Mathematical analysis of functional properties alterations of mice bone marrow during protracted external irradiation with different dose rate intensity

Abstract

Національний університет «Києво-Могилянська академія», Київ МАТЕМАТИЧНИЙ АНАЛІЗ ЗМІНИ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КІСТКОВОГО МОЗКУ МИШЕЙ У ПРОЦЕСІ ТРИВАЛОГО ЗОВНІШНЬОГО ОПРОМІНЕННЯ З РІЗНОЮ ПОТУЖНІСТЮ ДОЗИЗа допомогою побудованої математичної моделі з використанням експериментальних результатів щодо впливу тривалого неперервного опромінення з потужністю дози 0,01, 0,03, 0,06, 0,1, 0,25, 0,5 та 0,8 Гр/добу (23 год на добу) та з потужністю дози 1, 3, 6, 10 Гр/добу (цілодобово) на чисельність колонієутворюючих оди-ниць (КУО) кісткового мозку мишей установлено механізм формування нового стаціонарного стану чисельнос-ті КУО у процесі опромінення, визначено рівні стабілізації КУО залежно від щоденної дози опромінення. За експериментальними даними, отриманими іншими дослідниками, обчислено параметри, що характеризують реакцію кровотворної системи на втрату КУО через тривале опромінення за різних потужностей доз. Установ-лено кількісні показники зменшення інтенсивності надходження КУО із «джерел» до кісткового мозку при збільшенні щоденної дози опромінення.Ключові слова: іонізуюча радіація, кістковий мозок, функціональні властивості, математичне моделювання.

Comparative mathematical analysis of the colony-forming ability of bone marrow of mice irradiated in lethal dose with high and low dose rate

“…Стовбурові клітини закладаються в ембріогенезі, дозрівають і колонізують «ніші» в організмі новонародженої дитини, які і є джерелами гемопоетичних стовбурових клітин протягом життя. У роботі [2] встановлені закономірності процесу відновлення чисельності КУО КМ після тривалого γ-опромінення мишей із потужностями доз 0,25 та 0,5 Гр/добу. У статті К. С. Черткова [3], що була взята нами за основу для математичного аналізу, розглядаються джерела одноразового і тривалого опромінення з високою і низькою потужністю 60 Co та 137 Cs відповідно.…”

“…Поставлена задача розв'язується за допомогою математичної моделі зміни чисельності КУО КМ у процесі неперервного опромінення, опи-саної в роботах [1,2], та з використанням експериментальних результатів роботи [3].…”

“…Отже, згідно з роботами [1,2], рівняння, що описує зміни відносної чисельності КУО КМ ) (t M після припинення опромінення, матиме вигляд Доба після початку опромінення 0,02 1-а 2-а 3-я 5-а 7-а 9-а 11-а 14-а 17-а 21-а Відносна чисельність КУО КМ у розрахунку на стегнову кістку 0,000659 0,000125 0,000276 0,000281 0,000286 0,000365 0,00496 0,0104 0,0783 0,1028 0,4444…”