Radiobiologia
A.A. 2019/2020
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze di base degli effetti conseguenti l'interazione di radiazione ionizzante con sistemi biologici di vario livello di complessità, da elementi subcellulari e cellulari, fino ad organi, tessuti ed individui umani, i meccanismi coinvolti, e le metodiche di misura utilizzabili.
Risultati apprendimento attesi
1) Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà aver acquisito e compreso le conoscenze radiobiologiche rilevanti nell'ambito della radioprotezione e della radioterapia.
2) ) Dovrà essere in grado di progettare esperimenti relativi ad argomenti di tipo radiobiologico utilizzando i sistemi biologici, gli effetti da studiare e le metodiche più opportune.
3)Dovrà essere in grado di leggere e comprendere articoli scientifici e testi che approfondiscano le tematiche trattate (ad esempio per una successiva tesi di laurea) o per un proseguimento degli studi in un Dottorato o in una Scuola di Specializzazione.
4) Dato l'ambito interdisciplinare dell'insegnamento avrà acquisito un linguaggio che lo renderà in grado
di comunicare con figure professionali di formazione diversa ( ad esempio in ambito ospedaliero con biologi e medici) per costruire proficue collaborazioni.
2) ) Dovrà essere in grado di progettare esperimenti relativi ad argomenti di tipo radiobiologico utilizzando i sistemi biologici, gli effetti da studiare e le metodiche più opportune.
3)Dovrà essere in grado di leggere e comprendere articoli scientifici e testi che approfondiscano le tematiche trattate (ad esempio per una successiva tesi di laurea) o per un proseguimento degli studi in un Dottorato o in una Scuola di Specializzazione.
4) Dato l'ambito interdisciplinare dell'insegnamento avrà acquisito un linguaggio che lo renderà in grado
di comunicare con figure professionali di formazione diversa ( ad esempio in ambito ospedaliero con biologi e medici) per costruire proficue collaborazioni.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Periodo
Secondo semestre
Programma
Introduzione
Interazione radiazione-materia (richiami). Assorbimento di energia a livello microscopico e a livello di traccia. Grandezze fisiche di interesse radiobiologico (Dose, LET , grandezze microdosimetriche) . Aspetti chimici dell'assorbimento di energia, la radiolisi dell'acqua .
Introduzione alla biologia cellulare e ai meccanismi di proliferazione cellulare. Effetti delle radiazioni sul DNA e meccanismi di riparazione del danno radioindotto. Aberrazioni cromosomiche. Inattivazione della capacità proliferativa cellulare. Teorie e modelli della sopravvivenza cellulare. Apoptosi.Mutazioni e trasformazione neoplastica da radiazione. Instabilità genomica. Effetti " bystander " e adattativi .
Fattori che modificano la risposta cellulare alla radiazione
Effetti di ciclo. Effetto ossigeno, sostanze radioprotettive e radiosensibilizzanti . Effetti della distribuzione temporale della dose. Effetti di LET della radiazione.
Effetti dell'esposizione a radiazione di tessuti, organi e dell'intero organismo .
Effetti acuti: radiosensibilità di tessuti ed organi. Sindromi da panirradiazione. Effetti a livello prenatale.
Effetti a lungo termine: Effetti non stocastici in tessuti ed organi. Effetti stocastici: radiocancerogenesi in sistemi animali sperimentali e in popolazioni umane ( dati epidemiologici per sorgenti di radiazione naturali o artificiali ) , effetti genetici.
Radiobiologia in radioterapia
Crescita cellulare in tessuti normali e tumorali. Modelli sperimentali. Curve dose-risposta in radioterapia. Effetti del frazionamento e dell'intensità di dose in radioterapia, calcolo delle relazioni isoeffetto. Ruolo dell'ossigeno nella risposta dei tessuti tumorali. Altri fattori che modulano la risposta del tumore alla radioterapia: dimensioni, ripopolamento, radiosensibilità intrinseca. Probabilità di controllo del tumore e degli effetti nei tessuti sani circostanti.
Basi fisiche e radiobiologiche dell'adroterapia (fasci terapeutici di protoni e di ioni Carbonio) .
Radiobiologia nella radioprotezione spaziale (campi di radiazione nelle diverse missioni, possibili contromisure).
Interazione radiazione-materia (richiami). Assorbimento di energia a livello microscopico e a livello di traccia. Grandezze fisiche di interesse radiobiologico (Dose, LET , grandezze microdosimetriche) . Aspetti chimici dell'assorbimento di energia, la radiolisi dell'acqua .
Introduzione alla biologia cellulare e ai meccanismi di proliferazione cellulare. Effetti delle radiazioni sul DNA e meccanismi di riparazione del danno radioindotto. Aberrazioni cromosomiche. Inattivazione della capacità proliferativa cellulare. Teorie e modelli della sopravvivenza cellulare. Apoptosi.Mutazioni e trasformazione neoplastica da radiazione. Instabilità genomica. Effetti " bystander " e adattativi .
Fattori che modificano la risposta cellulare alla radiazione
Effetti di ciclo. Effetto ossigeno, sostanze radioprotettive e radiosensibilizzanti . Effetti della distribuzione temporale della dose. Effetti di LET della radiazione.
Effetti dell'esposizione a radiazione di tessuti, organi e dell'intero organismo .
Effetti acuti: radiosensibilità di tessuti ed organi. Sindromi da panirradiazione. Effetti a livello prenatale.
Effetti a lungo termine: Effetti non stocastici in tessuti ed organi. Effetti stocastici: radiocancerogenesi in sistemi animali sperimentali e in popolazioni umane ( dati epidemiologici per sorgenti di radiazione naturali o artificiali ) , effetti genetici.
Radiobiologia in radioterapia
Crescita cellulare in tessuti normali e tumorali. Modelli sperimentali. Curve dose-risposta in radioterapia. Effetti del frazionamento e dell'intensità di dose in radioterapia, calcolo delle relazioni isoeffetto. Ruolo dell'ossigeno nella risposta dei tessuti tumorali. Altri fattori che modulano la risposta del tumore alla radioterapia: dimensioni, ripopolamento, radiosensibilità intrinseca. Probabilità di controllo del tumore e degli effetti nei tessuti sani circostanti.
Basi fisiche e radiobiologiche dell'adroterapia (fasci terapeutici di protoni e di ioni Carbonio) .
Radiobiologia nella radioprotezione spaziale (campi di radiazione nelle diverse missioni, possibili contromisure).
Prerequisiti
Radiazioni ionizzanti, decadimenti , reazioni nucleari. Sorgenti di radiazioni. Interazione radiazione -materia Conoscenze basilari di chimica generale.
Metodi didattici
Lezioni frontali interattive supportate da proiezione del materiale
Materiale di riferimento
Radiation Biophysics , E. Alpen; Biological Radiation Effects , J. Kiefer; Basic Clinical Radiobiology- Ed. G. Steel. Reports Internazionali (UNSCEAR, ICRP, IAEA)
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'apprendimento viene verificato durante un colloquio della durata di circa 1 ora su 3 argomenti trattati durante l'insegnamento, di cui uno ( il primo) a scelta dello studente ed i restanti a scelta del docente. Vengono valutati : a) livello delle conoscenze b) proprietà della terminologia usata, c) capacità critica dimostrata .
FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
Docente:
Bettega Daniela
Turni:
-
Docente:
Bettega Daniela