7.11. Післярадіаційне відновлення клітин та визначення

параметрів моделі зменшення ефективної дози у

Процесі відновлення

Одним із перших регулярні експерименти по дослідженню пострадіаційного відновлення клітин за моделлю зменшення ефективної дози провів В.І. Корогодін на клітинах діплоідних клітин дріжджів (Saccaromyces vini штамм-B)і відобразив їх результати у своїй класичній книзі «Проблеми пострадиционного восстановления»(1960).

Рис 7. 8. Схема досліду В.І.Корогодіна, що доказує реальність існування пострадіаційного відновлення у клітин дріжджів.

Для дослідження явища відновлення була запропонована дуже вдала схема. Вона базувалася на висхідній кривій дозової залежності виживаності досліджуваних клітин (Рис 7.10). Для досліду було вибрано початкову дозу у 400 Гр (виживаність клітин – 0,02). Багато пробірок з водною суспензією клітин (у водопровідній воді) було опромінено в однаковій дозі в 400 Гр. Перші три пробірки було зразу висаджено на питне середовище на пептоновий агар-агар и визначена їх виживаність, яка склала 0,02 (тобто 2%) від контролю. Наступні проби витримували до висадки на питне середовище 5,10, 15, 20,25 , 30, 35 та 40 год. Після кожного періоду витримки чергові 3 пробірки були використані для визначення

Рис 7.9. Експерименти по відновленню по Корогодіну

виживаності . Було визначено, що з часом витримки, виживаність зростала , наприкінці процесу відновлення вже досягла насичення і не зростала. Ці дані виживаності з часом відновлення були нанесено на той же графік, де і дозова залежність, але для побудови графіку відновлення зверху була нанесена шкала часу відновлення по годинах витримки на «голодному» середовищі ( у водопровідній воді). Використовуючи шкалу ординат, ту саму що і при побудові дозової залежності виживаності, а у якості осі абсцис – верхню шкалу часу відновлення, була побудована крива відновлення клітин у пострадіаційний період. Вона має характер висхідної експоненціальної залежності.

(7.19)

Оскільки для аналізу отриманих даних по відновленню було використано модель Новика-Сцилларда – модель зменшення ефективної дози, то нам слід отримати залежність D _eff (t ) від часу відновлення – t.

Для цього, використовуючи криву відновлення та дозову криву, на графіках зробили оцінку якій дозі ураження відповідають нові рівні ураження клітин після різного часу відновлення. По цих ланих оцінок ефективних доз побудуємо слідуючу таблицю (7.1).

Таблиця 7.1. Розрахункова таблиця значень ефективних доз по даних реального експерименту.

D eff (t )- графічна оцінка ефективної дози опромінення (Гр)	t – час відновлення (год)	D eff (t) / Do – відносне значення ефективної дози опромінення згідно моделі (7.21)
400	0	1
200	5	0, 5
160	10	0,4
140	15	0,35
100	20	0,25
80	25	0,2
60	30	0,15
55	35	0,14
50	40	0,12

Перебудуємо формулу (7.19) у слідуючий вигляд :

(7.20)

З цієї формули слідує, що при великих значення t ( зокрема при t що іде до ∞ )вираз (1 – k ) exp ( - bt ) буде дуже малим, практично дорівнювати -0 . Тоді формула 7.22 буде дорівнювати - D _eff (t =∞) / Do ~ k ( тобто наприкінці процесу відновлення це відношення - D _eff (t) / Do буде практично дорівнювати значенню k – величині необерненої складової досліджуваного на даному об`єкті процесу відновлення. Таким чином величина необерненої складової процесу відновлення становить 0,13. Тобто, приблизно 13 % ушкоджень диплоідних клітин дріжджів (Saccaromyces vini, штамм B) не можуть бути в принципі відновлені за даним механізмом пострадіаційного відновлення. Зрозуміло, що для інших видів клітин, ця величина може бути іншою. Залишається проблема, як оцінити параметр b – швидкість процесу відновлення . Необхідно ще встановити, яка частина клітин може бути відновлена за одну годину за даним механізмом відновлення. Для цього перебудуємо формулу (7.20) слідуючим чином :

(7.21)

Тепер залишається взяти натуральний логарифм від цієї залежності і отримати рівняння прямої лінії :

( 7.22).

Тепер використовуючи значення - k =0,12 та табличні значення D _eff (t) / D (див таблицю 7.1), не важко провести розрахунок значень - , та побудувати ії залежність від часу. Отримаємо графік прямої лінії, тангенс куту нахилу якої відповідає значенню b – швидкості процесу пострадіаційного відновлення і можемо оцінити, що значення –b, що становитиме величину 0,11/за годину. Для точності при розрахунках таких значень -b, використовують, звичайно, метод найменших квадратів . Це не важко зробити на комп’ютері використовуючи програмовий продукт EXELL. Висока точність отриманих параметрів процесу пострадіаційного відновлення клітин, означає адекватність застосованої моделі Новика-Сцилларда, базованої на принципі зменшення ефективної дози опромінення. Це дозволяє зробити висновок, що елементарні ушкодження в клітинах відновлюються незалежно одне від одного. М.В.Лучник виділяв два основні типи процесів відновлення. Перший це той, що призводить до зменшення ефективної дози опромінення клітин (незалежне відновлення елементарних ушкоджень у клітинах), другий – так званий поклітинний тип відновлення «все або нічого». тобто існують загально клітинні механізми відновлення, при яких клітини відновлюються, тільки якщо всі елементарні ураження в них будуть відновлені. Так відновлюються після радіаційного ураження деяки види клітин, зокрема амеби, та хромосомні ушкодження різних типів. Але цей другий тип відновлення не буде задовольняти принципу зменшення ефективної дози.