Εργαστήριο Υγειοφυσικής & Περιβαλλοντικής Υγείας Γ. Παντελιάς, PhD
Υγειοφυσική είναι η Επιστήμη που συνδυάζει γνώσεις Ακτινοφυσικής και Ραδιοβιολογίας με στόχο την ασφαλή χρήση των ιοντιζουσών ακτινοβολιών και την προστασία της υγείας από τις δυσμενείς επιπτώσεις, όπως Λευχαιμία, καρκινογένεση, γενετικές αλλοιώσεις κ.α. Υγειοφυσικός είναι ο Φυσικός με αποστολή την επίλυση προβλημάτων που προκύπτουν στις διάφορες εφαρμογές των ιοντιζουσών ακτινοβολιών και αφορούν την υγεία του πληθυσμού.
Η ομάδα του εργαστηρίου Υγειοφυσικής και Περιβαλλοντικής Υγείας του ΙΠΤ-Α
Υπάρχουν πολλές εξειδικεύσεις στον τομέα της Υγειοφυσικής: Ακτινοπροστασία και εκτίμηση υπερεκθέσεων στις ιοντίζουσες ακτινοβολίες με βιολογικές μεθόδους (Βιοδοσιμετρία) Ραδιοβιολογία και μελέτη σε μοριακό και κυτταρογενετικό (χρωμοσωματικό) επίπεδο των μηχανισμών δράσης των ακτινοβολιών και των επιπτώσεων στην υγεία με έμφαση σε προλευχαιμικά και λευχαιμικά νοσήματα Operational radiation protection External dosimetry Radioactive contamination Radioactive waste management Internal dosimetry Radiological emergency response Nuclear instrumentation and measurements Radiological engineering (shielding, holdup, etc) Particle accelerator physics Environmental assessment
Εξάρτηση των επιπτώσεων στην υγεία από τα χαρακτηριστικά της έκθεσης Certainty (100%) Likelihood of health effects Stochastic Deterministic biological epidemiological clinical 0.005%/mSv for cancer 0.0005%/mSv for hereditable >10 3 msv Doses
ΑΚΤΙΝΟΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ και ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ
Physics and chemistry Biology Physiology? Epidemio- logy Time 10-15 10 s. 10-9 s. 10-3 s. 10 2 m. 100 years 15 s. Έκθεση Εκδήλωση επιπτώσεων Η χρονική διάρκεια διαδοχής των φαινομένων αλληλεπί- δρασης ακτινοβολίας με ζώσα ύλη περιορίζει τη γνώση
Συντελεστές Επικινδυνότητας Probability of stochastic effects, p Risk factors Cancer 0.005% per msv Hereditary 0.0005% per msv 90 Background incidence In this zone the relationship is irrelevant background annual dose risk factor increment of D average 2.4 msv typical 10 msv high 100 msv increment of p Dose, D
Όρια δόσεων Πυρηνική ενέργεια Νοσοκομεία Μεταλλεύματα Αρχές Ακτινοπροστασίας: Αιτιολόγηση Βελτιστοποίηση Όρια Δόσεων Κατάλοιπα Μεταφορά Βιομηχανία
Το σύστημα των ορίων δόσεων είναι αρκετά πολύπλοκο! Είναι εντούτοις ασφαλές;
3 διακριτά συστήματα ορίων δόσεων για εργαζόμενους για το κοινό για ασθενείς
ΟΡΙΑ ΔΟΣΕΩΝ Eργαζόμενοι Ολόσωμη δόση 20 msv / έτος (100 msv σε 5 έτη) Πληθυσμός 1 msv/έτος Φακός ματιού 150 msv/ έτος 15 msv/ έτος Δέρμα 500 msv/έτος 50 msv/ έτος Χέρια & πόδια 500 msv/έτος -
Περιορισμός δόσεων για την την ακτινοπροστασία ασθενών στην ακτινοδιαγνωστική Ακτινοσκόπηση 100 Δόσεις σε msv ΥΨΗΛΗ ΟΡΙΑΚΑ ΥΨΗΛΗ Ακτινογραφία σπονδυλικής στήλης ~ 10 ΜΕΣΗ Ακτινογραφία θώρακος ~ 1 ΧΑΜΗΛΗ
ΕΝΕΡΓΟΣ ΔΟΣΗ (Ε) Το άθροισμα των ισοδύναμων δόσεων (HT) στους διάφορους ιστούς και όργανα (T) καθεμιάς πολλαπλασιασμένης με τον κατάλληλο συντελεστή στάθμισης ιστού (WT). w T. E wt. HT wr. D, T T R w R - συντελεστής στάθμισης ακτινοβολίας w T - συντελεστής στάθμισης ιστού Η μονάδα ισοδύναμης δόσης είναι το Sievert. 1 Sv = 1 J/kg -1 = 100 rem T R
Παράγοντες Βαρύτητας ακτινοβολίας (WR) Είδος και φάσμα ενεργειών Φωτόνια, οποιασδήποτε ενέργειας 1 Ηλεκτρόνια και μυόνια, οποιασδήποτε ενέργειας 1 Νετρόνια, ενέργεια <10 kev 5 W R 10 kev έως 100 kev 10 >100 kev έως 2 MeV 20 >2 MeV έως 20 MeV 10 >20 MeV 5 Πρωτόνια, εκτός πρωτ. ανάκρουσης, Ενερ.. >2 MeV 5 Σωματίδια α, θραύσματα σχάσης, βαρείς πυρήνες 20
Παράγοντες Βαρύτητας Ιστού Ιστός ή Όργανο (W τ ) W T Μυελός Οστών 0.12 Μαστός 0.12 Παχύ έντερο 0.12 Πνεύμων 0.12 Στόμαχος 0.12 Ουροδόχος κύστη 0.05 Οισοφάγος 0.05 Γονάδες 0.05 Ήπαρ 0.05 Θυρεοειδής 0.05 Επιφάνεια Οστού 0.01 Εγκέφαλος 0.01 Νεφροί 0.01 Σιελογόνοι Αδένες 0.01 Δέρμα 0.01 Υπόλοιπο Σώματος 0.10 Άθροισμα 1.0
ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΑΚΤΙΝΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ: Αιτιολόγηση Βελτιστοποίηση Όρια Δόσεων Πιθανότητα Συνολικής Βλάβης (Detriment): 5% ανά 1 Sv σε όλη τη διάρκεια ζωής 1 α/γ θώρακα F : 0,05 msv 1 CT θώρακα : 9 msv 20 msv ανά έτος Αν 1000 άτομα δέχονται 20 msv κάθε χρόνο για 50 χρόνια υπάρχει πιθανότητα 50 θάνατοι να ωφείλονται στην έκθεση. Δηλαδή 1 θάνατος ανά έτος ανά 1000 άτομα (Ετήσια πιθανότητα Ρ = 1 / 1,000)
Υπάρχει γενετική προδιάθεση στην ευαισθησία στις ιοντίζουσες ακτινοβολίες
Παράπλευρες επιπτώσεις (Bystander effects) Η ικανότητα ακτινοβολημένων κυττάρων να επάγουν ακτινικές βλάβες σε γειτονικά κύτταρα τα οποία όμως δεν ήταν στόχος της ακτινοβόλησης
No change No change DNA No change mutation WRONG! No change DNA mutation radiation hits a cell nucleus! No change DNA No change mutation WRONG! No change No change
Abscopal effects Απόκριση ακόμη είναι και πολύ ιστού σε στην περιπτώσεις απομακρυσμένοι οι ακτινοβοληθείσα περιοχή ακτινοβολία, ιστών από που την
Επιπτώσεις στο μυελό των οστών Ακτινοβόληση ήπατος
Προσαρμοστική απόκριση Μετάλλαξη Μεταλλάξεις + Μεταλλάξεις
Προσαρμοστική απόκριση Δόση προσαρμογής απόκριση Δόση πρόκλησης βλάβης απόκριση Δόση προσαρμογής + Δόση πρόκλησης βλάβης απόκριση
Γονιδιωματική αστάθεια Αυξημένος ρυθμός αλλαγών στο γονιδίωμα διαχρονικά
Mutation repaired No effects WRONG! Mutation in the future! Cell death Deterministic Effects Cell survives with stable mutation WRONG! Stochastic Effects New Mutations in the future!
Πεθαίνουν τα κύτταρα με απόπτωση μετά από έκθεση σε χαμηλές δόσεις; Εάν σε χαμηλές δόσεις επάγεται απόπτωση κυττάρων ελαχιστοποιείται η πιθανότητα καρκινογένεσης και επομένως hormesis;
Υπάρχει συνέργεια μετά από ταυτόχρονη έκθεση σε ακτινοβολία και χημικά;
contamination could be spread over a city or its metro + = and terror created!!
Προκαλείται Λευχαιμία από έκθεση σε χαμηλές δόσεις ακτινοβολίας; Για τη διερεύνηση του ερωτήματος απαιτείται διεπιστημονική έρευνα: Radiation physics Radiobiology Biodosimetry Radioecology Cancer research Leukemia research Genetics Biomedical research
Επιστημονικό Προσωπικό Ερευνητές Γαβριήλ Παντελιάς, Ph.D., Φυσικός Κωνσταντίνα Σαμπάνη, Ph.D., Βιολόγος Γεωργία Τερζούδη, Ph.D., Φυσικός Καλλιόπη Μανωλά, Ph.D., Βιολόγος - Ερευνητικό πεδίο Υγειοφυσική - Ραδιοβιολογία Βιολογία - Κυτταρογενετική Ακτινοπροστασία - Ραδιοβιολογία Βιολογία - Κυτταρογενετική Επί συμβάσει Ερευνητές Χρύσα Σταυροπούλου, Ph.D., Βιοχημικός Βασιλική Χατζή, Ph.D., Γενετιστής Katarzyna Barszczewska, M.Sc., Βιολόγος Βιοχημεία Κυτταρική Βιολογία Γενετική Περιβαλλοντική Υγεία Κυτταρογενετική - Ραδιοβιολογία Υποψήφιοι διδάκτορες Βασίλειος Γεωργακάκος, M.Sc., Γενετιστής Μαρία Καρακώστα, B. Sc., Βιολόγος Σοφία Ζαχάκη, M.Sc., Βιοεπιστήμων Ιωάννα Καραχρήστου M.Sc., Ακτινοφυσικός Βασίλειος Πολίτης Μ.D., Ιατρός Μοριακή Κυτταρογενετική Μοριακή Κυτταρογενετική Μοριακή Γενετική Ραδιοβιολογία Περιβαλλοντική Υγεία
Θάλαμος Κυτταροκαλλιεργειών (Cell culture room)
Μικροσκοπική ανάλυση (Microscopic analysis)
Αίθουσα Μικροσκοπίας
Ανάλυση καρυοτύπου (Karyotypic analysis)
Πολυχρωματικός in situ υβριδισμός (Multiple-color fluorescence in situ hybridization)
Ακτινοβολητής Κοβαλτίου
Η ΧΡΩΜΟΣΩΜΑΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΚΑΡΚΙΝΟΓΕΝΕΣΗΣ
Μη ακτινοβολημένο κύτταρο στη μετάφαση
Φυσιολογικός καρυότυπος άρρενος
Δικεντρικά χρωμοσώματα μετά από έκθεση σε ακτινοβολία
Θραύσματα χρωματίδης
FISH Φθορίζων in situ υβριδισμός (Χρωμοσώματα #1, 4, 8)
FISH Φθορίζων in situ υβριδισμός (Χρωμοσώματα #1, 4, 8)
Μη ακτινοβολημένο Λεμφοκύτταρο μετά από σύντηξη με μιτωτικό κύτταρο Χάμστερ
Ακτινοβολημένο Λεμφοκύτταρο μετά από σύντηξη με μιτωτικό κύτταρο Χάμστερ
Πρόωρη Χρωμοσωματική Συμπύκνωση με χρήση Καλικουλίνης A
Συμμετοχή σε Ερευνητικά Ανταγωνιστικά Προγράμματα (A) EEC, Radiation Protection Programs BI6-E-206-GR, A new analysis of radiation induced cytogenetic damage in human lymphocytes using the PCC technique and its implications for biological dosimetry and the understanding of cell-cycle radiosensitivity fluctuations BI7*-0039-C, Radiation induced chromosomal aberrations in G0 and G2 normal and tumor human cells: Use of PCC for biological dosimetry and the study of inter-individual G2 radiosensitivity fluctuations FI3P-CT92-0028, Radiation-induced processes in mammalian cells: principles of response modification and involvement in carcinogenesis FI3P-CT92-0017, Studies on radiation induced chromosome aberrations: Basic and applied aspects EEC, Agreement on International Collaboration on the Consequences s of the Chernobyl Accident, Experimental Collaboration Project 6 (ECP6), Biological Dosimetry COSU-CT92-0022, Biological Dosimetry including cytogenetics COSU-CT93-0044, Biological Dosimetry for the persons irradiated by the Chernobyl accident COSU-CT94-0082, Biological Dosimetry
Συμμετοχή σε Ερευνητικά Ανταγωνιστικά Προγράμματα (B) EEC, Nuclear Fission Safety Research and Training Program FI4P-CT95-0011, Radiation fields, dosimetry, biokinetics, and biophysical models for cancer induction by ionising radiation Project 4, Dose reconstruction. FI4P-CT96-0043, Evolution of genetic damage in relation to cell-cycle control: A molecular analysis of mechanisms relevant for low dose effects FIS5-1999-00079, Induction, repair and biological consequences of DNA damages caused by radiations of various qualities FIGH-CT-2002-00218, The role of intercellular communication and DNA double strand breaks in the induction of bystander effects EU, Biomedicine and Health Research and Technological Development t Program: BMH4-CT96-0638 The development of predictive tests of normal tissue response to radiation therapy ΓΓΕΤ, ΑΚΜΩΝ, ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΚΤΙΝΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΕΚΕΦΕ Δ : ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗ ΠΑΡΟΧΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ ΚΥΤΤΑΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΛΕΥΧΑΙΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΛΕΥΧΑΙΜΙΚΩΝ ΝΟΣΗΜΑΤΩΝ, 2006-2008 ΠΕΝΕΔ, «Ανάπτυξη μεθόδων εκτίμησης κινδύνου καρκινογένεσης λόγω γενετικής προδιάθεσης, ή υπερέκθεσης σε ιοντίζουσες ακτινοβολίες» Ελληνικό Ινστιτούτο Υγιεινής & Ασφάλειας της Εργασίας ΕΛ.ΙΝ ΙΝ.Υ.Α.Ε, Υπουργείο Υγείας, Κεντρικό Συμβούλιο Υγείας, Επιτροπή Ογκολογίας Ανάπτυξη νέων μεθόδων βιολογικής παρακολούθησης των εργαζομένων με έκθεση σε καρκινογόνους παράγοντες μηχανισμοί ανάπτυξης επαγγελματικών καρκίνων Καρυοτυπική ανάλυση μεσοφασικών κυττάρων εφαρμόζοντας πολυχρωματικό φθορίζοντα in situ υβριδισμό (multicolor FISH) σε πρόωρα συμπυκνωμένα χρωμοσώματα (PCC): Μια νέα μεθοδολογία για την κυτταρογενετική μελέτη προλευχαιμικών και λευχαιμικών νοσημάτων
Βραβείο Ανηρτημένης Εργασίας: 9th Congress of the European Federation of Neurological Societies. 17-20 September, 2005, Athens Glutathione S transferase T1 and M1 gene polymorphisms in Greek patients with multiple sclerosis. Korakaki D, Stavropoulou C, Rigana H, Sotirli H, Giannoulis G, Georgakakos VN, Sambani C, Karageorgiou C.E.