Общая
цель: Уметь интерпретировать виды
ионизирующих
излучений, эффекты, основы биологического ионизирующего
излучения на организм в условиях
применения ядерного
1
Применять знания об этиологии, патогенезе,
диагностике и лечении
различных
видов боевых радиационных поражений.
2
Разрабатывать способы и методы лечения
острой лучевой болезни и
1
Предмет, цель и задачи военной
радиобиологии.
2
Виды ионизирующих излучений, их свойства
и количественная оценка
3
Основы биологического действия
ионизирующих излучений.
5
Факторы вызывающие поражения личного
состава войск и населения при
6
Классификация лучевых поражений.
Основные клинические формы острой
7
Оказание медицинской помощи на этапах
эвакуации при радиационных
Радиобиология —
наука, изучающая механизмы взаимодействия
излучений с биологическими объектами
и их проявления на всех уровнях организации
живого — от молекулярного до организменного,
а часто и популяционного.
Предметом радиобиологии
являются многообразные проявления
действия излучений, механизмы возникновения
этих проявлений, влияние на развитие
конкретных биологических эффектов
условий воздействия радиации.
Целью радиобиологии
как науки является вскрытие закономерностей
ответа биологических систем на воздействие
излучений, что является научной основой
гигиенической регламентации радиационного
фактора, профилактики и лечения
радиационных поражений, а также
использования излучений в различных
видах человеческой деятельности, в том
числе и медицине.
Медицинская
радиобиология как
учебная дисциплина имеет целью добиться
усвоения студентами медицинских и
фармацевтических вузов основных
проявлений биологического действия
ионизирующих излучений и современных
представлений о механизмах их развития,
необходимых для грамотного выполнения
врачебных обязанностей по предупреждению
радиационных поражений и оказанию
медицинской помощи при них.
Достижение
этих целей позволяет решать
многие прикладные задачи, важнейшими
из которых являются:
Повреждение
и гибель клеток, возникающие в результате
воздействия ионизирующих излучений,
представляют практический интерес не
только для обоснования медицинских
мероприятий, направленных на их
предотвращение или уменьшение последствий.
Не менее важно практически значение
этих процессов как основы лучевой
терапии злокачественных новообразований,
получающей все большее распространение.
Раскрытие и уточнение радиобиологических
закономерностей оказывается необходимым
для использования новых видов излучения,
выбора рациональных режимов облучения,
применения радиосенсибилизирующих
средств, сочетания с другими способами
воздействия на опухоль (химиотерапия,
гипертермия и др.). Кстати, и здесь
снижение степени повреждения здоровых
тканей оказывается существенным аспектом
оптимизации лучевой терапии. Разработка
наиболее рациональных режимов
терапевтического облучения также
является важной задачей радиобиологии.
Для
решения вышеперечисленных задач
радиобиологии потребовалось создать
собственные методы исследования,
важнейшим из которых является экспериментальный
метод: ни
одно утверждение в радиобиологии не
может быть принято, если оно не подтверждено
в эксперименте. Радиобиологии свойствен
строгий количественный анализ полученных
результатов, точная оценка зависимости
эффекта от дозы и условий воздействия.
Все это обеспечивает высокую степень
надежности и информативности результатов
наблюдений и экспериментов.
Основные
теоретические представления в
радиобиологии сформировались в результате
экспериментальных исследований, в ходе
которых был сделан ряд фундаментальных
обобщений и открытий. Не прошло и года
с момента обнародования открытия В. К.
Рентгена, как уже в 1896 г. были опубликованы
результаты экспериментов на насекомых
и лягушках, проведенных профессором
Военно-медицинской академии и
Санкт-Петербургского университета И.
Р. Тархановым. В этой работе была
установлена способность нового вида
излучений влиять на развитие животных
и состояние их центральной нервной
системы. В двадцатые годы прошлого века
было обнаружено мутагенное действие
радиации (Надсон Г. А., Филиппов Г. С.,
Меллер Г. и др.). Примерно в это же время
были получены свидетельства вероятностного
характера проявления ряда радиационных
эффектов у биологических объектов,
послужившие в последующем основой для
разработки принципов попадания и мишеней
(Дессауэр Ф., Тимофеев-Рессов- ский Н.
В., Ли Д. и др.). В сороковые годы XX в. были
получены неопровержимые доказательства
ведущего значения облучения ядра в
летальном действии радиации на клетки
(Астауров Б. Л. и др.) и показана возможность
химической профилактики радиационных
поражений — защиты от действия излучений
предварительным применением некоторых
препаратов (Бак 3., Патт X. и др.). В
пятидесятые годы работы Б. Н. Тарусова,
а в дальнейшем Н. М. Эмануэля, Ю. Б.
Кудряшова и других ученых послужили
началом изучению инициируемых радиацией
цепных реакций окисления, в частности
в липидной фазе, приводящих к усилению
первичного радиационного поражения.
Тогда же была доказана способность
клеток репариро- вать возникшие
сублетальные радиационные повреждения
(Лучник Н. В., Корогодин В. Л., Элкинд М. и
др.), а в последующие годы были в
значительной степени раскрыты и
ферментативные механизмы этой репарации.
Радиобиологические методы также внесли
существенный вклад в развитие гематологии,
генетики, генной инженерии и других
направлений науки.
Наличие
предмета, цели, задач и методов исследования
определяет радиобиологию как
самостоятельную научную и учебную
дисциплину, имеющую тесные взаимосвязи
со многими теоретическими и прикладными
областями человеческих знаний (рис.
57).
Рис.
57. Взаимосвязи
радиобиологии как учебной дисциплины
с естественно-научными и медицинскими
дисциплинами
Фундаментальной
основой радиобиологии являются
закономерности физики, химии и биологии.
Для понимания основ медицинской
радиобиологии абсолютно необходимо
знание гистологии, физиологии, биофизики
и биохимии. С другой стороны, радиобиология
является методической основой для
радиационной гигиены, организации
здравоохранения, онкологии, гематологии,
лучевой диагностики и терапии, а также
всех разделов экстремальной медицины.
Как
и любая другая учебная дисциплина,
радиобиология имеет общие и частные
разделы. К общим разделам, имеющим
отношение к любым теоретическим и
прикладным аспектам этой науки, относятся
вопросы, связанные с классификацией и
свойствами излучений, механизмами их
биологического действия, реакциями
клеток на радиационное воздействие,
радиочувствительностью и радиопоражаемостью
различных тканей, с характеристикой
различных радиобиологических эффектов.
Частные разделы касаются патогенеза и
клиники различных форм радиационных
поражений, средств и методов их
профилактики и лечения, проблем
регламентации радиационных воздействий,
применения излучений при диагностике
и терапии заболеваний, способов
радиационной стерилизации медицинского
имущества и пр.
Далее
будет показано, что лучевое поражение
представляет собой процесс, зарождающийся
на уровне атомов и последовательно
распространяющийся на более высокие
уровни биологической организации:
молекулярный, макромолекулярный,
субклеточный, клеточный, тканевой,
органный, системный, организменный,
популяционный. При этом развиваются
характерные для данного конкретного
уровня проявления, изучение которых
требует различных методических подходов
и различных специалистов, владеющих
этими подходами. Поэтому в составе
радиобиологии выделились молекулярная
радиобиология, клеточная радиобиология,
медицинская радиобиология, радиационная
гигиена и др.
На
грани со смежными дисциплинами развились
такие направления, как радиационная
биохимия, радиационная иммунология,
радиационная гематология, радиационная
генетика, радиационная цитология,
радиационная экология, космическая
радиобиология и др. Значение
радиобиологической составляющей в этих
направлениях не исчерпывается
потребностями решения частных задач
характеристики влияния излучений на
соответствующие системы или процессы;
эффекты, наблюдающиеся после воздействия
излучений, позволяют более глубоко и
детально понять механизмы функционирования
этих систем и сущность этих процессов.
Многие достижения последних десятилетий
в биохимии, молекулярной биологии,
иммунологии, генетике, геронтологии,
вообще в медицине, стали возможны лишь
благодаря тесным связям этих наук с
радиобиологией. Это и открытие механизмов
ферментативной репарации ДНК, и выяснение
наиболее ранних этапов развития
кроветворных клеток, и раскрытие сложных
межклеточных кооперативных взаимодействий
в иммунном ответе, и изучение процессов
физиологической регенерации, и т. д., и
т. п.
Одним
из важных направлений является военная
радиобиология, целью
которой является научное обоснование
устойчивости организма человека к
воздействию ионизирующих излучений
как факторов военного труда и современного
боя. Задачами военной радиобиологии
являются:
Медицинские
средства индивидуальной защиты —
это медицинские препараты, материалы
и специальные средства, предназначенные
для использования в боевой обстановке
и чрезвычайных ситуациях с целью
предупреждения поражения или снижения
эффекта воздействия поражающих факторов
и профилактики осложнений.
К
табельным медицинским средствам
индивидуальной защиты относятся:
Индивидуальная
аптечка предназначена
для профилактики и первой медицинской
помощи при радиационном, химическом и
бактериальном поражениях, а также при
их комбинациях с травмами. Носят аптечку
в нагрудном наружном кармане куртки.
В
индивидуальной аптечке имеются следующие
средства (рис.28).
В
гнезде №1 АИ-1 находится лечебный препарат
афин в шприц-тюбике с красным колпачком,
используемый при отравлениях
фосфорорганическими отравляющими
веществами (ФОВ). Препарат принимается
по сигналу «Химическая тревога».
В
индивидуальной аптечке АИ-2 находится
профилактическое средство от отравления
ФОВ – тарен, который принимается по
одной таблетке (разовая доза препарата
в 10 раз уменьшает поражающую дозу ФОВ).
Начало действия тарена через 20 минут
после приема. При нарастании признаков
отравления принимается еще одна разовая
доза, в последующем препарат принимается
через 4-6 часов.
Гнезда
№2 и №6 – резервные.
В
гнезде №3 находится шприц-тюбик с
бесцветным колпачком — противоболевое
средство. Препарат применяется при
резких болях, вызванных переломами
костей, обширными ожогами и ранами, в
целях предупреждения шока путем введения
в бедро или ягодицу (можно через одежду).
Гнездо
№4 содержит радиозащитное средство
(таблетки цистамина), которое обладает
профилактическим эффектом при поражениях
ионизирующим излучением (степень
снижения биологического действия
радиации составляет 1,6 раз). При угрозе
облучения, по сигналу «Радиационная
опасность» или перед входом на территорию
с повышенным уровнем радиации, за 35-40
мин. принимается 6 таблеток. Защитный
эффект сохраняется 5-6 часов. При
необходимости (продолжающееся облучение
или новая угроза), через 4-5 часов после
первого приема принимаются 6 таблеток.
В
гнезде №5 находится противобактериальное
средство (таблетки хлортетрациклина с
нистатином), которое предназначено для
общей экстренной профилактики инфекционных
заболеваний (чума, холера, туляремия,
сибирская язва, бруцеллез и др.). Средство
принимается при угрозе бактериологического
заражения или непосредственно при
заражении (до установления вида
возбудителя). Разовая доза приема — 5
таблеток, а повторный прием такой же
дозы — через 6 часов. Средство может
быть также применено для профилактики
инфекционных осложнений лучевой болезни,
обширных ран и ожогов.
В
гнезде №7 размещается противорвотное
средство (этаперазин), которое применяется
после облучения, а также при явлениях
тошноты в результате ушиба головы. В
сутки можно принимать не более 6 таблеток.
Индивидуальный
противохимический пакет
(ИПП-8) содержит полидегазирующую
рецептуру, находящуюся во флаконах-стеклянных
ампулах, и набор салфеток (рис. 4.29).
Рис.
29. Индивидуальный противохимический
пакет ИПП-8
(1 – жестяной футляр; 2 –
бумажные салфетки; 3 – стеклянные
ампулы;
4 – крышка; 5 – памятка по
пользованию пакетом)
Пакет
предназначен для обеззараживания
участков кожи, прилегающей к ним одежды
и индивидуальных средств защиты от
боевых ОВ, а также от бактериальных
средств.
Вначале смоченным тампоном
протираются открытые участки кожи (шея,
кисти рук), а также наружная поверхность
маски противогаза, который был надет.
Другим тампоном протираются воротничок
и края манжет одежды, прилегающие к
открытым участкам кожи.
Дегазирующую
жидкость можно также использовать при
дезактивации кожных покровов, загрязненных
радиоактивными веществами, когда не
удается другими дегазирующими растворами
снизить их наличие до допустимых
пределов.
При пользовании пакетом
необходимо избегать попадания жидкости
в глаза.
Жгут (рис.31)
– это резиновая полоска длиной 1 – 1,5
м, к одному концу которой прикреплен
крючок, а к другому – металлическая
цепочка (или кнопки).
Пакет
перевязочный медицинский (ППМ) применяется
для перевязки ран, ожогов и остановки
некоторых видов кровотечения. Представляет
собой стерильный бинт с двумя
ватно-марлевыми подушечками, заключенными
в непроницаемую герметическую упаковку
(рис.30).
Рис.
30. Пакет перевязочный медицинский
а
– порядок вскрытия пакета;
б – пакет
в развернутом виде;
1 – цветные нитки;
2 – скатка бинта; 3 – подвижная подушечка;
4 – бинт; 5 – неподвижная подушечка; 6 –
конец бинта
Рис.
31. Жгут кровоостанавливающий
Порядок
пользования ППМ: по надрезу разрывается
наружная оболочка и снимается;
развертывается внутренняя оболочка;
одной рукой берется конец бинта, а другой
— скатка бинта и разворачивается
повязка; на рану подушечки накладываются
так, чтобы их поверхности, прошитые
цветной ниткой, оказались наверху.
Подвижную подушечку используют в том
случае, если рана сквозная. Одна подушечка
при этом закрывает входное отверстие,
а вторая выходное, для чего подушечки
раздвигают на нужное расстояние.
К
подушечкам можно прикасаться руками
только со стороны, помеченной цветной
ниткой. Обратной стороной подушечки
накладывают на рану. Круговыми ходами
бинта их закрепляют, а конец бинта
закалывают булавкой. В том случае, когда
рана одна, подушечки располагают рядом,
а при ранах небольших размеров — их
накладывают друг на друга.
Радиобиология —
наука, изучающая механизмы взаимодействия
излучений с биологическими объектами
и их проявления на всех уровнях организации
живого — от молекулярного до организменного,
а часто и популяционного. В рамках
данного учебника будут рассматриваться
вопросы биологического действия ионизирующих
излучений,
особенностью которых является способность
глубоко проникать в толщу облучаемого
объекта, вызывая в нем возбуждение и
ионизацию атомов и молекул.
Медицинская
радиобиология как учебная дисциплина
имеет целью добиться усвоения студентами
медицинских и фармацевтических вузов
основных проявлений биологического
действия ионизирующих излучений и
современных представлений о механизмах
их развития, необходимых для грамотного
выполнения врачебных обязанностей по
предупреждению радиационных поражений
и оказанию медицинской помощи при них.
Достижение
этих целей позволяет решать многие
прикладные задачи, важнейшими
из которых являются:
Рис.
57. Взаимосвязи
радиобиологии как учебной дисциплины
с естественно-научными и медицинскими
дисциплинами
Министерство образования Республики Беларусь
УчРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИŸ «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ ЯНКИ КУПАЛЫ»
Курс лекций для студентов специальностей
Н 04.01.00 – «Биология», Н 06.01.00 – «Экология»
ÓÄÊ 615.849(042.4) ÁÁÊ 28.071ÿ73
Рецензенты: зав. кафедрой общей гигиены с курсом радиационной медицины и экологии ГрГМУ, доктор медицинских наук, профессор М. С. Омельянчик;
зав. кафедрой экологии ГрГУ, доктор ветеринарных наук, профессор Е. П. Кремлев.
Радиобиология: Курс лекций. – Гродно: ГрГУ, 2001. – 204 ñ.
Пособие включает темы: виды радиоактивного распада, взаимодействие ионизирующего излучения с веществом, дозиметрия, единицы радиоактивности и дозы. Описано действие ионизирующего излучения на биологическую клетку, ткани и организм животных и человека. Показаны медицинские и экологические последствия аварии на ЧАЭС.
Список принятых сокращений
– коэффициент качества
МАГАТЭ – Международное агентство по атомной энергии
В небольшом учебном издании, конечно, невозможно рассмотреть все проблемы, которые сейчас занимают радиобиологию. Перед радиобиологией встают новые задачи в связи с дальнейшим развитием атомной энергетики, с длительным пребыванием человека в космосе, в связи со все расширяющимся использованием атомной радиации в медицине, сельском хозяйстве, биопромышленности.
Хотелось бы подчеркнуть исключительную актуальность в наш атомный век более углубленных исследований значимости естественного радиоактивного фона в явлениях жизни. Здесь нас должно интересовать не только его влияние на человека, но и сложные биоценозы, объединяющие разнообразных представителей растительного и животного мира. Хорошо известно, что по радиочувствительности различные виды живых организмов отличаются в десятки, сотни и тысячи раз. Отсюда вероятно, что облучение биоценозов в различных дозах приведет к нарушению существующего равновесия, значительным сдвигам в его составе, продуктивности, существовании.
Не могут не привлечь внимание радиобиологов и последствия облучения простейших форм живых организмов: бактерий, вирусов, плазмид. Эти организмы с потоками воздуха могут легко проникать в места повышенной радиации, полу- чая там те или иные дозы облучения, а затем проявлять свои измененные под влиянием облучения свойства на больших расстояниях от места облучения.
Исключительный интерес имеет развитие работ по использованию атомной радиации в биопромышленности. Уже сейчас у нас в стране работают заводы по радиационной стерилизации медицинского оборудования, материалов и препаратов, используемых в медицине. Следует расширять эту ветвь радиационной биотехнологии на ветеринарию, использовать для обеззараживания пушного сырья, переработки отбросов сельского хозяйства с целью получения дополнительных кормов, для удлинения сроков хранения многих продуктов сельского хозяйства, рыбной и мясной промышленности.
Перед радиационной экологией также встают ответственные задачи глубокого исследования экологических последствий на территориях с измененным в той или иной степени естественным фонов радиации, например, в результате аварии на чернобыльском реакторе. Старые проблемы радиобиологии – изучение тех сложных процессов, которые возникают в облученном организме на тканевом, клеточном
молекулярном уровнях и которые лежат в основе лучевой болезни, – требуют в наш атомный век своего дальнейшего развития, ибо мы должны помнить, что всякий успех, продвижение в этой области увеличивают наши возможности помочь облученному организму, снизить тяжесть течения лучевой болезни, предупредить развитие отдаленных последствий облучения.
Радиационная медицина, активно мобилизованная на ликвидацию трагических последствий аварии в Чернобыле
так много сделавшая для спасения жизни многих пострадавших, в своих действиях и мероприятиях всецело базировалась на научных данных, полученных радиобиологами. Развитие фундаментальных радиобиологических исследований должно стать залогом дальнейшего вооружения радиационной медицины новыми действенными методами помощи организму, облученному при тех или иных экстремальных обстоятельствах.
Поскольку автор ставил своей целью создание учебного пособия, которое отражало бы достаточно глубоко и в полном объеме содержание программы курса, им были использованы некоторые данные, таблицы и рисунки, приводимые другими авторами. Работы этих авторов приводятся в конце каждой главы в списке литературы, рекомендуемой по этой теме.
Автор благодарит зав. каф. общей гигиены с курсом радиационной медицины и экологии ГрГМУ, доктора медицинских наук, профессора Омельянчика М. С., зав. каф. экологии ГрГУ им. Я. Купалы, доктора ветеринарных наук, профессора Кремлева Е. П. за полезные замечания и советы, высказанные ими в процессе рецензирования данного пособия.
РАДИОБИОЛОГИЯ КАК ПРЕДМЕТ
Ионизирующее излучение — удобный инструмент изу- чения основ жизни. В природе не существует феномена, не подверженного модифицирующему воздействию ионизирующих излучений, так как энергия их всегда превосходит энергию внутримолекулярных и межмолекулярных связей.
Поэтому радиобиология неминуемо в той или иной степени отражает все области биологии. Соответственно исклю- чительно разнообразен набор объектов, являющихся предметом радиобиологических исследований, — макромолекулы, фаги, вирусы, простейшие, клеточные, тканевые и органные культуры, многоклеточные растительные и животные организмы, человек, популяции, биоценозы. Фундаментальной зада- чей, составляющей предмет радиобиологии, является вскрытие общих закономерностей биологического ответа на ионизирующее воздействие, на основе которых можно овладеть искусством управления лучевыми реакциями организма. Задача эта невероятно трудна прежде всего потому, что для ее решения необходимо, по меткому выражению Н. В. Тимофее- ва-Рессовского, понять и преодолеть основной радиобиологический парадокс, состоящий в большом несоответствии между ничтожной величиной поглощенной энергии и крайней степенью выраженности реакций биологического объекта вплоть до летального исхода.
Несмотря на существующие в природе колоссальные различия в чувствительности к ионизирующим излучениям отдельных объектов, облучение в дозе 10 Гр убивает всех млекопитающих. Что же представляет собой такая доза по суммарной энергии, поглощенной в организме при облучении? Много это или мало? Если условно перевести эту энергию без потерь в тепловую энергию, то окажется, что организм человека нагреется лишь на 0,001°, т.е. меньше, чем от стакана выпитого горячего чая.
Сколько атомов подвергается ионизации при облучении в той же смертельной дозе 10 Гр? Косвенное представление
об этом может быть получено из рассмотрения следующего примера. Оказывается, что если подвергать воздействию непрерывного излучения какое-либо вещество, по плотности соответствующее живым тканям, с интенсивностью, создающей смертельную дозу в течение 1 ч, то половина его атомов превратилась бы в ионы лишь через 1000 лет.
Почему же ничтожное количество поглощенной в организме энергии приводит к катастрофе? Это загадка радиобиологического парадокса, раскрытие которой могло бы решить основную задачу радиобиологии. Для этого необходимо привлечение сведений и методов из ряда смежных дисциплин — физики, химии, биохимии, физиологии, патологии, генетики и цитологии. В процессе изучения много- численных радиобиологических эффектов сформировались специфические экспериментальные методы решения соответствующих проблем в модельных системах, на молекулярном, клеточном и организменном уровнях.
Наличие фундаментальной задачи, составляющей пред-
мет радиобиологии, и собственных методов исследования,
определяет ее как самостоятельную комплексную научную дисциплину, имеющую тесные связи с рядом теоретических и прикладных областей знаний (рис.1).
Часто по недоразумению к радиобиологии относят радиоизотопные методы исследования, используемые в радиобиологическом эксперименте так же широко, как и в других науч- ных дисциплинах. Это является примером неправильного отождествления предмета, целей и задач исследования с методами, способами и средствами их изучения и решения. На- учную дисциплину определяет сам предмет исследования, а методы его изучения могут быть самыми разнообразными, но обязательно адекватными решению основной задачи.
Одной из особенностей радиобиологии является то, что это экспериментальная дисциплина. Ни одно утверждение в радиобиологии не может быть воспринято серьезно, если оно не имеет путей экспериментальной проверки. При этом наиболее ценны экспериментальные результаты, позволяющие охарактеризовать изучаемое явление количественно.
Рис.1. Связь радиобиологии с другими дисциплинами
Специфические, присущие только радиационному агенту свойства, определяемые его взаимодействием с любыми молекуламииструктурамиклетки,обусловливаютдругуюособенность радиобиологии — необходимость проведения исследования на всех уровнях биологической организации — от молекулярного до популяционного. Неизбежные при этом экстраполяции результатов экспериментов на высшие уровни определяют и следующуюособенностьрадиобиологии,связаннуюсбольшойпрак-
тической значимостью получаемых экспериментальным путем выводов и их ответственностью, например, при оценке радиационно-генетических последствий облучения.
Наконец, еще одна особенность радиобиологии, определяемая ее прикладными аспектами, — овладение способами искусственного управления лучевыми реакциями биологических объектов и человека с помощью различных модифицирующих средств.
Указанные особенности радиобиологии определяют специфику подходов к ее изучению как предмета. Она состоит в том, чтобы из множества проявлений лучевого воздействия, обусловленного самой физической природой радиационного агента, каждый раз стремиться выделить ведущие, критические звенья, ответственные за исход рассматриваемой реакции. Кроме того, важной чертой радиобиологических методов исследования является количественное сопоставление рассматриваемого эффекта с вызвавшей его дозой излучения, ее распределением во времени и в объеме реагирующего объекта.
В поле зрения радиобиолога должны находиться и опосредованные эффекты облучения, особенно при анализе сложных интегральных лучевых реакций организма, где их влияние проявляется наиболее значительно в связи с неизбежным
вовлечением в процесс регулирующих систем и нейрогуморальных механизмов.
Далеко не совершенное понимание первичных механизмов радиобиологических процессов и отсутствие единой теории радиобиологического эффекта еще и сегодня затрудняют распространение этих представлений на последующие уровни биологической организации. Между тем о зрелости любой науки судят по наличию у нее приемлемой теоретической базы.
За девяносто лет, прошедших со времени открытия ионизирующих излучений, накоплен огромный фактический материал, прежде всего феноменологического плана, обобщение которого позволило построить стройную систему представлений, допускающих их широкую экспериментальную проверку и создающих основы для оптимистических прогнозов.
Уже сегодня радиобиология прочно служит человеку в самых разнообразных областях народного хозяйства. В сельском хозяйстве используют предпосевное облучение семян как метод повышения всхожести и урожайности многих культур. Методы радиационной генетики применяют для получения и закрепления в потомстве полезных признаков, возникающих в результате мутационных изменений. Таким путем удается не только создавать новые ценные сорта растений, но и получать интересные и полезные изменения у животных. Эти же принципы используют для уничтожения вредителей путем направленной однополой стерилизации насекомых. На основе радиобиологических предпосылок организована луче- вая стерилизация овощей, пищевых консервов, а также многих медицинских средств и реактивов.
Таким образом, современная радиобиология представляет не только самостоятельную комплексную дисциплину, но имеет четко выделенные отдельные направления, главные из которых перечислены на рис.2. Такие направления, как противолучевая защита и терапия радиационных поражений, космическая радиобиология, радиационная иммунология, радиационная гигиена и, наконец, получившая активное развитие в настоящее время радиобиология опухолей, могут быть с достаточным основанием объединены в одну крупную ветвь радиобиологии — медицинскую радиобиологию.
Каждое из перечисленных направлений имеет свои конкретные задачи, достаточно полно определенные их названием, для решения которых, однако, применяют специальные радиобиологические количественные методы исследования, что и объединяет их в одну общую дисциплину.
Рис. 2. Структура радиобиологии как комплексной дисциплины
В последнее десятилетие активное развитие получило исследование биологического действия электромагнитных излучений неионизирующего диапазона в связи с бурным развитием радио- и электронной промышленности, сопровождающимся увеличением числа различных приборов и установок исследовательского, промышленного и бытового профиля. Это обстоятельство породило новую научную дисциплину, также тяготеющую к радиобиологии, — радио-
биологию неионизирующих излучений.
Вскоре после открытия биологического действия ионизирующих излучений было установлено, что любой живой объект может быть убит этим агентом. Однако дозы излуче-
Пожалуйста, используйте этот идентификатор, чтобы цитировать или ссылаться на этот ресурс:
http://hdl.handle.net/20.500.12701/3248
Лицензия на ресурс: Лицензия Creative Commons
Радиобиология Общая радиобиология Предмет, цель и задачи радиобиологии
Вся
биота на Земле, включая человека,
постоянно находится в сфере воздействия
естественного и техногенного радиационного
фона. Постоянно возрастающее число
людей подвергается облучению в процессе
профессиональной деятельности, при
применении радиоактивных источников
в промышленном производстве и научных
исследованиях. Радиоактивные загрязнения
стали важным фактором, определяющим
состояние среды обитания человека,
благополучна или неблагополучна
экологическая обстановка. Несоизмеримы
по масштабам с техногенными воздействиями
и авариями последствия применения
ядерного оружия.
Энергия
ионизирующих излучений превосходит
значения энергий химических и
физико-химических связей между атомами
и молекулами. Поэтому воздействие
ионизирующей радиации не может не
сказаться на процессах, происходящих
в облучаемых структурах. Значимость
радиационного фактора для всего живого
и неживого, и, прежде всего, для здоровья
человека определяет необходимость
четких представлений обо всех сторонах
и последствиях воздействия ионизирующих
излучений.
Предмет
радиобиологии составляют многообразные
проявления действия излучений на всех
уровнях организации живого – от
молекулярного до организменного, а
часто и популяционного, механизмы
возникновения этих проявлений, влияние
на развитие конкретных биологических
эффектов условий воздействия радиации
(вида излучения, его дозы, мощности дозы,
ее распределения в пространстве,
продолжительности облучения),
модифицирующие воздействия на эффекты
облучения факторов нерадиационной
природы.
В
радиобиологических исследованиях
процессы удается проводить тщательный
количественный анализ полученных
материалов. Существующая в дополнение
к этому возможность воздействовать
излучением как на все органы и ткани,
так и на точно ограниченный участок,
определяют высокую надежность и
информативность сведений, получаемых
с помощью радиобиологических методик.
Целью
радиобиологических исследований
является познание закономерностей
биологического действия ионизирующих
излучений и обоснование таких важных
прикладных аспектов, как:
—
прогнозирование последствий радиационных
воздействий;
—
нормирование радиационных воздействий
при работе с источниками ионизирующих
излучений;
—
разработка режимов поведения и защитных
мероприятий при вынужденном
пребывании в зонах воздействия
ионизирующих излучений;
—
разработка средств и методов профилактики
радиационных поражений, диагностики и
прогнозирования тяжести поражений,
обоснование проведения при них неотложных
мероприятий первой помощи и последующего
лечения;
—
разработка наиболее рациональных
режимов терапевтического облучения
и др.
Фундаментальные
положения радиобиологии являются
результатом анализа тщательно проведенных
на четкой количественной основе
экспериментальных исследований и
клинических наблюдений.
В
альянсе радиобиологии с другими
дисциплинами оформились отдельные
самостоятельные направления, такие,
как радиационная гигиена и радиационная
экология, радиобиология опухолей,
космическая радиобиология и др. Одно
из таких направлений — военная
радиобиология. Таким образом, сегодня
радиобиологию справедливо относят к
числу фундаментальных наук, и изучение
ее полезно не только для ориентировки
в проблемах медицинской противорадиационной
защиты.
