آهنگ دوز

اثر آهنگ دز
برای پرتوهای ایکس و گاما ، آهنگ دز یکی از عوامل عمده ای است که عواقب بیولوژیکی دز جذبی معینی را تعیین می کند . با کاهش دز و افزایش زمان تابش ، اثر بیولوژیکی دز معینی از اشعه به طور کلی کاهش می یابد .
اثر آهنگ دز که در پرتودرمانی حایز اهمیت است ، ناشی از ترمیم آسیب زیرکشنده می باشد . این ترمیم طی تابش گیریهای طولانی روی می دهد . برای نمایش این اصول ، شکل 5-8 یک آزمایش ایده آل را _ که هر دز (D 2 ، D3 ، D4  و غیره ) به تعدادی از دزهای کوچکتر مساوی با اندازه D تقسیم می شود و فاصله زمانی بین جلسات برای تکمیل ترمیم آسیب زیرکشنده کافی است _ نشان می دهد . شانه منحنی بقا در هر جلسه تابش تکرار می شود ؛ خط شکسته ، و ، منحنی بقای کلی را نشان می دهد که اگر فقط نقاط تنها تعین می شد ، با فواصل مساوی دز مطابقت داشت . این منحنی بقا دارای شانه نیست زیرا تابش پیوسته با آهنگ دز کم به صورت تعداد بی نهایت از اجزای کوچک در نظر گرفته می شود. انتظار می رود منحنی بقا تحت این شرایط نیز فاقد شانه و کم عمقتر از یک تابش حاد تنها باشد .
مثالهایی از اثر آهنگ دز در شرایط in vivo  و in vitro
منحنیهای بقا برای سلولهای هیلای کشت شده در شرایط in vitro در دامنه وسیعی از آهنگهای دز از cGy/min 535/0 تا Gy/min 3/7 ( rad/min 535/0 ) در شکل 5-9 رسم شده است . با کاهش آهنگ دز منحنی بقا کم عمقتر و فاقد شانه می شود ( یعنی منحنی بقا ، تابعی نمایی از دز می گردد ) . اثر آهنگ دز ناشی از ترمیم آسیب زیرکشنده تا حد بسیار زیادی بین انواع رده های سلولی متفاوت است . سلولهای هیلا پس از تابش گیری منحنی بقایی را با یک شانه اولیه کوچک – که اثر آهنگ دز متوسطی را نشان می دهد – تشکیل می دهد . این امر باید قابل انتظار باشد زیرا هر دو نمادی از ظرفیت سلولها برای تجمع و ترمیم آسیب زیر کشنده است . در مقابل ، سلولهای هامستر چینی در منحنی بقای اشعه ایکس حاد ، از شانه بزرگتری برخودار می باشند و منطبق با آن اثر آهنگ دز بیشتری را نشان می دهند . این مورد در شکل 5-10 نشان داده شده است . حداقل در دزهای بالا بین آهنگ دز Gy/min16/0 ، Gy/min 3/0 ، Gy/min 07/1                      ( rad/min 16 ، rad/min 30 ، rad/min 107 ) تفاوت مشخصی در اثر بیولوژیکی مشاهده می شود . تفاوت بین سلولهای هیلا و هامستر چینی در اندازه شانه منحنی بقای حاد و حجم اثر آهنگ دز مبین تفاوت در رخداد اپوپتوز است . در مورد سلولهای هیلا ، اپوپتوز شکل مهمی از مرگ سلولی متعاقب تابش گیری است در حالی که برای سلولهای هامستر مرگ اپوپتوزی بندرت دیده می شود .
شکل 5-11 منحنیهای بقا را در خصوص 40 رده متفاوت سلول انسان _ که در in vitro کشت شده و تابش اشعه با آهنگ دز بالا و پائین قرار گرفتند _ نشان                می دهد . در آهنگ دز پائین ، منحنیهای بقا ضمن دور شدن از یکدیگر ، تنوع بیشتری را در شیب نشان می دهند زیرا علاوه بر تنوع حساسیت پرتوی ذاتی در آهنگ دز بالا ، به طور واضح دامنه ای از زمان نیز برای ترمیم آسیب زیرکشنده وجود دارد . بعضی از  رده های سلولی آسیب زیر کشنده را بسرعت و برخی دیگر به کندی ترمیم می کنند که این امر در منحنیهای بقا در آهنگ دز پائین منعکس است .
منحنیهای بقا برای سلولهای کریپت در ژوژنوم موش تابش دیده با اشعه گاما با آهنگهای دز متفاوت در شکل 5-12 نشان داده شده است . اثر آهنگ دز قابل ملاحظه ای در اثر ترمیم آسیب زیر کشنده ناشی از یک تابش گیری حاد با آهنگ دز 74/2 گری در دقیقه ( 274 rad/min ) نسبت به تابش گیری با آهنگ دز 92/0 سانتی گری در دقیقه ( 0/92 rad/min ) وجود دارد . با کاهش بیشتر آهنگ دز ، تقسیم سلول غالب می شود زیرا مدت زمان تابش گیری طولانیتر از چرخه سلول است . در آهنگ دز cGy/min 54/0 ( 0/54 rad/min ) ، کاهش کمی در تعداد سلولهای زنده کریپت حتی برای دزهای زیاد دیده میشود زیرا تکثیر سلول حین تابش گیری طولانی روی می دهد و مرگ سلولی ناشی از تشعشع را جبران می کند .
اثر معکوس آهنگ دز
حداقل یک مثال در مورد اثر معکوس آهنگ دز یعنی افزایش مرگ سلولی در اثر کاهش آهنگ دز وجود دارد . این امر در شکل 5-13 نشان داده شده است .
کاهش آهنگ دز برای این رده سلولی از 54/1 تا 37/0 گری در ساعت ( 154 تا 37 راد در ساعت ) موجب افزایش مرگ سلولی می شود ، به گونه ای که این آهنگ دز کم تقریباً به اندازه یک تابش حاد موثر است ( شکل 5-14 ) . در آهنگ دز حدود Gy/h 3/0 ( 30 rad/h ) ، سلولها به پیشرفت در چرخه سلول ادامه می دهند و در G2 متوقف می شوند که یک مرحله حساس به پرتو در چرخه سلول است . در آهنگهای دز بالاتر ، سلولها در این مرحله از چرخه کاملاً متوقف می شوند و تابش گیری نیز شروع می شود ؛ در آهنگهای دز کمتر ،‌ سلولها حتی حین تابش گیری به چرخه ادامه می دهند .

منبع: کتاب رادیوبیولوژی برای رادیولوژیست(دکتر حسین مزدارانی)