نشانه بیولوژیکی تابش های کریستالی ناشی از اشعه

تابش یونیزاسیون یک خطر زیست محیطی فراگیر و پزشکی است.هنگامی که سلول های زنده در معرض قرار می گیرند، انرژی انباشته شده می تواند ستون فقرات ظریف - فسفاتی DNA را بشکند، اگر این استراحت ها به درستی اصلاح نشوند، آنها تحت میکروسکوپ به عنوان بازسازی ساختاری از محرک های تابش ژنتیکی و جلوگیری از تابش DNA قابل مشاهده می شوند: 1 این یک بررسی دقیق تر از آسیب رساندن به طور مستقیم از عوامل تابش DNA است.

Aberration های Chromosomal چیست؟

انحرافات کروموزومی در ساختار طبیعی یا تعداد کروموزوم ها تغییر می کند. تشعشع در درجه اول باعث ایجاد یک عایق ساختاری می شود که می تواند به دو نوع اصلی طبقه بندی شود:

  • عایق های غیر قابل تنظیم: کروموزوم های دی محور، قطعات محور و حلقه ها کشنده به سلول زیرا آنها جلوگیری از جدایی مناسب در طول میتوکندری.
  • عایق های قابل انکار: جابجایی های شتاب دهنده، انحرافات و حذف های کوچک می تواند به سلول های دختر منتقل شود و ممکن است برای سال ها ادامه یابد، کمک به بی ثباتی ژنومی طولانی مدت.

الگوی خاصی از aberrations بستگی به دوز تابش، کیفیت (به عنوان مثال، پرتوهای گاما در مقابل ذرات آلفا) و مرحله چرخه سلولی در معرض است.به عنوان مثال، تابش با کیفیت بالا ( ذرات آلفا، نوترون) تولید آسیب پیچیده تر، خوشه ای تر از کم ( پرتوهای ایکس، پرتوهای گاما).

مکانیسم های آسیب DNA ناشی از اشعه

آسیب پذیری اشعه از طریق دو مسیر اصلی به DNA آسیب می زند:

Directization

فوتون ها یا ذرات با انرژی بالا به طور مستقیم اتم ها را در DNA اوکس یون می کنند، پیوندهای هماهنگ را تجزیه می کنند، این باعث می شود که شکاف های تک رشته ای (SSBs) و دو رشته (DSBs) خطرناک ترین باشند، زیرا هر دو رشته قالب شدید هستند - هیچ رشته مکمل و برای هدایت تعمیر دقیق وجود ندارد.

آسیب مستقیم از طریق گونه های اکسیژن فعال

تشعشع همچنین مولکول های آب را در محیط سلولی یونیزه می کند، تولید رادیکال های هیدروکسیید بسیار واکنشی (OH)، سوپروکسید (O2 -)، و پراکسید هیدروژن (H2O2)، این گونه ها مسافت های کوتاه و پایگاه های DNA را پخش می کنند و ستون فقرات، باعث تغییرات پایه، SSBs و ضایعات خوشه ای می شوند.

تخریب و تحریک

سلول ها تلاش می کنند تا DSB ها را با استفاده از دو مسیر اصلی تعمیر کنند: عدم ادغام پایان غیر سمی (NHEJ) و بازسازی یکپارچه مجدد یکپارچه (HR) NHEJ در طول چرخه سلول فعال است اما اگر دو SB به هم نزدیک باشند، NJ ممکن است به اشتباه به انتهای اشتباه بپیوندد، ایجاد کروموزوم های دی محور، و یا حذف دقیق تر باشد، اما هنوز هم می تواند به عنوان یک الگوی HRGchroma استفاده کند.

عواقب بیولوژیکی در سطح سلولی

مرگ و آپوپتووز

انحرافات غیر قابل انکار (دالکس های متمرکز، قطعات محور) معمولا منجر به فاجعه میتوسک می شوند.سلول تحت تاثیر آپوپتوز یا نcrosis قرار می گیرد، حذف سلول های آسیب دیده مفید است در جلوگیری از گسترش جهش ها اما می تواند آسیب بافت را ایجاد کند اگر بسیاری از سلول ها بمیرند، به ویژه در اندام های حساس رادیویی مانند استخوان مغز و ⁇ وم روده.

ویژگی های Genomic Asbility

انحرافات پایدار که از ایست بازرسی چرخه سلول فرار می کنند می توانند منتقل شوند.در طول تقسیمات بعدی، ژنوم دوباره به طور فزاینده ای ناپایدار می شود - پدیده ای به نام (FLT:0) بی ثباتی ژنومی ناشی از اشعه .اف.انبرات جدید، تقویت ژن و یک نوووئیدی به خودی، مدت طولانی پس از قرار گرفتن در معرض این بی ثباتی کلیدی، یک راننده کلیدی از آن، به تأخیر می افتد.

اثرات مشاهده کننده

همه سلول ها نباید به طور مستقیم مورد اصابت قرار گیرند. سلول های نامنظم می توانند سیگنال ها را از طریق اتصال های شکاف ارسال کنند یا عوامل محلول را آزاد کنند (به عنوان مثال، سیتوکین ها، گونه های نیتروژن واکنشی) که باعث آسیب DNA در همسایه، سلول های غیر قابل توسعه می شوند – پدیده ای که به عنوان اثر (FLT:0bystander) شناخته می شود. این باعث پیچیده شدن خطر تابش و کاهش می شود.

اختلالات برای سلامت انسان و بیماری

توسعه سرطان

قوی ترین شواهد پیوند ترکیبات کروموزومی ناشی از اشعه به سرطان انسان از مطالعات سیتو ژنتیک از تومورها می آید. بسیاری از سرطان ها با جابجایی های خاص که فعال بر رویcogenes یا سرکوب کننده های تومور فعال می شوند، مشخص می شوند.

  • نیملووئید منکلوئید (CML): کروموزوم فیلادلفیا یک اتصال متقابل است (9؛ 22 (q34؛q11) که باعث ایجاد BCR-ABL1 در cogene می شود، این مشخصه CML است و می تواند با قرار گرفتن در معرض تابش القا شود.
  • لوسمی حاد میکلوئید (AML): نقل مکان هایی که شامل ژن MLL در کروموزوم 11q23 هستند پس از درمان با مهار کننده های Boisomerase II (یک عامل پرتوی) یا پس از قرار گرفتن در معرض اشعه یونیزه شایع است.
  • ] تومورهای سوئیفت: از دست دادن هموازی در تومور سرکوب کننده تومور (به عنوان مثال، TP53، RB1) اغلب شامل حذف های ناشی از اشعه است.در سرطان های تیروئید پس از حادثه چرنوبیل، RET / PTC مجدد در فرکانس بالا مشاهده شد.

مطالعات اپیدمیولوژیک بازماندگان بمب اتمی، کارگران هسته ای و بیماران دریافت رادیوتراپی به طور مداوم نشان می دهد یک پاسخ دوز خطی برای اکثر سرطان های جامد و لوسمی، با شیب در دوزهای بالاتر شیب دار، تابش کروموزومی مشاهده شده در لنفاوی خون محیطی به عنوان یک [F:0biomarker از قرار گرفتن در معرض تابش تابش گذشته] خدمت می کند.[۱]

اختلالات ژنتیکی در Offبهار

قرار گرفتن در معرض اشعه سلول های میکروب (پرم یا تخم مرغ) می تواند باعث ایجاد ناهنجاری های کروموزومی قابل استفاده شود که باعث بیماری های ژنتیکی در نسل بعدی می شود، در حالی که خطر در دوزهای معمولی محیطی نسبتا کم است، مطالعات حیوانی و داده های بازماندگان بمب اتمی نشان دهنده افزایش است:

  • سندرم داون (trisomy 21): حوادث غیر عفونی ممکن است با آسیب ناشی از تابش به چرخش meiotic یا با تنظیم مجدد کروموزومی که پیش از آن به اشتباه القا می شود، ایجاد شود.
  • سندرم Cri-du-cha: حذف بازوی کوتاه کروموزوم 5 (5p) تابش یونیزاسیون می تواند این حذف را به طور مستقیم ایجاد کند.
  • کروموزوم های جنسی نوترووئیدها: XXY، XYY و سندرم ترنر با قرار گرفتن در معرض تابش در سلول های میکروب ارثی مرتبط هستند.

علاوه بر انتقال ناهنجاری های ساختاری، تابش نیز می تواند باعث ایجاد اختلال های اثر گذاری (FLT:0) شود اگر منطقه آسیب دیده شامل ژن های تزریقی (به عنوان مثال، Prader-ویلی، سندرم فرشته) باشد، این ها زمانی رخ می دهد که حذف یا اختلال بی نظیر والدین بر روی همه فعال تاثیر می گذارد.

اثرات غیر سرطانی سلامت

فراتر از سرطان و اختلالات ژنتیکی، کم خونی کروموزومی به موارد زیر کمک می کند:

  • [[۱] [۱۰] پیری زودرس: [[۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] اتهام از آسیب های ژنومی سرعت بخشیدن به تنیدگی سلولی را افزایش می دهد.
  • بیماری قلبی عروقی: در آتش، سلول های بی روح و با تابش های ناشی از اشعه ممکن است آترواسکلروز را ترویج دهند.
  • نورون ها با DSB های بدون وقفه می توانند تحت تاثیر یک آپوپتوز قرار گیرند، که منجر به کاهش شناختی پس از قرار گرفتن در معرض بالا می شود (به عنوان مثال، رادیوتراپی برای تومورهای مغز).

اقدامات حفاظتی و ضد اقدامات

درک مکانیسم های تشکیل یکberration به ما اجازه می دهد استراتژی های محافظت بهتر را طراحی کنیم.

دانلود بازی فیزیکی Shield and Dose Limitation

موثرترین محافظت از وقوع آسیب است. اصل ALARA (به عنوان کمترین حد قابل دستیابی) در تمام امکانات پرتو اعمال می شود.سپر با سرب، بتن یا آب باعث کاهش شار فوتون ها و نوترون ها می شود.

محافظت کنندگان رادیو و مییگاتور

عوامل شیمیایی می توانند رادیکال های آزاد را مسدود کنند یا ترمیم DNA را قبل یا بعد از قرار گرفتن در معرض افزایش دهند.

  • یک فرش که تبدیل به یک scavenger رادیکال فعال در بافت های طبیعی (که برای استفاده در طول رادیوتراپی تایید شده است).
  • آنتی اکسیدان ها: ویتامین C، ویتامین E و N-acetylcysteine آسیب غیرمستقیم را کاهش می دهد.
  • عوامل رشد: عامل مولد کلونی مستعمره (G-CSF) می تواند بهبود مغز استخوان پس از قرار گرفتن در معرض حاد سرعت بخشد.

عدم تقارن بیولوژیکی

Scoring کروموزوم های دی محور در لنفاوی خون محیطی استاندارد طلایی برای برآورد دوز جذب شده پس از یک نوردهی ناشناخته (به عنوان مثال، تصادف رادیواکتیو) است. دارای یک حد تشخیص حدود 0.1 Gy است و می تواند کل بدن را از قرار گرفتن در معرض بدن متمایز کند.

استانداردهای نظارتی

نهادهای بین المللی مانند کمیسیون بین المللی حفاظت از رادیولوژی (ICRP) و شورای ملی حفاظت از تشعشع و اندازه گیری (NCRP) محدودیت دوز را بر اساس خطر اثرات تصادفی (سرطان، اثرات قابل توجه) مشتق شده از داده های اپیدمیولوژیک و سیتو ژنتیک تنظیم می کنند. حد شغلی به طور متوسط 20 mSv / سال است که بیش از 5 سال است؛ محدودیت عمومی 1 / 6 سال است.

مسیر های تحقیقاتی فعلی

تحقیقات همچنان به بهبود درک ما از ترکیبات کروموزومی ناشی از اشعه ادامه می دهد:

  • مدل سازی مکانیکی: مدل های محاسباتی در حال حاضر شبیه سازی DSB را به خودی خود و پیش بینی بازده کاهش دوز و نرخ دوز پایین.
  • تغییرات اپی ژنتیک: تابش می تواند متیلاسیون DNA و تغییرات سنگ را تغییر دهد، تاثیر بر ساختار کرومتین و حساسیت جهش.
  • حساسیت های رادیواکتیو فردی: پلی مورفیسم ژنتیکی در ژن های تعمیر DNA (به عنوان مثال، خودپرداز، BRCA1، XRCC1) بر فرکانس و خطر سرطان تأثیر می گذارد.
  • پرتوهای فضایی: پرتوهای کیهانی کهکشانی ( پروتون های بالا و یون های سنگین) در تولید یک ابربرف پیچیده بسیار موثر هستند. درک این موارد برای سلامت فضانوردان در طول ماموریت های طولانی مدت به مریخ حیاتی است.

نتیجه گیری

انحلال کروموزومی ناشی از اشعه یک نقطه پایانی بیولوژیکی اساسی است که فیزیک پل، ترمیم DNA و بیماری را ایجاد می کند.آنها هر دو علت رنج انسانی هستند - سرطان، اختلالات ژنتیکی، آسیب بافت - و یک ابزار ارزشمند برای عدم تقارن، ارزیابی خطر و زیست شناسی بنیادی است.

برای خواندن بیشتر: