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

Фактор времени в пострадиационных процессах - 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

Гипотеза Блэра—Дэвидсона [4] предполагает, что лучевое поражение развивается пропорционально интенсивности облучения, а процессы поражения идут со скоростью, пропорциональной поражению. Разные авторы дают различные значения периода полувосстановления.

Эти данные неоднократно проверялись и уточнялись в экспериментах с повторным облучением, наносимым в различные сроки после первого. С увеличением временного интервала между облучениями требуется все большее значение повторной дозы для того, чтобы произошла гибель 50% животных, так как действие первоначальной дозы за это время уменьшается по экспоненте с постоянной времени, соответствующей периоду полувосстановления. В диапазоне доз, вызывающих кроветворный синдром, логично предположить, что значение этого параметра связано с характерным временем реакции на облучение кроветворной системы. Эти закономерности неоднократно проверялись. Ниже приведены некоторые характерные значения времени реакции кроветворной системы на облучение для различных млекопитающих, взятые из исследований на однородных животных
в идентичных условиях [4]. Первый минимум содержания лейкоцитов обнаруживается у мыши, собаки и человека на 2,5-, 7- и 10-е сут; вторая волна лейкоцитопении — на 5-, 10-, 26-е сут, гипоплазия кроветворных органов — на 1,5-, 5- и 9-е сут; начало восстановления миелоидной составляющей костного мозга — на 5-е, 10-е и 26-е сут; достижение форменными элементами белой крови их нормальных значений — на 15-, 30- и 60-е сут. Сопоставляя эти данные с периодами полувосстановления, можно отметить определенную корреляцию последних со временем минимального содержания лейкоцитов в периферической крови.
Изменение условий облучения приводит к тому, что события, характеризующие кроветворный синдром, перестают быть ведущими в лучевом поражении организма. Для правильного учета возможных изменений характеристик реагирования целого организма целесообразно более подробно рассмотреть временные характеристики процессов, ответственных за вывод из организма продуктов распада клеток и тканей в результате облучения, т.е. характерных значений времени метаболизма основных тканей организма.
У млекопитающих разных видов процессы поражения и восстановления имеют различную длительность. Многие зарубежные и отечественные ученые проводили исследования этой проблемы [4, 9, 18, 23, 24, 26, 29, 42]. Отмечалось, что восстановление у грызунов происходит в более короткие сроки, чем у собак. Связывали период полувосстановления организма от радиационного поражения со временем развития лейкопении, различным для разных млекопитающих, с объемом основного обмена, с периодом водного обмена, со средним временем жизни данного вида.
Неодинаковость подходов потребовала более однозначного учета возможных различий во времени протекания радиационного синдрома и восстановления.
Следует отметить, что представляется целесообразным временной параметр — период полувосстановления — связывать со временем протекания тех или иных процессов в организме, поэтому поиск таких связей с объемом основного обмена, который характеризует вырабатываемую организмом в единицу времени энергию, представляется недостаточным. В этом свете далее в целях поиска биологически эквивалентных значений времени рассмотрены временные показатели и их различие для млекопитающих следующего ряда: мышь, крыса, собака, человек.
Воздействие излучения на целостный организм приводит к его значительной интоксикации вследствие усиленного распада клеток и их фрагментов. В процессе восстановления продукты распада либо реутилизируются, вовлекаясь вновь в метаболизм клеток и тканей, либо выводятся из организма. В первом случае процессы определяются характерным временем клеточных реакций, временем образования и жизни функциональных клеточных элементов в тканях, во втором — характеристиками циркуляции крови и водного обмена. Процессы на клеточном уровне для различных млекопитающих происходят в мало различающиеся сроки, на тканевом же уровне они различаются уже значительнее [4, 9, 35]. При этом в меньшей степени различаются процессы в обновляющейся популяции клеток кишечного эпителия и в значительно большей степени — в системе клеток крови.
Все сказанное относится как к внешнему, так и к внутреннему облучению. Через кровь выводятся радионуклиды, способные образовывать комплексы с белковыми молекулами. Поэтому вывод таких нуклидов, как рутений (106Ru), церий (144Се) и плутоний (239Рu), существенно определяется круговоротом белков плазмы крови, которые имеют две фракции, различающиеся численными значениями постоянных времени полувыведения. Для крысы первая из этих постоянных времени равна 5 сут, вторая — 12 сут. Характерны постоянные времени вывода ферри- тина (для крысы — 40 сут) и коллагена (для крысы — около 150 сут) [23, 24]. Более длительны периоды полувыведения тех нуклидов, которые связываются с костной тканью (стронций, радий, барий). Данные о характерных сроках лучевой реакции, периоде полувосстановления и
времени, характеризующем обмен в различных тканях (табл. 3.1), обладают определенным разбросом, затрудняющим выявление закономерных их изменений от вида к виду. Для установления такой зависимости данные таблицы были вынесены на график (рис. 3.4). В результате анализа возможного диапазона изменения этих величин была установлена линейная зависимость рассматриваемых временных показателей для мыши, крысы, собаки и человека. Для ряда показателей (например, период полувосстановления, сроки гематологических реакций и др.) данные имеются по всем четырем рассматриваемым видам млекопитающих, для некоторых других — чаще всего для крысы и мыши. Сопоставление общих и частных закономерностей позволило проэкстраполировать недостающие данные к человеку. В результате проделанной работы удалось установить, что время лучевой реакции для разных млекопитающих линейно связано с их массой (размерами), вследствие этого временные характеристики лучевой реакции крысы не выпадают из общей закономерности и находятся между характеристиками мыши и собаки.
Чем больше постоянная времени, тем больше межвидовые различия в ее значениях (рис. 3.4). Это явление можно объяснить с позиций того, что при более длительном облучении все большее значение приобретают морфологические изменения в нервной и сердечно-сосудистой системах, которые характеризуются длительным периодом развития органических изменений.
Таблица 3.1. Временные параметры вывода веществ и радиационного синдрома у человека и лабораторных животных

Максимальные различия наблюдаются в средней продолжительности жизни: для человека по отношению к собаке — 5, крысе — 20, мыши — 40. Для минерального обмена кости и коллагена разных фракций различия в той же последовательности составляют 3,2; 12,8; 20 и 2,5; 6,25; 8,7. Для обмена ферритина различия в том же порядке составляют 2; 5; 6,25; для двух фракций обмена белков плазмы крови 2; 2,8; 3,2 и 1,1; 2; 2,5. Таким образом, кратность различий во временных процессах между различными млекопитающими неоднозначна и зависит от того, метаболизм каких тканей затронут в конкретном поражении. При остром внешнем облучении наблюдается кишечный или кроветворный синдром; в обоих случаях вывод продуктов распада осуществляется через кровь или определяется водным обменом.


Рис. 3.4. Соотношение между постоянными времени (7) для человека (А), собаки (Б), крысы (В) и мыши (Г):
1 — период водного обмена ( · ); период полу выведения трития, минимальная постоянная времени циркуляции белков в плазме крови (+); выраженность гематологического синдрома (■); 2 - период полувосстановления организма по Блэру (о ) ; вторая компонента циркуляции белков в плазме крови (□); 3 — восстановление в системе крови (Δ); 4 — период полувыведения цезия (▼); 5 — период полу- выведения церия (*)и постоянная времени кругооборота фибриногена (v); 6 - период полувыведения стронция (о); 7 - среднее время жизни (Θ)
Рис. 3.5. Сравнение эквивалентного времени протекания идентичных процессов у собаки, крысы, мыши (по оси ординат) и человека (по оси абсцисс)

При этом различие между человеком и мышью по времени протекания лучевых реакций лежит в пределах 2,3-3,2-6,25. Действительно, полученные в экспериментах различия между человеком и мышью по времени протекания лучевых реакций при поражении кроветворной системы составляют 3,5 по реакциям костного мозга и около 6 для процессов восстановления клеточной популяции системы крови в целом [4, 9]. Для лучевых реакций, вызываемых радионуклидами, связывающимися с соединительной или костной тканями, различия значительно больше.
Полученные соотношения позволяют экстраполировать постоянную времени с одного вида млекопитающих на другие (рис. 3.5). С помощью этих графиков можно получить закономерный ряд эквивалентных для различных рассматриваемых млекопитающих значений времени и использовать эти соотношения для еще неисследованных экспериментально случаев лучевых реакций при внешнем и внутреннем длительном или хроническом облучении. Большой интерес представляет моделирование на лабораторных животных условий, в которых находится человек в процессе профессиональной деятельности. С помощью графика на рис. 3.5 можно установить, что 1 год и 10 лет облучения человека соответствует 180 сут и 3,5 годам — для собаки, 90 и 450 сут — для крысы, 70 и 280 сут— для мыши.
При схематическом подразделении на острое и хроническое облучение различия во времени протекания радиационных реакций можно считать в первом случае пропорциональными различиям во времени протекания гематологических реакций (т.е. считать пропорциональными времени наступления лейкопении), или периодам полувосстановления при остром облучении, а при хроническом облучении, длящемся всю жизнь, — среднему времени жизни рассматриваемых млекопитающих. Все промежуточные случаи, в том числе и реакции на внутреннее облучение, требуют использования графиков, представленных на рис. 3.5.



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