La intersecția radiobiologiei și a ecologiei, a apărut o secțiune separată, uneori denumită ecologie sau privită ca o știință independentă - ecologia radiațiilor sau radioecologie. În nomenclatura radiobiologică, radioecologia este o regiune de radiobiologie care studiază concentrațiile și migrația de substanțe radioactive în obiectele de mediu și efectul lor asupra organismelor vii.
Locul radiobiologiei între științele conexe, legăturile cu ele și subordonarea sunt prezentate în Fig. 1.1.
1.2. Direcțiile radiobiologiei și sarcinile acesteia
Radiobiologia modernă este un domeniu complex interdisciplinar al științei biologice, care a identificat în mod clar direcții separate. Cele mai importante sunt: medicina radiațiilor și radiobiologia medicală, inclusiv protecția împotriva radiațiilor și terapia, igiena radiațiilor, imunologia radiațiilor și radiobiologia tumorilor; ecologia radiațiilor; radiații genetice; radiobiologie radiologică, în care radiobiologia veterinară este o disciplină independentă; citologie radiologică; radiații biochimice; radiații biofizice; radiobiologia cosmică și altele.
Unele dintre aceste domenii au un obiect specific de studiu, altele - nu. Dar fiecare direcție are propriile sarcini specifice.
Sarcina principală a radiobiologiei, care este subiectul cercetării sale, este de a studia regularitatea efectului biologic al radiației ionizante asupra unui organism viu, pentru a stăpâni gestionarea reacțiilor sale la iradiere.
Plecând de la această sarcină generală, sunt formulate sarcini specifice fiecărei direcții de radiobiologie, ținând cont de specificitatea obiectelor de cercetare și de alte caracteristici.
Astfel, medicina radiativă studiază efectul radiațiilor ionizante asupra corpului uman, principiile prevenirii și tratării leziunilor prin radiații, consecințele posibile ale expunerii la populație.
ecologie Radiation examineaza rutele de migrare ale substanțelor radioactive în biogeocoenose componentelor, oferă o estimare a numărului acestora și efectul biologic al încorporate prin plante, animale și alte organisme de substanțe radioactive.
Sarcina este Radiobiologia agricol Studiul radiosensibilitatea plantelor agricole și animale, identificarea oportunităților de modificare a acesteia, dezvoltarea unor tehnici pentru a minimiza acumularea de substanțe radioactive în producția vegetală și animală.
Radiobiologie cu bazele radioecologiei
Multe dintre aceste sarcini sunt derivate din obiectivul principal al radiobiologiei și sunt strâns legate de problemele celorlalte direcții. Sarcina celei mai mari ramuri a așa-numitei radiobiologii aplicate are o importanță independentă. care servește la implementarea practică a problemelor tuturor domeniilor de radiobiologie din medicină, agricultură, industria alimentară și alte domenii de activitate umană utilă din punct de vedere economic.
În Fig. 1.2. sunt prezentate direcțiile enumerate de radiobiologie, precum și principalele linkuri care ilustrează interacțiunea și coordonarea acestora.
Fig. 1.2. Direcții de bază ale radiobiologiei.
1.3. Istoria radiobiologiei
1.3.1. Rolul realizărilor fizicii nucleare
în apariția și dezvoltarea radiobiologiei
La nașterea sa, radiobiologia, ca știință independentă, își datorează cele trei mari descoperiri în domeniul fizicii,
14 Radiobiologie cu fundamentarea radioecologiei
Radiația electromagnetică ocupă regiunea spectrală între g și radiația ultravioletă în intervalul lungimii de undă de la 10 -11 la 10 -7 m.
Între aceste două descoperiri făcute cam în același timp (acestea sunt separate de aproape patru luni), imediat paralele au fost efectuate: în ambele cazuri, a existat un fenomen complet nou - raze invizibile pot penetra bariera obscură.
Sute de cercetători din zeci de laboratoare diferite
după descoperirea lui Roentgen și a lui Beck-
Kerel sa grăbit să caute noi
puncte de raze invizibile. poveste
știința a păstrat multe curiozități,
însoțind aceste căutări.
Un studiu al fenomenului descris
Subiectul cercetării și al cercetării
(dar a fost deja un scop
căutare) proprietatea de radioactivitate a co-
un element complet nou, primul
acoperite de proprietatea radiodifuzorului,
activitate și numit polonium în
onoarea Poloniei - locul de nastere al lui M. Sklodov-
un nou element de radium (radiant).
1. Introducere în radiobiologie, subiect și sarcini, istorie și perspective
Istoria descoperirii acestor elemente a fost descrisă de multe ori nu numai în literatura științifică specială, dar și în literatura populară. Cu toate acestea, este atât de frumos și instructiv, atât de viu și impresionant ilustrează determinarea oamenilor de știință adevărați și munca lor titanică, încât poate fi repetată.
și clorura de radiu (compuși de bariu, asemănători în structura chimică cu radiații, servesc ca "purtători izomorf" atunci când se extrage radiul). Ca rezultat, s-a obținut 90 mg de sare de clorură de radiu.
În minele de uraniu, care sunt principala sursă de radiă, nu există mai mult de 340 mg de radium pe tona. Poloniul și radioul ocupat în sistemul periodic de elemente D.I. Mendeleev locurile goale sub numerele ordonate 84 și 88.
Trebuie remarcat faptul că în anul 1911 M. Sklodowska-Curie a primit Premiul Nobel pentru primirea radiului într-un stat metalic.
P. Curie (1859-1906) și M. Sklodowska-Curie (1867-1934)
Radiobiologie cu bazele radioecologiei
Mai târziu, altul
elemente radioactive. Sa dovedit,
că toate cele mai grele elemente,
La sfârșitul mesei,
sistem riodic. Mendelee-
de la numărul 84 la cel de-al 92-lea număr atomic,
cu excepția poloniului, a radiului și a uraniului,
dyat astat, radon, franceză, actinium,
toriu, plutoniu și alții,
În 1899,
zeek Ernest Rutherford,
fundamentele teoriei structurii atomice,
E. Rutherford (1871-1937)
că emisia
razele sunt alcătuite din încărcătoare pozitiv
nuclee de atomi de heliu, denumite alfa- (a-) lu-
Chami; încărcate negativ electro-
noi, denumite raze beta (b)
iar undele electromagnetice sunt foarte mari
frecvența și energia ridicată - gamma (g -) lu-
a cărui figura (figura 1.4). Toate aceste raze, ca un x-
sunt ionizatoare, adică
capabil să convertească
Atomii și moleculele materiei din
În mod pozitiv și negativ încărcat io-
În 1906, un radioactiv
izotopul izotopului de potasiu 40 K-element, în
226 Ra în electromag-
cantitățile conținute în toate
celule ale organismelor vii.
1.3.2. Etape de dezvoltare a radiobiologiei
Aproape imediat după descoperirea lor, a devenit cunoscut efectul biologic al radiațiilor ionizante. Acestea au fost dăunătoare pentru sănătatea celor care au lucrat cu tuburi cu raze X și substanțe radioactive. Și, de fapt, una dintre primele victime ale daunelor cauzate de radiații au fost pionierii înșiși ai radiațiilor ionizante. Investigând capacitatea razelor X de a trece prin țesuturi ale corpului, Roentgen a folosit acest obiect cel mai "improvizat" - mâna lui. Uneori, mai târziu, mâna i se umfla, umfla, pielea începu să se târască de ea. Becquerel, demonstrând în lecturi proprietatea uraniului de a stinge o placă fotografică, purta o fiolă cu un preparat de sare radioactivă într-un buzunar de veste. Curând pe pielea din fața acestui loc a apărut ulcer, tratamentul care a adus omului de știință o mulțime de necazuri.
1. Introducere în radiobiologie, subiect și sarcini, istorie și perspective 17
Iată cum a descris Becquerel efectul radiației de substanțe radioactive asupra oamenilor: "Aceștia acționează pe epidermă și afectează profund pielea, cum ar fi razele X. Acțiunea la început nu provoacă senzație și afecțiunea ei se dezvoltă abia după câteva săptămâni: se formează răni mai mult sau mai puțin adânci, care necesită vindecare timp de câteva luni și după care rămân cicatrici. Ragurile acționează asupra centrelor nervoase și pot provoca paralizie și moarte. "
Istoria dezvoltării fizicii nucleare și radiobiologiei este plină de dramă. A murit de boala radiatii M. Sklodowska-Curie, uciderea fiica ei și fiul-in-Curie Joliot-Curie - un remarcabil fizicienii francezi acordat, de asemenea, Premiul Nobel pentru descoperirea sa în 1934, fenomenul de elemente radioactive artificiale. Se crede că numai o moarte timpurie într-un accident de transport "salvează" Pierre Curie de la boala radiologică.
În anii 1930. în Germania, la Hamburg Max Planck Institute, numit în onoarea fizikateoretika german eminent - au făcut o mulțime pentru dezvoltarea fundamentelor fizicii nucleare, a fost ridicat un monument pentru oamenii de stiinta fizice, medici PA- diologam, Radiobiologie - victime ale iradierii. Pe el se aflau numele a 103 cercetători. În 10 ani, această listă ciudată a crescut de trei ori. Aceasta înseamnă o mulțime de nume de oameni de știință proeminenți, a intrat pentru totdeauna istoria radiobiologie, cum ar fi I. Bergonie, care vor fi menționate în mod repetat în această carte, Holtskneht G., H. AlbersShonberg, D. Levi-Dorn, C. Rosenblatt, și multe altele. În ciuda măsurilor de securitate luate în tratarea substanțelor radioactive și a emisiilor, până în anii 1980, există deja peste 500 de anchetatori cunoscuți care cauzează radiații ionizante.
funcții ". În el, a arătat un prejudiciu. Tarkhanov (1846-1908)
Radiobiologie cu bazele radioecologiei
oferind capacitatea de raze X, iar prima a sugerat posibilitatea folosirii lor în medicină, care sa dovedit în curând adevărată.
În 1904 cercetătorul german G. Peters a descoperit o încălcare a diviziunii celulare sub influența radiațiilor ionizante. Acum acest lucru pare destul de evident
și de la sine înțeles, deoarece pe numeroasele și cele mai diverse obiecte vii, relația dintre inhibarea creșterii și suprimarea diviziunii celulare a fost arătată clar. Dar la acea vreme a fost o revelație.
Elevul lui Peters M. Kernike, care a lucrat cu obiecte de plante, în 1905 a descoperit că cea mai afectată parte a celulei este nucleul. El a fost primul care a descris diferitele tipuri de încălcări ale fisiunii nucleare și cromozomi și a fost considerat drept fondatorul citologiei radiațiilor.
La aceeași concluzie - radiosensibilitatea neobișnuit de ridicată a nucleului celular - vine cercetătorul francez G. Bonet care a lucrat cu caviarul și sperma de la mare -
ES Londra (1869-1939), ariciul, și zoologul german O. Gethrwig,
1. Introducere în radiobiologie, subiect și sarcini, istorie și perspective
gambe gamma și dezvoltarea de embrioni de diverse amfibieni.
Mai departe în studiile lor s-au dus naturaliștii francezi I. Bergonier și L. Tribondo, care au descoperit o sensibilitate inegală la radiațiile ionizante ale anumitor tipuri de celule germinale. Ei au arătat că spermatogonia este cea mai radiosensibilă, iar spermatozoizii sunt cei mai rezistent la radio. Pe baza experimentelor lor, oamenii de știință din 1906 au formulat teza că sensibilitatea celulelor la radiațiile ionizante este direct proporțională cu capacitatea lor de a diviza și este invers proporțională cu gradul de diferențiere. Această dependență, numită poziție sau legea lui Bergonier și Tribondo (uneori scrisă de Bergonier-Tribondo), nu și-a pierdut semnificația până în prezent, fiind una dintre cele mai fundamentale legi de radiobiologie.
La începutul dezvoltării radiobiologiei, a fost făcută o altă descoperire importantă și interesantă - fenomenul de stimulare a radiațiilor. A fost făcută de M. Maldinei și K. Tuvinen în 1898, arătând accelerarea germinării semințelor de diferite specii de plante iradiate cu doze mici de raze X. În cele ce urmează, sa demonstrat universalitatea acestui fenomen - accelerarea creșterii și dezvoltării organismelor în timpul iradierii oricărei specii de plante, animale, microorganisme. De mai bine de o sută de ani, cauzele efectului stimulator al dozelor mici de radiații ionizante au fost intrigate de radiobiologi.
Ultimii ani ai XIX și primele două decenii ale secolului XX. poate fi considerată prima etapă în dezvoltarea radiobiologiei. În această perioadă, s-au acumulat multe fapte dispersate cu privire la efectul radiației X a elementelor radioactive asupra diverselor obiecte biologice. Astfel de studii au fost efectuate de fiziologi, zoologi, botanici, medici, microbiologi, micologi în cadrul științelor proprii și, deși, fără îndoială, au fost de importanță fundamentală pentru dezvoltarea radiobiologiei, au fost în principal descriptive.
Radiobiologie cu bazele radioecologiei
care este acum cunoscut ca interfață-
moartea, apoptoza, fenomenul "
celule iradiate și organe
Dar radiobiologia ca independentă
știința nu există încă.
Pentru a deveni acolo nu a existat nimic important -
teoria satisfăcătoare, explicând
mecanismul de ionizare-
radiații pe corp. Neobho-
Această teorie a fost
dar evident. Cererea fermă
explicarea așa-numitului "radio-
GA Nadson (1867-1940)
într-o discrepanță colosală între
o cantitate nesemnificativă de energie absorbită în timpul iradierii radiațiilor ionizante și gradul de manifestare a reacțiilor obiectului biologic, adesea ducând la moartea sa. Exprimată sub formă de căldură, această energie este complet imperceptibilă - incomensurabil de mică.
În lucrarea menționată mai sus GA. Nadson ajunge la concluzia că efectul radiobiologic final observat este rezultatul a două procese opuse de dezvoltare: pe de o parte, daunele cauzate de radiații și, pe de altă parte, a proceselor de restaurare care apar simultan cu acesta. Mai târziu, în 1925, cercetătorii francezi P. Ancel și P. Vintemberger au ajuns la aceeași concluzie. Deci, pentru prezent, pur intuitiv, a fost făcută presupunerea despre posibilitatea de postradiere - recuperarea celulei și a organismului în
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: