Резюме – Характеристики на радиобиологията
Предлагаме на нашите посетители да използват безплатния софтуер "StudentHelp", който ще ви позволи да подобрите оригиналността на всеки MS Word файл само за няколко минути. След такова увеличение на оригиналността, вашата работа лесно ще премине проверката в антиплагиатските системи на университета, antiplagiat.ru, RUCONTEXT, etxt.ru. Програмата "StudentHelp" работи по уникална технология, така че външният вид на файл с повишена оригиналност да не се различава от оригинала.
Резултати от търсенето
Всяка научна дисциплина или предмет, заедно със специални или частни, съдържа определен набор от въпроси, свързани с всеки аспект на изучавания проблем. В най-голяма степен това се отнася за граничните дисциплини, намиращи се в пресечната точка на науките, тъй като този, който разбира основния предмет, неизбежно трябва да овладее определен обем знания от сродни дисциплини. Типичен пример от този род е радиобиологията, където изучаването на закономерностите на основното явление - биологичното действие на йонизиращото лъчение на различни нива на организация на живите системи - е предшествано от необходимостта да се овладеят основни сведения от общата и ядрената физика, цитологията, генетиката, биохимията и др. На двадесети век последователно се приписват три имена - атомен, космически и век на биологията. Според редица учени първото определение е най-обемно. Следователно има всички основания да се смята, че напредъкът в разбирането на тайните на атомното ядро и контролирането на неговата енергия ще окаже решаващо влияние върху всички проблеми на живота. Това обаче не е единствената гледна точка. Предполагаме, че в случая - това е век на тясно сливане на научни открития вобласти на ядрената физика и биология. В този лекционен курс няма да представяме подробно информация за структурата на атомното ядро, радиоактивността, други елементи на ядрената физика, познати ви от предишни лекционни курсове, включително радиационна биофизика. И така,радиобиологиятае млада наука, която изучава ефекта на високоенергийната радиация върху тялото (човек, животни, растения, бактерии).Основната задача, която епредметна радиобиологията, е да се разкрият общите модели на биологичния отговор на йонизиращи ефекти, въз основа на които човек може да овладее изкуството да контролира радиационните реакции на тялото. Тази задача е невероятно трудна, преди всичко защото, за да се реши, е необходимо, според уместния израз на Н. В. Тимофеев-Ресовски, да се разбере и преодолее основният радиобиологичен парадокс, който се състои в голямо несъответствие между незначителното количество погълната енергия и изключителната степен на тежест на реакцията на биологичен обект до смъртоносен ефект. Въпреки колосалните разлики в чувствителността към йонизиращо лъчение на отделни обекти, които съществуват в природата, облъчването в доза от 10 Gy убива всички бозайници. Каква е тази доза спрямо общата енергия, погълната от тялото при облъчване? Ако условно преобразуваме тази енергия без загуби в топлинна енергия, тогава се оказва, че човешкото тяло ще се нагрее само с 0,001 °, т.е. по-малко, отколкото от чаша пиян горещ чай. В същото време човек толерира, без видима вреда за себе си, въздействието на видимото за него инфрачервено лъчение в много по-голям енергиен израз. Този радиобиологичен парадокс може да се обясни само с факта, че всяка частица или квант йонизиращо лъчение при взаимодействие с тъканитеорганизмът генерира в тях качествено нови, по-дълбоки промени от многобройните кванти на оптичното излъчване. И ключова роля в това взаимодействие играе първият, физически етап от процеса, водещ до йонизационния ефект. Колко атома претърпяват йонизация при облъчване със същата смъртоносна доза от 10Gy? Косвена представа за това може да се получи, като се вземе предвид следният пример. Оказва се, че ако всяко вещество с плътност, съответстваща на живите тъкани, бъде изложено на непрекъснато облъчване с интензитет, който създава смъртоносна доза в продължение на 1 час, то половината от неговите атоми ще се превърнат в йони едва след 1000 години. И накрая, интересно е да се знае, че в 1 микрон 3 тъкан, доза от 10 Gy, базирана на изчисленията на D. Lee, създава около 200 йонизации, т.е. приблизително същия брой като броя на реагиращите молекули и тъй като има около 10 атома в 1 μm 3 тъкан, смъртоносна доза от 10 Gy ще доведе до промяна в незначителна част от молекулите в даден обем. Причината, поради която незначително количество енергия, погълната от тялото, води до катастрофа, е загадката на радиобиологичния парадокс, чието разкриване може да реши основния проблем на радиобиологията. Това налага привличането на информация и методи от редица сродни дисциплини – физика, химия, биохимия, физиология, патология, генетика и цитология (фиг. 1).
Фиг.1. Комуникация на радиобиологията с други дисциплини
В процеса на изучаване на множество радиобиологични ефекти са създадени специфични експериментални методи за решаване на съответни проблеми в моделни системи на молекулярно, клетъчно и организмово ниво. Нека отбележим още една важна характеристика на биологичния ефект на йонизиращото лъчение: неговата невидимост, незабележимост. За разликаот лъчите на оптичния диапазон (ултравиолетови, инфрачервени и видими области от 400-700 nm) и дори радиовълни, които в определени дози причиняват нагряване на тъканите и усещане за топлина, йонизиращото лъчение, дори в смъртоносни дози, не се фиксира от нашите сетива.
1) Една от характеристиките на радиобиологията е, че тя е експериментална дисциплина. Нито едно твърдение в радиобиологията не може да се приема на сериозно, освен ако не разполага с начини за експериментална проверка. В този случай най-ценни са експерименталните резултати, които позволяват да се характеризира количествено изследваното явление. 2) Друга особеност на радиобиологията е необходимостта от провеждане на изследвания на всички нива на биологична организация - от молекулярно до популационно. 3) И накрая, още една особеност на радиобиологията, обусловена от нейните приложни аспекти - овладяването на методите за изкуствен контрол на радиационните реакции на биологични обекти и хора с помощта на различни модифициращи средства. В полезрението на радиобиолога трябва да влизат и косвените ефекти от облъчването, особено при анализ на сложни интегрални лъчеви реакции на организма, където тяхното влияние е най-значимо поради неизбежното участие в процеса на регулаторни системи и неврохормонални механизми. Далеч от перфектното разбиране на първичните механизми на радиобиологичните процеси и, както ще бъде показано по-нататък в лекциите, липсата на единна теория за радиобиологичния ефект дори днес затруднява разпространението на тези идеи към следващите нива на биологична организация. Съвременната радиобиология е не само независима комплексна дисциплина, но има ясно дефинирани отделни области (като радиационна защита и терапия на радиационни увреждания,космическа радиобиология, радиационна имунология, радиационна хигиена и туморна радиобиология).
История на развитието на радиобиологията
Възникването на радиобиологията се дължи на три велики открития, увенчали края на миналия век 1895 г. - откриването на рентгеновите лъчи от В.К. Рентгенов. 1896 - откритието на Анри Бекерел за естествената радиоактивност на урана; 1898 - откриването от семейство Кюри на радиоактивните свойства на полония и радия.
Три етапа в развитието на радиобиологията
1.Първият етапот развитието на радиобиологията се характеризира с произведения с описателен характер. Но вече в този период са установени два кардинални факта - инхибирането на клетъчното делене, причинено от йонизиращо лъчение (I. Korniks, 1905 г.) и разликата в степента на тежест на реакцията на различните клетки към облъчване. За първи път това отбелязват френските изследователи И. Бергоние и Л. Трибондо. Те показаха, че най-чувствителни към радиация са сперматогониите, а най-устойчиви са сперматозоидите, чието облъчване изобщо не предизвиква морфологични промени. Въз основа на тези експерименти през 1906 г. е формулирано правилото на Бергоние и Трибондо. Същността на тази разпоредба е, че клетките са толкова по-радиочувствителни, колкото по-голяма е способността им да се възпроизвеждат и колкото по-слабо изразена е тяхната морфология и функция, т.е. отколкото са по-малко диференцирани. Това правило не е загубило значението си и до днес. Много рано - през 1903г. - беше разкрита ролята на ядреното увреждане в клетъчната радиочувствителност (D. Boon). 2.Вторият етапот развитието на радиобиологията е свързан с формирането на нейните количествени принципи, които имат за цел да свържат биологичния ефект с дозата на облъчване. Една от значимите дати на сцената е 1922 г. когато Ф. Десауер предложи първата теория,обяснявайки радиобиологичния ефект с дискретността на събитията - актове на йонизация в чувствителен обем. Тези възгледи впоследствие бяха развити под формата на принципа на попаденията и теорията на целите в трудовете на Тимофеев-Ресовски, Цимер Д. Лий и др.
Общи парадигми на радиобиологиятаРадиобиологични концепции
1. Основната цел за индуцирана от радиация клетъчна смърт е ДНК. За рентгеновите и g-лъчите около 2/3 от биологичните ефекти се дължат на индиректни ефекти, дължащи се на водни радикали. 2. Зависимостта доза-ефект при ниски трансфери на енергия се апроксимира чрез линейно-квадратична зависимост: R = a D + b D 2 Съотношението a / b е дозата, при която линейният и квадратичният принос към биологичния ефект са равни и варират от 1 до 10 Gy.
3. Биологичният ефект на дадена доза радиация варира в зависимост от качеството на радиацията. 4. Клетъчната радиочувствителност зависи от клетъчния цикъл (най-радиочувствителни - G2) 5. Ефектът от радиацията зависи от мощността на дозата. 6. Различни химични съединения могат да променят клетъчната смърт под въздействието на радиация. 7. Има модификатори, които не повлияват значително клетъчната смърт, но силно модифицират процеса на онкотрансформация.
1. Cogle J. Биологични ефекти на радиацията. М, 1986. 2. Жизнеспособност на клетки, облъчени в малки дози (Редактиран от T. Alner). М., 1980. 3. Кузин А.М. Структурно-метаболитна теория в радиобиологията. М., 1986. 4. Гончаренко E.N., Кудряшов Ю.Б. Хипотеза за ендогенния фон на радиорезистентността. М., 1980. 5. Ярмоненко С.П. Радиобиология на човека и животните. М., „Висше училище“, 1988. 6. Радиационна защита. Препоръки на ICRP (Публикация 26 М., 1978 г.) 7. Радиационни нормиохрана (РБ-76) м., 1978. 8. Кудряшов Ю.Б. “Радиационна биофизика” М., 19 9. Бударков V.A., Радиобиологичен справочник. 1992. 10. Жербин Е.А., Чухловин А.Б. Радиационна хематология.