Радиационная биология или радиобиология — наука, изучающая действие ионизирующих и неионизирующих излучений на биологические объекты.
Код науки по 4-х значной классификации ЮНЕСКО (англ.) — 2418 (раздел — биология).
Радиобиология, являясь самостоятельной комплексной научной дисциплиной, имеет тесные связи с рядом теоретических и прикладных областей знаний — биологией, физиологией, цитологией, генетикой, биохимией, биофизикой, ядерной физикой, фармакологией, гигиеной и клиническими дисциплинами.
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:
Важной чертой радиобиологических методов исследования является количественное сопоставление рассматриваемого эффекта с вызвавшей его дозой излучения, ее распределением во времени и объеме реагирующего объекта.
Теоретические аспекты радиобиологии
Первой количественной теорией является теория «точечного тепла» или «точечного нагрева» (Ф. Дессауэр, 1922):
Теория «мишени или попаданий» 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 теории эффекта «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
описательный этап, связанный с накоплением данных и первыми попытками осмысления биологических реакций на облучение
И. П. Пулюй • В. К. Рентген • А. Беккерель • М. Склодовская • П. Кюри • И. Р. Тарханов • Е. С. Лондон • Г. Е. Альберс- Шонберг • Л. Хальберштадтер • П. Броун • Дж. Осгоуд • Г. Хейнеке • Ж. Бергонье • Л. Трибондо
Второй этап
1922—1944 гг. Теория точечного тепла, становление фундаментальных принципов количественной радиобиологии, связь эффектов с величиной поглощенной дозы; открытие мутагенного действия ионизирующих излучений, развитие радиационной генетики
дальнейшее развитие количественной радиобиологии на всех уровнях биологической организации:
с 1986 года по настоящее время
Стадии формирования радиобиологических эффектов
В формировании радиобиологических эффектов различают следующие стадии:
Радиобиология клетки
Радиационная цитология (радиобиология клетки) изучает влияние излучений на строение и функции клеток, а именно:
Направления
Литература
Периодические издания
Учебные заведения и научные учреждения
Радиобиологией занимаются во многих научных центрах и университетах. Вот некоторые из них:
В соответствии с объектами РБ-исследований (уровней организации живого) в радиобиологии выделяют 3 раздела:
В радиобиологии используют специфические методы, используемые в различных ее разделах. Важной чертой РБ-методов исследования является количественное сопоставление рассматриваемого эффекта с вызвавшей его дозой излучения, ее распределением во времени и объеме реагирующего объекта.
Теоретические аспекты радиобиологии [ ]
Первой количественной теорией является теория «точечного тепла» или «точечного нагрева» (Ф.Дессауэр-1922):
В настоящее время произошел сдвиг парадигмы от принципа попадания и теории мишени к эффекту «свидетеля».
История [ ]
Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский. Портрет, нарисованный Олегом Цингером ( 1945 )
Открытие Иваном Павловичем Пулюем (1890) и Вильгельмом Конрадом Рентгеном Х-лучей ( 1895 ), Анри Беккерелем естественной радиоактивности ( 1896 ), Марией Склодовской и Пьером Кюри радиоактивных свойств полония и радия ( 1898 ) явилось основой рождения радиобиологии.
Этапы развития радиобиологии
Первый этап
описательный этап, связанный с накоплением данных и первыми попытками осмысления биологических реакций на облучение.
И. П. Пулюй | В. К. Рентген | А. Беккерель |
М. Склодовская | П. Кюри | И. Р. Тарханов | Е. С. Лондон | Г. Е. Альберс- Шонберг | Л. Хальберштадтер | П. Броун | Дж. Осгоуд | Г. Хейнеке | М. Корнике | Ж. Бергонье | Л. Трибондо
становление фундаментальных принципов количественной радиобиологии, характеризующийся стремлением связи эффектов с величиной поглощенной дозы; открытие мутагенного действия ионизирующих излучений, развитие радиационной генетики
Г. А. Надсон | Г. С. Филиппов | Г. Мюллер | Л. Стадлер
с 1945 г. по настоящее время
дальнейшее развитие количественной радиобиологии на всех уровнях биологической организации:
Дубинин Н.П. | Н. В. Лучник | Б. Л. Астауров | К. П. Хансон | В. И. Корогодин | В. Д. Жестяников | Л. Х. Эйдус | А. И. Газиев | Э. Я. Граевский | И. И. Пелевина |
3. Биологическая стадия — генетические и отдаленные эффекты облучения.
Радиобиология, являясь самостоятельной комплексной научной дисциплиной, имеет тесные связи с рядом теоретических и прикладных областей знаний — биологией, физиологией, цитологией, генетикой, биохимией, биофизикой, ядерной физикой, фармакологией, гигиеной и клиническими дисциплинами.
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 РБ-исследований (уровней организации живого) в радиобиологии выделяют 3 раздела:
В радиобиологии используют специфические методы, используемые в различных ее разделах. Важной чертой РБ-методов исследования является количественное сопоставление рассматриваемого эффекта с вызвавшей его дозой излучения, ее распределением во времени и объеме реагирующего объекта.
Теоретические аспекты радиобиологии
Первой количественной теорией является теория «точечного тепла» или «точечного нагрева» (Ф.Дессауэр-1922):
В настоящее время произошел сдвиг парадигмы от принципа попадания и теории мишени к эффекту «свидетеля».
Радиобиология клетки
Радиационная цитология (радиобиология клетки) — наука, изучающая влияние излучений на строение и функции клеток; одно из направлений радиобиологии.
Классификация типов гибели клеток по В.И. Корогодину
История
Открытие Иваном Павловичем Пулюем (1890) и Вильгельмом Конрадом Рентгеном Х-лучей (1895), Анри Беккерелем естественной радиоактивности (1896), Марией Склодовской и Пьером Кюри радиоактивных свойств полония и радия (1898) явилось основой рождения радиобиологии.
Этапы развития радиобиологии
Первый этап
описательный этап, связанный с накоплением данных и первыми попытками осмысления биологических реакций на облучение
И. П. Пулюй | В. К. Рентген | А. Беккерель |
М. Склодовская | П. Кюри] | И. Р. Тарханов | Е. С. Лондон | Г. Е. Альберс- Шонберг | Л. Хальберштадтер | П. Броун | Дж. Осгоуд | Г. Хейнеке | М. Корнике | Ж. Бергонье | Л. Трибондо
1922—1944 г.г. Теория точечного тепла, становление фундаментальных принципов количественной радиобиологии, связь эффектов с величиной поглощенной дозы; открытие мутагенного действия ионизирующих излучений, развитие радиационной генетики
Г. А. Надсон | Г. С. Филиппов | Г. Мюллер | Л. Стадлер
дальнейшее развитие количественной радиобиологии на всех уровнях биологической организации:
с 1986 года по настоящее время
2. Биохимическая стадия-действие излучения на основные компоненты радиочувствительных клеток с последующим изменением метаболизма.
3. Биологическая стадия — генетические и отдаленные эффекты облучения.
Учебные заведения и научные учреждения
Направления
Литература
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Радиобиолог» в других словарях:
радиобиолог — сущ., кол во синонимов: 1 • биолог (28) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
радиобиолог — радиобиолог, радиобиологи, радиобиолога, радиобиологов, радиобиологу, радиобиологам, радиобиолога, радиобиологов, радиобиологом, радиобиологами, радиобиологе, радиобиологах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») … Формы слов
радиобиолог — радиоби олог, а … Русский орфографический словарь
радиобиолог — (лат. radium, грч. biologos) тој што се занимава со радиобиологија … Macedonian dictionary
радиобиолог — а; м. Специалист по радиобиологии … Энциклопедический словарь
радиобиолог — а; м. Специалист по радиобиологии … Словарь многих выражений
РАДИОБИОЛОГИЯ — (от радио. и биология) наука о действии всех видов ионизирующих излучений на организмы и их сообщества. Радиобиология занимается изысканием различных средств защиты организма от излучений и путей его пострадиационного восстановления от… … Большой Энциклопедический словарь
РАДИОБИОЛОГИЯ — (от лат. radius луч и биология), наука о действии всех видов ионизирующих излучений на живые организмы и их сообщества. Исследование биол. действия ионизирующих излучений началось почти тотчас за открытием этих излучений В. К. Рентгеном (1895), А … Биологический энциклопедический словарь
РАДИОБИОЛОГИЯ — (от радио. и биология), наука, изучающая действие ионизирующих излучений на клеточные образования, клетки, ткани и целые организмы и разрабатывающая методы защиты от радиации. Как самостоятельная наука Р. сформировалась в 1 й пол. 20 в.… … Экологический словарь
РАДИОБИОЛОГИЯ — (от радио. и биология), наука о действии излучений (главным образом ионизирующих) на макромолекулы, живые организмы, их сообщества, биосферу в целом. Достижения радиобиологии позволяют разрабатывать средства защиты организма от излучений,… … Современная энциклопедия
радиобиология — сущ., кол во синонимов: 1 • биология (73) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Радиобиология — Radiobiology область медицины, специализирующаяся на применении ионизирующих излучений для медицинской диагностики и изучении воздействия ионизирующих излучений. Термины атомной энергетики. Концерн Росэнергоатом, 2010 … Термины атомной энергетики
радиобиология — Область медицины, специализирующаяся на применении ионизирующих излучений для медицинской диагностики и изучении воздействия ионизирующих излучений. [http://pripyat.forumbb.ru/viewtopic.php?id=25] Тематики атомная энергетика в целом EN… … Справочник технического переводчика
Радиобиология — (от радио. и биология), наука о действии излучений (главным образом ионизирующих) на макромолекулы, живые организмы, их сообщества, биосферу в целом. Достижения радиобиологии позволяют разрабатывать средства защиты организма от излучений,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Радиобиология — Радиационная биология или радиобиология наука, изучающая действие ионизирующих и неионизирующих излучений на биологические объекты. Код науки по 4 х значной классификации ЮНЕСКО (англ.) 2418 (раздел биология). Радиобиология … Википедия
Ионизирующим называют излучение, взаимодействие которого с атомами и молекулами среды, приводит к образованию ионов различных знаков. К ионизирующим излучениям относят: a-, b-излучения, протонное, нейтронное излучение, а также различные виды фотонного излучения (рентгеновское, тормозное, характеристическое, g-излучение); не относят к числу ионизирующих излучений инфракрасное излучение, видимый свет и ультрафиолет.
Энергия ионизирующих излучений всегда превышает энергию межмолекулярных и внутримолекулярных связей, поэтому в природе не существует объектов, не подверженных действию ионизирующих излучений.
Объектами изучения радиобиологии являются лучевые реакции биологических объектов всех уровней организации: макромолекул, фагов, вирусов, простейших, клеток, тканей и органов, многоклеточных растительных и животных организмов, человека, популяций, биоценозов, биосферы в целом.
Основной задачей радиобиологии является вскрытие общих закономерностей биологического ответа на ионизирующее воздействие.
Основными проблемами радиобиологии являются:
· исследование лучевых реакций биологических объектов всех уровней организации;
· познание причин различной радиочувствительности организмов;
· поиск путей и средств защиты организмов от действия ионизирующих излучений;
· разработка средств пострадиационного восстановления организмов;
· оценка опасности повышения уровня радиации в окружающей среде;
· поиск путей и методов использования ионизирующих излучений в медицине, сельском хозяйстве и промышленности.
Особенностью действия ионизирующих излучений на живые объекты является резкое несоответствие между ничтожной величиной энергии, поглощенной биологическим объектом, и крайней степенью выраженности биологического эффекта, вплоть до летального исхода. Это несоответствие Н.В. Тимофеевым-Ресовским было названо основным радиобиологическим парадоксом.
Так, независимо от вида ионизирующего излучения, тотальное облучение в дозе 10Гр является абсолютно смертельным для всех млекопитающих. Если условно перевести эту энергию в тепловую, то окажется, что организм человека нагреется лишь на 0.001°С, т.е. меньше, чем от стакана выпитого горячего чая.
В качестве примера крайне низкой радиочувствительности можно привести бактерии Micrococcus radiodurens, обнаруженные в канале ядерного реактора, где поглощенная доза за сутки составляла
Степень радиочувствительности сильно варьирует в пределах одного вида, поэтому существует понятие индивидуальная радиочувствительность. Для определенного индивидуума она зависит от возраста и пола. В пределах одного организма существуют клетки и ткани, отличающиеся высокой радиочувствительностью, а также устойчивые ткани, которые принято называть радиорезистентными.
2. Структура дисциплины и основные радиобиологические науки
Радиобиология, являясь самостоятельной комплексной научной дисциплиной, имеет тесные связи с рядом теоретических и прикладных областей знаний физикой, биохимией, молекулярной биологией, цитологией, гистологией, генетикой, физиологией и др. Одновременно фундаментальная радиобиология является теоретическим фундаментом для развития радиационной биохимии, радиационной цитологии, радиационной генетики, радиационной экологии, космической радиобиологии, сельскохозяйственной радиологии, радиационной токсикологии. Теоретические представления радиобиологии представляют особую ценность для развития комплекса наук, связанных с изучением воздействия ионизирующих излучений на организм человека. К таким наукам относятся: радиационная гигиена, радиационная иммунология, медицинская радиология и радиационная медицина, радиационная безопасность, противолучевая защита, радиобиология опухолей и т.д.
В настоящее время в фундаментальной радиобиологии выделились в самостоятельные научные направления: как радиационная биохимия, радиационная цитология, радиационная генетика, радиационная экология, радиационная иммунология, на стыке различных наук появились дисциплины типа агроэкологии, клинической дозиметрии и т.д. Фундаментальная радиобиология занимается изучением радиочувствительности организмов и природы лучевого поражения биологических систем; механизмов репарации и модификации радиочувствительности живых объектов; отдаленных последствий облучения.
Методы исследования радиобиологии в самом общем виде могут быть сведены к следующим операциям: облучение изучаемых объектов и учет их реакций. Радиобиология является экспериментальной дисциплиной, где любое утверждение обязательно проверяется экспериментально. Особенностью радиобиологии является также необходимость проведения исследований на всех уровнях организации живого – от молекулярного до биосферного. При этом результаты экспериментов экстраполируют на высшие уровни организации. Наконец, существует возможность управления лучевыми реакциями биологических объектов при помощи радиомодифицирующих средств. Методологической основой радиобиологических исследований является количественное сопоставление рассматриваемого эффекта с дозой облучения, ее распределение во времени и объеме изучаемого объекта. Основной задачей здесь является выбор из множества проявлений лучевого воздействия основных, ключевых реакций, ответственных за проявление данного эффекта облучения. Следует отметить, что, помимо специальных, в арсенале радиобиологии присутствуют практически все частные методологии большинства общебиологических дисциплин.
Довольно часто к радиобиологии относят изотопные методы исследования, которые применяются не только в радиобиологии, но и других научных дисциплинах. Основные радиобиологические науки:
радиационная генетика изучает закономерности и механизмы возникновения мутаций под действием ионизирующих излучений с целью разработки методов управления этим процессом;
радиационная токсикология изучает пути поступления радиоактивных веществ в организм, их распределение, кинетику обмена, выведения, биологическое действие
сельскохозяйственная радиологияизучает закономерности положительного и отрицательного воздействия ионизирующих излучений на сельскохозяйственные растения и животных, включает дисциплины: агрорадиоэкологию, ветеринарную радиобиологию, радиобиологию растений.
