Επίδραση Ιοντιζουσών Ακτινοβολιών σε Νουκλεϊνικά Οξέα (DNA, RNA) Είναι τα πιο ευπαθή στην ιοντίζουσα ακτινοβολία βιομόρια.

Επίδραση Ιοντιζουσών Ακτινοβολιών σε Νουκλεϊνικά Οξέα (DNA, RNA) Είναι τα πιο ευπαθή στην ιοντίζουσα ακτινοβολία βιομόρια.

Επίδραση Ιοντιζουσών Ακτινοβολιών σε Νουκλεϊνικά Οξέα Οι σημαντικότερες μεταβολές που μπορεί να προκαλέσει η ακτινοβολία σε DNA, RNA είναι: Χημικές μεταβολές 1) Απλή θραύση (σπάσιμο του ενός κλώνου συνήθως στο φωσφοροδιεστερικό δεσμό) με δυνατότητα «διόρθωσης» 2) Διπλή θραύση (σπάσιμο και των δύο κλώνων οπότε αν η απόσταση ανάμεσα στις δύο θραύσεις είναι μικρή επέρχεται ρήξη της διπλής έλικας και παρατηρείται σπασμένο χρωμόσωμα κατά τη μίτωση Φυσικές μεταβολές Μεταβολή ιξώδους (το ιξώδες άθικτων μορίων DNA, μεγαλύτερο εκείνου των σπασμένων) Οι βάσεις πυριμιδίνης (ουρακίλη, θυμίνη, Δομή διπλής έλικας του DNA κυτοσίνη) είναι 100 φορές πιο ευαίσθητες από τις πουρίνες (αδενίνη, γουανίνη)

Επίδραση Ιοντιζουσών Ακτινοβολιών σε Νουκλεϊνικά Οξέα Τόσο η άμεση όσο και η έμμεση επίδραση μπορούν να προκαλέσουν τις ίδιες βλάβες: Πίνακας 1. Χημικές βλάβες DNA Τύπος βλάβης Αριθμός/Gy Θραύση ενός κλώνου (Single strand break, SSB) 500-1000 Θραύση δύο κλώνων (Double strand break, DSB) 50 Καταστροφή βάσης 1000-2000 Καταστροφή σακχάρου 800-1600 Θραύση ενός κλώνου Θραύση δυο κλώνων Θραύση κύριας αλυσίδας Εγκάρσια διασύνδεση Καταστροφή βάσεων Σημειακή αλλοίωση Εγκάρσια διασύνδεση DNA- DNA Εγκάρσια διασύνδεση DNAπρωτεΐνης 30 150

Mοιράστηκαν το Νόμπελ Χημείας 2015 για τις εργασίες τους σχετικά τον ρόλο των ενζύμων στην αποκατάσταση βλαβών του DNA και την εφαρμογή των αποτελεσμάτων των ερευνών αυτών στην ανάπτυξη θεραπειών για τον καρκίνο. Επίδραση Ιοντιζουσών Ακτινοβολιών σε Νουκλεϊνικά Οξέα Φαίνεται ότι αν οι βλάβες δεν είναι και στους δύο κλώνους DNA ταυτόχρονα λειτουργούν «διορθωτικοί μηχανισμοί», όπου με βοήθεια κατάλληλων ενζύμων επιδιορθώνουν τις βλάβες Thomas Lindahl Paul Modrich Aziz Sancar

Επιδιόρθωση ακτινοβολημένου DNA Βλάβες DNA που προκαλούνται από UV-ακτινοβολία ή από καρκινογόνες ουσίες (όπως αυτές που υπάρχουν στον καπνό τσιγάρων) διορθώνονται με αποκοπή νουκλεοτιδίων π.χ. UV ακτινοβολία 1 2 Μπορεί να προκληθεί λανθασμένη σύνδεση δυο θυμινών To ένζυμο ενδονουκλεάση βρίσκει τη βλάβη και το εξωνουκλεάση κόβει το κομμάτι του αλλοιωμένου κλώνου, απομακρύνοντας 12 νουκλεοτίδια Το ένζυμο DNA-πολυμεράση συνθέτει νέο τμήμα 3 κλώνου και συμπληρώνει το κενό 4 Το ένζυμο και DNAλιγάση συνδέει τα δύο τμήματα (παλιό με νέο)

Επιδιόρθωση ακτινοβολημένου DNA Όταν αλλοιώνεται μια βάση στο DNA η επιδιόρθωση γίνεται με αποκοπή βάσης π.χ. Κυτοσίνη χάνει μια αμινομάδα και μετατρέπεται σε ουρακίλη. Η ουρακίλη δεν μπορεί να σχηματίσει ζεύγος με την γουανίνη Το ένζυμο γλυκοσιδάση ανακαλύπτει τη βλάβη και αποκόπτει την ουρακίλη To ένζυμο εξωνουκλεάση απομακρύνει το υπόλοιπο νουκλεοτίδιο Το ένζυμο DNAπολυμεράση συνθέτει νέο τμήμα κλώνου και το DNA-λιγάση συνδέει τα δύο τμήματα

Επίδραση Ιοντιζουσών Ακτινοβολιώn σε Νουκλεϊνικά Οξέα Πιθανές θέσεις προσβολής DNA από φωτόνια, όπου με βοήθεια κατάλληλων ενζύμων λειτουργούν «διορθωτικοί μηχανισμοί» και επιδιορθώνουν τις βλάβες Π.χ. Με το έ νζυμο DNA-λιγάση επιδιορθώνεται η θραύση σακχάρου-φωσφορικής ομάδας Με το ένζυμο DNA-πολυμεράση αναπληρώνεται η απώλεια βάσης χρησιμοποιώντας σαν πρότυπο τον άλλο κλώνο Ενώ αν συμβεί αλλοίωση βάσης, η περιοχή αναγνωρίζεται από ενδονουκλεάση, με εξωνουκλεάση απομακρύνεται η αλλοιωμένη βάση, συντίθεται νέο τμήμα κλώνου με DNA-πολυμεράση και συνδέεται με DNA-λιγάση με τον παλιό

Επίδραση Ιοντιζουσών Ακτινοβολιών σε Χρωμοσώματα Το DNA είναι το σημαντικότερο συστατικό που μπορεί να πληγεί αφού μεταφέρει το γενετικό κώδικα Εκτός από τα λεμφοκύτταρα, τα ωοκύτταρα και τα ορώδη κύτταρα της παρωτίδας τα οποία καταστρέφονται κατά τη μεσόφαση, όλα τα άλλα είδη των κυττάρων των θηλαστικών υφίστανται αυτό που ονομάζεται «μιτωτικός θάνατος». Τα κύτταρα δεν πεθαίνουν αμέσως αλλά μόλις επιχειρήσουν την επόμενη ή τις λίγες επόμενες μιτώσεις. Κατά σύμβαση δε το κριτήριο ακεραιότητας κυττάρου είναι να δώσει 50 νέα κύτταρα, δηλ. να ολοκληρώσει 5-6 μιτώσεις (2 5 =32, 2 6 =64). Διότι αν και η σύνθεση του RNA επηρεάζεται από βλάβες DNA, υπάρχει RNA που συνεχίζει για λίγο κυτταρικές λειτουργίες.

Μεταλλάξεις - Χρωμοσωμικές Βλάβες Τα χρωμοσώματα λόγω της προσβολής του DNA από την ακτινοβολία υπάρχει πιθανότητα να υποστούν τις εξής μεταβολές: 1. Γονιδιακές ή σημειακές (εστιακές) μεταλλάξεις, (point mutations), του γενετικού κώδικα, που επιφέρουν κυτταρικό θάνατο ή μεταβιβάζονται στους απογόνους 2. Ποσοτικές μεταβολές του DNA των κυττάρων και δημιουργία πολυπλοειδικών γιγαντοκυττάρων 3. Χρωμοσωμικές μορφολογικές μεταβολές, ορατές κατά τη μίτωση του κυττάρου και όπου προκαλούνται θραύσεις σε διάφορα τμήματα των χρωμοσωμάτων και τα άκρα των κομματιών προσκολλώνται σε άλλα κομμάτια και όχι σε ακέραια. Μετά μπορεί να συμβούν τα εξής: α) Δεν γίνεται επανένωση και εξαλείφεται τμήμα χρωμοσώματος και φυσικά του γενετικού κώδικα, β) Τα τμήματα που αποκόπηκαν ξαναενώνονται αποκαθιστώντας τη βλάβη και, γ) Τα τμήματα των χρωμοσωμάτων ενώνονται «περίεργα» και προκύπτουν «χρωμοσώματα» με παράδοξη μορφολογία!

Μεταλλάξεις - Χρωμοσωμικές Βλάβες Μια σημειακή μετάλλαξη μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα την απαλοιφή (μετάλλαξη εξαλείψεως) μιας βάσης η οποία δημιουργεί στη συνέχεια ένα «ανώμαλο» γονίδιο. Έτσι μια γενετική μετάλλαξη περνά σε ένα από τα θυγατρικά κύτταρα Μορφολογικές μεταβολές Α. Κανονικό χρωμόσωμα Β. Εξάλειψη τελικού τμήματος C. Δικεντρικό χρωμόσωμα D. Σχηματισμός Δακτυλίου

Χρωμοσωμικές Βλάβες Οι χρωμοσωμικές αυτές αλλοιώσεις είναι βλάβες επιφέρουσες συνήθως άμεσα κυτταρικό θάνατο, (ασταθείς), ενώ ελάσσονες μη αναγνωρίσιμες τέτοιες αλλοιώσεις, (σταθερές), μεταβιβάζονται! Βαθμονόμηση βλαβών και σχεδιασμός καμπυλών αριθμού άτυπων δικεντρικών χρωμοσωμάτων ανά κύτταρο για διάφορα είδη ακτινοβολίας και ρυθμού δόσης, σε συνάρτηση με τη δόση για χρήση βιολογικής δοσιμέτρησης σε πυρηνικά ατυχήματα

Η ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΥ (Target Theory) Είναι φανερό ότι κατά την ακτινοβόληση ακόμη και με μικρής ποσότητας ενέργεια και αραιούς ιοντισμούς παράγονται σοβαρά βιολογικά αποτελέσματα, μέχρι και θάνατος των οργανισμών Για την εξήγηση αυτού του «ραδιοβιολογικού παράδοξου» επινοήθηκε η θεωρία του στόχου που βασίζεται σε δύο υποθέσεις: α) Η ακτινοβολία δρα με «ασυνεχή» εναπόθεση ενέργειας στο μέσον (σαν σφαίρες πολυβόλου με διακριτά πλήγματα-ιοντισμούς), β) Το κύτταρο διαθέτει κάποια δομικά στοιχεία (θέσεις στόχοι) με πολύ μεγαλύτερη ευαισθησία στα «πλήγματα» της ακτινοβολίας Θεωρείται ότι υπάρχουν ν ευαίσθητες θέσεις-στόχοι μέσα στο κύτταρο που πρέπει όλες να καταστραφούν για να θανατωθεί το κύτταρο, ενώ αν καταστραφούν ν-1 θέσεις το κύτταρο επιβιώνει και επιδιορθώνει τις βλάβες Οι ιοντισμοί από ακτίνες-χ και -γ κατανέμονται τυχαία << από θέσεις-στόχους. Έτσι πιθανότητα να πληγεί ένας στόχος (μόριο) είναι ανεξάρτητη από προηγούμενα «πλήγματα» και αυξανομένης δόσης καταστρέφεται σταθερό ποσοστό στόχων (εκθετικού τύπου συνάρτηση). Περιγραφή φαινομένου από κατανομή Poisson.

Η ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΣΤΟΧΟΥ (Target Theory) Μόριο στόχος Καμιά επίδραση Σύμφωνα με τη θεωρία του στόχου κυτταρικός θάνατος συμβαίνει μόνο αν το μόριο-στόχος απενεργοποιηθεί. Το μόριο-στόχος του κυττάρου είναι το DNA που βρίσκεται στον πυρήνα του κυττάρου Κυτταρόπλασμα Πυρήνας Μικρή ΓΜΕ Άμεση δράση Κυτταρικός θάνατος Παρουσία Ο 2 ενισχύεται η έμμεση δράση της ακτινοβολίας και η περιοχή δράσης αυτής μεγαλώνει όταν η ακτινοβολία έχει μικρή ΓΜΕ. Ενώ για ακτινοβολίες μεγάλης ΓΜΕ η περιοχή δράσης δεν αλλάζει επειδή και κατά την άμεση δράση έχει ήδη γίνει μεγάλη ζημιά Παρουσία Ο 2 Παρουσία Ο 2 Μόριο στόχος Μικρή ΓΜΕ Έμμεση δράση Μεγάλη ΓΜΕ Άμεση δράση Μεγάλη ΓΜΕ Έμμεση δράση

Καμπύλες Επιβίωσης Η δράση των ακτινοβολιών πάνω σε δεδομένη βιολογική λειτουργία μελετάται από τον καθορισμό του ποσοστού των επιζώντων (π.ε.) της λειτουργίας σαν συνάρτηση της λαμβανόμενης δόσης. Έτσι, σχεδιάστηκε σύστημα αξόνων, (1956, Puck & Marcus), χ δόση, ψ log(π.ε.) Έστω ότι μετά από ακτινοβόληση Ν ο στόχων με δόση D «επιβιώνουν» Ν στόχοι Με περαιτέρω ακτινοβόληση με δόση dd αδρανοποιείται ποσοστό dn/n, οπότε ισχύει: dν Ν 1 Ν Ν dν 1 D D dd ή dd ή Dο Ν Ν ο Ν D D 0 o lnν lnν ο D D o ή ln Ν Ν D ή D/Do ο D o Ν Ν ο e ή log Ν D Νο 2,303D o ή logν logν ο 1 2,303 D D o

Καμπύλες Επιβίωσης Αν τα προς μελέτη δείγματα εκτεθούν σε δόση D = D o τότε από την εξίσωση D/D o παίρνουμε: Ν Ν ο e Ν 1 Ν ή Ν 0,37 Ν ο e ο Δηλαδή η σταθερά D o εκφράζει τη δόση που απαιτείται για να ελαττωθεί ο πληθυσμός στο 37% της αρχικής του τιμής και λέγεται «μέση θανατηφόρα δόση», συμβολίζεται δε ως: D 37 ( δόση 37%) Μπορούμε έτσι να εκφράσουμε την ραδιοευαισθησία ενός πληθυσμού με τη δόση D 37, δηλ. τη δόση όπου η επιβίωση αυτού είναι 37% Για την περιγραφή της σχέσης δόση-βιολογικό αποτέλεσμα χαράσσουμε τις καμπύλες των επιζώντων ή καμπύλες επιβίωσης (SF[Surviving Fraction] = Ν/Ν ο δόσης ή log Ν/Νο δόσης)

SF ή Ν/Ν ο Καμπύλες Επιβίωσης Δ. Καμπύλη μοντέλου ενεργοποίησης (Stimulation Model). Αύξηση βιωσιμότητας μετά χαμηλές δόσεις. Α. Καμπύλη μοντέλου απλού στόχου-απλού πλήγματος (Single Target, Single-Hit Model). Παρατηρείται όταν υπάρχει μόνο μια περιοχή που προσβαλλόμενη προκαλεί αδρανοποίηση B. Καμπύλη μοντέλου πολλαπλών στόχων-απλού πλήγματος (Multitarget, Single-Hit Model). Παρουσιάζει «ώμο» και παρατηρείται όταν υπάρχουν δύο (ή περισσότερες) προσβαλλόμενες περιοχές για αδρανοποίηση Γ. Καμπύλη μοντέλου δύο συνιστωσών (Two component Model). Παρατηρείται όταν υπάρχουν διαφορές ραδιοευαισθησίας σε πληθυσμό κυττάρων ή οργανισμών

Αριθμός επιζώντων κυττάρων Καμπύλες Επιβίωσης % ποσοστό επιβίωσης Γραφική παράσταση που παριστάνει λεπτομερώς την καμπύλη του μοντέλου απλού στόχου-απλού πλήγματος. Διακρίνεται η μέση θανατηφόρα δόση D 37. ν D 37 Δόση Γραφική παράσταση της καμπύλη του μοντέλου πολλαπλών στόχων-απλού πλήγματος. Διακρίνονται:1) η μέση θανατηφόρα δόση D 37, 2)η δόση κατωφλίου, D Q, που «αναλώνεται» για να επιδιορθωθούν μη θανατηφόρες βλάβες και 3)ο αριθμός προεκβολής ή προέκτασης, ν, που αντιστοιχεί στον αριθμό των ευαίσθητων θέσεωνστόχων του κυττάρου (σε θηλαστικά: ν=1 έως10, ενώ D Q 50 έως 400 cgy) Κλάσμα επιβίωσης (Ν/Ν ο ) D Q D o Δόση

Ο Νόμος των Bergonie-Tribondeau Το 1906 οι δύο αυτοί γάλλοι ερευνητές μετά από πειράματα ακτινοβόλησης όρχεων κουνελιών κατέληξαν στον ομώνυμο νόμο: «Τα κύτταρα είναι ακτινοευαίσθητα όταν είναι μιτωτικά ενεργά και μορφολογικά και λειτουργικά αδιαφοροποίητα» Δηλαδή περισσότερο ευαίσθητα στην ακτινοβολία είναι τα κύτταρα: 1) Με υψηλή ταχύτητα κυτταρικής διαίρεσης (μίτωσης) 2) Με κυτταρική διαίρεση που διαρκεί πολύ σε σχέση με τον κυτταρικό κύκλο Σχηματική παράσταση του κυτταρικού κύκλου 3) Όταν υπάρχει έλλειψη κυτταρικής εξειδίκευσης

Ποσοστό επιβίωσης Ο Νόμος των Bergonie-Tribondeau Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται καθαρά η ακτινοευαισθησία των διαφόρων φάσεων ή σταδίων του κυτταρικού κύκλου σε ανθρώπινα κύτταρα ινοβλάστη: Διακρίνεται η διαφορά ευαισθησίας Μ > G 2 > G 1 > S. Δηλαδή φαίνεται στο σχήμα ότι η ελάχιστη επιβίωση υπάρχει κατά τη διάρκεια της μίτωσης (Μ), ενώ η μέγιστη επιβίωση κατά τη διάρκεια της ύστερης φάσης S Τέτοια κύτταρα λοιπόν παρουσιάζουν μέγιστο ραδιοευαισθησίας κατά τη διάρκεια της μίτωσης και μέγιστο ραδιοανθεκτικότητας κατά τη διάρκεια της ύστερης φάσης S

Άλλοι παράγοντες κυτταρικών βλαβών Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν την έκταση των κυτταρικών βλαβών είναι κυρίως: Η ΓΜΕ (ή LET) ακτινοβολίας(γραμμική Μεταφορά Ενέργειας - Linear Transfer Energy) Η RBE (Relative Biological Effectiveness - σχετική βιολογική δραστικότητα ή αποτελεσματικότητα) Ο ΟΕR (Oxygen Enhancement Ratio - λόγος επαυξήσεως οξυγόνου) Καμπύλες επιβίωσης για διάφορα είδη ακτινοβολίας. Παρατηρούμε ότι όσο αυξάνεται η τιμή της ΓΜΕ, αυξάνεται και ο αριθμός των καταστρεφόμενων κυττάρων, ενώ οι καμπύλες επιβίωσης χάνουν προοδευτικά τον «ώμο» και αποκτούν μεγαλύτερη κλίση

Άλλοι παράγοντες κυτταρικών βλαβών (RBE) Το σχετικό αποτέλεσμα της ΓΜΕ προσδιορίζεται ποσοτικά από την RBE η οποία ορίζεται: RBE Δόση (rad) ακτίνων- X (250keV) που παράγει δεδομένο αποτέλεσμα Δόση (rad) πειραματικ ής ακτινοβολίας που παράγει το ίδιο αποτέλεσμα Α. Σε επίπεδο κυτταρικής επιβίωσης 60% είναι RBE = 3, ενώ σε κυτταρική επιβίωση 1% RBE = 1,5, λόγω του «ώμου». Β. Ο κερματισμός της δόσης αυξάνει την RBE διότι ο «ώμος» αναπαράγεται μεταξύ των κλασμάτων των ακτίνων-χ ενώ στα νετρόνια δεν υπάρχει «ώμος»

Σχετική βιολογική δραστικότητα ή αποτελεσματικότητα (RBE) Παράδειγμα: Απαιτήθηκε δόση 300 rad για να θανατωθούν ποντίκια που ακτινοβολήθηκαν με ακτίνες-χ ενέργειας 250 kev. Αν τα ποντίκια ακτινοβοληθούν με βαρείς πυρήνες απαιτούνται μόνο 100 rad. Να υπολογισθεί η RBE για τους βαρείς πυρήνες. 300 rad Λύση: Σύμφωνα με τον ορισμό: RBE ή RBE 3 100 rad

Άλλοι παράγοντες κυτταρικών βλαβών (ΟΕR) Σαν λόγος επαυξήσεως οξυγόνου (ΟΕR) ορίζεται ο λόγος της δόσης που απαιτείται για κάποιο βιολογικό αποτέλεσμα, υπό ανοξικές ή υποξικές συνθήκες προς τη δόση που απαιτείται για το ίδιο αποτέλεσμα υπό συνθήκες επαρκούς οξυγονώσεως: Δόση (rad) που παράγει δεδομένο αποτέλεσμα υπό ανοξικές συνθήκες OER Δόση (rad) που παράγει το ίδιο αποτέλεσμα υπό αερόβιες συνθήκες Ν/Ν ο Χαμηλή ΓΜΕ Χωρίς Ο 2 Καμπύλες επιβίωσης ανθρώπινων κυττάρων που ακτινοβολήθηκαν σε ευοξικές και υποξικές συνθήκες με ακτίνες χαμηλής και υψηλής ΓΜΕ Υψηλή ΓΜΕ Με Ο 2 Δόση

Λόγος επαυξήσεως οξυγόνου (ΟΕR ) Παράδειγμα: Ακτινοβολήθηκαν καρκινικοί όγκοι ποντικιών υπό ανοξικές συνθήκες και η δόση «ελέγχου» του όγκου βρέθηκε ότι είναι 5.000 rad. Αν οι όγκοι ακτινοβοληθούν υπό αερόβιες συνθήκες απαιτείται δόση ελέγχου ίση με 1.000 rad. Να υπολογίσετε τον ΟΕR γι αυτό το σύστημα 5000 rad Λύση: Σύμφωνα με τον ορισμό: OER ή OER 5 1000 rad

Τι συμβαίνει στα ακτινοβοληθέντα κύτταρα Στη βιβλιογραφία της ραδιοβιολογίας η επιβίωση κυττάρου μετά από ακτινοβόληση είναι συνώνυμη με τη διατήρηση της αναπαραγωγικής ικανότητας αυτού. Έτσι σε σύνολο κυττάρων που ακτινοβολήθηκαν μπορούν να συμβούν επιδράσεις και αλλοιώσεις όπως καταγράφονται στον πίνακα: Καμία βλάβη Είδος βλάβης Μη θανατηφόρα βλάβη Επίδραση-Αλλοίωση Διατήρηση φυσιολογικής αναπαραγωγικής ικανότητας Διατήρηση αναπαραγωγικής ικανότητας μετά από κάποιο διάστημα ανάνηψης Δυνητικά θανατηφόρα βλάβη Διατήρηση αναπαραγωγικής ικανότητας μετά από ανάνηψη σε κατάσταση ηρεμίας Καθυστέρηση στη μίτωση Υπο-θανατηφόρα βλάβη Θανατηφόρα βλάβη Ανεξάρτητα από θανατηφόρο ή μη επίδραση, καθυστέρηση στις φάσεις G 2 και S Διατήρηση αναπαραγωγικής ικανότητας, αργός ρυθμός ανάπτυξης Απώλεια αναπαραγωγικής ικανότητας

Ακτινοευαισθησία Τι συμβαίνει στα ακτινοβοληθέντα κύτταρα Σύμφωνα με όσα ήδη αναφέρθηκαν κατανοούμε βεβαίως την παρακάτω κατάταξη των κυττάρων με σειρά μειούμενης ακτινοευαισθησίας: 1. Λεμφοκύτταρα 2. Κύτταρα του μυελού των οστών 3. Κύτταρα του σπέρματος και των ωαρίων 4. Σμηγματογόνα κύτταρα 5. Κύτταρα του ματιού 6. Κύτταρα του συκωτιού 7. Νευρικά κύτταρα 8. Μυϊκά κύτταρα

Τι συμβαίνει στα ακτινοβοληθέντα κύτταρα Η ακτινοβόληση κυττάρων αν δεν τα θανατώσει μπορεί να τα μετατρέψει σε καρκινικά, σε συχνότητες που ποικίλλουν για τις διάφορες νεοπλασίες και τα διάφορα είδη κυττάρων. Η πιθανότητα και ο χρόνος εμφάνισης νεοπλάσματος εξαρτώνται από πολλές παραμέτρους του μικροπεριβάλλοντος του κυττάρου Δημιουργία καρκινικών κυττάρων μετά από έκθεση σε ιοντίζουσα ακτινοβολία

Στοχαστικές και μη στοχαστικές επιπτώσεις ακτινοβολίας Γενικά οι επιπτώσεις της ακτινοβολίας σε βιολογικά συστήματα μπορούν να διακριθούν σε δύο κατηγορίες: Πιθανότητα εμφανίσεως στοχαστικών επιπτώσεων Εμφάνιση και σοβαρότητα μη-στοχαστικών επιπτώσεων Στοχαστικές ή πιθανολογικές που συμβαίνουν τυχαία, ακολουθούν τους νόμους των πιθανοτήτων ενώ η πιθανότητα εμφάνισής τους αυξάνεται με τη δόση χωρίς όμως να υπάρχει κάποιο κατώφλι δόσης. Τέτοιες είναι η καρκινογένεση, οι μεταλλάξεις και οι χρωμοσωμικές ανωμαλίες Μη Στοχαστικές ή μη πιθανολογικές που συμβαίνουν μάλλον τυχαία, δεν μπορούν να συσχετισθούν μ ένα συγκεκριμένο προκλητικό παράγοντα ενώ εμφανίζονται πάντα πάνω από μια δόση κατωφλίου (μεγάλες δόσεις σε μικρή περίοδο χρόνου σε όλο το σώμα-δερματολογικές αιματολογικές αλλοιώσεις, γαστρο-εντερικά προβλήματα) Αβέβαιες επιπτώσεις Δόση (rem) Γνωστές επιπτώσεις Κατώφλι δόσης Δόση (rem)