Начало >> Статьи >> Архивы >> Количественные закономерности радиационного синдрома

Модель Блэра—Дэвидсона - Количественные закономерности радиационного синдрома

Оглавление
Количественные закономерности радиационного синдрома
Вопросы методики экспериментального исследования радиационного синдрома и количественной оценки поражения
Острый радиационный синдром при воздействии излучения в разных дозах
Исследования костного мозга
Воздействие излучения различной мощности дозы
Соотношение воздействий дозы и мощность дозы
Общее воздействие с преимущественным облучением головы
Воздействие с преимущественным облучением головы 0,28-1,41 Гр/мин
Определение скорости восстановления с преимущественным облучением головы
Одностороннее и круговое воздействие излучения
Влияние средств химико-фармакологической профилактики
Воздействие нейтронов
Повторное облучение с одинаковой мощностью дозы
Повторное облучение в период разгара лучевой болезни
Повторное облучение в период неполного клинического выздоровления
Общие особенности повторной лучевой болезни
Повторное облучение после первого воздействия
Повторное облучение после преимущественного облучения головы
Повторное облучение после применения лечебно-профилактических средств
Возможности экстраполяции экспериментальных данных на человека
Сведения из теории вероятностей и радиационное поражение
Ожог кожи и действие ударной волны как дозовые аналоги воздействия излучения
Комбинированное воздействие
Закономерности нарастания радиационного синдрома
Характеристики поражаемости при гибели в различные сроки
Параметры клинического выздоровления
Параметры поражения при однократном воздействии различной интенсивности
Критериальные функции и параметры поражения при многократном облучении
Значение найденных закономерностей для количественной оценки поражения и радиоустойчивости
Модель Блэра—Дэвидсона
Фактор времени в пострадиационных процессах
Зависимость характеристик поражения организма от условий облучения
Условия облучения, вызывающие одинаковые проявления кроветворного синдрома у различных млекопитающих
Значение найденных закономерностей для количественной оценки процессов восстановления
Заключение, литература

Глава 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЦЕЛОГО ОРГАНИЗМА И ВОЗМОЖНОСТИ МЕЖВИДОВЫХ ЭКСТРАПОЛЯЦИЙ
МОДЕЛЬ БЛЭРА-ДЭВИДСОНА И ЕЕ ПОСЛЕДУЮЩЕЕ РАЗВИТИЕ
Процессы восстановления организма после лучевого воздействия, выраженные в количественной и модельной форме, имеют большое практическое значение. Для этой цели не годится рассмотрение отдельных систем, поскольку ни одна из них не отражает ход лучевой болезни. Описание общего клинического состояния организма также не дает представления о завершенности восстановительных процессов в его отдельных системах [4,9].Известная гипотеза Блэра—Дэвидсона [4] предполагала, что развитие лучевого поражения пропорционально интенсивности излучения, а процессы восстановления идут со скоростью, пропорциональной поражению. Остается необратимая часть поражения, пропорциональная накопленной дозе:
D (О = D [δ + (1 — δехр(—к t)].
Здесь D — доза излучения; δ - доля необратимых лучевых повреждений; к — константа восстановления; t — время; D — остаточное поражение. При этом абсолютная скорость восстановления (в единицах дозы) определяется поражением, т.е. дозой излучения (произведением мощности дозы на продолжительность воздействия), а относительная скорость восстановления (в долях или процентах поражения) принимается за независимую константу, постоянную для разных условий облучения, т.е. за постоянную величину для разных доз, мощностей доз, повторностей воздействия и т.п.
Наиболее серьезной проверкой теории Блэра были экспериментальные исследования, основанные на применении статистических методов, а именно на определении среднелетальных доз при повторных и длительных облучениях [4]. При этом фактически обрабатывается и определяется средняя величина статистического распределения. Тем самым предполагается, что радиационное поражение организма является интегральным эффектом поражения и восстановления многих его систем. С этой точки зрения гипотеза достаточно обоснована и учитывает всю совокупность многообразных процессов поражения и восстановления. Однако смысл введенных параметров долгое время оставался неясным. Последующие экспериментальные исследования показали необходимость внесения в нее ряда серьезных корректив [4, 9, 10, 36]. Наиболее соответствует всем клиническим и экспериментальным данным гипотеза простого экспоненциального восстановления без компоненты частичной необратимости поражения при условии, если рассматриваются не очень продолжительные сроки после облучения (например, для человека — не превышающие одного года). Для более длительных сроков, а также для отдельных физиологических и клеточных систем, ферментативных и внутриклеточных процессов более


Рис. 3.1. Зависимость периода полувосстановления у мышей [ось координат Г), крыс (II), собак (III) и человека (IV) ] от дозы при воздействии γ-излучением (1 -3) и нейтронами (4) :
1 - мыши; 2 - крысы; 3 и 4-собаки; аппроксимирующая кривая (-) и 95,5%-ный доверительный интервал (---------- ) построены для мышей справедлива гипотеза двухкомпонентного экспоненциального восстановления. Было установлено [4, 9, 10], что с увеличением дозы скорость восстановления вначале увеличивается, затем падает.

Возрастание скорости восстановления для исследованных млекопитающих происходит примерно до половины среднелетальной дозы (рис. 3.1). Общую кривую для разных млекопитающих удалось получить преобразованием оси абсцисс и оси ординат. По оси абсцисс здесь отложены дозы, приводящие для млекопитающих разных видов к одинаковому эффекту по выживаемости. Пересчет к дозе, соответствующей определенным эффектам для мышей DM, производили по следующим формулам [10]:

Цену деления оси ординат для мышей (рис. 3.1) соответственно оценкам, проведенным в [4, 9], для периода полувосстановления крыс умножали на 1,8, для собак — на 3,5, для человека — на 6. В результате все кривые легли на один график.
Далее было установлено, что при облучении с различной мощностью дозы темп восстановления зависит не только от дозы, но и от ее мощности [9, 35] (рис. 3.2). Чем меньше мощность дозы, тем продолжительнее облучение для достижения той же дозы и тем большая часть повреждения успевает восстановиться еще в процессе облучения. Удалось получить единообразное семейство кривых для зависимости периода полувосстановления млекопитающих разных видов от дозы и от мощности дозы.

Рис. 3.2. Зависимость периода полувосстановления для мышей от дозы и мощности дозы излучения. Значения логарифма мощности дозы (Гр/с) даны на рисунках около кривых. Использованы данные разных авторов
Эти зависимости довольно громоздки, но тем не менее их можно использовать при расчетах на ЭВМ:
(3.2)
Здесь для мышей с= 0,735; d = 0,0785; а = 2π(D- φ/τ; т=2(Dл- Dмин);
φ=- Dл + 2Dмин; β= 0,125; Тмакс = 14;     Dл—среднелетальная доза, равная для мышей 8 Гр; Dмин определяется по формуле


— амплитуда тригонометрической функции (cosα— β sinα). Формула справедлива при D > φ. При D< φ к φ> 0 Т рассчитывается не по формуле (3.2), а приравнивается к Tмакс.
Если принять Tмакс равным не 14, а 28, 100, 150 сут, Dл — не 8, а 9; 5,1; 4,25 Гр [4], и дозы по оси абсцисс пересчитать по формулам (3.1) на равноэффективные для крысы, собаки и человека, то эти же формулы могут служить для определения зависимости от дозы и мощности периода полувосстановления для указанных видов млекопитающих. Следует отметить, что таким образом так же, как и в предыдущем случае, можно получить лишь оценочные данные. Однако при выводе данного семейства кривых были использованы достаточно обширные экспериментальные данные [10, 35], и в силу этого предлагаемые формулы точнее воспроизводят темп репарации при известных условиях облучения.
Найденные численные зависимости показывают, что для млекопитающих с малой массой и высокой скоростью физиологических и обменных процессов изменение мощности дозы сильно меняет темп восстановления и значительно меньше — для биологических видов более крупных размеров.


Рис. 3.3. Относительное изменение эффективной дозы во времени. Расчет проводился по методике Блэра-Дэвидсона с периодом полувосстановления 28 сут (1), 85 сут (3) и зависящим от дозы и мощности дозы (2)

Темп постлучевого восстановления, определенный для конкретных условий облучения, может быть далее использован в уравнении с помощью которого можно вычислить процесс поражения и восстановления организма для этих условий.
Здесь D — эффективная доза; Р — мощность дозы повреждающего воздействия; Т — период полувосстановления; F(P)— некоторая функция мощности дозы, в простейшем виде равная Р.
Расчеты с использованием формул (3.2) и (3.3) были проведены для определения эффективной дозы для человека в случае нахождения его в условиях воздействия излучения с мощностью дозы, уменьшающейся по экспоненциальному закону. Расчеты проводили для длительности нахождения человека в этих условиях от 1 сут до 1 года. Результаты расчетов представлены на рис. 3.3. Использовали модель с переменным темпом восстановления и модель Блэра—Дэвидсона с постоянным темпом восстановления, равным 28 или 85 сут и фиксированным значением необратимой компоненты. При расчетах были получены несущественные различия в значениях эффективной дозы в первые 4—15 сут и далее после первых трех месяцев, прошедших с начала облучения, а внутри этого диапазона значения эффективной дозы различались в 2 раза (рис. 3.3). Различия были максимальны при облучении с малой мощностью дозы.
Проведенные исследования дали возможность предложить наиболее простой способ определения эффективной дозы для человека с учетом

изложенных выше условий (если необходима лишь приближенная ее оценка) по формуле

где а — период, когда репарацией во время облучения еще можно пренебречь (он зависит от T и равен 4 сут при Т = 28 сут, 15 сут при Т - 45 сут и 30 сут при Т- 85 сут); b — скорость изменения эффективной дозы, равная 1 при Т- 28 сут, 1,5 — при Т = 45 сут и 2 — при Т = 85 сут.



 
« Клинические особенности задержки полового развития у девочек из деструктивных семей   Компенсация СД и процессы перекисного окисления липидов и антиоксидантная система крови детей »