1 Radiobiologie Benoît DENIZOT Biophysique médicale Médecine Nucléaire CHU Angers...
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 2
Rappels de radioactivitéRappels de radioactivité
CE
nfissionfusion
Papier
Plexi
Plomb
H2OPlastiques
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 3
Rappels sur l’adsorption des rayonnementsRappels sur l’adsorption des rayonnements
Ionisation– e-– cation +
Excitation - Desexcitation– X, UV, Visible– si n
Matérialisation Lumière si Cerenkov + X freinage Activation par neutrons
X,
X,,p,e+,e-
n
e-
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 4
Absorption et énergie du rayonnement électromagnétique Absorption et énergie du rayonnement électromagnétique
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 5
Effets ElémentairesEffets Elémentaires
Ionisation # 34 eV / ion
1° ou 2° à Excitation (X)# 10-14sec10-8 / GyTEL +++
Excitation
X
,e,n,p...
H2O * -> H° + OH°
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 6
Energie d’un électron et densité d’ionisationEnergie d’un électron et densité d’ionisation
1 MeV
50 keV
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 7
Radiolyse de l’eauRadiolyse de l’eau
Fréquent (55 M/l)Rapide qq nsec
Radical Hydroxyle Electron solvaté
Recombinaisons– TEL élevé
– TEL faible
H2O -> H2O+ + e-
H2O+ -> H+ + OH°
e- + H2O -> H2O-
H2O- <=> OH- + H°
H° + OH° -> H2OH° + H° -> H2
OH°+OH° -> H2O2
H° + O2 -> HO2°
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 8
Radiochimie organiqueRadiochimie organique
Indirecte : rad. libres organiques – Peroxydations
Chaine + O2
– Sulfures
Directe : ADN
RH + OH° -> R° + H2OR° + O2 -> RO2°RO2° + R’H -> ROOH + R’°
2 RSH + 2 HO° -> RS-SR + 2 H2O
2 RSH + 2 HO2° ->RS-SR + 2 H2O2
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 9
Lésions protéiquesLésions protéiques
Rupture chaine Peroxydation ++ Pont SS ++
DénaturationSS
SS
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 10
Lésions lipidiquesLésions lipidiques
Peroxydationsur double liaison
Rupture
Pb Transition Gel - liquide cristallin
Solubilisation
OO
LCGelK+
Na+
OH
COOH
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 11
Effets cellulairesEffets cellulaires
Peroxydation lipidique– Oedème– Fuite K+, Na+, Ca+,...– Enzymes memb.
Dénaturation protéique– Contractilité Muscles lisses et striés
Transports intra-cell.
– Enzymes GlycolyseSynthèse protéique
– Structures Résistance mécaniqueTransparence
LCGelK+
Na+
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 12
Membrane mitochondrialeMembrane mitochondriale
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 13
ADN: Lésions primairesADN: Lésions primaires
Hydratation de la cytosineDimérisation de la thymidine
Rupture de brins Simple Double
Changement de base Perte d ’une base Lésion d ’un sucre
Pontage intracaténaire intercaténaire avec protéines
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 14
ADNADN
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 15
TEL et irradiation nucléaireTEL et irradiation nucléaire
1 Gy dans noyau# 20 000 ionisations
– 1000 part TEL faible
– 4 part
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 16
Radiobiologie Cellulaire Radiobiologie Cellulaire
Mort immédiate
Mort différée Retard de mitose
Anomaliesviables- K
- descendance
Effets stochastiquestardifs (> 80 mSv)
Effets déterministesobligatoires > 500 mSv
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 17
Courbes de survie cellulairesCourbes de survie cellulaires
n cibles N = N0 (1-(1-e-D/D0)n)
Une cibleN = N0 e-D/D0
Ln(N/N0) 1
0,37
DD0
Ln(N/N0) n
0,37
D
D0
11
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 18
Effets radio-induits en fonction du débit de doseEffets radio-induits en fonction du débit de dose
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Benoit Denizot Biophysique CHU Angers 19
Radiobiologie tissulaireRadiobiologie tissulaire
Taux d’oxygénation
Réactions– restitution– inflammation– atrophie– fibrose– ....
Multiplication
– rapide Moëlle osseuse Intestin grêle Peau - Poil
– lent Cristallin SNC