micromet Trong cô theå ngöôøi coù khoaûng 1013-1014 teá baøo. • Töông taùc giöõa böùc xaï vaø cô theå soáng seõ gaây neân nhöõng thay ñoåi trong teá baøo → laøm cheát teá baøo hay gaây ñoät bieán → hoaït ñoäng baát bình thöôøng, chaúng haïn phaùt trieån nhanh choùng moät caùch hoãn loaïn vaø daãn ñeán ung thö. 62
5. Caáu taïo cuûa teá baøo • Teá baøo goàm coù moät nhaân (nuclear) ôû giöõa, moät chaát loûng bao quanh goïi laø baøo töông (cytoplasma). Boïc quanh baøo töông laø moät maøng goïi laø maøng teá baøo (membrane). Moãi boä phaän thöïc hieän nhöõng chöùc naêng rieâng reõ. + Maøng teá baøo laøm nhieäm vuï trao ñoåi chaát vôùi moâi tröôøng ngoaøi + Baøo töông laø nôi xaûy ra caùc phaûn öùng hoùa hoïc, beû gaõy caùc phaân töû phöùc taïp thaønh caùc phaân töû ñôn giaûn vaø laáy naêng löôïng nhieät toûa ra (dò hoùa: catabolism), toång hôïp caùc phaân töû caàn thieát cho teá baøo (anabolism). + Trong nhaân coù ADN (deoxyribonucleic acid) laø moät ñaïi phaân töû höõu cô chöùa caùc thoâng tin quan troïng ñeå thöïc hieän söï toång hôïp caùc chaát. + ADN cuõng chöùa thoâng tin caàn thieát ñeå ñieàu khieån vieäc phaân chia teá baøo. Taùc duïng sinh hoïc chính cuûa böùc xaï laø söï phaù hoûng ADN cuûa teá baøo. 63
6. Caáu taïo cuûa teá baøo Maøng teá baøo noái base Nhaân teá baøo voøng xoaén keùp Baøo töông 64
7. Chu kyø cuûa teá baøo Caùc teá baøo coù thôøi gian soáng nhaát ñònh. Caùc teá baøo khaùc nhau coù thôøi gian soáng khaùc nhau. Caùc teá baøo cuõng coù khaû naêng phaân chia ñeå taïo thaønh teá baøo môùi. Caùc giai ñoaïn cuûa moät chu kyø teá baøo: + M (phaân chia teá baøo: mitosis) + G1 (chuaån bò toång hôïp: 1st growth) + S (toång hôïp: synthetic) + G2 (taêng tröôûng: 2nd growth) 65
8. §2. Cô cheá töông taùc giöõa böùc xaï vôùi cô theå ngöôøi 1. Giai đoạn vật lý (10-16s – 10-13 s) • Töông taùc ñaàu tieân: böùc xaï ion hoùa vaø kích thích caùc nguyeân töû trong teá baøo. Soá löôïng nguyeân töû bò ion hoùa/kích thích trong moät ñôn vò khoái löôïng vaät chaát tæ leä vôùi lieàu haáp thuï taïi ñoù. • Hieäu öùng tröïc tieáp: kích thích hay ion hoaù trực tiếp phaân töû ADN. • Hieäu öùng giaùn tieáp: ion hoùa hay kích thích caùc phaân töû nöôùc ôû laân caän ADN. Teá baøo chöùa khoaûng 90% laø nöôùc, vaø ADN chæ chieám 1% khoái löôïng teá baøo, neân söï ion hoùa vaø kích thích xaûy ra chuû yeáu ñoái vôùi phaân töû nöôùc. (Cứ mỗi phân tử ADN có 1,2.107 phân tử nước.) 66
9. CAÙC HIEÄU ÖÙNG GIAÙN TIEÁP VAØ TRÖÏC TIEÁP • Nhöõng böùc xaï coù khaû naêng ion hoùa maïnh taïo ra treân ñöôøng ñi cuûa chuùng moät veät ion hoùa ñaäm, do ñoù neáu noù ñi baêng qua moät ADN thì coù theå gaây neân hieäu öùng tröïc tieáp taïi nhieàu choã treân ADN. Ñoái vôùi caùc böùc xaï coù LET lôùn, nhö tia alpha, thì caùc thöông toån cuûa ADN chuû yeáu laø do caùc hieäu öùng tröïc tieáp gaây neân. Ñoái vôùi caùc böùc xaï coù LET beù (khaû naêng ion hoùa beù), nhö electron, photon, thì hieäu öùng tröïc tieáp gaây neân khoaûng 1/3 toång soá caùc thöông toån cuûa ADN; vaø caùc hieäu öùng giaùn tieáp gaây neân khoaûng 2/3 toång soá caùc thöông toån cuûa ADN. 67
10. Caùc hieäu öùng giaùn tieáp vaø tröïc tieáp 68
11. 2. Giai đoạn hóa lý (10-13s – 10-2 s) Sự hình thành các gốc tự do •Sự ion hóa và kích thích có thể dẫn đến: + – − biến phân tử nước thành một ion dương : H2O + γ→HOH + e (sự thuỷ phân do bức xạ), quá trình này lại có thể dẫn đến – – − biến phân tử nước thành một ion âm: H2O + e → HOH • Caùc ion HOH+ vaø HOH– khoâng beàn vöõng laém vaø coù theå bò taùch thaønh caùc phaàn töû nhoû hôn HOH+ → H+ + OH• hay HOH– → OH– + H• OH• và H• được gọi là các goác töï do (free radical) hydroxyl: đó laø nhöõng phaân töû khoâng mang ñieän, nhöng coù moät electron hoùa trò leû, do ñoù thöôøng tìm caùch giaønh laáy hidro cuûa caùc phaân töû khaùc. • Trong trường hợp mật độ gốc tự do OH• cao, chúng có thể kết hợp để tạo ra hydrogen peroxide • • OH + OH = H2O2 (nước oxy già) Hydrogen peroxide là một chất rất độc đối với tế bào! 69
12. Thời gian sống của các gốc tự do • Caùc goác töï do coù thôøi gian soáng chæ khoaûng vaøi micro giaây (10−6s) neân khoâng theå ñi xa ñöôïc. Do ñoù chuùng chæ coù theå phaù hoaïi caùc ADN naèm trong phaïm vi baùn kính khoaûng 10 nm quanh choã phaân töû nöôùc bò ion hoùa, khoaûng baèng ñöôøng kính cuûa thôù cuûa nhieãm saéc theå. • Thôøi gian soáng cuûa caùc goác hydroxyl coù theå ñöôïc keùo daøi khi coù maët oxy. Ngöôïc laïi, moät soá phaân töû khaùc coù theå thu huùt caùc goác naøy vaø laøm giaûm taùc duïng sinh hoïc cuûa chuùng. Taùc duïng giaùn tieáp tăng maïnh khi coù maët oxy: LET bé, tăng 2-3 lần Taùc duïng tröïc tieáp ít phuï thuoäc vaøo oxy: LET lôùn, tăng ít 70
13. Taùc duïng cuûa caùc goác töï do leân ADN • Caùc goác töï do khueách taùn ra chung quanh vuøng chuùng hình thaønh; • Taäp trung quanh nhöõng phaân töû nöôùc hay töông taùc vôùi caùc phaân töû sinh hoïc; Thöôøng thì caùc goác töï do giaønh laáy caùc nguyeân töû hidro cuûa caùc phaân töû sinh hoïc, chaúng haïn laáy hidro cuûa caàu noái hidro trong ADN. → Laøm thay ñoåi caáu truùc hoùa hoïc cuûa caùc phaân töû sinh hoïc. 71
14. Toån thöông cuûa ADN Do taùc duïng tröïc tieáp hay giaùn tieáp, ADN coù theå chòu caùc toån thöông sau: ñöùt moät nhaùnh, ñöùt hai nhaùnh, toån thöông base, noái giöõa caùc phaân töû trong ADN, noái giöõa ADN vaø protein, toån thöông boäi. • Ñöùt moät nhaùnh Soá löôïng ñöùt moät nhaùnh taêng tæ leä bình phöông lieàu haáp thuï • Ñöùt hai nhaùnh Soá löôïng ñöùt hai nhaùnh taêng tæ leä lieàu haáp thuï Ñoái vôùi böùc xaï coù LET beù, tæ leä giöõa toån thöông 1 nhaùnh vaø hai nhaùnh laø 20:1. Cho ñeán nay ngöôøi ta thaáy vieäc ñöùt moät nhaùnh vaø hai nhaùnh chæ do böùc xaï ion hoùa gaây neân, coøn tia töû ngoaïi chæ coù khaû naêng gaây neân söï toån thöông base. 72
15. Toån thöông cuûa ADN • Toån thöông base: laøm thay ñoåi base hay thay ñoåi lieân keát giöõa caùc base. + Söï toån thöông cuûa base coù theå daãn tôùi vieäc ñöùt moái lieân keát hidro giöõa hai base, hay laøm bieán ñoåi caáu truùc hoaù hoïc cuûa base, laøm maát moät base, laøm gheùp vaøo moät base khoâng ñuùng hay noái hai base naèm ñoái dieän vaø cheùo nhau cheùo (cross linking). + Moät daïng ñaëc bieät cuûa sai hoûng base laø söï nhò truøng hoùa hai base (base dimerization): hai base cuøng phía noái nhau. • Noái giöõa caùc phaân töû trong ADN • Noái giöõa ADN vaø protein • Toån thöông boäi (bulky lession): nhieàu moái noái ñoâi vaø base bò ñöùt hoûng trong moät khu vöïc nhoû: Thuoäc loaïi toån thöông gaây töû vong (lethal damage). Khoâng söûa chöõa ñöôïc. 73
16. Toån thöông cuûa ADN Loại tổn thương Số tổn thương trên mỗi tế bào ứng với 1 Gy (LET bé) Đứt nhánh đơn 1 000 Tổn thương base 500 Đứt nhánh đôi 40 Nối giữa DNA và protein 150 Moät lieàu khoaûng 3 Gy coù theå gaây neân haøng traêm ngaøn caëp ion trong moãi teá baøo bò chieáu. Khi ñoù moãi teá baøo seõ coù nhieàu ngaøn choã ñöùt gaõy treân chuoãi xoaén ñôn vaø coù khoaûng 100 choã ñöùt treân chuoãi xoaén keùp, daãn ñeán caùi cheát cuûa khoaûng 90% teá baøo bò chieáu. 74
17. 3. Giai ñoaïn hoùa sinh Quaù trình söûa chöõa toån thöông cuûa ADN Quaù trình hoùa sinh keùo daøi töø 10-2 s ñeán nhieàu giôø. a. Cô cheá töï baûo veä vaø töï söûa chöõa • Trong baøo töông coù nhöõng chaát coù theå trung hoøa caùc goác töï do tröôùc khi chuùng kòp coâng phaù ADN hay caùc baøo quan. • Teá baøo coù khaû naêng nhaän bieát nhöõng bieán ñoåi phaân töû cuûa ADN vaø coù theå söûa chöõa laïi chuùng baèng nhöõng quaù trình ñieàu khieån bôûi enzym. • Cô cheá naøy thöïc hieän vieäc söûa chöõa nhöõng thay ñoåi veà caáu truùc vaø thoâng tin cuûa teá baøo gaây bôûi böùc xaï, ñeå cho teá baøo sau khi bò chieáu bôûi moät lieàu khoâng cao laém, coù theå hoài phuïc trôû laïi. Hieäu quaû hoaït ñoäng cuûa caùc cô cheá baûo veä vaø söûa chöõa phuï thuoäc vaøo giai đoạn cuûa teá baøo trong chu kyø, vaøo löôïng naêng löôïng hieän coù cuûa teá baøo, vaøo nhieät ñoä, vaøo maät ñoä cuûa caùc enzym söûa chöõa cuõng nhö maät ñoä cuûa caùc chaát baûo veä coù maët trong baøo töông. 75
18. Quaù trình söûa chöõa • Moät soá coâng vieäc söûa chöõa coù theå ñöôïc tieán haønh ngay sau khi xuaát hieän caùc toån thöông vaø coù theå keát thuùc trong voøng vaøi phuùt hay vaøi giôø. • Moät soá söûa chöõa caàn coù naêng löôïng aùnh saùng, ñöôïc goïi laø söûa chöõa quang (photorepair). • Caùc loaïi söûa chöõa coøn laïi söû duïng naêng löôïng döï tröõ trong teá baøo vaø khoâng caàn aùnh saùng. • Neáu söï söûa chöõa xaûy ra tröôùc khi nhaân ñoâi ADN vaø tröôùc khi phaân baøo, thì ngöôøi ta goïi laø söï söûa chöõa tröôùc nhaân ñoâi. Neáu toån thöông cuûa ADN xaûy ra ngay tröôùc hay trong khi nhaân ñoâi ADN vaø khoâng kòp söûa chöõa tröôùc phase mitose, thì seõ dieãn ra quaù trình söûa chöõa sau nhaân ñoâi. Söûa chöõa tröôùc nhaân ñoâi hieäu quaû hôn söûa chöõa sau nhaân ñoâi. Neáu quaù trình phaân baøo xaûy ra caøng nhanh, thì thôøi gian ñeå söûa chöõa tröôùc nhaân ñoâi caøng beù, khi ñoù söï söûa chöõa caøng keùm hieäu quaû. Caùc teá baøo coù toác ñoä phaân baøo caøng cao thì caøng nhaïy ñoái vôùi böùc xaï. Teá baøo ung thö coù toác ñoä phaân baøo cao, ngoaøi ra boä maùy söûa chöõa cuõng bò nhöõng sai soùt, do ñoù chuùng nhaïy vôùi böùc xaï hôn teá baøo laønh. 76
19. 4. Quaù trình sinh hoïc Töø möùc teá baøo ñeán möùc moâ – Töø vaøi giôø ñeán nhieàu naêm Söï ñöùt nhaùnh cuûa ADN, neáu khoâng söûa chöõa ñöôïc, söûa chöõa khoâng ñaày ñuû hay söûa chöõa sai coù theå daãn ñeán söï roái loaïn nhieãm saéc theå, coù theå quan saùt ñöôïc baèng kính hieån vi trong giai ñoaïn phaân baøo (mitosis) Söï roái loaïn nhieãm saéc theå (NST) • Neáu toån thöông do böùc xaï gaây neân treân ADN laø ñuû lôùn, thì coù theå quan saùt thaáy nhöõng roái loaïn cuûa nhieãm saéc theå (chromosome aberration), • Roái loaïn NST: nhaân ñoâi (duplication), caét boû (deletion), theâm vaøo moät ñoaïn gen (inversion), chuyeån ñoaïn gen sang nhieãm saéc theå khaùc (translocation). Nhöõng roái loaïn NST raát tieâu bieåu do taùc duïng cuûa böùc xaï laø söï hình thaønh NST hai taâm (dicentric) vaø NST voøng. 77
20. Söï roái loaïn nhieãm saéc theå a) b) c) d) e) f) g) h) i) a) NST bình thöôøng. b) traùi: ñöùt ôû cuoái; phaûi: ñöùt moät khe. c) roái loaïn NST, traùi: maát moät khoaûng ôû giöõa; phaûi maát ôû cuoái. d) hai ñoaïn cuûa nhaùnh naøy bò caét vaø noái sang nhaùnh khaùc. e) NST bò noái thaønh voøng. f) hai nhaùnh bò caét noái thaønh voøng. g) moät caëp NST bình thöôøng. h) Hai NST dính laïi thaønh moät NST hai taâm + hai ñoaïn ñöùt hoãn hôïp. i) Trao ñoåi caùc ñoaïn cuûa hai NST 78
21. Söï roái loaïn nhieãm saéc theå 79
22. Söï roái loaïn nhieãm saéc theå 80
23. Ảnh hưởng lên màng tế bào •Tác dụng lên nhân là có vai trò quan trọng nhất trong sự sống còn của tế bào. •Nếu màng tế bào bị tổn thương do bức xạ, chức năng thẩm thấu của màng có thể bị thay đổi • Độ nhạy bức xạ của các tiểu thể gắn với màng có thể bị thay đổi 81
24. Ảnh hưởng lên màng tế bào Tác dụng của việc chiếu xạ lên toàn bộ và lên một phần của hồng cầu lớn của Amphiuma. (Bushbaum & Zirkle, 1949) Hemolysis: sự tan máu 82
25. Taùc duïng cuûa böùc xaï ôûcaáp teá baøo - Söïcheát cuûa teá baøo ÔÛ caáp teá baøo, ba hieäu öùng chính coù theå quan saùt ñöôïc töø söï chieáu xaï ADN laø söï cheát cuûa teá baøo (cell death), vaø söï ñoät bieán daãn ñeán beänh ung thö aùc tính (malignant disease) hay toån thöông di truyeàn (genetic damage). Söï cheát cuûa teá baøo • Söï cheát cuûa teá baøo coù theå ñöôïc chia laøm hai loaïi: cheát giöõa phase (interphase death) vaø cheát khaû naêng sinh saûn (reproductive cell death). Moät lieàu raát cao (vaøi traêm Gy) coù theå huûy hoaïi moïi hoaït ñoäng cuûa teá baøo vaø laøm teá baøo cheát giöõa pha. Moät lieàu thaáp hôn (vaøi Gy) seõ coù taùc duïng chuû yeáu leân caùc teá baøo coù khaû naêng taêng tröôûng nhanh (caùc teá baøo maàm trong moâ ñang taêng tröôûng hay trong khoái u ung thö), vì böùc xaï laøm chuùng bò maát khaû naêng naøy. Veà hình thaùi hoïc, caùc teá baøo naøy döôøng nhö nguyeân veïn, vaãn coù theå toång hôïp protein vaø ADN vaø coù theå phaân baøo vaøi laàn, nhöng chuùng khoâng coù khaû naêng phaân chia maõi maõi ñöôïc. 83
26. Taùc duïng cuûa böùc xaï ôû caáp teá baøo - Söï ñoät bieán Söï ñoät bieán • Nhöõng thay ñoåi khoâng ñöôïc phuïc hoài cuûa maõ thoâng tin di truyeàn (gen) ñöôïc goïi laø söï ñoät bieán (mutation). Söï ñoät bieán coù theå daãn ñeán phaù huûy hoaït ñoäng cuûa enzym, laøm roái loaïn söï trao ñoåi chaát cuûa teá baøo, laøm teá baøo sinh soâi nhanh vaø khoâng kieåm soaùt ñöôïc (ung thö) • Neáu söï ñoät bieán ñoù chæ xaûy ra ôû teá baøo thaân (somatic cell), thì noù khoâng di truyeàn cho theá heä con chaùu. Neáu ñoät bieán xaûy ra ôû teá baøo sinh duïc (germ cell) thì noù coù theå di truyeàn cho theá heä sau. Söï ñoät bieán coù theå xaûy ra töï phaùt (khoâng bò chieáu xaï). • Löôïng böùc xaï ñeå laøm soá ñoät bieán taêng gaáp ñoâi goïi laø lieàu gaáp ñoâi. Ñoái vôùi cô theå ngöôøi, lieàu gaáp ñoâi trung bình laø 0,6 Gy. Nghóa laø khi nhaän moät lieàu 0,6 Gy, xaùc suaát bò beänh ung thö taêng leân gaáp ñoâi. 84
27. §3. Phaân loaïi caùc taùc duïng cuûa böùc xaï ôû möùc laâm saøng Taùc duïng caù theå (somatic) vaø taùc duïng di truyeàn • Taùc duïng sinh hoïc cuûa böùc xaï: laø töø duøng ñeå chæ chung caùc trieäu chöùng laâm saøng xaùc ñònh, ví duï söï noåi ñoû da, ung thö, söï cheát cuûa teá baøo, caùc toån thöông di truyeàn v.v • Taùc duïng sinh hoïc cuûa böùc xaï coù theå ñöôïc phaân loaïi theo nhieàu caùch: 1. Taùc duïng caù theå (somatic) vaø taùc duïng di truyeàn (genetic) Ñaây laø caùch phaân loaïi theo caù theå chòu taùc duïng: • Taùc duïng caù theå: laø nhöõng taùc duïng chæ xaûy ra trong moät caù theå. • Taùc duïng di truyeàn: nhöõng taùc duïng xaûy ra ôû caùc theá heä sau. Taùc duïng caù theå xaûy ra khi caùc teá baøo caù theå (somatic cells) bò toån thöông. Taùc duïng di truyeàn chæ xaûy ra khi caùc teá baøo sinh duïc (sex cells) bò toån thöông. Caùc teá baøo sinh duïc raát nhaïy böùc xaï. 85
28. §3. Phaân loaïi caùc taùc duïng cuûa böùc xaï ôû möùc laâm saøng Taùc duïng ngaãu nhieân (stochastic) vaø taát nhieân (deterministic) Ñaây laø caùch phaân loaïi theo quan heä giöõa lieàu haáp thuï vaø ñaùp öùng: a. Taùc duïng ngaãu nhieân • Ngaãu nhieân: khi moät caù theå bò chieáu xaï thì caù theå ñoù coù theå bò hoaëc khoâng bò taùc duïng (ví duï ung thö). Nhöng khi xeùt moät soá lôùn caù theå cuøng chòu chieáu xaï nhö nhau, thì seõ coù moät tæ leä nhaát ñònh caù theå chòu taùc duïng. Tæ leä naøy ñöôïc goïi laø xaùc suaát xaûy ra taùc duïng. Duø lieàu haáp thuï thaáp bao nhieâu ñi nöõa, taùc duïng vaãn coù theå xaûy ra (khoâng coù ngöôõng). Xaùc suaát xaûy ra taêng theo lieàu haáp thuï (tæ leä caù theå chòu taùc duïng taêng). Nhöng: möùc ñoä traàm troïng treân moãi caù theå laø khoâng phuï thuoäc lieàu, vaø khi noù xaûy ra, caùc haäu quaû laø nhö nhau. • Ví duï: ung thö 86
29. §3. Phaân loaïi caùc taùc duïng cuûa böùc xaï ôû möùc laâm saøng Taùc duïng ngaãu nhieân (stochastic) vaø taát nhieân (deterministic) b. Taùc duïng taát nhieân (deterministic, coøn goïi laø non- stochastic) • Laø caùc taùc duïng chaéc chaén seõ xaûy ra khi lieàu vöôït quaù moät möùc ngöôõng naøo ñoù. Chæ xaûy ra khi lieàu vöôït quaù möùc ngöôõng. Möùc ñoä traàm troïng caøng taêng khi lieàu caøng lôùn. • Ví duï phaûn öùng cuûa da. Trong bieåu dieãn RDRR, taùc duïng ngaãu nhieân laø loaïi tuyeán tính khoâng coù ngöôõng, coøn taùc duïng taát nhieân laø loaïi S-type. Taát caû caùc taùc duïng di truyeàn ñeàu thuoäc loaïi taùc duïng ngaãu nhieân. 87
30. §3. Phaân loaïi caùc taùc duïng cuûa böùc xaï ôû möùc laâm saøng Taùc duïng sôùm vaø taùc duïng muoän • Ñaây laø caùch phaân loaïi caùc taùc duïng caù theå theo khoaûng thôøi gian töø luùc bò chieáu ñeán khi chuùng xuaát hieän. a. Caùc taùc duïng sôùm (early) hay caáp tính (acute): laø nhöõng taùc duïng xaûy ra haàu nhö ngay sau khi bò chieáu. Taát caû caùc taùc duïng sôùm ñeàu thuoäc loaïi taùc duïng taát nhieân. b. Caùc taùc duïng muoän (late), coøn ñöôïc goïi laø taùc duïng maõn tính (chronic): laø nhöõng taùc duïng chæ coù theå quan saùt sau nhieàu naêm, chuùng coù theå thuoäc loaïi ngaãu nhieân hay taát nhieân. Moät ngöôøi khi bò chieáu xaï coù theå bò nhöõng taùc duïng caáp tính hay khoâng (tuøy theo lieàu), nhöng luoân luoân coù nguy cô bò caùc taùc duïng muoän ngaãu nhieân. 88
31. Toùm taét caùc hieäu öùng cuûa böùc xaï treân cô theå ngöôøi Taùc duïng sôùm Taùc duïng muoän + Hoäi chöùng caáp tính: + Beänh baïch caàu huyeát hoïc + Caùc beänh aùc tính khaùc: ung thö xöông, ung daï daøy vaø ruoät thö phoåi, ung thö tuyeán giaùp, ung thö ngöïc thaàn kinh trung öông + Toån thöông moâ cuïc boä: da, tuyeán sinh duïc, + Toån thöông moâ cuïc boä: maét da + Giaûm tuoåi thoï tuyeán sinh duïc ï+ Toån thöông di truyeàn töù chi Toån thöông teá baøo di truyeàn + Suy giaûm huyeát hoïc Giaûm lieàu gaáp ñoâi + Toån thöông teá baøo di + Hieäu öùng ñoái vôùi baøo thai: truyeàn Cheát tröôùc khi sinh Cheát trong khi sinh Bò beänh baåm sinh Bò u aùc tính luùc coøn treû Chaäm lôùn, chaäm phaùt trieån 89
32. §4. Caùc yeáu toá sinh hoïc aûnh höôûng ñeán taùc duïng sinh hoïc cuûa böùc xaï leân teá baøo •Nhiều yeáu toá coù theå coù aûnh höôûng ñeán taùc duïng sinh hoïc cuûa böùc xaï: Caùc yeáu toá vaät lyù vaø caùc yeáu toá sinh hoïc. • Caùc yeáu toá vaät lyù laø liều hấp thụ, LET, löôïng Oxy, nhieät ñoä (đã nói trên), suaát lieàu và söï phaân lieàu (sẽ học ở dưới). Möùc ñoä taùc duïng sinh hoïc cuûa böùc xaï ñöôïc quyeát ñònh chuû yeáu bôûi lieàu haáp thuï. • Caùc yeáu toá sinh hoïc là: − loại tế bào − mức độ trưởng thành cuûa teá baøo − mức độ hoaït ñoäng cuûa teá baøo → các định luật Bergonie − giai đoạn của tế bào trong chu kỳ tế bào 90
33. Ñoä nhaïy böùc xaï cuûa caùc teá baøo khaùc nhau Caùc ñònh luaät Bergonie & Tribondeau (1906) Caùc teá baøo maàm (stem cell) raát nhaïy ñoái vôùi böùc xaï. Teá baøo caøng tröôûng thaønh caøng ít nhaïy böùc xaï. Tuûy xöông raát nhaïy böùc xaï vaø caàn ñöôïc baûo veä. Caùc teá baøo thaàn kinh ít nhaïy böùc xaï. Caùc moâ vaø cô quan caøng treû thì caøng nhaïy böùc xaï. Treû sô sinh raát nhaïy böùc xaï. Möùc ñoä trao ñoåi chaát caøng cao thì ñoä nhaïy caøng cao. Toác ñoä taêng tröôûng (proliferation rate) cuûa caùc teá baøo vaø toác ñoä phaùt trieån (growth rate) cuûa caùc moâ caøng cao thì caøng nhaïy böùc xaï. Teá baøo ung thö nhaïy böùc xaï hôn teá baøo laønh. 91
34. Söï phuï thuoäc cuûa ñoä nhaïy böùc xaï vaøo chu kyø teá baøo • Chu kyø tieán hoaù cuûa moät teá baøo (coù khaû naêng phaân) chia bao goàm 4 giai ñoaïn: + M (phaân chia teá baøo: mitosis) + G1 (chuaån bò toång hôïp: 1st growth) + S (toång hôïp: synthetic) + G2 (taêng tröôûng: 2nd growth) • Caùc giai ñoaïn G1, S, G2 ñöôïc goïi laø giöõa pha (interphase). Moät soá teá baøo, ví duï caùc nôron thaàn kinh, laø khoâng phaân chia vaø khoâng taêng tröôûng. Nhöõng teá baøo thuoäc cuøng moät loaïi coù ñoä nhaïy böùc xaï khaùc nhau, tuøy thuoäc vaøo chuùng ñang ôû giai ñoaïn naøo. Ñoä nhaïy cuûa teá baøo trong caùc giai ñoaïn: G2 > S > G1 > M 92
35. §5. Quan heä lieàu-ñaùp öùng (radiation dose-response relationship, RDRR) • Möùc ñoä xaûy ra moät taùc duïng sinh hoïc cuï theå laø moät haøm cuûa lieàu haáp thuï. Trong bieåu dieãn toaùn hoïc, quan heä naøy ñöôïc goïi laø quan heä lieàu-ñaùp öùng • Muïc ñích cuûa haàu heát caùc nghieân cöùu sinh hoïc böùc xaï laø thieát laäp caùc quan heä naøy. Ñoù laø moät haøm toaùn hoïc moâ taû quan heä giöõa lieàu böùc xaï vôùi caùc möùc ñoä cuûa caùc taùc duïng quan saùt ñöôïc. • ÖÙùng duïng cuûa RDRR : – ñeå cung caáp cô sôû cho vieäc laäp qui trình ñieàu trò trong xaï trò, – ñeå cung caáp cô sôû cho vieäc phoøng choáng böùc xaï. • Tuøy theo muïc ñích nghieân cöùu, ngöôøi ta thieát laäp nhöõng quan heä cho töøng loaïi taùc duïng cuï theå. • ÔÛ ñaây chuùng ta chæ xem xeùt daùng ñieäu chung cuûa quan heä lieàu-taùc duïng naøy. 93
36. Quan heä lieàu-ñaùp öùng cuûa taùc duïng taát nhieân N 0,5 SD50 lieàu haáp thuï • N laø soá ñôn vò cuûa taùc duïng xaûy ra, ví duï soá teá baøo bò toån thöông. • Khi lieàu ôû döôùi moät möùc ngöôõng S, khoâng coù taùc duïng naøo xaûy ra. • ÔÛ giöõa vuøng S vaø ñieåm uoán, ñaùp öùng taêng nhanh, sau ñoù taêng chaäm vaø ñaït baõo hoøa: daïng chöõ S (neân ñöôïc goïi laø S-type). • Vò trí cuûa S, ñoä doác vaø daïng cuûa ñöôøng cong phuï thuoäc vaøo loaïi teá baøo hay loaïi moâ, pha cuûa teá baøo trong chu kyø luùc bò chieáu, löôïng oxy trong moâ, LET, v.v • Ví duï: lieàu ñeå coù 50% tröôøng hôïp töû vong sau 30 ngaøy bò chieáu toaøn thaân bôûi böùc xaï coù LET thaáp laø D50 ≅ 4,5 Gy. 94
37. Quan heä lieàu-ñaùp öùng cuûa taùc duïng ngaãu nhieân N lieàu haáp thuï Khi lieàu haáp thuï laø thaáp, caùc taùc duïng taát nhieân khoâng xaûy ra. Nhöng khi ñoù vaãn coù theå xaûy ra nhöõng taùc duïng ngaãu nhieân. • Vieäc quan saùt caùc taùc duïng ngaãu nhieân gaây bôûi lieàu thaáp laø raát khoù. Do ñoù ngöôøi ta thöôøng xaùc ñònh caùc taùc duïng naøy öùng vôùi lieàu cao, roài ngoaïi suy cho tröôøng hôïp lieàu nhoû. • Phöông phaùp ngoaïi suy thoâng duïng nhaát laø ngoaïi suy tuyeán tính: ngöôøi ta giaû thieát raèng ôû lieàu thaáp, xaùc suaát xaûy ra taùc duïng ngaãu nhieân laø tæ leä vôùi lieàu haáp thuï, vaø khoâng coù ngöôõng. 95
38. Quan heä giöõa lieàu haáp thuï vaø soá löôïng teá baøo soáng soùt 1. Ñöôøng cong lieàu - soáng soùt • Ñöôøng cong dieãn taû soá löôïng teá baøo coù khaû naêng soáng soùt theo lieàu haáp thuï ñöôïc goïi laø ñöôøng cong lieàu-soáng soùt (dose-survival curve). • Khi lieàu haáp thuï taêng leân, soá löôïng teá baøo coù khaû naêng soáng soùt bò giaûm ñi. Nhöng qui luaät naøy khaùc nhau ñoái vôùi caùc loaïi teá baøo vaø loaïi moâ khaùc nhau. • Ñeå öùng duïng vieäc chieáu xaï moät caùch hieäu quaû, ngöôøi ta caàn bieát roõ qui luaät naøy vôùi töøng loaïi teá baøo. a. Ñöôøng cong lieàu-soáng soùt cuûa vi khuaån • Nhöõng hieåu bieát ñaàu tieân veà ñöôøng cong lieàu-soáng soùt ñoái vôùi böùc xaï ion hoùa coù ñöôïc töø vieäc nghieân cöùu vi khuaån. Khaû naêng soáng soùt cuûa vi khuaån giaûm theo haøm e-x khi lieàu taêng. • Ñöôøng cong lieàu-soáng soùt trong bieåu dieãn treân giaûn ñoà baùn logarit (truïc hoaønh tuyeán tính, truïc tung chia theo logarit) laø moät ñöôøng thaúng vôùi ñoä doác aâm. 96
39. Ñöôøng cong lieàu - soáng soùt cuûa vi khuaån N/No 100% 37% 13,5% 4,9% Do 2Do 3Do lieàu haáp thuï Ñöôøng cong lieàu - soáng soùt cuûa vi khuaån theo lieàu haáp thuï N/No: tæ soá giöõa soá vi khuaån coøn soáng vaø soá vi khuaån ban ñaàu Do : lieàu haáp thuï ñeå laøm soá vi khuaån soáng soùt coøn baèng 1/e = 37%. 97
40. Ñöôøng cong lieàu - soáng soùt cuûa vi khuaån • Qui luaät giaûm theo haøm muõ: Khi taêng lieàu haáp thuï theâm moät löôïng xaùc ñònh, thì moät tæ leä khoâng ñoåi vi khuaån seõ bò cheát. • Lieàu haáp thuï Do caàn thieát ñeå laøm giaûm soá vi khuaån soáng soùt xuoáng coøn 37% ( = 1/e, vôùi e laø haèng soá muõ Euler) laø moät tham soá ñaëc tröng cho ñöôøng cong lieàu-soáng soùt. •Do caøng beù thì ñöôøng thaúng treân hình caøng doác vaø teá baøo caøng nhaïy vôùi böùc xaï. • Neáu ban ñaàu ta coù No vi khuaån laønh, sau khi bò chieáu moät lieàu Do thì soá löôïng vi khuaån seõ giaûm xuoáng coøn N = No /e, hay N/No = 37%. Neáu nhaän 2 ñöôïc moät lieàu 2 Do, thì soá vi khuaån soáng soùt seõ coøn (0,37) = 13,5% cuûa No, . • Noùi chung, vôùi moät lieàu n Do, thì tæ leä vi khuaån soáng soùt seõ laø (N/ No)= 1/en. • Tính chaát giaûm theo haøm muõ (töông töï hieän töôïng phaân raõ phoùng xaï) cho thaáy söï gieát cheát vi khuaån mang tính chaát ngaãu nhieân: khi baén moät chuøm haït vaøo moät taäp theå caùc vi khuaån, ta khoâng theå tieân ñoaùn vi khuaån naøo seõ bò gieát cheát, nhöng coù theå tieân ñoaùn soá löôïng trung bình caùc vi khuaån bò gieát cheát. 98
41. Ñöôøng cong soáng soùt cuûa teá baøo ñoäng vaät coù vuù • Noùi chung ñöôøng cong soáng soùt cuûa ñoäng vaät coù vuù coù moät vuøng “vai” (shoulder region) tröôùc khi giaûm theo haøm muõ. 99
42. Ñöôøng cong soáng soùt cuûa teá baøo ñoäng vaät coù vuù • Ñöôøng cong soáng soùt naøy coù theå ñöôïc ñaëc tröng bôûi 3 tham soá, ñoù laø lieàu ngöôõng Dq, lieàu Do vaø soá ngoaïi suy n. • Lieàu ngöôõng Dq: ñaëc tröng cho ñoä roäng cuûa vuøng “vai”. • Vuøng “vai” theå hieän khaû naêng töï söûa chöõa nhöõng toån thöông döôùi möùc töû vong do böùc xaï lieàu thaáp gaây neân, söï töï söûa chöõa laøm cho tæ leä soáng soùt giaûm chaäm theo lieàu haáp thuï. • Nhöng khi tieáp tuïc taêng lieàu haáp thuï, tæ leä soáng soùt giaûm nhanh vaø sau ñoù tuaân theo qui luaät haøm muõ e-x nhö trong tröôøng hôïp vi khuaån. Nhöõng toån thöông döôùi möùc töû vong coù theå seõ bieán thaønh toån thöông töû vong khi taêng lieàu haáp thuï, nghóa laø coù söï tích luõy caùc toån thöông nheï thaønh toån thöông naëng. •Dq caøng lôùn thì khaû naêng hoài phuïc cuûa teá baøo khi bò chieáu bôûi lieàu thaáp caøng cao. 100
43. Ñöôøng cong soáng soùt cuûa teá baøo ñoäng vaät coù vuù • Trong phaàn giaûm theo haøm muõ (phaàn ñöôøng thaúng trong ñoà thò), khi lieàu haáp thuï taêng theâm moät löôïng khoâng ñoåi thì tæ leä teá baøo soáng soùt seõ giaûm ñi moät löôïng khoâng ñoåi. Ñoä doác cuûa vuøng naøy cuõng ñöôïc ñaëc tröng bôûi Do, gioáng nhö cuûa caùc vi khuaån. • Soá ngoaïi suy n: laø giao ñieåm cuûa ñöôøng keùo daøi cuûa phaàn giaûm theo haøm muõ vaø truïc tung. YÙ nghóa cuûa n coù theå ñöôïc giaûi thích theo lyù thuyeát bia: Theo ñoù soá n ñöôïc hieåu nhö laø soá “bia” (nghóa laø caùc phaân töû coù vai troø trong söï soáng coøn cuûa teá baøo) caàn phaûi bò laøm maát taùc duïng ñeå coù theå laøm cheát teá baøo, hay soá toån thöông maø moät bia duy nhaát phaûi chòu ñöïng ñeå coù theå laøm cheát teá baøo. Ñoái vôùi teá baøo cuûa ngöôøi, n naèm trong khoaûng töø 2 ñeán 10. Daïng chung cuûa ñöôøng cong soáng soùt laø gioáng nhau cho moïi teá baøo. Tuy nhieân, caùc caùc teá baøo laønh cuûa tuûy xöông, da vaø ruoät, cuõng nhö caùc teá baøo cuûa nhieàu moâ ung thö khaùc nhau coù ñoä doác (Do), ñoä roäng cuûa vuøng “vai” (Dq) hay soá ngoaïi suy n khaùc nhau. 101
44. Caùc moâ hình giaûi thích ñöôøng cong soáng soùt • Ñeå giaûi thích caùc ñöôøng cong soáng soùt treân, nhieàu lyù thuyeát khaùc nhau ñaõ ñöôïc ñeà xuaát. • Coù theå phaân loaïi hai nhoùm lyù thuyeát: lyù thuyeát bia (target theory) vaø moâ hình nhieàu thaønh phaàn (moâ hình tuyeán tính-baäc hai) 102
45. Caùc moâ hình giaûi thích ñöôøng cong soáng soùt Lyù thuyeát bia • Ñeå giaûi thích caùc ñöôøng cong soáng soùt treân, nhieàu lyù thuyeát khaùc nhau ñaõ ñöôïc ñeà xuaát. • Coù theå phaân loaïi hai nhoùm lyù thuyeát: lyù thuyeát bia (target theory) vaø moâ hình nhieàu thaønh phaàn (moâ hình tuyeán tính-baäc hai). Lyù thuyeát bia • Teá baøo chöùa nhieàu phaân töû coù chöùc naêng khaùc nhau trong vieäc duy trì söï toàn taïi bình thöôøng cuûa noù. Haàu heát caùc chöùc naêng ñöôïc thöïc hieän bôûi nhieàu phaân töû cuøng loaïi ñoàng thôøi. Caùc toån thöông do böùc xaï gaây treân caùc phaân töû naøy seõ khoâng gaây neân toån thöông ñaùng keå cuûa teá baøo, do nhöõng phaân töû cuøng loaïi khoâng bò toån thöông coù theå tieáp tuïc duy trì hoaït ñoäng cuûa teá baøo. • Moät vaøi phaân töû khaùc coù vai troø ñaëc bieät quan troïng trong vieäc duy trì hoaït ñoäng bình thöôøng cuûa teá baøo. Caùc phaân töû naøy toàn taïi trong teá baøo vôùi soá löôïng khoâng nhieàu, vaø thöïc teá coù theå chæ coù moät phaân töû, nhö tröôøng hôïp ADN. Söï toån thöông böùc xaï gaây neân treân caùc phaân töû naøy coù theå aûnh höôûng nghieâm troïng ñeán teá baøo, vì khoâng coù phaân töû khaùc cuøng loaïi coù theå thay theá vai troø cuûa noù ñeå duy trì hoaït ñoäng bình thöôøng cuûa teá baøo. Phaân töû naøy ñöôïc goïi laø phaân töû bia (target molecule). 103
46. Lyù thuyeát bia • Ñeå teá baøo coù theå cheát do böùc xaï, phaân töû bia phaûi bò laøm teâ lieät hoaït ñoäng. • Söï töông taùc giöõa böùc xaï vaø caùc thaønh phaàn cuûa teá baøo laø ngaãu nhieân, do ñoù söï töông taùc giöõa böùc xaï vaø bia laø ngaãu nhieân. Böùc xaï khoâng ñi tìm bia. Caùc phaân töû bia sôû dó nhaïy böùc xaï laø do vai troø soáng coøn cuûa noù ôû trong teá baøo. • Khi moät bia bò laøm teâ lieät hoaït ñoäng (inactivated) do söï töông taùc (tröïc tieáp hay giaùn tieáp) vôùi böùc xaï, ngöôøi ta noùi raèng ñaõ xaûy ra moät hit (truùng ñích). • Lyù thuyeát bia ñöôïc môû roäng ñeå giaûi thích caùc daïng ñöôøng cong soáng soùt khaùc nhau. • Coù ba loaïi moâ hình cuûa lyù thuyeát, bao goàm: moät bia-moät laàn truùng ñích (single-target, single-hit model), nhieàu bia-moät laàn truùng ñích (multi-target, sigle-hit model) vaø nhieàu bia-nhieàu laàn truùng ñích (multi-target, multi-hit model). 104
47. Moâ hình tuyeán tính-baäc hai • Moâ hình nhieàu thaønh phaàn laø moät söï keát hôïp cuûa caùc moâ hình treân ñoàng thôøi. • Ñaùng chuù yù nhaát laø moâ hình tuyeán tính-baäc hai (linear-quadratic), ñöôïc söû duïng roäng raõi trong nhöõng naêm gaàn ñaây. • Moâ hình naøy döïa treân quan saùt thöïc nghieäm: caùc toån thöông ñöùt nhaùnh ñoâi khoâng hoài phuïc ñöôïc coù theå gaây neân söï cheát cuûa teá baøo. • Caùc toån thöông ñöùt nhaùnh ñoâi coù theå xaûy ra khi coù moät veät böùc xaï LET cao ñi baêng qua (moät bia-moät laàn truùng ñích), hay hai veät böùc xaï coù LET thaáp ñi qua gaàn nhau (moät bia-hai laàn truùng ñích). Khi ñoù tæ leä soáng soùt seõ laø tích cuûa hai tröôøng hôïp naøy • Do xaùc suaát xaûy ra moät hit tæ leä vôùi D, xaùc suaát xaûy ra hai hit tæ leä vôùi D2, neân N(D) 2 2 e−= .D.D α . e − β −= .D.D α e( + β) N o 105
48. Moâ hình tuyeán tính-baäc hai • Do söï phuï baäc moät (tuyeán tính) vaø baäc hai vaøo D cuûa soá muõ, moâ hình naøy ñöôïc goïi laø moâ hình tuyeán tính-baäc hai. • Vaäy ñöôøng cong soáng soùt noùi treân coù theå ñöôïc moâ taû bôûi hai tham soá α vaø β. • Ñaïi löôïng caàn xaùc ñònh veà maët thöïc nghieäm laø tæ soá α/β. Noù xaùc ñònh phaàn ñoùng goùp cuûa moãi cô cheá gaây neân ñöùt nhaùnh ñoâi öùng vôùi moät lieàu haáp thuï xaùc ñònh. • Khi (α/β) lôùn, nghóa laø khi phaàn ñoùng goùp cuûa β laø nhoû, thì ñöôøng cong soáng soùt coù moät phaàn vai heïp, tieáp theo laø moät haøm muõ giaûm. • Vôùi (α/β) nhoû, nghóa laø khi phaàn ñoùng goùp cuûa β laø lôùn, thì ñöôøng cong soáng soùt coù moät phaàn vai roäng vaø sau ñoù laø moät haøm muõ giaûm. 106
49. Moâ hình tuyeán tính-baäc hai 1 α/β beù α/β lôùn Tæ leä soùt soáng 0,1 0,01 0510 15 20 Lieàu haáp thuï (Gy) 107
50. Moâ hình tuyeán tính-baäc hai • Veà maët sinh hoïc böùc xaï, tæ soá α/β cho bieát khaû naêng söûa chöõa cuûa teá baøo ñoái vôùi nhöõng toån thöông beù. Tæ soá naøy beù nghóa laø teá baøo khaû naêng söûa chöõa toát hôn. • Vôùi böùc xaï coù LET thaáp, söï phuï thuoäc baäc hai vaøo D chieám öu theá, vaø vôùi böùc xaï coù LET cao, söï phuï thuoäc baäc moät vaøo D chieám öu theá. Nghóa laø söï söûa chöõa cuûa teá baøo chæ coù hieäu quaû vôùi böùc xaï coù khaû naêng ion hoùa beù. 108
51. Caùc moâ ñaùp öùng sôùm vaø muoän • Veà maët thôøi gian, ñaùp öùng cuûa caùc moâ ñoái vôùi böùc xaï coù theå chia laøm hai loaïi: sôùm (ngaøy, tuaàn) vaø muoän (thaùng, naêm). Caùc moâ ung thö coù toác ñoä ñaùp öùng sôùm ñoái vôùi böùc xaï. • Moät soá loaïi moâ laønh coù ñaùp öùng sôùm vaø moät soá coù ñaùp öùng muoän. Ñoái vôùi caùc moâ laønh, khoaûng thôøi gian töø luùc bò chieáu ñeán khi coù nhöõng bieåu hieän laâm saøng ngaén (sôùm) hay daøi (muoän) laø phuï thuoäc vaøo toác ñoä thay ñoåi cuûa caùc teá baøo tröôûng thaønh trong moâ. Caùc moâ ñaùp öùng sôùm coù tæ soá α/β lôùn (naèm trong khoaûng töø 7 ñeán 20 Gy) vaø caùc moâ ñaùp öùng muoän coù tæ soá α/β beù (trong khoaûng töø 1 ñeán 5 Gy). • Ñieàu naøy ñöôïc giaûi thích laø ñoái vôùi caùc moâ ñaùp öùng chaäm, caùc teá baøo coù thôøi gian ñeå söûa chöõa caùc toån thöông döôùi möùc töû vong toát hôn. 109
52. AÛnh höôûng cuûa moät soá yeáu toá ñeán ñöôøng cong soáng soùt a. AÛnh höôûng cuûa LET Duøng caùc ñöôøng cong soáng soùt teá baøo ñeå xem xeùt moät vaøi ví duï veà aûnh höôûng cuûa moät soá yeáu toá ñeán taùc duïng cuûa böùc xaï. a. AÛnh höôûng cuûa LET ñeán ñöôøng cong soáng soùt • So saùnh ñöôøng cong soáng soùt cuûa caùc böùc xaï coù LET LET thaáp cao vaø thaáp. tia X • Ñeå tæ leä teá baøo soáng soùt laø 10%, khi chieáu baèng neutron, chæ caàn 2 Gy; coøn khi chieáu baèng tia X, caàn 6 Gy. LET cao neutron 2 4 6 8 Gy 110
53. AÛnh höôûng cuûa moät soá yeáu toá ñeán ñöôøng cong soáng soùt b. AÛnh höôûng cuûa Oxy Löôïng Oxy trong teá baøo cuõng aûnh höôûng ñeán xaùc suaát gieát teá baøo. AÛnh höôûng naøy caøng maïnh khi Tia X LET cuûa böùc xaï caøng beù. ngheøo oxy OER = 3,0 Khi chieáu caùc teá baøo baèng tia X, ñeå tæ leä teá baøo soáng soùt laø 10%, khi caùc teá baøo ôû trong ñieàu kieän giaøu Oxy, chæ caàn 2 Gy; coøn khi caùc teá baøo ôû trong ñieàu kieän giaøu Oxy, Tia X caàn moät lieàu haáp thuï 6 Gy ñeå ñaït giaøu oxy ñöôïc muïc ñích. 2 4 6 8 Gy Tæ soá taêng cöôøng Oxy (Oxygen (b) Enhancement Ratio, OER) khi ñoù laø baèng 3. 111
54. AÛnh höôûng cuûa moät soá yeáu toá ñeán ñöôøng cong soáng soùt c. AÛnh höôûng cuûa suaát lieàu vaø söï phaân lieàu • Caùc ñöôøng cong soáng soùt noùi treân öùng vôùi tröôøng hôïp caùc teá baøo ñöôïc chieáu moät laàn duy nhaát, vôùi caùc lieàu haáp thuï khaùc nhau. • Vôùi cuøng moät lieàu haáp thuï, taùc duïng sinh hoïc cuûa böùc xaï coøn phuï thuoäc vaøo phöông thöùc chieáu. • Coù 3 phöông thöùc chieáu ñöôïc aùp duïng trong xaï trò: + chieáu moät laàn duy nhaát trong moät thôøi gian ngaén (suaát lieàu cao); + chieáu moät laàn duy nhaát trong moät thôøi gian daøi (suaát lieàu thaáp) vaø + chieáu nhieàu laàn vôùi caùc phaân lieàu nhoû. • Caùc phöông thöùc chieáu naøy cho caùc ñöôøng cong soáng soùt khaùc nhau. • Lyù do: khaû naêng söûa chöõa cuûa teá baøo ñoái vôùi caùc toån thöông nheï. 112
55. AÛnh höôûng cuûa moät soá yeáu toá ñeán ñöôøng cong soáng soùt c. AÛnh höôûng cuûa suaát lieàu vaø söï phaân lieàu • Ñöôøng cong soáng soùt trong tröôøng hôïp caùc teá baøo ñöôïc chieáu vôùi caùc suaát lieàu khaùc nhau: + 1: suaát lieàu cao, 3 + 2: suaát lieàu trung bình, 2 + 3: suaát lieàu thaáp. 1 Vôùi cuøng moät lieàu toång, neáu suaát lieàu caøng thaáp thì soá teá baøo soáng soùt (a) Lieàu haáp thuï (Gy) caøng cao. 113
56. AÛnh höôûng cuûa moät soá yeáu toá ñeán ñöôøng cong soáng soùt c. AÛnh höôûng cuûa suaát lieàu vaø söï phaân lieàu • Ñöôøng cong soáng soùt khi caùc teá baøo ñöôïc chieáu baèng moät laàn duy nhaát (1+2) vaø baèng ba phaân lieàu (1+3+4) caùch nhau moät khoaûng thôøi gian. 1 Ñöôøng cong (3) laø moät söï laëp laïi cuûa ñöôøng cong (1). 3 Vôùi cuøng moät lieàu toång, tröôøng hôïp chieáu baèng nhieàu phaân lieàu cho tæ soá 2 teá baøo soáng soùt lôùn hôn. 4 Ñoái vôùi caùc moâ ñaùp öùng chaäm, vieäc phaân lieàu laøm giaûm taùc duïng cuûa böùc xaï. Ñoái vôùi caùc moâ ñaùp öùng nhanh, vieäc phaân lieàu ít laøm giaûm taùc duïng cuûa böùc xaï. Trong xaï trò, vieäc phaân lieàu giuùp giaûm taùc duïng leân teá baøo laønh, trong (b) Lieàu haáp thuï (Gy) khi giöõ nguyeân taùc duïng leân teá baøo ung thö. 114