Радиобиологическая модель расчёта вероятности гибели клеток млекопитающих при облучении их ионизирующим излучением с разной линейной потерей энергии

Аннотация:

Одной из фундаментальных проблем радиобиологии является прогнозирование количественной связи между возникновением заданного радиационно-индуцированного эффекта и дозой облучения ионизирующим излучением (ИИ) биологического объекта в различных условиях (для ИИ разного качества при различных временных режимах облучения). Цель данной работы - решение частной задачи общей проблемы: разработка математической модели вероятности гибели клеток млекопитающих в зависимости от дозы ИИ с произвольно заданными линейными потерями энергии (ЛПЭ) при однократном облучении этих клеток in vitro. Для решения поставленной задачи использованы микродозиметрические подходы, основанные на теории дуального действия радиации. При разработке модели использовались следующие допущения: 1) в клетке имеются чувствительные объёмы (40), повреждение которых может привести к гибели клетки; 2) вероятность гибели клетки зависит от числа повреждённых 40; 3) вероятность повреждения 40 зависит от энергии, поглощённой в нём; 4) для расчёта энергии, поглощённой в 40, использовалась простая модель взаимодействия ионизирующих частиц с веществом: частицы двигаются по прямой, ЛПЭ частиц совпадают с линейной энергией, поглощаемой в веществе. Разработанная математическая модель зависимости вероятности гибели клеток от дозы в явном виде содержит ЛПЭ. Таким образом, в предложенной модели удалось разделить биологические параметры, ответственные за появление радиационно-индуцированного эффекта, от радиационных характеристик условий облучения. Для обоснования модели использовались классические радиобиологические данные, лежащие в основе рекомендаций МАГАТЭ по определению относительной биологической эффективности ИИ разного качества. На примере экспериментальных данных по облучению клеток Т1 почки человека в данной работе показано, что разработанная модель позволяет рассчитать вероятность гибели клеток в зависимости от дозы ИИ с произвольно заданными ЛПЭ для фотонов, электронов, а-частиц с ЛПЭ от 0,4 до 200 кэВ/мкм. Из предложенной модели следует, что линейно-квадратичная зависимость может возникать не только при поражении ДНК, но и других биологически важных молекул. Использование данной модели может быть расширено для прогнозирования других радиационно-индуцированных эффектов, а также вероятности возникновения радиационно-индуцированных эффектов при различных временных режимах облучения.

Авторы:

Издание: Радиация и риск
Год издания: 2022
Объем: 12с.
Дополнительная информация: 2022.-N 2.-С.97-108. Библ. 21 назв.
Просмотров: 14