Genotoksični učinak 131J na ljudske limfocite : doktorska disertacija - Kašuba, Vilena; Horvat, Đurđa, liječnica (Zagreb : V. Kašuba, 1995)
Sažetak: U širokom spektru radioloških polutanata koji prate nuklearne akcidente, jod-131 sigurno stoji pri samom vrhu. Njegovo najčešće nekontrolirano ispuštanje u atmosferu tijekom nuklearnih akcidenata omogućava ovom radiopolutantu izrazito široku distribuciju. Osim nekoliko iznimaka, relativno je malo do sada napravljeno na sustavnoj kavantifikaciji varijabilnosti humanih bioloških parametara, kao i preciznosti u predikciji doze koja iz toga rezultira. Štitna žljezda čovjeka sigurno je organ koji zaslužuje posebno razmatranje pri razvoju postupaka radiološke zaštite prilikom nuklearnih akcidenata, tijekom kojih su moguća otpuštanja velikih količina radioaktivnog joda. Nakon ulaska u organizam, jod se koncentrira u štitnoj žlijezdi i tu se zadržava mnogo dulje nego u ostalim organima.
Tijekom akcidenta u kojem uz kontaminaciju jodom 131 dišnim putovima i ingestijom postoji i mogućnost "boravka" u radioaktivnom oblaku koji sadrži relativno velike količine joda 131 i drugih kratkoživućih radioizotopa joda, doza zračenja na štitnu žlijezdu može postati značajna. Uz akcidentalnu kontaminaciju jodom131, njegova široka dijagnostička i terapijska primjena također pridonosi ukupnoj populacijskoj dozi zračenja. Prilikom terapijske primjene postoje za sada stanovita kolebanja i neodlučnosti u izboru tretmana tireotoksikoza. Mogući rizici koji su prisutni odnose se na indukciju neoplastičnih promjena i genetskih oštećenja tretiranih osoba. Hipoteza ovog rad bila je postojanje definiranih odnosa doza zračenja-genotoksični učinak, eksperimentalno provedenih u In vitro sustavu i eventualno primjenljivih za In vivo uvjete.
Cilj ove studije bio je: 1. postaviti In vitro model kontaminacije ljudske krvi jodom 131 u rasponu aktivnosti od (0.2, 0.4, 0.7, 1.2 i 2.6 MBq/5mL krvi); 2. u funkciji vremena do 168 sati ispitati učestalost, tip i distribuciju strukturnih promjena kromosoma, kao i pojavu mikronukleusa; 3. dobivene rezultate staviti u odnos s primijenjenom aktivnosti joda-131, odnosno procijenjenom dozom zračenja koju primi definirani volumen krvi ovog eksperimentalnog modela; 4. tako dobivene kalibracijske vrijednosti testirati na limfocitima osoba koje su terapijski tretirane poznatom aktivnosti joda 131. U In vitro uvjetima korištena je krv zdrave ženske osobe, nepušača, u dobi od 31 godine, koja nije dijagnostički zračena unatrag godinu dana.
U uzorke pune krvi dodavane su aktivnosti joda 131 oko 0.2, 0.4, 0.7, 1.2 i 2.6 MBq, koje su mjerene na gama-brojaču - kristal NaJ 1.5"*1.5" s bunarom spojenim na jednokanalni analizator. Upotrijebljena su tri mutagenetska testa: analiza kromosomskih abecedarija, mikronukleus test i test izmjene sestrinskih kromatida. Rezultati analize strukturnih abecedarija kromosoma pokazali su da je već nakon dvosatne inkubacije stanica s radionuklidom, kod svih aktivnosti nađen signifikantan porast strukturnih abecedarija kromosoma. U tom vremenu još nije zabilježen pravilan odnos doza-učinak. Mikronukleus test prati rezultate kromosomskih promjena, pa i u ovom slučaju dvosatna inkubacija s radionuklidom izaziva povećan broj mikronukleusa u odnosu na kontrolni uzorak, ali je rasap rezultata velik.
Već nakon 24 sata i dalje, bilježi se pravilna ovisnost učinka o dozi. Ovaj test čini se pouzdanim pokazateljem priocijeni radijacijskih oštećenja interno inkorporiranih radionuklida. SCE metoda nije dovoljno osjetljiv pokazatelj radijacijskih promjena u genomu ozračene stanice. Vrijednosti SCE za sve primjenjene aktivnosti kretale su se oko razine normalnog. In vivo studija je uključivala ispitanike koji su u dijagnostičke i terapijske svrhe primali jod 131. Ovisno o dijagnozi primjenjene su i različite aktivnosti radionuklida. U svim slučajevima otkrivene su promjene u genomu limfocita na razini kromosomskih abecedarija i mikronukleus testom. Uočene su velike individualne razlike u broju strukturnih oštećenja kromosoma pri sličnim uvjetima ekspozicije.
Citogenetski testovi ne mogu se iskoristiti kao biološki dozimetar za procjenu doza od interno inkorporiranog joda131, budući da postoje velike individualne razlike. Očito je da su doze zračenja na stanice krvi nakon tretmana jodom 131 više nego preporučene doze od ICRP-a, Publ.No53, 1998(za koštanu srž, slezenu ili "druga tkiva").
Summary: GENOTOXIK EFFECT OF IODINE-131 ON HUMAN LYMPHOCYTES Iodine I-131 is one of the most significant radiotoxic pollutants oreiginating from the nuclear accidents. Its usually uncontrolled release into the atmosphere during a nuclear accident makes it a widely distributed radiopolltant. There are relatively scarce data on systemic quantification of variability of human bilogical parameters as well as on the precise dose predicition. Due to massive release of radioactive iodine, human thyroid is undoubtedly the organ that requires particular attention in view of radiological protection in case of nuclear accidents. When entering human organism, Iodine is accumulated in the thyroid gland and is retained there longer than in other organs.
Contamination with I-131 occurs through inhalation or ingestion of I-131 in the radioactive cloud containing high concentracion of I-131 and other short-lived radionuclides can result in high radiation dose receved dose received by the thyroid gland. In addition to accidental I-131 contamination, radiation dose to the population can be contributed by wide application of iodine for the purpose of diagnostic and therapy. In therapeutic application possible risks are associated with the neoplastic changes and genetic damages of treated subjects. The hypothesis of this study was to define a relationship between radiation dose and genotoxic effect by means of in vitro experiments, which can be applied in vivo.
The aim of the study was to obtain in vitro model of human blood contamination with I-131 in the ranghe from diagnostic to therapeutic levels (0.2, 0.4, 0.7, 1.2 and 2.6 MBq/5 mL blood); to investigate frequency, type and distribution of structural chromosomal changes and occurrence of micronuclei in relation to time within 168 hours and compare the obtained results with the appleid I-131 activity, that is, with the radiation dose estimated for a defined blood volume; to test calibration values on blood lymphocytes therapeutically with knovn I-131 concentracion. Blood samples were collecte from a healthy woman, nonsmoler, aged 31 years who was not diagnostically irradiated within the past year.
Whole-blood samples were added 0.2, 0.4, 0.7, 1.2 and 2.6 MBq I-131 activities measured on crystal gamma counterNaJ 1.5"*1.5" connected to one-channel analyser. Three mutagenetic tests were used: analyses on chromosomal aberrations, micronucleus test and sister chromatid exchange test (SCE). Results of the analysis on structural chromosomal aberrations showed a significant increase of structural chromosomal aberrations for all investigated activities after incubation with radionucleotide for two hours, but regular dose-effect relationship was not observed in that period. Micronucleus test corressponded to the results of chromosomal changes: two-hour incubation with radionucleotide resulted in an increased number of radionucletides but with great distribution of the results. After 24 hours and more, dose-effect relationship became regular.
Micronucleus test seems a reliable indicator of radiation damages produced by internally incorporated radionuclides. Sister chromatid exchange method proved as insufficiently sensitive indicator of the changes induced by radiation in the genome of irradiated cell. The SCE value for all applied activities were in the range close to the normal. In vivo study involved subject who were for diagnostic or therapeutic purposes treated with different activities of I-131 depending on the diagnosis. In all cases changes were detected in the lymphocyte genome by means of structural chromosomal aberration analysis and by micronucleus test.
Due to significant individual differences in the number of structural chromosomal damager in corresponding conditions of exposure, cytogenetic tests cannot be used as biologic dosimeter for the estimation of internally incorporated I-131 doses. It is evident that radiation doses detected in blood cells after I-131 treatment with I-131 exceed those recommended by ICRP for bone marrow, spleen and other tissues (Publ. No.53, 1988).
Doktor prirodnih znanosti - biologija
Mentor: Đurđa Horvat
Sveučilište u Zagrebu, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb, 1995
Bibliografija: str. 121-134
Summary
Keywords: Ionizirajuće zračenje -- Genotoksičnost