تعریف و زمینه های مورد مطالعه در علم رادیوبیولوژی
تعریف و زمینه های مورد مطالعه در علم رادیوبیولوژی
تعریف و زمینه های مورد مطالعه در علم رادیوبیولوژی
فرمت: Word تعداد صفحات: 200
همانطوری که از نام این علم پیداست، این علم از ترکیب دو علم فیزیک تشعشع و بیولوژی تشکیل می شود. علم فیزیک تشعشع در ارتباط با جذب انرژی در فضا صحبت می کند ، و علم بیولوژی مطالعه ارگان ها و سیستم های زنده است. علم رادیوبیولوژی در ارتباط با نحوه عمل پرتوها با موجودات زنده و تأثیرات پرتوهای یونیزان بر روی آنها بحث می کند. شکل زیر روش و نحوه عمل در تحقیقات رادیوبیولوژی را به صورت گرافیکی نشان می دهد:
در سمت چپ منبع اشعه مورد استفاده از قبیل پرتوهای α ,β ,γ ,x، نوترون ها، پروتون ها و غیره نشان داده شده است. در قسمت وسط یک سیستم بیولوژیک قرار دارد که می تواند بطور مثال یک ارگانیسم پیچیده، یک حیوان، یک باکتری، یک ویروس و یا یک گیاه باشد. در طرف دیگر، سمت راست شکل، نحوه مشاهده تأثیرات بیولوژیک را توسط یک رادیوبیولوژیست نشان می دهد که بطور مثال روش ماکروسکوپی، روش میکروسکوپی، مولکولی و زیراتمی را می توان نام برد. نکته دیگر «زمان» مشاهده تغییرات بیولوژیک است. بطور عمده تأثیرات بیولوژیک ایجاد شده و زمان مشاهده آن به سیستم بیولوژیک، منبع اشعه، نحوه توزیع دز (آهنگ دز) و کل زمانی که سیستم بیولوژیک اشعه را دریافت می کند، بستگی خواهد داشت. دوره زمانی که بعد از آن تغییرات بیولوژیکی قابل مشاهده است را «Latent period» یا «Latency» می نامند.
برخی زمینه های مورد بحث در رادیوبیولوژی
لیست زیر برخی زمینه های مورد بحث در علم رادیوبیولوژی را نشان می دهد :
- بیولوژی سلولی و واکنش سلول در برابر اشعه (Cellular Response)
- کنیتیک سلولی در سلول های نرمال و غیر نرمال (Cell Kinetics in Tumours and Normal tissues)
- تأثیر تشعشع بر روی DNA و کروموزوم ها (Radiation effects on DNA and Chromosomes)
- منحنی های دز و پاسخ های بیولوژیکی (Dose- response Relationships)
- مدل های مرگ سلولی (Models of Radiation Cell Killing)
- تأثیرات تشعشع برتمام بدن (Whole-body radiation effects)
- تأثیرات تشعشع برروی جنین و رحم (Radiation effects to the embryo)
- تأثیرات زودرس و دیررس (Early and Late effects)
- اثر اکسیژن (Oxygen effect)
- تأثیر آهنگ دز (Dose-rate effect)
- رادیوتراپی با پرتوهای غیر از x و Particle beams in Radiotherapy) γ)
- ترکیب بین رادیوتراپی و شیمی درمانی (Combination of Radiotherapy and Chemotherapy)
- هایپرترمیا (Hyperthermia)
- تالرانس مجدد بافت های نرمال (Re-treatment tolerance of normal tissues)
- رادیوتراپی انفرادی (Individualization of Radiotherapy)
تاریخچه (History)
در سال 1895 ویلهلم کنراد رونتگن (Wilhelm Conrad Roentgen) اشعه x را کشف کرد. در سال 1896 بکرل (Becquerel) متوجه شد که از مواد معدنی مثل اورانیوم تشعشاتی خارج می شوند که بعداً این مواد به نام رادیواکتیو معروف شدند. در سال 1898 پی یر و ماری کوری (Pierre and Marie Curie) عنصر رادیواکتیو رادیوم را کشف کردند.
اما بکرل اولین شخصی بود که متوجه شد پرتوهای یونیزان دارای تأثیرات بیولوژیکی خاصی هستند. او دو هفته بعد از حمل یک تیوب رادیوم در جیب خودش، متوجه تأثیرات پوستی مثل سرخ شدن و تحریک پوست شد که اصــطلاحاً به آن «اریتما» (Erythema) می گویند.
گستره و کاربرد رادیوبیولوژی در علوم مختلف
تمامی موجودات روی کره زمین تحت تابش پرتوهای طبیعی و مصنوعی متفاوتی از جمله پرتوهای کیهانی قرار دارند که شدت آنها با توجه به موقعیت جغرافیایی متغیر است. به طور مثال در کشور ایالات متحده دز میانگین پرتوهای طبیعی و مصنوعی عبارتند از: تابش های طبیعی شامل گاز رادون (55 درصد) تابش های زمینی که عناصر و دیگر رادیونوکلئیدهای که در زمین و مواد ساختمانی حاصل می شود، وجود دارد؛ (8 درصد) تابش های کیهانی که در بالای اتمسفر تـولید می شود (8 درصد) و تابش از مواد رادیواکتیو داخلی بدن عمدتاً از (11 درصد) می باشند. تابش های مصنوعی شامل پرتوهای اشعه ایکس (11 درصد)، پرتوهای پزشکی هسته ای (4 درصد)، پرتوهای حاصل از محصولات مصرفی (3 درصد)، می باشد. تابش های فوق الذکر روی هم رفته به طور میانگین یک در 623 میلی سیورت را ایجاد می کنند. لذا با توجه به اینکه تمامی افراد بشر تحت این تابش ها قرار دارند موضوع علم رادیوبیولوژی نه تنها برای کسانی که به طور حرفه ای با پرتوهای یونیزان کار می کنند ضروری است بلکه برای تمامی افراد بشر می تواند مفید باشد.
پرتوهای یونیزان در بخش های مختلف پزشکی مثل رادیولوژی، پزشکی هسته ای، رادیوتراپی، رادیوگرافی دندانپزشکی و صنعت مثل رادیو گرافی صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. وزارتخانه های دفاع به دلیل تسهیلات هسته ای نیز علاقمند به آشنایی این علم و حضور رادیوبیولوژیست ها برای تحقیق در موارد حفاظتی پرتوهای هسته ای می باشند. در کشاورزی و پزشکی نیز برای تابش مواد غذایی از پرتوهای یونیزان استفاده می شود تا زمان نگهداری مواد غذایی طولانی تر شود و یا اینکه مواد غذایی را استریل نمود. پرسنل فنی و خدماتی هواپیمایی که ارتفاع آنها از سطح زمین زیاد می باشد (مثل کنکورد، بوئینگ 747 و …) تحت تابش پرتوهای کیهانی بیشتر از حد معمول قرار می گیرند، لذا این کارکنان نیز می تواند پرتوکار محسوب شود.
رادیوبیولوژیست معمولاً با پرتوهای با دز کم (low level ) مثل پزشکی هسته ای و رادیوبیولوژی و یا پرتوهای با دز بالا (high level) مثل رادیو تراپی مواجه هستند.
اهمیت رادیوبیولوژی در رادیوتراپی
مطالعات نظری و تجربی رادیوبیولوژی زیادی در سطوح مختلف اعم از موضوعات عمومی و کلی و تخصصی در جهت گسترش و ارتقاء در رادیوتراپی انجام گرفته و می گیرد لذا رادیوتراپیست ها و رزیدنت ها علاقه بیشتری در فراگیری این علم دارند و علم رادیولوژی ضمن شناخت مفاهیم اصلی، مکانیسم ها و فرآیندهایی که در تاثیر پرتوهای یونیزان بر روی بافت های نرمال و غیرنرمال نقش دارند کمک می کند تا پدیده های مورد مشاهده را نیز توضیح دهد. به عنوان مثال می توان از پدیده های کمبود اکسیژن، اکسیژن گیری تومورها در بین دزه ای اشعه، تکثیر سلول های غیر نرمال در حین درمان و مکانیسم ترمیم مولکول DNA نام برد. رادیوبیولوژی در جهت استراتژی درمان و پیشنهاد روش های درمانی جدید مثلا استفاده از پرتوها با LET بالا، رادیوتراپی شتاب دار و … نیز قدم های مهمی را در بر داشته است. هم چنین مطالعات زیادی در جهت تخمین تاثیرات بیولوژیکی مثل محاسبه دوز بیولوژیکی موثر (Bioogcal Effective Dose ,BED) در مدل خطی – توانی برداشته شده است. با استفاده از این مدل می توان هرگونه تغییر در برنامه درمانی را پیش بینی و ادامه درمان را بر اساس پروتکل اصلی انجام داد. استفاده از شیمی در مانی قبل، به همراه و یا بعد از رادیوتراپی نیز مورد علاقه و مطالعه رادیوبیوژیست ها و رادیوتراپیست ها می باشد.
نهایتاً محققین به دنبال پیش بینی بهترین روش درمانی برای هر فرد در رادیوتراپی هستند، زیرا افراد از یک طرف دارای حساسیت پرتوئی متفاوتی هستند و از طرف دیگر پاسخ هر نوع تومور و بافت نرمال نسبت به اشعه متفاوت می باشد، لذا رادیلوژیست ها به دنبال انجام یک سری تست های پیش گویی کننده (Predictive assay) قبل از شروع درمان هستند تا بتواند بهترین نوع درمان را برای هر فرد تعیین نمایند که آنرا رادیوتراپی انفرادی (individual radiotherapy) می نامند.
ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.
ورود یا ثبـــت نــــام + فعال کردن اکانت VIP
مزایای اشتراک ویژه : دسترسی به آرشیو هزاران مقالات تخصصی، درخواست مقالات فارسی و انگلیسی، مشاوره رایگان، تخفیف ویژه محصولات سایت و ...
حتما بخوانید:
⇐ آشنایی و کاربرد رادیوایزوتوپ ها و دستگاه ها در پزشکی هسته ای
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.