ВВЕДЕНИЕ В РАДИОБИОЛОГИЮ

1. ВВЕДЕНИЕВРАДИОБИОЛОГИЮ ГОРЧАКОВ ЭДУАРД ВЛАДИМИРОВИЧ СТ. ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

2. Радиобиология - наука о действии всех видов ионизирующих излучений на живые организмы, их сообщества и биосферу в целом. Специфика Р/б связано с тем, что частицы (α – частицы, электроны, протоны, нейтроны и др.), значительно превосходящей энергию ионизации атома и способностью частиц проникать в глубь облучаемого объекта, воздействуя на структуру состоящую из молекул и атомов.

3. Объекты радиобиологии - • 1. биологические макромолекулы и биохимические процессы (молекулярная р/б и радиоционная биохимия); • 2. живые клетки (радиационная цитология); • 3. многоклеточные организмы (Р/б растений, животных и человека); • 4. популяции и сообщества (радиоэкология); • 5. наследственная (радиационная генетика).

4. Задача радиобиологии разработка методов защиты организмов от вредного влияния ионизирующего излучения (радиации), а так же использование их в практической деятельности человека. • НАУЧНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ Р/б выявление закономерностей биологического ответа на ионизирующее излучение (радиации), на основе которых разрабатывают пути и методы управления лучевыми реакциями организмов.

5. Историческая справка • 1895 г. – открытие Рентгеном Х – лучей; • 1896 г. – открытие Беккерелем естественной радиоактивности; • 1898 г. – открытие Марией и Пьером Кюри радиоактивных свойств полония и радия.

6. 1898 г. Тарханов Н.Ф. изучал биологическое действие ионизирующего излучения на живые организмы, установившего наличие различных реакций на облучение лягушек и насекомых. 1925 г. сов. уч. Надсон Г.А. и Филиппов Г.С. открыли мутагенное действие рентгеновского излучения на низших грибах. 1927 г. ам. уч. Меллер Г. изучал радиационный мутагенез на дрозофилах. 1928 г. ам. уч. Стендлер проводил исследования на высших растениях. Эти исследования легли в основу радиационной генетики.

7. Дж. Кроутер, Ф. Хольвек и А. Лакассань вводят понятие «мишени» (1928 г.). Мишень – это особый чувствительный объем находящийся в клетке. Данное представление было введено после анализа кривых зависимостей эффекта гибели клеток от дозы облучения. Теория мишени окончательна была сформулирована англ. уч. Д. Ли (1946 г.), сов. уч. Н.В. Тимофеевым-Ресовским и нем. уч. К. Циммером (1947 г.)

8. Практические задачи Р/б 1. Изыскание различных средств защиты организма от излучений; 2. Пути пострадиационного восстановления организма от повреждений; 3. Прогнозирование опасности повышающегося уровня радиации окружающей среды; 4. Новые способы использования ионизирующего излучения в медицине и микробиологии; 5. Использование различных видов излучения в сельском хозяйстве, пищевой и перерабатывающей промышленности.

9. Поражение клеточных и макромолекулярных структур происходит не только от прямого попадания в них квантов и частиц, при этом участвуют и радикалы различных соединений (вода, NO2,HCl, низкомолекулярные вещества, хиноны, перекиси, гидроперекиси и др. вещества) образующиеся в клетке при облучении как в присутствии кислорода, так и без него. После выявления ряда радиационных эффектов поражения клеточного ядра, последовали исследования нарушения структуры и метаболизма ДНК, радиационное поражение которой лежит в основе генетического действия излучений. Данные исследования привели к открытию радиозащитных средств – радиопротекторы – вещества, защищающие живые организмы от действия радиации.

10. В связи с интенсивными испытаниями ядерного оружия и повсеместным загрязнением Земли продуктами распада, основными элементами загрязнителями являются: 1. Долгоживущие нуклиды - 238U, 90Srи137Cs, 2. Короткоживущие - 131Iи214Po. Большой объем исследований проводится по миграции радионуклидов по биологическим и пищевым цепям. К примеру, в районе Токио загрязненность 90Srв 1954 г. составила 1мКи/км2, а далее стало резко увеличиваться – в 1955 г. - 2мКи/км2, 1956 г. – 5,5 мКи/км2, 1957 г. - 8мКи/км2.Данный эффект связан с постепенным выпадением продуктов распада после ядерных взрывов.

11. С развитием Р/б появилась наука космическая Р/б – изучающая одновременного действия радиации и полета в космос на высшую нервную деятельность человека. Другая самостоятельная ветвь Р/б – радиационная микробиология изучающая воздействие ионизирующих излучений на клетки или различные внутриклеточные структуры, для выяснения механизмов радиационного мутагенеза и др. Большой раздел Р/б – радиоэкология, решающая многогранность задач стоящих перед современной Р/б.

12. Большим открытием в Р/б является явление – репарации – процесс когда облученные клетки под действием ферментативных систем быстро ликвидируют радиационные повреждения молекул ДНК. Данный эффект заставил пересмотреть выводы об радиационных эффектах, об опасностях поражении при хронических облучениях в малых дозах, а так же выявления причин устойчивости генетического аппарата клетки. Расширились представления о причинах различной радиочувствительности клеток, хромосом, числа сульфгидрильных групп, активности репарирующих ферментов и др. факторов.

13. Исследование биохимических сдвигов в облученных клетках и тканях, радиационных повреждений ядра, митохондрий, биологических мембран и других органелл клетки позволили обосновать структурно-метаболическую гипотезу действия радиации. Согласно этой гипотезе, вероятностный характер радиационных эффектов является результатом взаимодействия процессов, возникающих в молекулярных и надмолекулярных структурах, обмене веществ в регуляторных системах облученного организма.