Радиобиология

 Вечное движение (О жизни и о себе)

Глущенко, я заявил: "Вы вместе с Т. Д. Лысенко, А. А. Авакяном, И. И. Презентом и другими оказались слепы в вопросах, поставленных перед биологией проблемами использования атомной энергии. Мы вступаем в атомный век, перед нами встают задачи мирового значения о возможном повреждении наследственности человечества в случае повышения ионизации в среде, проблемы радиационной селекции, общие проблемы радиобиологии и радиомедицины. Все эти вопросы не могут решаться без объединения методов биологии с методами физики и химии. Роль науки в этих вопросах стремительно растет и уже выросла до громадных размеров. Чем же в эти решающие годы были заняты вы, товарищи? Вы монотонно повторяли, что радиационная селекция - это не путь прогрессивной науки. Вы старались не допустить развитие радиационной и экспериментальной генетики в нашей стране". Но в это время наша лаборатория радиационной генетики была уже организована и трудилась. Я. Л. Глембоцкий и М. Л. Бельговский изучали влияние лучей Рентгена, гамма лучей, нейтронов и протонов на наследственность дрозофилы, Г. Г. Тиняков и М. А

 «Биокомпьютеры»

Что же до классической науки, то тут возможности применения чипов безграничны. Группа исследователей из Иллинойского университета под руководством Андрея Гудкова, используя кДНК-чипы, нашла и сравнила спектры генов, отвечающих за реакцию клетки на радиационные воздействия различной природы. Под воздействием радиации, которое клетка воспринимает как стресс, активируются гены, известные как каскад зависимых от р53 генов (р53 - белок, одна из главных функций которого - защищать клетку от любых неблагоприятных воздействий). Многие из этих белков могут рассматриваться как кандидаты на использование в химиотерапии раковых опухолей и для защиты нормальных клеток организма от противоопухолевых агентов, таких как радиационное облучение и химиотерапевтические препараты. Интересную по практическому приложению работу сделали ученые из лаборатории радиобиологии в Хельсинки. Используя чипы, они попытались выяснить, какие гены меняют свою активность под влиянием радиосигнала с частотой 900 МГц, который дают всеми нами любимые сотовые телефоны.

 Жизнь в почве

Радиоактивное загрязнение довольно просто и оперативно устанавливают приборы. Но практика показала, ч го как бы точны они ни были, только биологические индикаторы (растения, животные, микроорганизмы) позволяют перевести физические и химические показатели в величины, имеющие биологический смысл, то есть получить ответ на основной вопрос: пригодна ли та или иная срзда для жизни человека. Как влияет радиация на клетки, ткани и целые живые организмы, каковы методы защиты от нее - этим занимается молодая наука - радиобиология. Одно из ее направлений - радиоэкология. Ее задача - анализ концентрации радионуклидов, изучение закономерностей изменения сообществ и популяций организмов, обитающих в условиях повышенной радиации. Почвенные животные исключительно благодарный объект для радиоэкологических исследований: многие из них весьма чувствительны к действию радиации, в пищевых цепях они часто являются конечными звеньями и могут концентрировать радионуклиды. Животное население почв регулирует численность вредителей леса, что особенно важно в лесных районах, подвергшихся действию радиации

 Радиопротекторы. Защита от радиоактивного поражения

Одновременно было описано его радиозащитное действие. Оно особенно эффективно при нейтронном облучении мышей. Интересные малотоксичные вещества синтезировали ученый Пантев и соавторы в 1973г. Путем соединения цистеамина с аденозинтрифосфатом (АТФ) было создано эффективное защитное средство цитрифос, а соединением молекул АЭТ и АТФ — радиозащитное вещество адетурон. Последнее эффективно и в случае пролонгированного облучения низкой мощности. Значительный интерес радиобиологов вызывает 2-меркаптопропионилглицин, сокращенно обозначаемый МПГ. Он представляет собой нетоксичное радиозащитное веществ. Защитная доза МПГ была определена у мышей — 20 мг/кг при внутрибрюшинном введении, тогда как средняя летальная доза препарата достигает 2100 мг/кг. Многие соврменные ученые считают это вещество, наряду с гаммафосом, наиболее перспективным из всех серосодержащих радиопротекторов для клинического применения. Производные индолилалкиламинов Основными представителями этой группы химических радиопротекторов являются серотонин и мексамин. Оба вещества — производные триптамина Рис 1 Серотонин.

 Солженицын и Сахаров

Наша беседа, помимо этих событий, коснулась и проблем радиобиологии. Сахаров был убежден, что во время испытаний водородной бомбы в 1953 году он был переоблучен при осмотре места взрыва. У него был стабильно повышенный уровень лейко-цитов, и он боялся возможности лейкемии. Я тогда еще не знал, что бывший начальник Средмаша В. А. Малышев, вместе с которым Сахаров осматривал эпицентр взрыва, умер через 3-4 года от лейкемии. Оба раза в 1964 году мои встречи с Сахаровым продолжались часа по полтора. Ни 38 каких вопросов, связанных с его собственной работой, я, естественно, не задавал. Беседы ограничивались вопросами биологии и медицины. Мне было тогда неизвестно, где он работает и какие проблемы решает. Во время беседы Сахаров не проявлял никакой эмоциональности и иногда писал на бумаге какие-то формулы. Было очевидно, что его все время беспокоят какие-то свои проблемы". В 1965 и 1966 годах у Жореса не было встреч с Сахаровым. В самом начале 1966 года в Москве получил широкое распространение небольшой, но важный для всех нас документ - письмо группы весьма влиятельных деятелей советской интеллигенции, адресованное Л. И. Брежневу и А. Н. Косыгину

 Радиоактивность

Успехи дистанционной гамма-теропии достигнуты в результате большой работы в области использования мощных искусственных радиоактивных источников гамма-излучения (кобальт-60, цезий-137), а также новых гамма-препаратов. Большое значение дистанционной гамма-теропии объясняется также сравнительной доступностью и удобствами использования гамма-аппаратов. Последние, так же как и рентгеновские, конструируют для статического и подвижного облучения. С помощью подвижного облучения стремятся создать большую дозу в опухоли при рассредоточенном облучении здоровых тканей. Осуществлены конструктивные усовершенствования гамма-аппаратов, направленные на уменьшение полутени, улучшение гомогенизации полей, использование фильтров жалюзи и поиски дополнительных возможностей защиты. Использование ядерных излучений в растениеводстве открыло новые, широкие возможности для изменения обмена веществ у сельскохозяйственных растений, повышение их урожайности, ускорения развития и улучшения качества. В результате первых исследований радиобиологов было установлено, что ионизирующая радиация – мощный фактор воздействия на рост, развитие и обмен веществ живых организмов.

 Малые дозы ионизирующего излучения и их воздействие на организм человека

Его средняя концентрация в различных органах и тканях человека 20-120Бк/кг. Как правило, он является основным естественным бета - излучателем, содержащимся в теле любого представителя флоры и фауны. Рубидий-87 (61 млрд. лет) – радионуклид с мягким бета - излучением (с энергией 0,275МэВ); распространен в окружающей среде в микроколичествах. Торий-232 (14 млрд. лет) является альфа – излучателем (с энергией 3,95- 4,05МэВ), однако в зонах его распространения естественный радиоактивный фон повышается за счет электронов (с энергией 0,2 – 2,6 МэВ), испускаемых дочерними продуктами распада. Радиобиология – комплексная научная дисциплина, изучающая действие ионизирующего излучения на биологические системы разных уровней организации. Объектами радиобиологических исследований являются макромолекулы, вирусы, простейшие, клеточные, тканевые и органные культуры, многоклеточные растительные и животные организмы, человек. Радиочувствительность Известно, что дозы излучения, приводящие к заболеванию или смерти различных организмов, различны. Т.е. можно сказать, что каждому биологическому виду свойственна своя мера чувствительности к действию ионизирующей радиации, своя радиочувствительность.

 Особенности загрязнения, заражения и обеззараживания помещений и территорий на сельскохозяйственных объектах

Оренбургский государственный аграрный университет Кафедра радиобиологии и безопасности жизнедеятельностиКонтрольная работа на тему: , 1990 4. ГОСТ 7.32-90. Отчет о научно-исследовательской работе

 Ионизирующие излучения

Поглощенная доза - энергия, поглощённая единицей массы облучаемого вещества. За единицу поглощённой дозы облучения принят грей (Гр), определяемый как джоуль на килограмм (Дж/кг). Соответственно: 1 Гр = 1 Дж/кг. В радиобиологии и радиационной гигиене широкое применение получила внесистемная единица поглощённой дозы - рад. Рад - это такая поглощённая доза, при которой количество поглощённой энергии в 1 г любого вещества составляет 100 эрг независимо от вида и энергии излучения. Соразмерность грея и рада следующая: 1 Гр = 100 рад. В связи с тем, что одинаковая поглощённая доза различных видов ионизирующего излучения вызывает в единице массы биологической ткани различное биологическое действие, введено понятие эквивалентной дозы (Дэкв), которая определяется как произведение поглощённой дозы на средний коэффициент качества действующих видов ионизирующих излучений. Коэффициент качества (Ккач) характеризует зависимость неблагоприятных биологических последствий облучения человека от способности ионизирующего излучения различного вида передавать энергию облучаемой среде (табл. 4). По существу, биологические эффекты, вызываемые любыми ионизирующими излучениями, сравниваются с эффектом от рентгеновского излучения.

 Скорпионы в мифах и реальности

Всего же скорпионы (крупные виды) могут дожить до 20 лет. Наиболее крупные из этих животных – пандинусы-императоры (Pa di us impera or) – достигают 18 см в длину. Почти таких же размеров могут иногда достигать гетерометрусы (He erome rus), но чаще их размер составляет 9–12 см. Есть и совсем маленькие скорпионы, например крошки микробутусы из Африки, длина которых всего 1,5 см. Скорпионы – самые древние членистоногие, вышедшие из моря на сушу. Они способны без вреда для себя переносить очень большие дозы радиации – в тысячу и более рентген, что значительно больше по сравнению со многими пауками, насекомыми и, конечно, всеми позвоночными животными. При испытаниях французской атомной бомбы в пустыне Сахара там уцелели только скорпионы. Поэтому они – интересный объект исследования для радиобиологов. Яд скорпионов служит им в первую очередь для умерщвления добычи и лишь потом – для защиты. Действие яда зависит от температуры воздуха и степени активности скорпиона. В опытах один мелкий скорпион может ужалить сразу до 20 кобылок, но последние уколы действуют уже слабо. Яд скорпионов содержит несколько видов токсинов, которые действуют на беспозвоночных, холоднокровных и теплокровных животных, разрушая кровяные тельца и оказывая общее токсическое действие на нервную систему, на прохождение нервных импульсов.

 Единицы измерения в радиационной физике

Такая интерпретация рентгена, вообще говоря, не соответствовала его определению как меры ионизационного эффекта. Ведь поглощенная энергия и число образовавшихся пар ионов – разные физические величины, поэтому использовать рентген для оценки поглощенной энергии оказалось неудобным. Однако в соответствии с «энергетическим постулатом», специалистов по физике защиты от излучений и радиобиологов интересовала в первую очередь поглощенная в живой ткани энергия. Трудности, возникавшие при ее подсчете через единицу «рентген», требовали разных уточнений и оговорок. Применение рентгена для оценки поглощенной энергии было неудобно еще и потому, что эта единица была введена и соответственно метрологически поддерживалась только для рентгеновского и гамма-излучений (да и то, строго говоря, с определенным спектром). Чтобы сравнивать эффекты, производимые в веществе корпускулярным излучением, например, электронами или нейтронами, приходилось вводить поправочные коэффициенты для каждого типа среды – воздуха, мышечной ткани, кости и т.д. Такие коэффициенты назывались эквивалентами рентгена.

 Методы дозиметрии

В клинической дозиметрии распространены ионизационные методы, в которых детектором служат ионизационная камера, твердотельные люминесцентные кристаллы, полупроводники. Последние привлекают малыми размерами детектора. Литература Профессор И. Н. Бекман «курс лекций по ядерной медицине» В. И. Иванов «Курс дозиметрии» Ярмоненко С.П., Вайнсон А.А. «Радиобиология человека и животных» Журнал «Український медичний часопис» - №1 (39), I/II 2004 Машкович В. П. Защита от ионизирующих излучений Матвеев А.В., Козаченко В.И., Котов В.П. Практикум по дозиметрии и радиационной безопасности Интернет ресурсы:

 Понятие радиоактивного распада. Методы регистрации ионизирующих излучений. Биологическое воздействие излучений на организм

Рассмотренный выше пример с мышами можно перенести на любое многоклеточное животного и, что в особенности важно, на человека. Общее количество столбовых клеток, которые содержатся в организме, а также минимальное количество их, достаточное для обеспечения выживаемости облученного животного, есть характеристиками вида, хотя и поддаются излиянию экспериментатора. Список литературы Дертингер Д., Юнг К. Молекулярная радиобиология. — М.: Атомішдлі, 1973. - 248 с. Практикум по ветеринарной радиобиологии / Под ред. А.Д. Белова. – М.: Агропромиздат, 1988. – 240 с. Сельскохозяйственная радиоэкология / Под ред. Р.М. Алексахина. — М.: Наука, 1993. - 538 с. Циммер К. Проблемы количественной радиобиологии. — М.: Госатомиздат, 1962. - 100 с.

 Биология дрожжей

В первой четверти прошлого века создается эволюционно-филогенетическое направление в систематике дрожжей (А. Гийермон во Франции, 1909-28 гг.), организуется первая коллекция дрожжевых культур. С 1931 г. началось издание серии определителей дрожжей в Дельфте (Голландия). В 1954 г. вышел первый отечественный определитель дрожжей В.И. Кудрявцева. Открытие радиационного мутагенеза Г.А. Надсоном и С.Г. Филипповым в 1925 г. заложило основы радиобиологии и стимулировало исследования по генетике дрожжей. Они касались доказательств существования чередования поколений в жизненном цикле дрожжей с изменением плоидности. Было показано, что аскоспоры Saccharomyces cerevisiae гаплоидны, и конъюгация спор или их потомков приводит к восстановлению диплоидного состояния, характерного для вегетативной стадии сахаромицетов. О. Винге разработал метод тетрадного анализа с изоляцией 4 спор аска с помощью микроманипулятора. Впоследствии дрожжи Saccharomyces cerevisiae оказались прекрасным модельным объектом для генетических исследований, и со времени этих работ генетика дрожжей развивалась очень бурно.

 Измерение радиоактивности

Министерство сельского хозяйства Р. Ф. Уральская Государственная сельскохозяйственная академия. Контрольная работа По дисциплине: Радиобиология. Исполнитель: студентка 3курса заочного Ф. Т. Ж. Руководитель: Екатеринбург 2006 Задача 4. активность бария-131 на 1 декабря была равна 4 мКu. Какова будет активность его 5 января следующего года? Период полураспада бария-131 равен 12 суткам. / Формула: A =Ao 2 в) радиа­ционной дезинсекции, т.е. уничтожения насекомых-вредителей сельскохозяйственной продукции облучением. Для этих целей создана передвижная гамма-установка «Дезинсектор», а в условиях элеваторов функционируют промышленные стационарные устройства. Список использованной литературы. Белов А.Д., Киршин В.А. Ветеринарная радиобиология.-М.: Агропромиздат,1987. Воккеч Г.Г. Ветеринарная радиобиология.-М.:Колос,1973.

 Чернобыльское эхо на Украине: 20 лет спустя

Исследования последних лет свидетельствуют о развитии хронических гепатитов и циррозов печени как отдаленных последствий Чернобыльской катастрофы. Актуальной проблемой для всех категорий пострадавших является хронический тиреоидит и другая неопухолевая тироидная патология. С особой остротой эта проблема стоит у жителей эндемических по йоду территорий украинского Полесья. В контексте выявления последствий аварии на ЧАЭС и их влияния на воспроизводство населения привлекает внимание и увеличение в поставарийный период числа врожденных дефектов и репродуктивных потерь, однако научным комитетом по действию атомной радиации при ООН (2000) сделан вывод о том, что это возрастание нельзя связать с радиационным влиянием вследствие аварии. В принципе, с учетом доз облучения, накопленных населением, этот вывод совпадает с основным массивом научных знаний мировой радиобиологии. Вместе с тем, исследованиями, проводимыми специалистами Института гигиены и медицинской экологии АМН Украины в рамках Целевой комплексной программы генетического мониторинга (на 1999-2003 годы), установлено, что женщины, проживающие на радиационно загрязненных территориях и накопившие определенную дозу общего облучения, имеют повышенный риск возникновения самопроизвольных выкидышей.

 Гигиенические и экологические проблемы

Например, интегральная доза – полное количество энергии, поглощенной в организме человека. Помимо этого – гонадная, костномозговая доза, доза в «критическом органе» (жизненно важный орган, первый выходящий из строя в исследуемом диапазоне доз излучения). Предельно допустимая доза (ПДД) – наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, при котором равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Биологическое действие ионизирующих излучений известно с 1896г. Родоначальник радиобиологии Е.С. Лондон, ему принадлежит первая в мире монография по радиобиологии: «Радий в биологии и медицине». В 1925г. Филипповым и Надсоном установлено влияние излучения на наследственность. Первичный эффект – ионизация (при летальных исходах в клетке образуется один миллион ионов). При действии на воду образуются радикалы (ОН-, Н ), гидроперекиси и перекиси. Они взаимодействуют с органическими веществами с образованием возбужденных молекул, радикалов, ионов, перекисей. Далее перекисные соединения окисляют и изменяют активность клеточных ферментов, нарушаются биохимические реакции в клетке, нарушается деление, появляются мутации, изменяются все виды обмена.

 Ветеринарная радиобиология

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Уральская Государственная академия ветеринарной медицины Факультет ветеринарной медицины Кафедра радиобиологии Контрольная работа по предмету: «Ветеринарная радиобиология» Вариант №6. Шифр № 07036 3 курс, группа 31 «З» Выполнила: Локшина Светлана Евгеньевна Проверил: г. Троицк 2007 СОДЕРЖАНИЕ 1 Происхождение ядерных излучений 2 Основы радиационной безопасности, методы и средства защиты при работе с радиоактивными веществами 3 Патологоанатомические изменения при лучевой болезни Список использованной литературы 1 Происхождение ядерных излучений Проникающая радиация (ионизирующие излучения) представляет большую опасность для здоровья и жизни людей и животных. В больших дозах она вызывает серьезные поражения тканей организма, а в малых – онкологические заболевания, провоцирует генетические дефекты. В природе существует некоторое количество химических элементов, ядра атомов которых самопроизвольно превращаются в ядра других элементов. Эти превращения сопровождаются излучением, которое назвали ионизирующим излучением, а само явление распада ядер – радиоактивностью. Ионизирующие излучения представляют собой потоки элементарных частиц и квантов электромагнитного излучения, способных вызывать ионизацию атомов и молекул среды, в которой они распространяются.