Модель стимуляции волосковых клеток

Во лосковые клетки — рецепторы слуховой системы и вестибулярного аппарата у всех позвоночных. У млекопитающих слуховые волосковые клетки расположены в Кортиевом органе на тонкой базилярной мембране в улитке, которая находится во внутреннем ухе.

Внутренние волосковые клетки образуют один ряд. На их свободной поверхности находится 30-60 неподвижных микроотростков - стереоцилий, проходящих через покровную мембрану. Стереоцилии расположены полукругом (или в виде буквы V), открытым в сторону наружных структур кортиева органа. Общее количество клеток около 3500, они образуют примерно 95% синапсов с отростками чувствительных нейронов спирального ганглия.

Наружные волосковые клетки расположены в 3-5 рядов и также имеют стереоцилии. Их число достигает 12 тыс., но все вместе они образуют не более 5% синапсов с афферентными волокнами. Однако если наружные клетки повреждены, а внутренние клетки интактны, всё равно происходит заметная потеря слуха. Возможно, наружные волосковые клетки как-то контролируют чувствительность внутренних волосковых клеток для различных звуковых уровней.

1.Волосковые пучки как приёмники звука и усилители

2. Внутренние волосковые клетки — от звука к нервному импульсу

3.Наружные волосковые клетки — предварительные усилители

Воротно-сдвиговая модель стимуляции волосковых клеток.

 

 

61.

62.

63.

64.

 

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЫ

· InVITRO диагностика – «диагностика в пробирке» -определение биоактивных веществ с помощью радиоиндикаторов (гормонов,ферментов, опухолевых маркёров и т.п.)

· InVIVO диагностика- диагностика путём введения радиофармпрепаратов в организм человека.

Радиотерапия: I¹³¹-лечение рака щитовидной железы и тиреотоксикозов, стронций – обезбаливающая терапия костных метастазов.

Методы IN VIVO –диагностики

· Радиометрия (радиометры - измерение уровня активности индикатора)

· Радиография(ренографы-регистрация динамических процессов в виде кривых)

· Сцинтиграфия-метод визуализации(гамма-камера)

Сцинтиграфия–это метод визуализации накопления и распределения радиофармпрепарата в органах и патологических очагах.

Радиофармпрепарат – это химическое соединение, содержащее в своей молекуле радионуклид.

Сцинтиграфические режимы

· Статическая сцинтиграфия:

-планарная полипозиционная

-томографическая

-синхронизированная с ЭКГ

· Динамическая сцинтиграфия (функция почек, желчевыделительной системы,кровоток почек, печени идр)

 

 

Что такое радионуклиды

Радионуклиды -нуклиды, ядра которых радиоактивны. По типам радиоактивного распада различают α- радионуклиды, β- радионуклиды, радионуклиды, ядра которых распадаются по типу электронного захвата, и радионуклиды, ядра которых подвержены спонтанному делению. Испускание радиоактивными ядрами α- и β-частиц, а также электронный захват обычно сопровождаются испусканием рентгеновского или γ-излучения, поэтому большинство радионуклидов представляет собой источники электромагнитного излучения. Например, источником γ-излучения являются ядра β-радиоактивного ⁶⁰Со, широко используемого в так называемых кобальтовых пушках и др. радионуклидных приборах. Число "чистых" радионуклидов, при распаде ядер которых испускается только корпускулярное α- или β-излучение, не сопровождаемое электромагнитным излучением, невелико. К "чистым" β-излучателям относятся T (³Н), ¹⁴С, ³⁵S, ³²P и некоторые др.

Общее число известных радионуклидов превышает 1800; осуществление ядерных реакций приводит к синтезу новых радионуклидов. В зависимости от устойчивости ядер радионуклиды подразделяют на короткоживущие и долгоживущие; четкой границы между этими понятиями нет. Условно принимают, что радионуклиды, у которых Т _1/2 менее 10 суток, относятся к короткоживущим, а радионуклиды с большими периодами полураспада – к долгоживущим. В связи с развитием экспрессной экспериментальной техники все большее практическое значение приобретают радионуклиды с малыми Т _1/2 (несколько секунд или десятки секунд, например ¹⁶N (T _1/2 7,13 с), ¹⁹О (T _1/2 27 с). Важное преимущество таких радионуклидов состоит в том, что их полный распад происходит за короткое время – несколько минут, поэтому такие радионуклиды практически безвредны, их можно использовать для анализа продуктов, различных потребительских товаров.

 

 

67 (3).Радионуклиды, которые используются в медицине
В практике радионуклидной медицинской диагностики наибольшее распространение получили следующие изотопы:

Золото (¹⁹⁸Аu): Т = 2,7 дн. - источник - - и -излучений. Препарат коллоидного золота быстро поглощается из кровяного русла печенью, селезенкой и красным костным мозгом. Выведения ¹⁹⁸Аu не происходит, он остается в клетках до полного распада (12-15 дней). Учитывая относительно высокую степень лучевой нагрузки на больного, вместо ¹⁹⁸Аu чаще используют ^99мТс. Применяется для сканирования печени, селезенки, лимфоузлов (в случае их опухолевого поражения); определения кровотока в печени.

Индий (^133мIn): Т=99,3 мин – за счет изомерного перехода (гамма-излучение с энергией 329 кэВ, рентгеновское излучение 24-28 кэВ, электроны конверсии 365-392 кэВ) переходит в¹¹³In. ^113мIn генерируется распадом его материнского изотопа ¹¹³Sn (Т=115 сут). При внутривенном введении прочно связывается с -глобулинами крови и циркулирует в организме. Поскольку в таком виде ^113мIn является токсичным продуктом, то в клинической практике его используют в виде солей металлов. Генератор индия может быть использован в течении 6 месяцев. Редко используется в чистом виде, обычно входит в состав специальных меченых химических соединений – радиофармпрепаратов, получаемых на изотопных генераторах на территории госпиталя.

Йод (¹²⁵I), Т = 60 дн. Является источником чистого -излучения. Из-за большого периода полураспада применяется для метки гормонов, определяемых в сыворотке крови больного in vitro.

Йод (¹³¹I), Т = 8,1 дня, источник -частиц и -квантов с различным уровнем энергий. Участвует в обменных процессах в организме, в частности. Критическим органом является щитовидная железа (здесь и далее: критический орган - это орган, ткань, часть тела, облучение которых причиняет наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомству). Применяется в более чем в 90% всех терапевтических и диагностических процедур ядерной медицины, в частности, для определения функционального состояния и морфологических особенностей щитовидной железы.

Йод (¹³²I) является генераторным препаратом с Т = 2,3 часа, излучает только -кванты с энергией 0,31 МэВ. Короткий период полураспада и отсутствие -излучения уменьшает лучевую нагрузку на щитовидную железу почти в 200 раз по сравнению с ¹³¹I, что позволяет применять его у детей.

Ксенон (¹³³Хе), Т = 5,3 дня, является источником -квантов. Воздушно-ксенововая смесь применяется для определения нарушений проходимости спинного мозга при опухоли, менингите, сколиозе, объема остаточного воздуха в легких; регионарной вентиляции легких.

Самарий-153-оксабифор – фармпрепарат для лучевой терапии метастатических поражений скелета.

Стронций-89 (Т= 50,5 дн) источник -частиц с максимальной энергией МэВ. Препарат «хлорид стронция-89», «МЕТАСТРОН» - паллиативное средство при костных метастазах. ⁸⁹Sr является одним из наиболее современных и эффективных терапевтических радиоизотопов, который используется в онкологии для обезболивания, позволяя отказаться от наркотических веществ.

Таллий (¹⁹⁹Tl), Т = 7,43 час, срок годности 14 час, производится на циклотроне, предназначен для сцинтиграфии с целью диагностики инфаркта миокарда (Т1-199-хлорид) и исследования кровоснабжения головного мозга (диэтилдитиокабамат, ДДК-Т1-199) в кардиологии.

Технеций (^99мТс), T= 6 часов - дочерний нуклид 99Мо, который получается при -распаде последнего в специальном генератор, является источником только -квантов с энергией 140 КэB. Генератор представляет собой колонку, заполненную сорбентом с прочно фиксированным на нем материнским нуклидом ⁹⁹Мо. Вымывание ⁹⁹Тс в раствор составляют не менее 80%. Срок эксплуатации генератора 14 дней.

Фосфор (³²Р): Т = 14,2 дн. - источник -частиц с максимальной энергией 1,7 МэВ и наибольшей длиной пробега в тканях 8 мм. Используется для диагностики злокачественных новообразований глаз, кожи слизистых оболочек, молочной железы, головного мозга (во время операции).

Отметим, что в настоящее время бурно развиваются исследования с препаратами на основе антител, пептидов и нуклеатидов, меченных различными радионуклидами, в основном¹³¹I, ⁹⁰Y, ¹¹¹In. Ведутся исследования по использованию - и  - излучателей.

В последние годы проводятся новые разработки, в частности, препаратов самария-153, олова-117m, генераторов рения-188, в планах - создание генератора технеция, других препаратов и источников для медицины.

Следует помнить, что методы ядерной медицины предусматривает использование короткоживущих радионуклидов, которые невозможно перевозить на большие расстояния, и они должны быть применены в непосредственной близости от места их получения. Поэтому производство радиофармпрепаратов должно осуществляться или вблизи или на территории клиники.

 

68(4). Классификация радионуклидов по способу получения:

По способу получения:

-Генераторные-Циклотронные

Технеций (^99мТс), T= 6 часов - дочерний нуклид 99Мо, который получается при b-распаде последнего в специальном генератор, является источником только g-квантов с энергией 140 КэB. Генератор представляет собой колонку, заполненную сорбентом с прочно фиксированным на нем материнским нуклидом ⁹⁹Мо. Вымывание ⁹⁹Тс в раствор составляют не менее 80%. Срок эксплуатации генератора 14 дней.

йод ¹²³I после введения в организм накапливается преимущественно в щитовидной железе. Кинетика поглощения ¹²³ I щитовидной железой (относительно введенного количества) составляет в среднем: через 2 ч — 14%, через 4 ч — 19%, через 24 ч — 27%.

Kr 81m Радионуклиды радона обусловливают более половины всей дозы радиации, которую в среднем получает организм человека от природных и техногенных радионуклидов окружающей среды.

Tl 201 (Таллий (¹⁹⁹Tl), Т = 7,43 час, срок годности 14 час, производится на циклотроне, предназначен для сцинтиграфии с целью диагностики инфаркта миокарда (Т1-199-хлорид) и исследования кровоснабжения головного мозга (диэтилдитиокабамат, ДДК-Т1-199) в кардиологии.)

In 111, Ga 67

Таллий (¹⁹⁹Tl), Т = 7,43 час, срок годности 14 час, производится на циклотроне, предназначен для сцинтиграфии с целью диагностики инфаркта миокарда (Т1-199-хлорид) и исследования кровоснабжения головного мозга (диэтилдитиокабамат, ДДК-Т1-199) в кардиологии. Радиофармпрепарат ¹⁹⁹Tl-диэтилдитиокарбамат, способен стойко фиксироваться в структурах центральной нервной системы пропорционально кровотоку; используется для проведения томосцинтиграфии головного мозга с целью диагностики цереброваскулярной недостаточности. Этот индикатор дает возможность значительного снижения лучевой нагрузки на пациента.

- Реакторные

Йод (¹³¹I), Т = 8,1 дня, источник b-частиц и g-квантов с различным уровнем энергий. Участвует в обменных процессах в организме, в частности.. Критическим органом является щитовидная железа (здесь и далее: критический орган - это орган, ткань, часть тела, облучение которых причиняет наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомству). Применяется в более чем в 90% всех терапевтических и диагностических процедур ядерной медицины, в частности, для определения функционального состояния и морфологических особенностей щитовидной железы.

Ксенон (¹³³Хе), Т = 5,3 дня, является источником g-квантов. Воздушно-ксенововая смесь применяется для определения нарушений проходимости спинного мозга при опухоли, менингите, сколиозе, объема остаточного воздуха в легких; регионарной вентиляции легких.

 

Кто открыл радиоактивность?

Открытие радиоактивности в 1896 году Беккерелем. Открытие альфа-, бета-, гамма –излучения в 1898 году М. Кюри- Склодовской. Первое применение радиоктивных индикаторов в 1911 году. Нобелевская премия Дж. Хевеши за использование радиоиндикаторов в биологии(с помощью радиоактивных индикаторов изучил гемоциркуляцию у животных, исследовал распределение P 32 в тканях крыс). Первое применение радиоиндикаторов в медицине было в 1927 году, когда использовали газ радон для оценки гемодинамики при сердечной недостаточности Этот год является годом рождения радионуклидной диагностики. Впервые исследование функции щитовидной железы с помощью I 131 в 1940 году Гамильтоном счётчиком Гейгера-Мюллера. Изобретение и использование сканеров (сцинциляционные детекторы на движущемся механизме в 1950 году Б.Кассеном. Разработка планарных гамма-камер Х. Энжером в 1958 году с использованием сцинтилляционных стационарных детекторов. 70-годы: изобретение томографических гамма-камер (ОФЭКТ) и ПЭТ. 90- годы – ОФЭКТ и ПЭТ, совмещённые с КТ и МРТ. 1955го Нобелевская премия Р.Ялоу за разработку invitro – диагностики.

 

70(6). Основные способы защиты от радиоактивного излучения при работе с ИИИ в медицинских учреждениях.