MRRB0411p Radiobiologie - přednáška

Lékařská fakulta
jaro 2022
Rozsah
2/0/0. 3 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Vojtěch Mornstein, CSc. (přednášející)
Mgr. Daniel Vlk, CSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Vojtěch Mornstein, CSc.
Biofyzikální ústav – Teoretická pracoviště – Lékařská fakulta
Dodavatelské pracoviště: Biofyzikální ústav – Teoretická pracoviště – Lékařská fakulta
Předpoklady
Absolvování základního bakalářského kurzu fyziky, elementární znalost chemie a molekulární biologie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Radiobiologie je jedním z teoretických východisek pro léčebné využití ionizujícího záření i pro pochopení rizik, která jsou spojena s diagnostickým využíváním ionizujícího záření. Pochopení radiobiologických principů je tedy klíčové z hlediska úspěšnosti léčby i bezpečnosti pacientů. Ve výuce proto bude odkazováno na výsledky základního výzkumu v této oblasti, avšak bude zdůrazňována jejich praktická aplikace zejména v radioterapii. Hlavními tématy jsou (vedle připomenutí některých základních biologických poznatků) principy radiochemie vody a některých dalších biologicky významných látek, účinky záření na buňky, tkáně a orgány (včetně modelových představ), odpověď na ozáření a její modifikace s důrazem na kyslíkový efekt. Dále je kladen důraz na pozdní účinky záření a radiační karcinogenezi. Přiměřená pozornost musí být věnována i environmentálním problémům a biologickým účinkům neionizujícího záření.
Výstupy z učení
Po absolvování předmětu bude student schopen - využívat radiobiologické poznatky pro optimalizaci radioterapeutických postupů. - posoudit rizika, která jsou spojena s diagnostickým využíváním ionizujícího záření. Student dále porozumí - klíčovým výsledkům základního výzkumu v oblasti radiobiologie i jejich praktickým dopadům - principům radiochemie vody a některých dalších biologicky významných látek - účinkům ionizujícího záření na různých úrovních organizace živé hmoty (akutním i pozdním) - environmentálním problémům zahrnujícím ionizující záření - a v potřebné míře i biologickým účinkům neionizujícího záření.
Osnova
  • 1. Rekapitulace buněčné a molekulární biologie.
  • 2. Rekapitulace interakcí ionizujícího záření s hmotou a vybraných problémů dozimetrie.
  • 3. Radiochemie: Radiochemie vody, vyjádření výtěžku reakce, lapače radikálů, Frickeův dosimetr, přímý a nepřímý účinek, poškození a reparace DNA, věrnost reparace.
  • 4. Teorie a modely buněčného přežití: křivky přežití, single hit, multi-target, molekulární model, lineárně-kvadratický (LQ) model, poznámky k vyspělejším modelům.
  • 5. Radiosensitivita a radioresistence: Modifikace odpovědi na ozáření – teplota, kyslíkový efekt, thioly, aromatické nitrosloučeniny.
  • 6. Radiobiologie normálních tkání: Stochastické a deterministické účinky, akutní a pozdní účinky. Buněčná smrt, poškození buněčné populace zářením, modely přežití buněk, testovací modely normálních tkání in vivo, rozdělení tkání podle druhu odpovědi (F, H, F-H a nádorová). Akutní odpověď na ozáření u savců.
  • 7. Radiobiologie nádorových tkání: teorie růstu nádorové populace, modely přežití buněk.
  • 8. Pozdní účinky na normální tkáně: Účinky na jednotlivé orgány, účinky frakcionovaného a dlouhodobého ozařování, fraktionace v radioterapii.
  • 9. Radiační karcinogeneze.
  • 10. Přirozené a umělé zdroje záření. Radionuklidy v medicíně a životním prostředí.
  • 11. Bezpečnost pacientů: Ochrana pacientů před ionizujícím zářením a kvalita zdravotní péče: Kvalita rentgenového zobrazení a jeho diagnostická přesnost. Neionizující záření a elektromagnetická pole v radiologických souvislostech.
Literatura
    doporučená literatura
  • Přednášky uložené na stránce: http://www.med.muni.cz/biofyz/radiologieBC.htm
  • Radiobiology for the radiologist, Hall E.j., Giaccia A. J., Lippincott Williams Wilkins, 7th edition, 2011
  • KUDRYASHOV, Yurii Borisovich. Radiation biophysics (ionizing radiations). Edited by Mikhail F. Lomanov. New York: Nova Science Publishers, 2008, xxxv, 327. ISBN 9781600212802. info
Výukové metody
přednáška
Metody hodnocení
ústní zkouška
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2021, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.