Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Радиационная биофизика (ионизирующие излучения)" -> 43

Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 448 c.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка): radiacionnayabiofizika2004.djvu
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 210 >> Следующая

В 1922 г. Блау и Альтенбургер предложили общую формулу для расчета кривых «доза-эффект», основанную на статистическом
*) Излагается по Тимофееву-Ресовскому Н.В. и др., 1968.
92 Гл. III. Зависимость биологического эффекта от поглощенной дозы
принципе «попадания»:
к=О
где No — исходное число клеток до облучения, N — число клеток, прореагировавших данным образом, D — доза облучения, п — требуемое число попаданий в мишень и v — коэффициент, пропорциональный объему V «мишени», попадание в которую приводит к оцениваемому эффекту (точный смысл коэффициента v будет определен прн рассмотрении статистики одноударных процессов).
Блау н Альтенбургер из уравнения (Ш.1) рассчитали теоретические кривые «доза-эффект» для разного «числа попаданий в мишень». Эти кривые соответствовали реальным дозовым кривым, наблюдаемым при облучении изолированных клеток.
1.2. Принцип попадания и концепция мишеней
В работах, выполненных Дж. Кроутером, Д. Ли, К. Циммером,
Н. В. Тимофеевым-Рессовским н др., были предложены н использованы для анализа радиобиологических эффектов принцип попадания и концепция мишени (или, как иногда называют, «теория» мишеней).
В 1924 г. Дж. Кроутер сформулировал «теорию попадания» (принцип попадания). Считая попаданием возникновение акта ионизации в облучаемом объеме, автор предположил, что регистрируемый эффект связан с некоторым критическим числом ионизаций (попаданий) в пределах мишени, занимающей определенный чувствительный объем внутри клетки. Параметры мишенн оказались сопоставимыми с размерами центриолей и ядрышек. С тех пор в радиобиологии начался активный поиск мишени на основании статистических принципов попадания. Он привел к выводу о ведущей роли ядра и внутриядерных наследственных структур в летальном поражении клетки.
1.2.1. Од иночные и множественные попадания в мишень
В общем виде количественный анализ, основанный на принципе попадания, состоит в том, что полученные в эксперименте кривые «доза-эффект» интерпретируются на основании следующих физических положений:
- ионизирующие излучения переносят энергию в дискретном виде;
- акты взаимодействия (попадания) не зависят друг от друга н подчиняются пуассоновскому распределению;
- исследуемый эффект наступает, если число попаданий в некоторую чувствительную область гетерогенной биологической структуры, так называемую мишень, составляет по крайней мере п ^ 1.
1. Принцип попадания и концепция мишеней
93
Рассмотрим простейший случай «одноударного процесса», когда попаданием считают одиночную передачу некоторого минимального количества энергии. Переданная энергия («энергия попадания») определяет характер повреждения, зависящий н от специфики облучаемой системы, т. е. тестируемый эффект наступает лншь тогда, когда определенное минимальное количество энергии поглощено чувствительной областью — мишенью.
Представим, что облучаемая система состоит из Nq объектов, каждый из которых обладает мишенью сечением S и объемом V. Пусть для инактивации объекта достаточно, чтобы трек плотноионизирую-щей частицы прошел через сечение мишени S; такое событие будем именовать попаданием.
Это предположение нмеет физический смысл. Так, напрнмер, а-частица с энергией 2,5 МэВ образует около 3000 пар нонов на 1 мкм пути. Если пренебречь неравномерностью распределения ионов вдоль трека, то даже при толщине мишеии 10_3 мкм с большой вероятностью в пределах мишенн, через которую проходит трек частицы, возникнет несколько ионизаций. Если траектории частиц распределяются по поперечному сечению объекта случайным образом и не зависят друг от друга, то вероятность одного, двух, п попаданий в мишень, находящуюся в пределах объекта, описывается уравнением:
Р(п) = ^ (ш-2)
где а — среднее число попаданий в мншень. Если Ф — флюенс, то есть среднее число частнц, пролетающих через единичную площадку, a S — сечение мншенн, то а = 5Ф. Как было определено формулой (1.8) (гл. I), флюенс Ф пропорционален поглощенной дозе излучения.
При сколь угодно малой дозе излучения существует вероятность прохождения частицы через одну из мишеней. С увеличением потока частнц (т.е. с ростом дозы излучения) в объекте возрастает число мишеней, в которые произошло попадание.
Еслн Nq — общее число объектов в облучаемой системе, а N — число объектов, сохранивших после облучения исходные свойства (т. е. «выживших»), то величина N/No соответствует вероятности непопадания (я — 0)- Из уравнения (Ш-2) для случая п = 0 (учитывая, что 0! = 1) получим
? = J»gLfl=e-s. (Ш.з)
При некоторой дозе облучения выполняется условие 5Ф = 1. Это соответствует случаю, когда в среднем число попаданий равно числу мишеней. В действительности же часть попаданий испытали уже однажды пораженные мишени, а некоторые не претерпели ни одного попадания.
94 Гл. III. Зависимость биологического эффекта от поглощенной дозы
Согласно формальной статистике Пуассона прн 5Ф — 1 реально поражается только 63% мишеней, а 37% оказываются непораженными *). Действительно, подставив в уравнение (Ш.З) значение 5Ф = 1, получим
Предыдущая << 1 .. 37 38 39 40 41 42 < 43 > 44 45 46 47 48 49 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed