Radiocarcinogenesis: Results fromin vitro, experiments

Summary

Transformation frequencies induced in cell systems by low- and high-LET radiations are compared and analysed as a function of LET and dose protraction. At acute dose rates, the dose-response curve with low-LET radiations shows a complex shape: the transformation frequency increases with the dose by a power of less than 1 in the interval (0.25÷1.5) Gy; a power of about 2 from 1.5 Gy to 4.5 Gy, where it reaches its maximum value and then remains constant. High-LET radiation transformation frequencies increase with dose by a power of 2 from 0.1 to 2 Gy after which they remain constant. RBE values increase with LET up to 140 ke V/μm and then decrease. The transformation frequency is reduced following dose fractionation or dose rate reduction with low-LET radiation, whereas it is enhanced with high-LET radiation, such as 0.85 MeV neutrons. Values of RBE for transformation up to 50 can be evaluated for neutrons. Various models that have been proposed to explain these results are analysed and compared.

Riassunto

Si riportano i risultati di uno studio della frequenza di trasformazione indotta in cellule in coltura da radiazione ionizzante in funzione della dose, del LET e della distribuzione temporale della dose. Per radiazioni a basso LET, l’andamento della curva dose-effectto è piuttosto complesso: la frequenza di trasformazione cresce con una potenza della dose minore di 1 nella regione di dosi (0.25÷1.5) Gy, di circa 2 nella regione da 1.5 Gy a 4.5 Gy oltre la quale si mantiene costante. La frequenza di trasformazione indotta da radiazioni ad alto LET aumenta con la dose con una potenza di 2 tra 0.1 e 2 Gy dove raggiunge il suo valore massimo e poi si mantiene costante. I valori di RBE aumentano con il LET fino a 140 keV/μm e poi decrescono in analogia con quanto trovato per altri effetti quqli la mortalità e l’aberrazione cromosomica. Il frazionamento e la riduzione dell’intensità di dose di radiazione a basso LET producono una diminuzione dell’incidenza di trasformazione; al contrario, alcune radiazioni ad alto LET quali neutroni da 0.85 MeV si sono mostrate molto piú efficaci, mostrando un netto aumento della frequenza di trasformazione quando la dose viene somministrata in piú frazioni od a ridotta intensità nell’intervallo di dosi minori di 1.5 Gy. Alla luce di questi dati si discutono e si analizzano diversi modelli d’induzione della trasformazione proposti in letteratura.

Резюме

Частоты преобразований, индуцированные в клеточных системах излучениями с малыми и высокими ЛПЭ, сравниваются и анализируются в зависимости от ЛПЭ и дозы облучения. При больших интенсивностях кривая «дозаотклик» при излучениях с малыми ЛПЭ обнаруживает сложное поведение: частоты преобразований увеличиваются с дозой, как степенная функция с показателем меньше 1 в интервале (0.25÷1.5) Gy; потом с показателем 2 в интервале от 1.5 до 4.4 Gy, где достигают максимальной величины, а затем остаются постоянными. Частоты преобразованнй при излучениях с высокими ЛПЭ увеличиваются с дозой, как степенная функция с показателем 2 в интервале от 0.1 до 2 Gy, а затем остаются постоянными. Величины RBE увеличиваются с ЛПЭ вплоть до 140 кэВ/мкм, а затем уменьшаются. Частота преобразований уменьшается с уменьшением интенсивности дозы в случае излучений с низкими ЛПЭ, тогда как для излучений с высокими ЛПЭ, например, нейтроны с энергией 0.85 МэВ, частота преовразований возрастает. Для нейтронов можно оценить величины RBE для преобразований вплоть до 50. Анализируются и сравниваются различные модели, предложенные для объяснения этих результатов.