Lecture slides on Radiation Biology

1. RADIATION BIOLOGY
Pawitra Masa-ah

2. Radiation Biology
เป็นการศึกษาถึงผลของรังสีต่อสิ่งมีชีวิต ซึ่งเป็นพื้นฐานของการรักษาผู้ป่วย
โดยการใช้รังสี โดยในที่นี้จะเน้นถึงผลของรังสี ionizing radiation ซึ่ง
แบ่งเป็น 2 พวกใหญ่ๆคือ
 Particulate Radiations รังสีที่เป็นอนุภาค เช่นรังสีอัลฟ่า รังสีเบต้า
นิวตรอน โปรตอน และอนุภาคที่มีประจุหนักอื่นๆ (heavy charged
ions)
 Electromagnetic Radiations รังสีที่ มีคุณสมบัติแบบคลื่น
แม่เหล็กไฟฟ้า เช่น รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา

3. The time-scale of effects in radiation biology
เมื่อรังสีผ่านเข้าไปในระบบของสิ่งมีชีวิตจะทาให้เกิดกระบวนการหลาย
อย่างตามมา ซึ่งสามารถแยกกระบวนการเหล่านี้ออกเป็นหมวดหมู่ได้ตาม
เวลาดังนี้
Physical Phase
Chemical Phase
Biological Phase

4. Action Pathway of Radiation on DNA

5. Direct and Indirect Action of Radiation
ผลของรังสีที่สาคัญทางชีววิทยาเกิดขึ้นที่ DNA ซึ่งถือว่าเป็น critical target
ของเซลล์
“Direct Effect” : การที่รังสีไปทาให้อะตอมของ target เกิดการ
แตกตัวหรือไปกระตุ้นอะตอมเหล่า นั้น โดยตรง ซึ่งจะส่งผลทาง
ชีววิทยาตามมา
 Indirect Effect” : กระทาผ่านอะตอมหรือโมเลกุลอื่นแล้วจึงมีผล
ต่อ target เนื่องจากน้าเป็นส่วนประกอบที่สาคัญของเซลล์ ซึ่งมี
อยู่สูงถึงประมาณ 80% โอกาสที่โมเลกุลของน้าจะแตกตัวโดยรังสี
จึงมีอยู่มาก

7. Effect on normal Tissues
เนื้อเยื่อปกติแต่ละชนิดจะตอบสนองต่อรังสีไม่ เท่ากัน เนื้อเยื่อบางชนิด
อาจทนปริมาณรังสีได้สูงเป็น 100 เท่าของเนื้อเยื่อชนิดที่ไวต่อรังสีมาก ซึ่ง
สามารถจาแนกการตอบสนองต่อรังสีได้ดังนี้
 Acute response
เนื้อเยื่อชนิดที่มีการตอบสนองต่อรังสีเร็ว จะสังเกตุเห็นผลของรังสีได้ในเวลา
สั้น ๆ เป็นชม. หรือเป็นวันได้แก่ เนื้อเยื่อกลุ่ม gastrointestinal mucosa,
bone marrow, skin และ esophageal mucosa

8. Effect on normal Tissues
 Subacute response
ผลของรังสีจะสังเกตุเห็นได้ในเวลาช้าลงคือใช้เวลาเป็นอาทิตย์หรือเป็นเดือน
เนื้อเยื่อนั้นอาจจะจัดอยู่ในกลุ่มที่ การ turnover ยาวกว่าเช่น lung, liver,
kidney, heart, spinal cord, brain
 Late response
จะพบในเซลล์ที่มีการแบ่งตัวน้อยและมีอัตรา loss ของเซลล์ต่าเช่น
เซลล์ประสาท blood vessels bone(osteoclasts and chondroblast)

9. Deterministic Effect
ผลของรังสีต่อระบบร่างกาย เมื่อได้รังสีแบบเฉียบพลันแบบทั่วร่างกาย สามารถแยก
ตามความรุนแรงจากน้อยไปหามาก ดังนี้
ปริมาณรังสีที่ได้รับ ส่งผลต่อ อาการ
• 300-800 cGy ระบบเลือด  เซลล์ไขกระดูกจะถูกทาลาย สร้างเซลล์ใหม่ไม่ได้ ทาให้เซลล์
(hematopoietic or bone marrow เลือดทุกชนิดในร่างกายลดจานวนลงผู้ป่วย
syndrome)  เสียชีวิตภายใน 3 สัปดาห์ สาเหตุใหญ่เนื่องมาจากการติดเชื้อ
• เกิน 1000 cGy ระบบทางเดินอาหาร  เซลล์ของผนังบุลาไส้จะเสียหายและหลุดลอก
(gastrointestinal syndrome)  ผู้ป่วยจะมีอาการคลื่นไส้อาเจียนอย่างรุนแรง และท้องร่วง
 เสียชีวิตภายในเวลา 9 วัน
• เกิน 10000 cGy ระบบประสาทส่วนกลาง  หมดสติ
(cerebrovascular syndrome)  ระบบเลือดและระบบทางเดินอาหารจะเสียหายอย่างรุนแรง
 เสียชีวิตภายในเวลา 30-50 ชม

10. Late effect
ผลระยะยาวหลังจากรับรังสีซึ่งแบ่งได้เป็น
 Somatic effects
ได้แก่การทาให้เกิดมะเร็ง และการทาให้อายุสั้นลง
 Genetic effects
รังสีทาให้เกิดการผ่าเหล่า (mutation) ซึ่งไม่ได้ต่างไปจาก
mutation ที่เกิดขึ้นเองในธรรมชาติ แต่ mutation frequency
ขึ้นอยู่กับปริมาณรังสีที่ได้รับ

11. Thyroid :
Hair :
Brain :
Heart :
Blood System :
Digestive System :
Skin :
Reproductive system :
Bone marrow :

12. Thank You
อ.ปวิตรา หมะสะอะ