Radiobiological Basis for the Whole Body Radiation Syndrome

Data are presented that show a marked species difference in the degree of damage and in the course of events seen in the bone marrow and peripheral blood after a given dose of radiation. The data taken together indicate strongly, but do not prove, that the picture seen results primarily from damage to the stem cell population. This damage to the stem cells is manifested later in the more mature differentiating cells of the marrow, and in the peripheral blood. The picture seen results both from death of stem cells, and also injury leading to reduced proliferative capacity, with later death of the injured stem cell and all of its progeny. Thus the picture seen is a result of both quantitative and qualitative changes resulting directly from the exposure of the stem cells, and species differences relative to sensitivity and time course of events appear to depend to a large degree on differential sensitivity of the bone marrow stem cell populations to death and injury. (auth

PATHOGENESIS AND REGENERATION OF RADIATION INDUCED BONE MARROW INJURY, AND THERAPEUTIC IMPLICATIONS

The hematological data of patients of 4 radiation accidents, Rongelap 1954, Oak Ridge 1958, Vinca 1958, and Lockport 1960, are reviewed and compared. The blood cell curves appear to show three phases. An initial phase at about 8 to 10 days, a phase of transient or abortive regenerations, and a phase of final effective recovery were demonstrated. These phases in the blood are preceded and caused by particular events in the bone marrow. Evidence was brought forward that transient rises in leukocytes and reticulocytes associated with a delayed platelet disappearance curve are associated with a marrow capable of spontaneous recovery. In patients with inhomogenous total--body irradiation, the transient rise may iead directly to effective recovery. Immediate decline of all blood cell elements without evidence of further, even abortive attempts of marrow regeneration must be considered as evidence for a iethal bone marrow dose and extremeiy serious complications may be expected. The clinical implications of these analyses are outlined and the diagnostic possibilities described. (auth

Erkennung und Behandlung bei Verdacht oder Feststellung einer aussergewoehnlichen Exposition durch ionisierende Strahlen bei Bundeswehrangehoerigen. Bericht ueber Stand des Wissens 2001

Der vorliegende Bericht enthaelt die Ergebnisse von 5 Arbeitspaketen. Im 1. Arbeitspaket werden 11 aussergewoehnliche Strahlenunfallereignisse dargestellt, bei denen es zu einer chronischen bzw. protrahierten bzw. intermittierenden Strahalenexposition kam. In den meisten Faellen wurde erst Tage, Wochen oder gar Monate spaeter erkannt, dass die entstehenden Gesundheitsstoerungen das Resultat einer ionisierenden Ganzkoerperexposition gewesen sind. Deshalb wurden im 2. Arbeitspaket die gesundheitlichen Folgen einer chronischen bzw. protrahierten Strahlenexposition geschildert, wie sie in tierexperimentellen Untersuchungen an Hunden, Maeusen und Ratten beobachtet wurden. Es zeigt sich, dass es in Bezug auf die gesundheitlichen Folgen darauf ankommt, ob der haemopoetische Stammzellspeicher in der Lage ist, die strahlenbedingten zusaetzlichen Zellverluste durch Mehrproduktion auszugleichen. Deshalb basieren die diagnostischen Massnahmen, wie sie im Arbeitspaket 3 eroertert werden, auf einer eingehenden und vertieften Untersuchung der Blutzellbildung. Blutzellzahlveraenderungen im peripheren Blut zeigen nicht notwendigerweise das Ausmass einer Strahlenschaedigung der Haemopoese an. Deshalb sind moderne Verfahren der Stammzelltechnik erforderlich, um den Produktionszustand des haemopoetischen Organs festzustellen. Daraus ergeben sich im Arbeitspaket 4 auch die therapeutischen Prinzipien bei aussergewoehnlichen Strahlenexpositionen, die darauf beruhen, dass reversible Schaeden der Haemopoese durch 'Ueberbrueckungstherapie' behandelt werden sollten, waehrend irreversible Schaeden des haemopoetischen Stammzellspeichers mit Stammezelltransplantationen zu behandeln sind. Im 5. Arbeitspaket werden Empfehlungen gegeben fuer Fort- und Weiterbildungsmassnahmen von insbesondere Angehoerigen des Sanitaetsdienstes der Bundeswehr, da diese in der Regel mit den Besonderheiten einer derartigen chronischen bzw. protrahierten Stahlenexposition nicht vertraut sind. (orig.)This report refers to the results of 5 working packages. The first of them deals in detail with 11 extraordinary radiation accidents resulting in a chronic or protracted/intermittent radiation exposure. In most of the cases, the radiation etiology of observed health impairments was suspected many days, weeks or months after the beginning of accidental exposure. Therefore, in the second package, a review of results of systematic chronic radiation exposures in dogs, rats and mice was done to try to understand the pathophysiology of observations in man. The key problem lies in the day-by-day radiation effects on hemopoietic stem cells and their capability to cope with the radiation induced excess cell loss. On this basis, diagnostic approaches to assess the functional potentials of cell renewal are outlined in package 3. These considerations lead to therapeutic recommendations (package 4): in case of an irreversible damage to the stem cell pool, a stem cell transplantation may be the only way to induce recovery. In case of a reversible damage, the transient hemopoietic failure can be bridged by appropriate supportive measures to prevent infection or bleeding. The package 5 recommends to initiation of continuing medical education for the Armed Forces Medical Services to deal with this type of extraordinary radiation accidents which may occur in any 'out-of-area' - mission. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RN 3603(02-1) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman