VLIZB021 Ionizující záření v biologii a medicíně

Lékařská fakulta
jaro 2021
Rozsah
2/0/0. 15. 3 kr. Ukončení: z.
Vyučující
doc. Mgr. Vladan Bernard, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Ing. Marek Dostál, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Vojtěch Mornstein, CSc. (přednášející)
Marta Vágnerová (pomocník)
Garance
prof. RNDr. Vojtěch Mornstein, CSc.
Biofyzikální ústav – Teoretická pracoviště – Lékařská fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Vojtěch Mornstein, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Biofyzikální ústav – Teoretická pracoviště – Lékařská fakulta
Předpoklady
Zájem o hlubší znalosti v oblasti radiační biofyziky.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.

Předmět si smí zapsat nejvýše 20 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 2/20, pouze zareg.: 0/20
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Studenti se zájmem o tuto problematiku se hlouběji seznámí s radioaktivitou, dosimetrií a dosimetrickými veličinami, radiochemií vody a radiochemickým poškozením DNA. Dále budou hlouběji poučeni o různých modelem účinku záření na buňky, včetně ovlivňování radiosensitivity a radioresistence (s důrazem na kyslíkový efekt). Podrobněji budou osvětleny stochastické a deterministické, akutní i pozdní účinky na úrovni tkání, včetně tkání nádorových. V přiměřeném rozsahu budou seznámeni s podstatou radiační kancerogeneze. Studenti budou seznámeni s metabolismem radionuklidů, přirozenými zdroji záření i s dopadem jaderné energie na životní prostředí.
Výstupy z učení
Po absolvování tohoto předmětu budou studenti lépe připraveni pro práci v těch oblastech medicíny, kde je využíváno ionizující záření (radiologie, nukleární medicína, radioterapie). Budou mít hlubší znalosti o radioaktivitě, dosimetrii, radiochemii vody a radiochemickým poškozením DNA. Budou vědět o různých modelem účinku záření na buňky, o ovlivňování radiosensitivity a radioresistence (s důrazem na kyslíkový efekt). Lépe rozliší stochastické a deterministické, akutní i pozdní účinky na úrovni tkání, včetně tkání nádorových. Budou chápat podstatu radiační kancerogeneze. Budou vědět podstatně více o zvláštnostech metabolismu radionuklidů, o zdrojích záření a o jejich dopadu životní prostředí.
Osnova
  • 1. Úvod. Standardní model jako základní popis mikrosvěta. 2. Radioaktivita – druhy, popis radioaktivní přeměny, zákonitosti a znalosti důležité pro biomedicínské vědy 3. Dosimetrie: Interakce záření s hmotou, energie záření, hlavní dozimetrické veličiny, dozimetrické metody 4. Chemie záření: Radiolýza vody – vyjádření výtěžku – Frickeův dozimetr – přímý a nepřímý účinek – poškození a oprava DNA – správnost oprav 5. Teorie a modely přežití buněk: Křivky přežití a způsoby jejich modelování - single hit, multi-target – molekulární model - lineárně-kvadratický (LQ) model 6. Radiosensitivita a radioresistence: Modifikace odpovědi na účinek záření – vliv teploty, kyslíkový efekt, thioly, aromatické nitrosloučeniny. Experimentální přístupy 7. Radiobiologie normálních tkání: Stochastické a deterministické účinky, akutní a pozdní účinky. Smrt buněk, klasifikace tkání podle odpovědi na ozáření. Experimentální přístupy. 8. Radiobiologie nádorových tkání: Teorie růstu nádorové populace. Experimentální přístupy. 9. Pozdní účinky na normální tkáně: Účinky na jednotlivé orgány, efekt frakcionace pro ochranu normálních tkání i radioterapii. 10. Radiační kancerogeneze (biofyzikální podstata) 11. Metabolismus radionuklidů, přirozené zdroje záření (radionuklidy a další zdroje záření v životním prostředí) 12. Co je nutno znát o jaderné energetice, jaderných zbraních a jaderných katastrofách
Literatura
    doporučená literatura
  • PODZIMEK, František. Radiologická fyzika : fyzika ionizujícího záření. 1. vydání. V Praze: České vysoké učení technické, 2013, 334 stran. ISBN 9788001053195. info
  • KUNA, Pavel. Klinická radiobiologie. Edited by Leoš Navrátil. 1. vyd. Praha: Manus, 2005, 222 s. ISBN 8086571092. info
Výukové metody
přednáška s diskusí
Metody hodnocení
Zápočet bude udělen za dobrou účast a aktivitu v průběhu přednášek. V případě potřeby bude použit jednoduchý zápočtový test.
Informace učitele
http://www.med.muni.cz/biofyz/radiologieBC.htm
Studentům jsou poskytovány přednášky v elektronické podobě.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.