Лекция №1
Скачать 205.84 Kb.
|
| Лекция № 1 Предмет и задачи радиобиологии Содержание предмета радиобиологии. Цели, задачи, методы. Связь радиобиологии с другими науками. Открытие ИИ и явления радиоактивности. Открытие и изучение биологического действия ИИ. Основной радиобиологический парадокс. Этапы развития радиобиологии. Использование ИИ в разных сферах народного хозяйства, биологии и медицине. Клиническая радиобиология. Перспективы развития радиобиологии. Современная радиобиология, представляющая собой самостоятельную, комплексную, фундаментальную науку, создавалась на стыке таких естественнонаучных дисциплин, как биохимия, биофизика, экология, генетика, цитология, медицина, путем их слияния, объединения усилий исследователей для решения специфических радиобиологических проблем. Роль радиобиологии как фундаментальной науки в естествознании в настоящее время возросла. Все увеличивающееся техногенное использование радиации, последствия аварий на АЭС, продолжающиеся испытания ядерного оружия и все еще существующая опасность военного применения ядерной энергии постоянно ставят перед радиобиологией новые задачи. Ионизирующее излучение – удобный инструмент изучения 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, исключительно 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 задачей, составляющей предмет радиобиологии, является вскрытие общих закономерностей биологического ответа на воздействие ионизирующих излучений, которые являются научной основой гигиенической регламентации радиационного фактора и овладения искусством управления лучевыми реакциями организма. Задача эта невероятно трудна прежде всего потому, что для ее решения необходимо, по меткому выражению Н.В. Тимофеева-Ресовского, 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 эффекта. Радиобиологический парадокс – несоответствие между ничтожным количеством поглощённой энергии ионизирующего излучения и крайней степенью реакции биологического объекта, вплоть до летального эффекта. Так, для человека летальная поглощённая доза при однократном облучении всего тела гамма-излучением равна 10 Гр (1000 рад). Вся эта доза, превратившись в конечном счёте в тепло, вызывает нагрев тела всего лишь на 0,0014 °C т. е. меньше, чем от стакана выпитого горячего чая. Причина того, почему ничтожное количество поглощенной в организме энергии приводит к катастрофе, составляет загадку радиобиологического парадокса. При изучении многочисленных радиобиологических эффектов в модельных системах на молекулярном, клеточном и организменном уровнях потребовалось создание соответствующих собственных экспериментальных методов исследования. Часто, по недоразумению, к радиобиологии относят радиоизотопные методы исследования, используемые в радиобиологическом эксперименте так же широко, как и в других научных дисциплинах. Это является примером неправильного отождествления предмета, его целей и задач с методами, способами и средствами их изучения. Научную дисциплину определяет сам предмет исследования, тогда как методы его изучения могут быть самыми разнообразными, но обязательно адекватными решению основной задачи. Радиобиология является ярким примером экспериментальной дисциплины. Ни одно утверждение в радиобиологии не может быть серьезно воспринято, если оно не подтверждено экспериментально. При этом наиболее ценны экспериментальные результаты, позволяющие охарактеризовать изучаемое явление количественно. Специфические, присущие только радиационному агенту свойства, определяемые его взаимодействием с любыми молекулами и структурами клетки, обусловливают другую особенность радиобиологи – необходимость проведения исследования на всех уровнях биологической организации – от молекулярного до популяционного. Неизбежные при этом экстраполяции результатов экспериментов на высшие уровни определяют и следующую особенность радиобиологии, связанную с большой практической значимостью получаемых экспериментальным путем выводов и их ответственностью, например, при оценке стохастических, в частности, 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 к предмету. Она состоит в том, чтобы из множества проявлений лучевого воздействия, обусловленного самой физической природой радиационного агента, каждый раз стремится 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, особенно при анализе сложных интегральных лучевых реакций организма, где их влияние проявляется наиболее значительно, в связи с неизбежным вовлечением регулирующих систем и нейрогуморальных механизмов гомеостаза. За сто с лишним 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. 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 создавать новые ценные сорта растений, а также уничтожать вредителей направленной однополой стерилизацией насекомых. На основе радиобиологических предпосылок осуществляется лучевая стерилизация овощей, консервов, многих медицинских средств и реактивов. Таким образом, современная радиобиология представляет не только самостоятельную комплексную дисциплину, но имеет четко выделенные отдельные направления, главные из которых – радиационная биохимия, цитология, генетика, экология, иммунология, космическая радиобиология, противолучевая защита и терапия, радиационная гигиена и радиобиология опухолей. Такие направления, как противолучевая защита и терапия радиационных поражений, космическая радиобиология, радиационная иммунология, радиационная гигиена и радиобиология опухолей могут быть 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. 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 профилей. Это обстоятельство породило новую научную дисциплину, также тяготеющую к радиобиологии – радиобиологию неионизирующих излучений. Возникновение радиобиологии обязано трем великим открытиям, увенчавшим окончание девятнадцатого века: 1895 г. – открытие Вильгельмом Конрадом Рентгеном Х-лучей; 1896 г. – открытие Антуаном Анри Беккерелем естественной радиоактивности урана; 1898 г. – выделением Марией Кюри-Склодовской и Пьером Кюри двух элементов с высочайшим уровнем радиоактивности – полония (в июле) и радия (в декабре). Дорого оплатило человечество открытие тайн природы. Погибли почти все первые исследователи, в том числе многие медики, не знавшие «коварства» нового агента и работавшие с ним без каких-либо предосторожностей. В середине XX в. мир стал свидетелем массовой одномоментной гибели сотен тысяч людей в результате атомной бомбардировки японских городов. Напротив госпиталя Святого Георга в Гамбурге, где много лет трудился один из пионеров медицинской рентгенологии Г. Альберс-Шонберг, погибший от лучевого рака, 4 апреля 1936 г. состоялось открытие памятника, воздвигнутого германским обществом рентгенологов. На передней стороне колонны, увенчанной лавровым венком, высечена надпись: «Памятник посвящается рентгенологам и радиологам всех наций, врачам, физикам, химикам, техникам, лаборантам и сестрам, пожертвовавшим своей жизнью в борьбе против болезней их ближних. Они героически прокладывали путь для эффективного и безопасного применения рентгеновских лучей и радия в медицине. Слава их бессмертна». На памятнике в алфавитном порядке высечены имена 159 человек, умерших к тому времени от мучительных радиационных поражений, вызванных рентгеновскими лучами и радием. Годом спустя их биографии и портреты были помещены в специально выпущенной «Книге почета». Позже мемориал был дополнен четырьмя стеллами с именами жертв радиации, а в 1959 г. «Книга почета», вышедшая вторым изданием, содержала уже 360 фамилий, в том числе 13 наших соотечественников. Знаменательно, однако, что за период с 1936 по 1959 гг., когда развитие ядерных исследований приобрело гигантские масштабы, а в сферу воздействия ионизирующих излучений было вовлечено гораздо больше людей, чем раньше, число жертв науки увеличилось лишь вдвое, причем многие из них погибли вследствие лучевых поражений, возникших еще в ранние годы, предшествовавшие этому периоду. Причины такого диссонанса между резким повышением контактов человека с ионизирующими излучениями и значительным снижением частоты лучевых поражения определялись успехами появившейся новой области знаний – радиобиологии. Как ни парадоксально, бурному развитию радиобиологии в значительной степени способствовала угроза ядерной катастрофы, которая с 40-х годов прошлого века нависла над миром. Атомная бомбардировка Японии, повышение радиационного фона планеты, а также аварии на атомных производствах выдвинули глобальную проблему обеспечения радиационной безопасности, а также необходимости разработки способов противолучевой защиты и лечения радиационных поражений, что, в свою очередь, потребовало глубокого изучения механизмов биологического действия ионизирующих излучений. Открытие рентгеновских лучей и радиоактивности В 1995 г. научная общественность отмечала столетие открытия рентгеновских лучей, в связи с чем в Вюрцбурге состоялся Международный радиологический конгресс, озаривший прогресс мировой науки XX столетия, по праву названного атомным веком. Вильгельму Конраду Рентгену ко времени его великого открытия было 50 лет. Он руководил физическим институтом и кафедрой физики Вюрцбургского университета. 8 ноября 1895 г. он как обычно поздно вечером закончил эксперименты в лаборатории, помещавшейся этажом ниже его квартиры. Погасив свет в комнате, заметил в темноте зеленоватое свечение, исходившее от флюоресцирующего экрана, покрытого платиносинеродистым барием. Оказалось, что находившаяся поблизости разрядная трубка, закрытая светонепроницаемым чехлом, была под высоким напряжением, которое Рентген забыл выключить перед уходом. Свечение немедленно прекращалось, как только отключался ток, и тотчас возникало при его включении. Катодные, как и видимые, лучи не проникали сквозь черный чехол, и Рентгена осенила гениальная догадка о том, что при прохождении тока через трубку в ней возникает новое излучение, которое он и назвал Х-лучами. В эту ночь ученый не вернулся домой. Следующие пятьдесят суток были также поглощены напряженной работой. Венцом самозабвенного творчества была рукопись с семнадцатью тезисами о свойствах открытого излучения, которую Рентген вручил 28 декабря 1895 г. председателю вюрцбургского физико-медицинского общества вместе с первым рентгеновским снимком своей руки. В первых числах января 1896 г. брошюра Рентгена вышла из печати, а в последующие несколько недель появились ее переводы на русском, английском, французском и итальянском языках. Русский перевод под названием «Новый род лучей» был выпущен в Петербурге и содержал фотографию первой рентгенограммы, произведенной уже в России 16 января 1896 г. 6 января 1896 г. известие об открытии Рентгеном всепроницающих лучей было передано Лондонским телеграфом по всему миру, и все культурное человечество восприняло эту весть как величайшую сенсацию. 23 января состоялось триумфальное выступление Рентгена на заседании общества естествоиспытателей в Вюрцбурге, где ученый под овации аудитории произвел снимок руки председателя общества известного анатома Рудольфа Альберта ван Кёликера. Маститый ученый заявил, что за 48 лет работы общества он еще не присутствовал при столь значительном научном событии. Он провозгласил троекратное «ура» в честь великого Рентгена и предложил назвать новые лучи именем их первооткрывателя. А в середине марта Рентген направил в печать материалы дальнейшего изучения свойств открытого излучения. Тезис под номером 18 особенно важен для будущей радиобиологии – в нем говорилось о том, что это излучение является ионизирующим, вызывающим разряд заряженных объектов (за счет ионизации газа вокруг них). 10 декабря 1901 г. В.К. Рентгену присуждена первая из Нобелевских премий по физике. О значении самого открытия и глубине произведенного Рентгеном экспериментального анализа нового вида излучения написаны тома. Все это, однако, можно легко подытожить словами нашего замечательного соотечественника академика А.Ф. Иоффе, проработавшего около трех лет ассистентом Рентгена. В воспоминаниях, посвященных 50-летию открытия рентгеновских лучей, Иоффе писал: «Из того, что Рентген опубликовал в первых трех сообщениях, не может быть изменено ни одного слова. Многие тысячи исследований не могли прибавить ни йоты к тому, что сделал сам Рентген в самых элементарных условиях с помощью самых элементарных приборов». Рентгеновские лучи немедленно стали не только предметом глубокого изучения во всем мире, но и быстро нашли практическое применение. Кроме того, они послужили непосредственным импульсом к обнаружению нового явления – естественной радиоактивности, которое потрясло мир менее чем через полгода после открытия рентгеновских лучей. Это были невидимые глазу человека первые проблески атомной зари. Они появились на фотографической пластинке, оставленной в столе профессором физики Парижского музея естественной истории Анри Беккерелем. Он – признанный авторитет в области люминесценции – в это время, как и многие, заинтересовавшись природой всепроницающих рентгеновских лучей, проверял связь между возникновением рентгеновских лучей и люминесценцией стеклянной стенки разрядной трубки. В разрядных трубках не было антикатода, как в современных рентгеновских трубках, и источником рентгеновских лучей служило стекло, которое при этом еще и люминесцировало. Беккерель помещал на фотопластинку, завернутую в черную бумагу, различные люминесцирующие материалы, выставлял их на солнечный свет, а затем, проявляя пластинку, пытался обнаружить почернение, вызванное Х-лучами, предположительно сопровождавшими процесс люминесценции. Искомая связь была вскоре «обнаружена», когда действию солнечного света подвергли соли урана. Беккерель повторил «удачный» эксперимент, но в тот день погода оказалась пасмурной, и после короткой экспозиции фотопластинка с лежащими на ней солями урана была убрана в стол. Через два дня – 1 марта 1896 г. – снова выдался солнечный день, и можно было воспроизвести опыт. Движимый интуицией, ученый решил проявить пластинку, не выставляя ее на солнце, и, к удивлению, обнаружил на ней точные очертания креста, выложенного из солей урана. Так было установлено, что уран произвольно, независимо от солнечного освещения, испускает невидимые глазу «урановые лучи». Итак, оба великих открытия в значительной мере обязаны счастливым случайностям. Но напомним мудрые слова Луи Пастера о том, что «случай помогает лишь умам, подготовленным к открытиям». Действительно, еще задолго до Рентгена и одновременно с ним многие исследователи работали с катодными лучами, – наблюдали даже свечение экрана, и, следовательно, «видели» рентгеновское излучение, но «увидел» (распознал) его только Рентген и не потому, что ему повезло, а потому, что «...при великих открытиях на случай наталкиваются те, кто его заслуживают» (Д. Лагранж). Десятки исследователей после открытия Рентгена были заняты поиском новых таинственных излучений. Но лишь пытливому и талантливому Анри Беккерелю удалось отличить от индуцируемой солнечным светом люминесценции самопроизвольное испускание ураном проникающего излучения. Уже в 1897 г. Э. Резерфорд разделил излучение урана на две составляющие, названные им α- и β-лучами. Он же показал, что α-частицы идентичны ядрам гелия, и высказал мысль, что β-частицы представляют собой электроны с атомных орбит, что позднее было подтверждено Дж. Томсоном в другого рода экспериментах. Изучение радиоактивности стало предметом страстных исканий вначале великого польского ученого Марии Склодовской-Кюри, а вскоре и ее мужа, блестящего французского исследователя Пьера Кюри. Одиннадцать лет их любви и совместного творчества – одна из замечательных и красивейших страниц истории науки – ознаменованы открытием и выделением в 1898 г. нескольких радиоактивных (испускающих излучение) элементов, в том числе двух наиболее активных – полония и радия. Андрей Белый в поэме «Первое свидание» воспел эти гениальные искания словами: «Мир рвался в опытах Кюри». Величие открытия радиоактивности было ознаменовано присуждением в 1903 г. Нобелевской премии по физике Анри Беккерелю, Пьеру и Марии Кюри. В 1911 г. Мария Кюри за работы в области радиационной химии была награждена второй Нобелевской премией. Всего Марии Кюри присуждено 10 премий и 16 медалей; она была избрана почетным членом 106 различных научных учреждений, академий и обществ. В 1935 г., спустя 32 года после открытий родителей, Нобелевскую премию получает их дочь Ирен вместе с мужем Фредериком Жолио-Кюри за исследования в той же области, теперь – за открытие искусственной радиоактивности. История не знает примера, чтобы две супружеские пары в двух последовательных поколениях внесли столь большой вклад в науку, как семья Кюри. Три Нобелевские премии и четыре ее лауреата в одной семье, один из них – дважды. Чрезвычайный интерес и уважение человечества к двум поколениям Кюри-ученых объясняется еще и их высокими моральными качествами. Преданность науке привела к тому, что жизнь их была в прямом смысле принесена ей в жертву. Мария, Ирен и Фредерик умерли вследствие облучения, и есть все основания полагать, что лишь трагическая ранняя гибель Пьера избавила его от той же участи. Три этапа развития радиобиологии Изучение биологического действия ионизирующих излучений началось тотчас после открытия рентгеновских лучей. Среди самых ранних работ известны классические исследования нашего соотечественника И.Ф. Тарханова, установившего уже в 1896 г. в опытах на лягушках и насекомых реакции на облучение во многих системах организма, на основании чего им было высказано сбывшееся вскоре предположение о возможности лечебного применения рентгеновского излучения. Достаточно указать, что лишь за год после этого было издано 49 книг и более 1000 статей об использовании Х-лучей в медицине. В 1896 г. в печати появились сообщения о поражениях кожи (эритемах, дерматитах, выпадении волос) у лиц, подвергавшихся частым и продолжительным воздействиям Х-лучей при проведении экспериментов, а в 1902 г. Г. Фрибен описал первый случай лучевого рака кожи. Первые сведения о лучевом раке, повидимому, восходят к XVI в. Известные медики средневековья Т. Парацельс и Г. Агрикола писали о загадочной болезни легких у горняков, работавших в рудниках, где впоследствии стали добывать уран и радий. В 1879 г., еще до «эры радиации», в этом заболевании распознали рак легких. О действии радия на кожу впервые сообщили немецкие ученые Г. Вальхов и Г. Гизель. Пьер Кюри тотчас проверил это на собственном предплечье, и, к его великой радости, участок кожи, соприкасавшийся с радием, оказался пораженным. 3 июня 1901 г. Анри Беккерель на протяжении 6 ч носил в кармане жилета ампулу с радием и тоже получил ожог. Об этом через 10 дней, когда появилась эритема (а потом и долго не заживающая язва), он, одновременно обуреваемый восторгом и яростью, прибежав к Марии Кюри, воскликнул: «Радий я люблю, но сердит на него». Эти наблюдения, а также эксперименты на животных, свидетельствовавшие о повреждающем действии радия на ткани, позволили Пьеру Кюри вместе с известными учеными-медиками К. Бушаром и В. Бальтазаром прийти к выводу о лечебном действии радия на волчанку и некоторые формы рака, что и послужило началом кюритерапии. Первой в истории попыткой рентгенотерапии рака была, очевидно, работа доктора Дж. Джиллмана из Чикаго. К нему обратился за помощью физик Е. Груббе, который, узнав об открытии Рентгена, начал опыты с Х-лучами и получил сильные ожоги руки. Джиллмана поразил эффект Х-лучей, и он отправил на облучение к Груббе больную с неоперабельным раком молочной железы. Этот сеанс лечения был проведен 29 января 1896 г., т. е. спустя неделю после доклада Рентгена. По-видимому, был получен хороший эффект, так как Груббе продолжил практику рентгенотерапии после медицинской подготовки. Позже и он стал жертвой лучевого рака. Долгое время объектом наблюдения оставалась главным образом кожа, так как никто не предполагал, что рентгеновские лучи могут влиять на глубоко расположенные ткани. В 1903 г. Г. Альберс-Шонберг обнаружил дегенеративные изменения семяродного эпителия и азооспермию у морских свинок и кроликов, а в 1905 г. Л. Хальберштадтер наблюдал атрофию яичников у облученных животных. Вскоре П. Броун и Дж. Осгоуд выявили азооспермию, явившуюся причиной бесплодия у людей – молодых рабочих завода рентгеновских трубок, проработавших на производстве более трех лет. В 1903 г., в значительной степени под влиянием экспериментов отечественного исследователя Е.С. Лондона, обнаружившего летальное действие лучей радия на мышей, Г. Хейнеке применил с этой же целью рентгеновские лучи. Ему также удалось вызвать гибель животных, причем он впервые описал лучевую анемию и лейкопению, а также обратил внимание на поражение органов кроветворения, видимое даже невооруженным глазом (атрофия селезенки). Детально описанные Г. Хейнеке типичные изменения клеток костного мозга и лимфатических узлов при гистологическом исследовании являются классическими и по сей день. В многочисленных экспериментах Е.С. Лондон продемонстрировал действие излучения радия на многие системы организма, в частности, на кроветворение. В 1911 г. вышла его книга «Радий в биологии и медицине». Она считается первой в мире монографией по радиобиологии (опубликована на немецком языке). Приведенные примеры, а также многочисленные наблюдения других исследователей ознаменовали собой первый этап развития радиобиологии, характеризующийся работами описательного характера. Но уже в этом периоде установлены два кардинальных факта – вызываемое ионизирующим излучением торможение клеточного деления и различие в степени выраженности реакции разных клеток на облучение. Впервые это было отмечено в 1903 г. французскими исследователями И. Бергонье и Л. Трибондо, которые в ходе тщательных экспериментов обнаружили разную чувствительность к излучению отдельных видов семяродных клеток. Наиболее чувствительными оказались сперматогонии, наиболее резистентными – сперматозоиды, облучение которых вообще не вызывало морфологических изменений. На основании этих экспериментов были сформулированы положения, вошедшие в историю под названием «закона» или «правила» Бергонье и Трибондо. Суть этих положений состоит в том, что клетки тем более радиочувствительны, чем большая у них способность к размножению и чем менее определенно выражены их морфология и функция, т. е. чем они менее дифференцированы. Несмотря на ряд исключений, феноменологически это правило не утратило своего значения и по сей день. Таким образом, уже в самый ранний период первоначальных наблюдений была подмечена наиболее важная особенность ионизирующих излучений – избирательность их действия, определяемая не столько характеристиками самих лучей, сколько свойствами тех или иных клеток, т. е. их чувствительностью к излучению – радиочувствительностью. Очень рано – в 1903 г. – была выявлена роль поражения ядра в клеточной радиочувствительности. Заключение об этом сделал Д. Бун, отметивший примерно одинаково выраженное губительное действие на развивающихся головастиков облучения сперматозоидов лягушек или неоплодотворенных икринок, резко отличающихся между собой по количеству цитоплазмы. Он пришел к заключению, что облучение последней не играет особой роли в развитии зародыша. Уже в первое десятилетие XX в. началось изучение действия ионизирующей радиации на эмбриогенез, позволившее обнаружить возникновение различных аномалий при облучении на определенных стадиях развития эмбриона. Ранние наблюдения, хотя и имели фундаментальное значение, носили описательный, качественный характер; отсутствовала какая-либо теория, объясняющая механизм действия ионизирующих излучений на живые объекты. Второй этап развития радиобиологии связан со становлением ее количественных принципов, имевших целью связать биологический эффект с дозой излучения. Этот этап характеризовался массовыми экспериментами на различных популяциях клеток и животных с количественным отражением результатов на кривых доза–эффект. Такой способ анализа результатов радиобиологических экспериментов остается ведущим и в настоящее время, хотя интерпретация самих кривых изменилась. Одна из знаменательных дат этапа – 1922 г., когда Ф. Дессауэром была предложена первая теория, объяснявшая радиобиологический эффект дискретностью событий – актов ионизации в чувствительном объеме. Эти взгляды в последующем получили развитие в виде принципа попаданий и теории мишеней в трудах Н.В. Тимофеева-Ресовского; К. Циммера, Д. Ли и других исследователей. Одно из эпохальных событий радиобиологии – обнаружение действия ионизирующих излучений на генетический аппарат клетки, сопровождающегося наследственной передачей вновь приобретенных признаков. Впервые эти наблюдения были сделаны нашими соотечественниками Г.А. Надсоном и Г.Ф. Филипповым (1925) в результате опытов на дрожжах. К сожалению, это крупнейшее открытие не получило тогда должной оценки, и лишь после работ Г. Мюллера, описавшего в 1927 г. мутагенный эффект ионизирующих излучений в экспериментах на дрозофиле, радиационно-генетические исследования стали проводиться во всем мире и во многом послужили становлению количественной радиобиологии. 1927 г. был обозначен еще одной практически важной вехой – результаты экспериментов на яичках кроликов позволили К. Риго предложить использование фракционирования дозы при лучевой терапии, что уже в 1928 г. и было реализовано А. Кутаром при лечении опухолей человека. В 1928 г. была введена единица экспозиционной дозы – рентген, принятая затем как международная единица для рентгеновского и гамма-излучения. Мощным импульсом к бурному развитию радиобиологии явились успехи ядерной физики, обозначившие перспективу овладения энергией атомного ядра. В 1932 г. Чедвик сообщил об открытии нейтрона. В том же году Э. Лоуренс изобрел циклотрон, а уже в 1933 г. им, совместно с М. Ливингстоном, был построен первый циклотрон, генерировавший дейтроны с энергией 5 МэВ. Особо интенсивное развитие радиобиологических исследований началось в 1946 г. после взрывов атомных бомб – 16 июля в США в штате Нью-Мексико, 6 августа в Хиросиме и 11 августа в Нагасаки. Это выдвинуло в качестве неотложной задачи разработку способов противолучевой защиты и лечения радиационных поражений, что, в свою очередь, потребовало детального изучения механизмов радиобиологического эффекта и патогенеза лучевой болезни. Поэтому в 40–50-е годы в Европе и на других континентах начали создаваться крупные исследовательские центры. Зачастую их организовывали при институтах и госпиталях, как правило, онкологических, ибо стало очевидным, что лучевая терапия рака может быть научно обоснована лишь в результате тщательного изучения радиочувствительности опухолей и нормальных тканей, а также овладения методами ее направленного изменения. Широкое международное обсуждение вопросов радиобиологии впервые было проведено в 1955 г. на Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии. К этому времени общепланетарной проблемой стало резкое увеличение радиационного фона в атмосфере Земли вследствие массовых испытаний ядерного оружия. Вскоре перед радиобиологами возникла необходимость организации космических исследований. Таким образом, с середины 40-х годов прошлого столетия начался третий этап в развитии количественной радиобиологии, продолжающийся и по настоящее время. Радиобиология сегодня – самостоятельная наука с четко выделенными отдельными направлениями, каждое из которых имеет свой собственный предмет исследований и соответственно свои специфические задачи. Говоря о сегодняшнем состоянии радиобиологии, необходимо отметить, что именно медицинская радиобиология претерпела наибольшие изменения в связи с перемещением интересов в область изучения низких уровней радиационного воздействия и их влияния на здоровье человека. В значительной степени это связано с крупной аварией на Чернобыльской атомной электростанции, происшедшей 26 апреля 1986 г., в результате которой десятки миллионов людей оказались подвергнутыми длительному воздействию низких уровней внешнего и внутреннего облучения, а также вследствие радиоактивного загрязнения больших территорий Советского Союза и в меньшей степени других стран Северного полушария. В наступившем столетии, как и во второй половине XX в., к проблемам биологии вообще, а следовательно, и к радиобиологии, привлечено внимание большого числа естествоиспытателей смежных специальностей, прежде всего физиков и химиков. Поэтому современный этап развития радиобиологии можно охарактеризовать как накопление разносторонней информации о реакциях на облучение отдельных биологических объектов, систем и популяций разной степени сложности. Развитие ядерной физики делает возможным изучение таких взаимодействий с помощью новых видов ионизирующих излучений, в том числе тяжелых ядерных частиц высоких энергий. Это, в свою очередь, создает не только перспективу решения традиционных задач радиобиологии, но позволяет надеяться и на ее роль в изучении фундаментальных закономерностей биологической формы существования и развития материи. РЕЗЮМЕ Анализ основных вех становления и развития радиобиологии за более чем столетний период с конца XIX в. и до начала XXI в. позволяет выделить три ее временных этапа. Первый – с 1895 по 1922 гг. – описательный этап, связанный с накоплением данных и первыми попытками осмысления биологических реакций на облучение. Второй – с 1922 по 1945 гг. – становление фундаментальных принципов количественной радиобиологии, характеризующийся стремлением связи эффектов с величиной поглощенной дозы. Третий – с 1945 г. по настоящее время – дальнейшее развитие количественной радиобиологии на всех уровнях биологической организации – от молекулярного до организма человека, что необходимо для ее использования в медицинской практике. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Лекция I и проблема языка и сознания лекция II 31 слово и его семантическое... Монография представляет собой изложение курса лекций, про* читанных автором на факультете психологии Московского государственного... |  | Лекция религии современных неписьменных народов: человек и его мир... Редактор Т. Липкина Художник Л. Чинёное Корректор Г. Казакова Компьютерная верстка М. Егоровой |
| Лекция №5 Лекция №5 Вредные вещества и их воздействие на человека. Основы промышленной токсикологии | | Лекция. Проектирование графического интерфейса пользователя Лекция №11 Комплексная программа «Программа воспитания и обучения в детском саду» под редакцией М. А васильевой, В. В. Гербовой, Т. С. Комаровой... |
| Лекция-диалог, проблемная лекция, консультация, собеседование, реферат,... Активные формы и методы проведения учебных занятий – это способы и приемы воздействия, побуждающие | | Лекция должна отвечать следующим Лекция – одна из основных форм организации учебного процесса, представляющая собой устное, монологическое, систематическое, последовательное... |
| «Давление газа» Данный урок является развивающим, так как он проводится с использованием новых технологий (интерактивная лекция). Лекция сопровождается... | | Лекция «Олимпийские игры древности» Лекция «Возрождение Олимпийских игр» Перечень мероприятий по внедрению системы олимпийского образования «Сочи 2014» в образовательных учреждениях Кемеровского муниципального... |
| Лекция Компьютерные слайды как Лекция Компьютерные слайды как средство виртуальной наглядности. Технология создания дидактического компьютерного материала в программе... | | Лекция 1"государство как социальная структура общества"(8часов) 61... Умк по дисциплине «Правоведение» разработан кафедрой правосудия, прокуроского надзора и криминалистик юш двфу для студентов не юридических... |
| Лекция «Художественная литература о воспитании безнадзорных детей»,... М 15 А. С. Макаренко. Публичные выступления (1936-1939 гг.). Аутентичное издание. Составитель, автор комментариев: Гётц Хиллиг. Серия:... | | Лекция Лаб |
| Лекция «Художественная литература о воспитании безнадзорных детей» | | Лекция шишек, плодов, семян, деревьев и кустарников Коллекция «Лён» |
| Лекция. Практик Тригонометриянең төпбердәйлекләренһәм формулаларынкабатлау, искэ төшерү. Мисалларчишү, өстендээшләу | | Лекция №1 Первая двухпартийная связка: федералисты-антифедералисты (республиканцы), 1789-1825 |
