Радиобиология

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Радиационная биология или радиобиология — это самостоятельная комплексная, фундаментальная наука, состоящая из многих научных направлений, изучающая действие ионизирующих и неионизирующих излучений на биологические объекты.
Код науки по номенклатуре ЮНЕСКО - 2418, 3201.12, 3204.01.

Радиобиология, являясь самостоятельной комплексной научной дисциплиной, имеет тесные связи с рядом теоретических и прикладных областей знаний — биологией, физиологией, цитологией, генетикой, биохимией, биофизикой, ядерной физикой, фармакологией, гигиеной и клиническими дисциплинами.

[править] Предмет радиобиологии

Фундаментальными задачами, составляющими предмет радиобиологии, являются:

• вскрытие общих закономерностей биологического ответа на воздействие ионизирующих излучений , в том числе и объяснение радиобиологического парадокса
• управление радиобиологическими эффектами.
  

Существуют две противоположные и одинаково неправильные точки зрения на облучение и вред его для человека — радиоэйфория и радиофобия.

[править] Объекты и методы в радиобиологии

В соответствии с объектами РБ-исследований (уровней организации живого) в радиобиологии выделяют 3 раздела:

• Радиобиология сложных систем (экологические системы, популяции, многоклеточные организмы, органы и ткани)
• Клеточная радиобиология (клетки, клеточные органеллы, биологические мембраны)
• Молекулярная радиобиология (макромолекулы, "малые" молекулы).

В радиобиологии используют специфические методы, используемые в различных ее разделах.
Важной чертой РБ-методов исследования является количественное сопоставление рассматриваемого эффекта с вызвавшей его дозой излучения, ее распределением во времени и объеме реагирующего объекта.

[править] Теоретические аспекты радиобиологии

Первой количественной теорией является теория «точечного тепла» или «точечного нагрева» (Ф.Дессауэр-1922):

• ионизирующее излучение обладает очень малой объемной плотностью по сравнению с другими излучениями
• излучение обладает большой энергией, величина которой значительно превосходит энергию любой химической связи
• облученный биологический объект состоит из относительно безразличных и весьма существенных для жизни микрообъемов и структур
• в облучаемом объекте при поглощении относительно небольшой общей энергии в отдельных, случайных и редкорасположенных микрообъемах оставляются настолько большие порции энергии, что их можно сравнить с микролокальным нагреванием
• так как распределение «точечного тепла» является чисто статистическим, то конечный эффект в клетке будет зависеть от случайных "попаданий" дискретных порций энергии в жизненно важные микрообъемы внутри клетки; с увеличением дозы увеличивается вероятность таких попаданий и наоборот.
  

Теория "мишени или попаданий", поставила во главу угла представления о прямом действии ионизирующего излучения на клетки (30-е годы).
Стохастическая (вероятностная) гипотеза является дальнейшим развитием теории прямого действия излучений. Выразителями этой точки зрения являлись О. Хуг и А. Келлерер (1966). Суть их взглядов заключалась в том, что взаимодействие излучений с клеткой происходит по принципу вероятности (случайности) и что зависимость "доза-эффект" обуславливается не только прямым попаданием в молекулы и структуры-мишени, но и состоянием биологического объекта как динамической системы.
Б.И. Тарусовым и Ю.Б. Кудряшовым было показано, что свободные радикалы могут возникать при действии радиации и в неводных средах - в липидных слоях биомембран. Эта теория получила название "теории липидных радиотоксинов".
Своеобразной интегральной теорией, объясняющей биологическое действие ионизирующих излучений является структурно-метаболическая теория (1976). Автор этой теории А.М. Кузин считает, что нарушения под действием радиации обусловлены деструкцией всех основных биополимерных молекул, цитоплазматических и мембранных структур в живой клетке.

В настоящее время произошел сдвиг парадигмы от принципа попадания и теории мишени к эффекту "свидетеля".

[править] История

Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский. Портрет, нарисованный Олегом Цингером (1945)

Открытие Иваном Павловичем Пулюем (1890) и Вильгельмом Конрадом Рентгеном Х-лучей (1895), Анри Беккерелем естественной радиоактивности (1896), Марией Склодовской и Пьером Кюри радиоактивных свойств полония и радия (1898) явилось основой рождения радиобиологии.

[править] Стадии формирования
РБ - эффекта

Радиобиологический эффект формируется после действия облучения последовательно на различных уровнях (А -атомарном, М - молекулярном,К - клеточном,
О - органном).Изменения на первых трех уровнях обратимы.

1. Физико-химическая стадия — прямое или косвенное действие излучения на молекулы-мишени.

2. Биохимическая стадия-действие излучения на основные компоненты радиочувствительных клеток с последующим изменением метаболизма.

3. Биологическая стадия — генетические и отдаленные эффекты облучения.

• Длительность стадий от 10^-18 до 10¹²секунд.
• Некоторые стадии обратимы и могут быть модифицированы.
• Выраженность эффекта зависит от радиочувствительности объекта и дозы облучения.

[править] Учебные заведения и научные учреждения

• Физический факультет СПбГУ
• Лаборатория радиационной биофизики МГУ
• Минск-Международный государственный экологический университет им. А. Д. Сахарова — кафедра экологической медицины и радиобиологии
• Московская ветеринарная академия — кафедра радиобиологии и рентгенологии.
• Волгоградский государственный медицинский университет
• Воронежский государственный аграрный университет имени К. Д. Глинки — кафедра терапии, клинической диагностики и радиобиологии
• Биологический факультет БГУ -курс «Радиобиология»
• Иркутский государственный университет — курс радиобиологии
• Государственный университет природы, общества и человека «Дубна» — курс радиобиологии (1998)
• Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия — кафедра радиобиологии и безопасности жизнедеятельности (1980). Дисциплины — сельско-хозяйственная радиобиология, ветеринарная радиобиология, сельскохозяйственная радиоэкология
• Оренбургский ГАУ-кафедра внутренних незаразных болезней и радиобиологии
• Национальный Киевский университет-кафедра радиобиологии
• Калининградский государственный технический университет, кафедра зоотехнии, курс — сельско-хозяйственная радиобиология
• Саратовский государственный университет, спецкурс —радиобиология
• Челябинский ГУ-кафедра радиобиологии
• Гродненский ГУ им.Янки Купалы-курс радиационной безопасности
• РУДН ветеринарная радиобиология, с\х радиоэкология, радиоэкология животных
• Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси (аспирантура по специальности радиобиология)

[править] Направления

[править] Литература

• Александер П., Бак З. , Основы радиобиологии , М. , 1963
• Гродзинский Д. М. Радиобиология. Биологическое действие ионизирующих излучений , М., 1961
• Барабой В. А. Популярная радиобиология , Киев, 1988
• Бесядовский Р. А., Иванов К. В., Козюра А. К. Справочное руководство для радиобиологов , М., 1978
• Коггл Дж. -Биологическе эффекты радиации -М..Энергоатомиздат, 1986
• Кузин А.М - Прикладная радиобиология. М., “Энергоиздат”, 1981
• Кузин А.М.- Структурно-метаболическая теория в радиобиологии. М., “Наука”, 1988.
• Кузин А.М., Вторичные биогенные излучения - лучи жизни, Пущино, 1997
• Лебединский А. В. Влияние ионизирующей радиации на организм животного и человека , М., 1957
• Лучник Н.В. Биофизика цитогенетических поражений и генетический код 1968. 296 с.
• Лондон Е. С. , Избранные труды, Л. , 1968
• Радиация, Дозы, эффекты, риск. М.,"Мир", 1990
• Тимофеев-Ресовский Н. В., Иванов В. И., Корогодин В. И. Основы радиационной биологии, М., 1964;
• Тимофеев-Ресовский Н. В. и др., Применение принципа попадания в радиобиологии-М., Атомиздат, 1968
• Ядерная Энциклопедия . М., Благотворительный фонд Ярошинской,1996
• С. П. Ярмоненко, Вайнсон А. А., Радиобиология человека и животных , М., Высшая школа, 2004

[править] Ссылки

• Виртуальная радиобиология (Дистанционное обучение)

MindMap статей,входящих в Категорию "Радиобиология" .

• Источники информации(Mind Map)