Die Kompensationsgröße bei räumlich inhomogenen Ganzbestrahlungen^*

Zusammenfassung

Nach Hinweisen aus der Literatur über indirekte Strahlenwirkungen und aus eigenen Versuchsergebnissen über strahleninduzierte Knochenwachstumsstörungen wird der strahlenbiologische Kompensationsvorgang verstanden als eine Gegenregulation, die ausgeht vom nichtbestrahlten Volumen des Reaktionssystems, in vielen Fällen vom unmittelbaren Nachbargebiet (local effect). Er ist also im Gegensatz zu Diffusionsvorgängen zentripetal gerichtet und vermindert das Schadensausmaß, ohne volle Wiederherstellung zu bewirken. In ausgedehnten Versuchen über die Absterbeordnung nach Siebganzbestrahlungen im Vergleich zu offenen Ganzbestrahlungen von Versuchsmäusen konnte bestätigt werden, daß der Kompensationsvorgang auch für dieses pluripolare Modell einer weitgehend organunabhängigen Meßgröße existiert. Die Kompensationsgröße, d. h. der durch Kompensation bewirkte Schutzeffekt, wird nach Versuchsergebnissen unter Erhöhung der Volumdosen bei Siebbestrahlungsbedingungen auf 1,5—2,5 geschätzt, ist also mindestens von gleicher Größe wie bei den besten, bekannten chemischen Strahlenschutzstoffen. Im Bereich der geprüften Strahlendosen (ausgehend von Einfallsdosen von 450—1000 r bei offener Ganzbestrahlung) steigt die Kompensationsgröße, hier dargestellt durch integrale Überlebensquotienten, so, wie es nach den Versuchsergebnissen mit strahleninduzierten Knochenwachstumsstörungen erwartet worden war.

Summary

According to published references on indirect effects of radiation and from the authors' own measurements on inhibitory effects retarding the natural growth of bones the biological effect which compensates for radiation damage is understood as a control mechanism which has its source in the non-irradiated volume of the reaction system and in many cases in the immediate neighbourhood (local effect). This effect therefore is directed centripetally, in contrast to diffusion processes. It reduces the harm without effecting a full cure. In a series of experiments on the death rate of mice after irradiation through a sief compared with whole-body irradiation it has become possible to confirm that the process of compensation occurs also here. The compensation factor is independent of the organ. The factor represented by the protective effect may be estimated to be 1.5—2.5. The effect is thus of the same order as that obtained from the best chemical protective substances. Within the range of the doses used, starting from incident doses of 450 r up to 1000 r whole-field irradiation compensation increases as had been expected from the results of radiation-induced inhibition of bone growth whereby the compensation factor is expressed by averaged survival quotients.

Résumé

L'action indirecte des irradiations fait l'objet d'une étude utilisant les données de la littérature et les résultats obtenus à la suite d'expériences personnelles sur les troubles du développement osseux se manifestant sous l'effet des rayons. Le processus biologique compensatoire résultant des irradiations constitue une régularisation de sens contraine, qui trouve son origine dans les volumes non irradiés du système de réaction, dans beaucoup de cas il s'agit des volumes de la région la plus proche (effet local). Ce processus a contrairement aux processus de diffusion une direction centripète et diminue l'importance des dégâts, sans amener une restitution intégrale totale. Des séries importantes d'essais effectués sur des souris dans le but d'étudier le degré de mortalité à la suite d'irradiations totales filtrées et d'irradiations totales ouvertes permettent d'affirmer qu'il existe pour ce modèle multipolaire une unité de mesure nettement indépendante de l'organe. Le degré de compensation, c. à d., l'action protectrice résultant de cette compensation est estimée entre 1,5 et 2,5 à la suite des résultats des expériences, les doses par volume étant augmentées avec les conditions des irradiations filtrées. Cette valeur est la même ou est supérieure à celles obtenues avec les meilleures substances chimiques présentant une action protectrice contre les rayons. Pour les doses de rayons étudiées (en partant des doses appliquées de 450 à 1000 r avec une irradiation totale ouverte) la valeur de la compensation augmente, elle est ici représentée par l'intégrale des quotients de survie, comme il fallait s'y attendre à la suite des résultats des essais obtenus dans les troubles du développement osseux résultant de l'action des rayons.

Resumen

Basándose en datos bibliográficos y en los resultados de experiencias personales sobre los trastornos del crecimiento óseo inducidos por rayos, el proceso de compensación biológico resultante de rayos es considerado como regulación en sentido opuesto, la cual tiene su origen en el volumen no irradiado del sistema reactivo, y en muchos casos se trata de la región vecina inmediata (efecto local). En contraposición a los procesos de difusión, éste es dirigido, pues, centrípetamente y disminuye la importancia de las lesiones sin producir una restitución integral. En extensos ensayos experimentales efectuados en ratones respecto a la cuota de mortalidad después de irradiaciones totales con filtro en comparación a irradiaciones totales abiertas pudo confirmarse que existe también para este modelo pluripolar una unidad en mucho independiente del órgano. El grado de compensación, es decir, el efecto protector producido por compensación, según los resultados de ensayos elevando las dosis de volumen en las condiciones de irradiaciones filtradas se aprecia a 1,5—2,5. Este valor, por lo menos, es el mismo o es superior a los valores obtenidos con las mejores substancias químicas que poseen una acción protectora contra los rayos. Dentro de las dosis de rayos estudiadas (partiendo de dosis incidentes de 450—1000 r en irradiación total abierta), el valor de la compensación — representado aquí por cocientes de sobrevivencia integrales — aumenta de tal manera como lo ha sido esperado según los resultados de ensayos con trastornos de crecimiento óseo inducidos por rayos.