Зависимость восстановительных процессов в облучённом организме от мощности дозы

Введение

биологический излучение репарация

Восстановление организма после острого лучевого поражения в первом приближении можно свести к пролиферации клеток, которые сохранили жизнеспособность, вследствие чего, восполняется убыль популяции клеток критических органов и восстанавливается их функциональная активность.

Процессы восстановления в организме человека и животных после облучения протекают с определённой скоростью: наивысшей в активно пролиферирующих тканях и минимальной в тканях с низким уровнем физиологической регенерации.

1. Степени поражения после воздействия однократных доз излучения

Ø1100-5000 Р (рентген) - 100% смертность в течение одной недели;

Ø550-750 Р - смертность почти 100%; небольшое количество людей, оставшихся в живых, выздоравливает в течение примерно 6 месяцев;

Ø400-550 Р - все пораженные заболевают лучевой болезнью - смертность около 50%;

Ø270-330 Р - почти все пораженные заболевают лучевой болезнью - смертность 20%;

Ø180-220 Р - 50% пораженных заболевают лучевой болезнью;

Ø130-170 Р - 25% пораженных заболевают лучевой болезнью;

Ø80-120 Р - 10% пораженных чувствует недомогание и усталость без серьезной потери трудоспособности.

Ø0-50 Р - отсутствие признаков поражения.

Если же период облучения будет больше четырех суток, то в облученном организме начинают протекать процессы восстановления пораженных клеток.

2. Кинетика восстановления организма после облучения

Распространенным методом оценки пострадиационного восстановления организма является изучение его чувствительности к повторному облучению, производимому в разные сроки после первоначального радиационного воздействия. Этот метод и положенная в его основу теория восстановления организма впервые были предложены Г.А. Блэром (1955), а затем развиты Г.О. Дэвидсоном. В качестве меры чувствительности организма к моменту повторного облучения принимают величину ЛД 50/30. Эту дозу сравнивают с дозой, вызывающей тот же эффект при однократном облучении.

Согласно классической теории Блэра, пострадиационное восстановление протекает с постоянной скоростью (пропорционально величине поражения) по экспоненциальному закону. Это относится не ко всей величине начального поражения, а к определенной его части. Другая часть начального поражения существует в виде доли необратимого поражения, величина которой пропорциональна общей накопленной дозе (Рис. 1.).

Рис. 1. Теоретическая кривая восстановления с долей необратимого поражения (по Дэвидсону, 1960)

В соответствии с этой теорией «чистое» поражение - эффективную дозу - можно выразить следующим выражением:

Dt=D [f+(1-f) e-tb], где

f-необратимая часть поражения; (1-f) - доля обратимого лучевого повреждения; ?-скорость восстановления в сутки, %; t-количество суток; e-основание натурального логарифма.

Если повторное облучение и определение ЛД 50/302 проводить через разные промежутки времени, то по разнице между величинами ЛД 50/30 однократного и повторного облучений можно определить изменение во времени величины остаточного радиационного поражения (его необратимую компоненту), темп восстановления радиорезистентности организма и период полувосстановления организма - время, необходимое для восстановления организма от лучевого поражения на 50%.

Период полувосстановления (Т1/2) практически является константой, как правило, увеличивающейся с продолжительностью жизни животного. По данным разных авторов, он равен 2-8 суток для мыши; 6-9 суток для крысы; 14-18 сут для собаки; 20-28 сут для осла. Для человека Т1/2 составляет 25-45 суток; За среднее принимают значение, равное 28 суткам при скорости восстановления ~0.1% в час.

В общем виде концепция Блэра-Дэвидсона была подтверждена дальнейшими исследованиями радиобиологов. Вместе с тем, начали накапливаться факты, противоречащие ей. Прежде всего были получены данные об уменьшении радиочувствительности некоторых лабораторных животных к повторному облучению после предварительного нелетального облучения. В работах ряда авторов отмечалось, что не всегда удается зарегистрировать необратимую компоненту лучевого поражения. Период же полувосстановления, а, следовательно, и константа восстановления в уравнении Блэра, не являются постоянными величинами и зависят от дозы излучения.

Все эти данные послужили основой для критики концепции Блэра-Дэвидсона по следующим соображениям:

. При первом и повторном облучениях возможно несоответствие между временем протекания одних и тех же процессов;