Предмет, задачи и методы изучения радиобиологии
ТЕМА: ПРЕДМЕТ РАДИОБИОЛОГИИ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РАДИОБИОЛОГИИ
Предмет, задачи и методы изучения радиобиологии
Радиобиология – наука, изучающая биологическое действие ионизирующих излучений на разных уровнях организации живых систем.
6 июня 1905 г., выступал с Нобелевской речью в Стокгольме, Пьер Кюри произнес поистине пророческие слова: «Можно себе представить, что в преступных руках радий способен быть очень опасным, и в связи с этим следует задаться вопросом: является ли познание тайн природы выгодным для человечества, достаточно ли человечество созрело, чтобы извлекать из него только пользу, или же это познание для него вредоносно ? Я лично принадлежу к людям, думающим, что человечество извлечет из новых открытий (больше пользы, чем зла».
К сожалению, сбылись оба предсказания, и всё же хочется думать, что великий ученый был прав, и в конечном итоге восторжествует благо.
ХХ веку последовательно приписывали знаменования – атомный, космический и век биологии. Можно смело утверждать, что следует говорить о триединстве этих названий, поскольку в познании тайн атомного ядра и управлении его энергией (Е), влияние космических факторов (поток радиоизлучения Солнца, магнитные бури) оказывают решающее влияние на всё живое на Земле.
Радиобиология (Р) в той или иной степени отражает все области биологии. Соответственно разнообразен набор объектов, являющихся предметом радиобиологических исследований – макромолекулы, фаги, вирусы, простейшие, клеточные, тканевые, органные культуры, многоклеточные растительные и животные организмы, человек, популяции биоценозы.
З а д а ч е й радиобиологии является вскрытие общих закономерностей биологического ответа на ионизирующее воздействие, но основе которых можно овладеть искусством управления лучевыми реакциями организма.
Задача эта чрезвычайно трудная, так как, по мнению Тимофеева-Ресовского и др. исследователей существует так называемый радиобиологический парадокс, который состоит в 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.
Радиобиология одновременно является и самостоятельной, и комплексной научной дисциплиной и имеет тесные связи с другими дисциплинами (рис.)
Радиобиология – наука экспериментальная. Основные методы исследования – эксперимент (естественный и лабораторный). Причем важной особенностью Радиобиологии является необходимость проведения экспериментальных исследований на всех уровнях биологической организации – от молекулярного до популяционного.
Еще одна важная особенность Радиобиологии связана с её прикладными аспектами, – овладение способами искусственного управления лучевыми реакциямибиологических объектов и человека с помощью различных модифицирующих средств.
Важной чертой радиобиологических методов является количественное сопоставление рассматриваемого эффекта с вызвавшей его дозой излучения, её распределением во времени и в объеме реагирующего объекта.
В поле зрения Радиобиологии находятся и опосредованные эффекты облучения, особенно при анализе сложных реакций организма, где проявляется интегральный ответ организма на воздействие с вовлечением всех органов, систем, нейрогуморальных механизмов регуляции.
Радиобиология широко используется в различных областях народного хозяйства. В сельском хозяйстве используют предпосевное облучение семян как метод повышение всхожести и урожайности многих культур. Методы радиационной генетики применяют для получения и закрепления в потомстве полученных признаков, возникающих в результате мутационных изменений. Таким путем создаются новые ценные сорта растений и получают полезные изменения у животных. Эти же принципы используют для уничтожения вредителей путем направленной однополой стерилизации насекомых. Радиобиология широко применяется в медицине, в частности, в онкологии. На основе радиобиологических предпосылок организована лучевая стерилизация овощей, пищевых консервов, многих медицинских средств и реактивов.
Современная Радиобиология имеет ряд направлений, которые объединяют в 2 большие группы:
I – объединяют направления, которые изучают процессы, индуцированные ионизирующими излучениями на разных уровнях организации биологических систем:
– общая фундаментальная Радиобиология
– космическая Радиобиология
– радиационная экология;
– радиационная биохимия;
– радиационная генетика;
– радиационная цитология;
– радиационная иммунология;
– радиационная гигиена
– медицинская радиобиология:
1. радиационная радиобиология опухолей
2. противолучевая защита и терапия
II группа – разделы, исследуют радиобиологические реакции организмов – представителей больших таксонов: радиационная вирусология, микробиология, радиобиология растений, животных, человека.
Каждое из этих направлений имеет свои конкретные задачи, которые определены их названием, однако, для их решения используются количественные радиобиологические методы исследования, что и объединяет их в 1 дисциплину.
В последние десятилетия в связи с бурным развитием радио– и электронной промышленности, увеличением числа различных приборов и установок исследовательского, промышленного и бытового профиля активное развитие получило исследование биологического действия ЭМИ неионизирующего диапазона. Это породило новую научную отрасль – радиобиология неионизирующих излучений.