Русская Википедия:Радиобиология
Шаблон:Комплексная наука Радиобиология, или радиационная биология — наука, изучающая действие ионизирующих и неионизирующих излучений на биологические объекты (биомолекулы, клетки, ткани, организмы, популяции)[1]. Особенностью этой науки является строгая измеряемость воздействующего фактора, что обусловило развитость математических методов исследования. Другой особенностью радиобиологии является востребованность её прикладных приложений — в медицине и в радиационной защитеШаблон:Sfn.
Радиобиология, ранее являясь самостоятельной дисциплиной, превращается сейчас в междисциплинарную науку и имеет тесные связи с рядом теоретических и прикладных, биологических и медицинских областей знаний.
Код науки по 4-значной классификации ЮНЕСКОШаблон:Ref-en — 2418 (раздел — биология)[2].
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.
Объекты и методы в радиобиологии
В соответствии с объектами радиобиологических 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»).
Важной чертой радиобиологических методов исследования является количественное сопоставление рассматриваемого эффекта с вызвавшей его дозой излучения, её распределением во времени и объёме реагирующего объекта.
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»,созданная Н. В. Тимофеевым-Ресовским с соавторами, 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 теории мишени и попадания к немишенным эффектам облучения (например,эффект «свидетеля»).
История
Открытие Иваном Павловичем Пулюем (1890) и Вильгельмом Конрадом Рентгеном Х-лучей (1895), Антуаном Анри Беккерелем естественной радиоактивности (1896), Марией Склодовской-Кюри и Пьером Кюри радиоактивных свойств полония и радия (1898) явилось физической основой для рождения радиобиологии.
Этапы развития радиобиологии | |
---|---|
Первый этап
1890—1921 гг. описательный этап, связанный с накоплением данных и первыми попытками осмысления биологических реакций на облучение |
И. П. ПулюйШаблон:* В. К. РентгенШаблон:* А. БеккерельШаблон:* [[Склодовская-Кюри, Мария|М. СклодовскаяШаблон:* П. Кюри]]Шаблон:* И. Р. ТархановШаблон:* Е. С. ЛондонШаблон:* Г. Е. Альберс- ШонбергШаблон:* Л. ХальберштадтерШаблон:* П. БроунШаблон:* Дж. ОсгоудШаблон:* Г. ХейнекеШаблон:*| Ж. БергоньеШаблон:* Л. Трибондо |
Второй этап
1922—1944 гг. |
Ф. ДессауэрШаблон:* Л. ГрэйШаблон:* Н. В. Тимофеев- РесовскийШаблон:* А. М. КузинШаблон:* Б. Н. ТарусовШаблон:* Н .М. ЭмануэльШаблон:* Д. Э. ЛиШаблон:* К.ЦиммерШаблон:* Г. А. НадсонШаблон:* Г. С. ФилипповШаблон:* Г. МёллерШаблон:* Л. Стадлер |
Третий этап
1945—1985 гг. дальнейшее развитие количественной радиобиологии на всех уровнях биологической организации
|
Дубинин Н. П.Шаблон:* Н. В. ЛучникШаблон:* Б. Л. АстауровШаблон:* К. П. ХансонШаблон:* В. И. КорогодинШаблон:* В. Д. ЖестяниковШаблон:* Л. Х. ЭйдусШаблон:* В. И. БрусковШаблон:* Э. Я. ГраевскийШаблон:* И. И. ПелевинаШаблон:* А. В. ЛебединскийШаблон:* П. Д. ГоризонтовШаблон:* Г. П. ГруздевШаблон:* П. П. СаксоновШаблон:* Ю. Г. ГригорьевШаблон:* Н. Л. ДелонеШаблон:* А. В. АнтиповШаблон:* В. С. ШашковШаблон:* С. П. ЯрмоненкоШаблон:* Р. В. ПетровШаблон:* Р. Б. СтрелковШаблон:* А. А. ЯрилинШаблон:* П. Г. ЖеребченкоШаблон:* Е. Ф. РоманцевШаблон:* В. Г. ВладимировШаблон:* А. К. ГуськоваШаблон:* Г. Д. БайсоголовШаблон:*М. П. ДомшлакШаблон:* С. Н. АлександровШаблон:* А. А. ВайнсонШаблон:* А. А. ЛетаветШаблон:* Ф. Г. КротковШаблон:* В. Я. ГоликовШаблон:*У. Я. МаргулисШаблон:* А. В. СеванькаевШаблон:* Ю. Б. КудряшовШаблон:* Е. Ф. КонопляШаблон:* |
Четвертый этап с 1986 года по настоящее время |
И. И. СусковШаблон:* В. А. ШевченкоШаблон:* Д. М. СпитковскийШаблон:* Е. Б. БурлаковаШаблон:* И. Е. Воробцова Шаблон:* С.В. ГудковШаблон:*H. R. WithersШаблон:* J. WardШаблон:* H. NagasawaШаблон:* J. LittleШаблон:* C. MothersillШаблон:*C. SeymourШаблон:*O. V. BelyakovШаблон:*M. FolkardШаблон:*K. PriseШаблон:*B. MichaelШаблон:* K. BaverstockШаблон:*M. JoinerШаблон:*B. MarplesШаблон:*P. LambinШаблон:*A. BrooksШаблон:*T. ElsasserШаблон:*M. ScholzШаблон:*T. DayШаблон:*G. ZengШаблон:*A. HookerШаблон:*T. NeumaierШаблон:*J. SwensonШаблон:*C. PhamШаблон:*A. PolyzosШаблон:*A. LoШаблон:*P. YangШаблон:*J. DyballШаблон:*O. DesoukyШаблон:*N. DingШаблон:*G. ZhouШаблон:* А. Н. КотеровШаблон:*А. А. ВайнсонШаблон:*Y. Ogawa |
Стадии формирования радиобиологических эффектов
В формировании радиобиологических эффектов различают следующие стадии:
- Физико-химическая стадия — прямое или косвенное действие излучения на молекулы-мишени.
- Биохимическая стадия — действие излучения на основные компоненты радиочувствительных клеток с последующим изменением их метаболизма.
- Биологическая стадия — генетические и отдаленные эффекты облучения.
- Длительность стадий от 10−18 до 1012 секунд.
- Некоторые стадии обратимы и могут быть модифицированы.
- Выраженность эффекта зависит от радиочувствительности объекта и дозы излучения. Ряд повреждений может быть восстановлен.
Радиобиология клетки
Радиационная цитология (радиобиология клетки) изучает влияние излучений на строение и функции клеток, а именно:
Основные изменения
- Нарушения дифференцировки и деления клеток.
- Трансформация их в злокачественные клетки.
- Репродуктивная и интерфазная гибель клеток
Причины нарушений
- Повреждение ядер, хромосом, других ядерных органелл.
- Повреждение биологических мембран.
Направления
Основные направления в радиобиологии |
---|
|
Периодические издания
- International Journal of Radiation Biology
- Journal of Radiobiology
- Радиационная биология. Радиоэкология - Журнал
Учебные заведения и научные учреждения
Радиобиологию изучают во многих научных центрах и университетах. Вот некоторые из них:
- Лаборатория радиационной биологии Объединенного института ядерных исследований
- Кафедра биофизики, радиационной физики и экологии Национального исследовательского ядерного университета (МИФИ)
- Лаборатория радиационной биофизики МГУ
- Медицинский радиологический научный центр Минздравсоцразвития России
- Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси
Примечания
Литература
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
Рекомендуемые учебники
- Hall EJ, Giaccia AJ. Radiobiology for the Radiologist, 8th edn. Philadelphia: Wolters Kluwer, 2018
- Joiner Michael C., van der Kogel Albert J. Basic Clinical Radiobiology, Fifth Edition, CRC Press, 2018
- Шаблон:Книга
- Ярмоненко С. П., Вайнсон А. А., Радиобиология человека и животных. М.: Высшая школа, 2004
- Кудряшов Ю. Б., Радиационная биофизика , М., 2004
- Гудков С.В. Частные вопросы радиационной биофизики. Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2022. – 236 с. (ISBN 978-5-91326-750-4)
Шаблон:Библиоинформация Шаблон:^v
Шаблон:Радиационная безопасность
развернутьПартнерские ресурсы |
---|