Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2016. Том 61. № 1. C. 11-16

РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ

В.Ю. Соловьев, А.Е. Баранов

МОДЕЛЬ ПОСТРАДИАЦИОННОЙ КИНЕТИКИ КЛЕТОЧНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ ПРИ КОСТНОМОЗГОВОМ СИНДРОМЕ

Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

РЕФЕРАТ

Цель: Разработка математической модели пострадиационного восстановления численности пула стволовых кроветворных клеток после острого тотального облучения.

Материал и методы: Объектом исследования являются данные по пострадиационной динамике концентрации нейтрофилов в периферической крови пострадавших при аварии на ЧАЭС 1986 г. из базы данных по острым лучевым поражениям человека ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России.

Результаты: Предложена модель и ее математическое описание для оценки динамических характеристик пострадиационной динамики пула стволовых кроветворных клеток и форменных элементов (нейтрофилов) периферической крови человека. Показано, что гипотетическое представление о триггерном механизме включения нескольких различных режимов пострадиационного восстановления пула стволовых клеток и существовании т.н. критического уровня запрета на дифференцировку не противоречит наблюдаемой картине пострадиационной динамики концентрации нейтрофилов в периферической крови человека. На основании модельных представлений высказана гипотеза о возможности внешнего вмешательства в программу естественного переключения режимов восстановления, что может привести к менее выраженному течению острого периода костномозгового синдрома, и при определенных уровнях радиационного поражения в диапазоне доз 3-5 Гр - к некоторому сокращению длительности периода агранулоцитоза, ориентировочно на 2-4 сут.

Заключение: если принципиальные теоретические построения верны, можно надеяться на поиск таргетных препаратов, способных в той или иной степени блокировать выход в дифференцировку стволовых кроветворных клеток, определенным образом изменять клиническую картину течения костномозгового синдрома и, соответственно, несколько снижать риск смерти при тяжелых и крайне тяжелых формах костномозгового синдрома.

Ключевые слова: костномозговой синдром, клеточные популяции, нейтрофилы, модель, доза гамма-излучения

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Соловьев В.Ю., Баранов А.Е. Оценка критического уровня «запрета на дифференцировку» численности стволовых кроветворных клеток человека // Радиобиология. 1989. Т. 29. C. 835-838.
2. Wichmann N.E., Loeffer M., Schmith S.A. Conception of haemopoietic regulation and its biomathematical realization. // In: Blood Cells. SpringerVerlag. N.Y. Inc. 1988. P. 411-429.
3. Lajtha L.G. On the concept of the cell cycle // J. Cell Comp. Physiol. 1963. Vol. 62. No. 1. P. 143-145.
4. Lajtha L.G. Cytokinetics and regulation of progenitors cell // J. Cell Comp. Physio 1966. Vol. 67. No. 1. P. 133-148.
5. Lajtha L.G., Pozzi L.V., Schofield R., Fox M. Kinetic Properties of Haemopoietic Stem Cells // Cell Tiss. Kinet. 1969. No. 2. P. 39-49.
6. Lajtha L.G. Stem Cell Concepts // Differentiation. 1979. Vol. 14. P. 23-34.
7. Терских В.В. Периоды покоя в нормальных и малигнизированных клеточных системах. // В сб.: «Клеточный цикл. Проблемы регуляции». Под ред. О.Е. Епифановой. М.: Наука. 1973. C. 165-189.
8. Коноплянников А.Г. Радиобиология стволовых клеток. М.: Энергоатомиздат. 1984. 120 с.
9. Груздев Г.П. Проблема поражения кроветворной ткани при острой лучевой патологии. М.: Медицина. 1968. 139 с.
10. Гозенбук В.Л., Кеирим-Маркус И.Б., Савинский А.К., Чернов Е.Н. Дозовая нагрузка на человека в полях гамма-нейтронного излучения. М.: Атомиздат. 1978. 166 с.
11. Гозенбук В.Л., Кеирим-Маркус И.Б. Дозиметрические критерии тяжести острого облучения человека. М.: Энергоатомиздат. 1988. 183 с.
12. Chervenick P.A., Boggs D.R. Patterns of proliferation and differentiation of hematopoetic stem cells after compartment depletion // Blood. 1971. Vol. 37. No. 5. P. 568-580.
13. Boggs S.S., Chervenick P.A., Boggs D.R. The effect of postirradiation bleeding or endotoxin on proliferation and differentiation of haematopoietic stem cells // Blood. 1972. Vol. 40. P. 375-379.
14. Boggs S.S., Boggs D.R. Relationship of stem cell poll size to onset differentiation // Radiat. Res. 1974. Vol. 59. P. 50-56.
15. Baranov A.E., Konchalovski M.V., Soloviev W.Ju., Guskova A.K. Use of blood cell count changes after radiation exposure in dose assessment and evaluation of bone marrow function // In: The Medical Basis for Radiation Accident Preparedness II. Clinical Experience and Followup since 1979. Ed. R.C. Ricks, S.A. Fry. P. 427-443.
16. Груздев Г.П., Иванова Т.А., Гордеева А.А., Щербова Е.Н. О функциональной мозаичности костного мозга («пульсирующий клон») // Пробл. гематол. 1980. № 5. С. 36-39.
17. Соловьев В.Ю., Баранов А.Е., Кончаловский М.В., Чистопольский А.С. Прогнозирование пострадиационной динамики концентрации нейтрофилов в периферической крови человека при неравномерном облучении // Мед. радиол. и радиац. безопасность. 1997. Т. 42. № 3. C. 17-23.
18. Соловьев В.Ю., Баранов А.Е., Хамидулин Т.М. База данных по острым лучевым поражениям человека. Сообщение 2. Прогнозирование пострадиационной динамики концентрации нейтрофилов периферической крови человека при неравномерном по телу аварийном облучении // Мед. радиол. и радиац. безопасность. 2011. Т. 56. № 4. С. 24-31.
19. Семенкова И.В. Радиочувствительность мезенхимальных стволовых клеток и получаемых из них для целей клеточной терапии клеток-предшественников кардиомиоцитов. Обнинск. Автореф. дисс. канд. билог. наук. 2008. 16 с.
20. Килмен С.А. Руководство по радиационной гематологии. М.: Медицина. 1974. С. 77-85.
21. Пяткин Е.К., Баранов А.Е. Биологическая индикация дозы с помощью аберраций хромосом и количества клеток в периферической крови // Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР. Сер. «Радиационная биология». 1980. Т. 3. С. 103-179.
22. Кончаловский М.В., Баранов А.Е., Соловьев В.Ю. Дозовые кривые нейтрофилов и лимфоцитов при общем относительно равномерном гамма-облучении человека (по материалам аварии на ЧАЭС) // Мед. радиол. и радиац. безопасность. 1991. Т. 36. № 1. C. 29-33.
23. Соловьев В.Ю., Баранов А.Е., Хамидулин Т.М., Зиновьева Н.В. База данных по острым лучевым поражениям человека. Сообщение 3. Особенности прогнозирования пострадиационной динамики концентрации нейтрофилов в периферической крови при костномозговом синдроме, отягощенном лучевыми ожогами, а также при неравномерном облучении // Мед. радиол. и радиац. безопасность. 2013. Т. 58. № 6. С. 30-35.

Для цитирования: Соловьев В.Ю., Баранов А.Е. Модель пострадиационной кинетики клеточных популяций при костномозговом синдроме // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2016. Т. 61. № 1. С. 11-16.

PDF (RUS) Полная версия статьи