İyonlaştırıcı ve iyonlaştırıcı olmayan radyasyon olmak üzere iki tür radyasyon vardır. Bunlardan ilki atomlar veya moleküller ile etkileşime girerken ikincisi girmemektedir. Radyasyona maruz kalmanın insanlar arasında giderek arttığı bilinmektedir ve bu tür bir maruziyet organizmaları farklı şekillerde etkiler. Başlıca epigenetik mekanizma olan DNA metilasyonu, radyasyondan etkilenen hücresel sistemlerden biridir. Ve özellikle önemli olan, hücresel düzeyde radyoterapiye duyarlılığı veya direnci değiştirebileceği için kansere dâhil olur. Fizikte radyasyon, enerjinin uzayda veya bir malzeme ortamı yoluyla dalgalar veya parçacıklar şeklinde yayılması veya iletilmesi olarak tanımlanır. Bu genellikle iki ana türe ayrılır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Birinci tip radyo dalgaları, mikrodalgalar, görünür ışık, ultraviyole ve kızılötesi içerir. X ışınları ve gama radyasyonu gibi radyasyon dalga özelliklerini gösterir,
• İkinci tip radyasyon türü elektromanyetik spektrumdaki alfa, beta ve nötron parçacıkları gibi parçacıkları ifade eder.
Bunlara ek olarak ses radyasyonunda ve dünyanın manyetik alanında da dalga benzeri radyasyon bulunmaktadır. İyonlaştırıcı radyasyon, karşılaştıkları atomların yörüngelerinde elektronları yerinden etme gücüne sahip olan türdür. Bu tür radyasyona örnek olarak X ışınları, tomografi ve PET (pozitron emisyon tomografisi) gibi tıbbi görüntüleme, radyoterapi, güvenlik X-ışınları, alfa, beta ve gama ışınları verilebilir. Bunlar havalimanları ve alışveriş merkezlerinde vb. yerlerde kullanılır. Sıklıkla karşılaşılan ve kullanılan diğer radyasyon türleri arasında radyo-TV dalgaları, mikrodalgalar, görünür ışık, ultraviyole ve kızılötesi radyasyon bulunur. Tüm bu radyasyon türlerinin, maruziyetin dozu ve süresine bağlı olarak, bireysel türler ve canlı hücreler üzerinde çeşitli etkileri vardır.
Radyasyonun Etkinliğini Etkileyen Faktörler
İyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmanın sağlık üzerindeki etkileri birkaç faktöre bağlıdır. Bu faktörler aşağıdaki gibidir:
• Radyasyon türü: Her türlü iyonlaştırıcı radyasyon, sağlıklı doku üzerinde zararlı etkilere neden olabilir. Ancak aynı dozdaki farklı radyasyon türleri farklı etkiler sergiler. Bu, söz konusu radyasyonun kalite faktörüne (Q) bağlıdır. X ışınları, ışınları ve pozitronlar (Q = 1) dokularda aynı hasara neden olur. Ayrıca alfa parçacıkları, nötronlar ve protonlar gibi bazı ağır parçacıklar biyolojik dokularda X ışınlarına göre daha büyük hasara neden olur. Alfa parçacıkları için kalite faktörü Q = 20’dir.
• Alınan doz: Yüksek dozlar daha büyük sağlık sorunlarına neden olur.
• Doz oranı: Düşük doz ve radyasyona maruz kalma süreleri biyolojik sistemleri dirençli hale getirir. DNA ve kromozomlar kısa sürede birden fazla hasara maruz kalırken, hasara yanıt olarak onarım süreci daha uzun sürmektedir. DNA’daki tek iplikli kırılmalar genellikle 1 saatten daha kısa sürede onarılabilir. Bununla birlikte, çift sarmallı kırılmaların onarılması daha zordur.
• Maruz kalan vücut kısmı: El ve ayak gibi ekstremite kısımları daha yüksek radyasyon dozlarına maruz kalsa da bu kısımlarda kan gibi diğer organ ve dokulara göre daha az hasar meydana gelir.
• Etkilenen kişinin yaşı: Hücre bölünmesi yaşla birlikte azaldıkça vücut radyasyonun etkilerine karşı daha az duyarlı hale gelir.
• Biyolojik farklılıklar: Radyasyona karşı tolerans kişiden kişiye değişir. Bu alandaki çalışmalar bu farklılıkları belirlemek için yeterli değildir.
• Isı: Düşük sıcaklıklarda DNA onarımının baskılanması nedeniyle, çoğu hücre yüksek sıcaklıklarda radyasyona daha duyarlıdır.
• Kimyasal ajanlar: Bazı doğal veya yapay kimyasal ajanlar radyasyona duyarlılığı etkileyebilir ve bu da radyasyona maruz kalma ile daha yüksek hasara neden olabilir.
İyonlaştırıcı radyasyonun önemli biyolojik etkilerinden biri, epigenomu değiştirebilmesi ve böylece bir nesilden diğerine aktarılabilecek değişikliklere yol açmasıdır. Radyasyonun bu tür etkileri somatik veya üreme hücresi düzeyinde ortaya çıkabilir. Bu etkiler genellikle hücresel DNA’nın azaltılmış global metilasyonu biçimindedir. İyonlaştırıcı radyasyon, hücre içi moleküllere, esas olarak proteinler, lipitler ve RNA gibi karmaşık moleküllere zarar vererek DNA’da çift sarmallı kırılmalara yol açabilir. Bu nedenle, bu tür bir hasar hücre döngüsünün durmasına neden olabilir. Ve bu belirli bir seviyeyi aştığında, hücrenin apoptoza yol açmasına veya bazen anormal hücre büyümesine neden olabilir. İyonlaştırıcı radyasyonla radyoterapi ile çeşitli kanser hücreleri tamamen ortadan kaldırılabilir. Ancak, kök hücreler gibi diğerleri ve survivin protein ekspresyonuna sahip belirli kanser hücreleri tipleri direnç sergileyebilir.
Kodlayıcı olmayan RNA’lar, DNA metilasyonlarının, özellikle sitozini ve daha küçük ölçüde adenin içerenlerin epigenetik işaretler olduğu bilinmektedir. Omurgalılarda, özellikle sitozin metilasyonunun kromatin yapısını ve gen ekspresyonunu etkilemektedir. Histon modifikasyonu ve kodlamayan RNA’lar gibi epigenetik modifikasyonlar, çapraz geçişler yoluyla nesiller boyunca aktarılabilir. Yapılan birkaç çalışma, metilon gibi çevresel kirleticilere maruz kalan ilk nesildeki epigenetik değişikliklerin yaklaşık dört nesilden geçebileceğini göstermiştir.
On dokuzuncu yüzyılın sonlarında radyasyonun keşfedilmesinden sonra radyoaktivite birçok disiplinde, günlük yaşamda ve bazı alanlarda insan yararı için kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle tıp alanında kanser hücrelerinin yok edilmesinde kullanılmakta olup, son yıllarda sanayi, tarım ve bilimsel çalışmalarda giderek daha fazla kullanılmaktadır. İyonize radyasyonun DNA ve hücreler üzerinde etkileri vardır. Radyasyon türü dokularda tutulan toplam enerjiye, radyasyonun enerjisine ve doku özelliklerine bağlı olarak değişir. İyonlaştırıcı radyasyon, alınan doza bağlı olarak organik dokularda farklı hasarlara neden olabilir.
Son yıllarda hızla gelişen ve çeşitlenen radyonüklid tedavileri, radyasyonun doku ve hücreler üzerindeki etkilerini iyi bildiğimiz gerçeğini ortaya koymuştur. Ayrıca bu tür radyasyonun özellikle epigenetik mekanizmalar üzerindeki etkilerinin araştırılması insan sağlığı açısından önemli olacaktır. Bu nedenle bu tür çalışmaların giderek arttığı inancı açısından önemlidir. Epigenetik değişikliklere oksidatif stres aracılık eder. Çok sayıda çalışma, n-asetilsistein ve tempol gibi ROS temizleyicilerin, oksidatif stresin doğrudan veya dolaylı mekanizmalar yoluyla indüklediği epigenetik DNA metilasyon değişikliklerini önlediğini göstermiştir.
Kaynakça:
radiologykey.com/problems-in-radiation-detection-and-measurement/ pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8290728/
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu