Radiobiologie

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 22. března 2021; kontroly vyžadují 37 úprav .
Věda
Radiobiologie
Téma přírodní věda
Období původu počátku 20. století
Hlavní směry radiační genetika , radioekologie , radiační hygiena , radiační epidemiologie
Výzkumná centra MRNC , Federální lékařské biofyzikální centrum. A. I. Burnazyan , Livermore National Laboratory , Oxford Institute of Radiation Oncology
Významní vědci N. V. Timofejev-Resovskij
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Radiobiologie neboli radiační biologie  je věda, která studuje vliv ionizujícího a neionizujícího záření na biologické objekty (biomolekuly , buňky , tkáně , organismy, populace ) [1] . Charakteristickým rysem této vědy je přísná měřitelnost ovlivňujícího faktoru, která vedla k rozvoji matematických výzkumných metod. Dalším rysem radiobiologie je poptávka po jejích aplikacích – v medicíně a radiační ochraně [2] .

Radiobiologie, dříve samostatný obor, se nyní mění v interdisciplinární vědu a má úzké vazby s řadou teoretických i aplikovaných, biologických a lékařských oborů poznání.

Kód vědy podle 4místné klasifikace UNESCO  (anglicky)  - 2418 (sekce - biologie) [3] .

Předmět radiobiologie

Základní úkoly, které tvoří předmět radiobiologie, jsou:

Existují dva opačné a stejně špatné názory na záření a jeho poškození pro člověka – radioeuforie a radiofobie .

Objekty a metody v radiobiologii

V souladu s předměty radiobiologického výzkumu (úrovně organizace živého) se v radiobiologii rozlišují 3 sekce:

Důležitým rysem radiobiologických výzkumných metod je kvantitativní srovnání uvažovaného účinku s dávkou záření , která jej vyvolala , jeho rozložení v čase a objemu reagujícího objektu.

Teoretické aspekty radiobiologie

První kvantitativní teorií je teorie „bodového tepla“ nebo „bodového ohřevu“ (F. Dessauer , 1922):

Teorie „ cíl nebo zásahy “ , kterou vytvořil N. V. Timofeev-Resovsky se spoluautory, postavila do popředí myšlenku přímého účinku ionizujícího záření na buňky (30. léta).

Stochastická (pravděpodobnostní) hypotéza je dalším rozvojem teorie přímého působení záření. Mluvčími tohoto pohledu byli O. Hug a A. Kellerer (1966). Podstatou jejich názorů bylo, že k interakci záření s buňkou dochází podle principu pravděpodobnosti (náhodnosti) a že závislost „ dávka-účinek “ je dána nejen přímým zásahem do molekul a cílových struktur, ale také stav biologického objektu jako dynamického systému.

B. I. Tarusov a Yu. B. Kudrjašov ukázali, že volné radikály mohou vznikat působením záření a v nevodných médiích – v lipidových vrstvách biomembrán. Tato teorie byla nazývána lipidovou radiotoxinovou teorií .

Zvláštní integrální teorií vysvětlující biologický účinek ionizujícího záření je strukturně-metabolická teorie (1976). Autor této teorie A. M. Kuzin se domnívá, že radiační poškození je způsobeno destrukcí všech hlavních biopolymerních molekul, cytoplazmatických a membránových struktur v živé buňce.

Nyní došlo k posunu paradigmatu od teorie cíle a zásahu k necílovým účinkům ozáření (např. efekt „přihlížejícího“) .

Historie

Objev rentgenového záření Ivan Pavlovič Puluy (1890) a Wilhelm Conrad Roentgen ( 1895 ), Antoine Henri Becquerel o přirozené radioaktivitě ( 1896 ), Marie Sklodowská-Curie a Pierre Curie o radioaktivních vlastnostech polonia a radia ( 1898 ). fyzikální základ pro zrod radiobiologie.

Etapy vývoje radiobiologie
První etapa

1890-1921

deskriptivní etapa spojená s hromaděním dat a prvními pokusy o pochopení biologických reakcí na záření

I. P. Pulyui  • V. K. Roentgen  • A. Becquerel  • M. Sklodovskaya • P. Curie  • I. R. Tarkhanov  • E. S. London  • G. E. Albers-Schonberg  • L. Halberstadter  • P. Brown • J. Osgoud • G. Heinecke • | J. Bergonier  • L. Tribondo
Druhá fáze

1922-1944
Teorie bodového tepla, tvorba základních principů kvantitativní radiobiologie, vztah účinků s velikostí absorbované dávky; objev mutagenního účinku ionizujícího záření, vývoj radiační genetiky

F. Dessauer  • L. Gray  • N. V. Timofeev-Resovsky  • A. M. Kuzin  • B. N. Tarusov  • N .M. Emanuel  • D. E. Lee • K. Zimmer  • G. A. Nadson  • G. S. Filippov • G. Möller  • L. Stadler
Třetí etapa

1945-1985

další rozvoj kvantitativní radiobiologie na všech úrovních biologické organizace
molekulární a buněčná radiobiologie
vývoj biologických metod radiační ochrany
léčba radiačních poranění
využití urychlovačů částic v radiobiologii
vývoj radiosenzitizujících látek
vývoj radiobiologických principů radiační terapie nádorů

Dubinin N. P.  • N. V. Luchnik  • B. L. Astaurov  • K. P. Hanson • V. I. Korogodin  • V. D. Zhestyanikov • L. Kh. Eidus • V. I. Bruskov  • E. Ya. Graevskij • I. I. Pelevina  • A. V. Pelevina • A. V. Lebedinskij • P. P. Lebedinsky  • P. D.  Gruzdinsky  • P. D. G. Grigoriev • N. L. Delaunay  • A. V. Antipov • V. S. Šaškov • S. P. Jarmoněnko  • R. V. Petrov  • R. B. Strelkov • A. A. Yarilin  • P. G. Zherebčenko • E. F. Romancev • V. G. Vladimirov • A. K. Dom Aleksov • A. K. Dom Aleksov • A. K. Dom Aleksov  • A. G. D. Baksov  • A. Letavet  • F. G. Krotkov  • V. Ya. Golikov • U. Ya. Margulis • A. V. Sevankaev  • Yu. B. Kudrjašov  • E. F. Konoplya  •

Čtvrtá etapa

1986 do současnosti Účinky nízké
dávky Necílové
účinky Mechanismy neionizujícího záření Posun a změna paradigmatu v radiobiologii

I. I. Suskov  • V. A. Shevchenko  • D. M. Spitkovsky  • E. B. Burlakova  • I. E. Vorobtsova  • HR Withers • J. Ward • H. Nagasawa • J. Little • C. Mothersill • C Seymour • OV Belyakov • M. Folkard • K. Prize • B. Michael • K. Baverstock • M. Joiner • B. Marples • P. Lambin • A. Brooks • T. Elsasser • M. Scholz • T. Day • G. Zeng • A. Hooker • T. Neumaier • J. Swenson • C. Pham • A. Polyzos • A. Lo • P. Yang • J. Dyball • O. Desouky • N. Ding • G. Zhou • A. N. Koterov • A. A. Vainson  • Y. Ogawa

Etapy vzniku radiobiologických účinků

Při vytváření radiobiologických účinků se rozlišují následující fáze:

  1. Fyzikálně-chemické stadium - přímé nebo nepřímé působení záření na cílové molekuly .
  2. Biochemické stadium  - vliv záření na hlavní složky radiosenzitivních buněk s následnou změnou jejich metabolismu .
  3. Biologické stadium - genetické a dlouhodobé účinky ozáření .
    • Délka fází je od 10 −18 do 10 12 sekund.
    • Některé kroky jsou vratné a lze je upravit.
    • Závažnost účinku závisí na radiosenzitivitě objektu a dávce záření . Řadu poškození lze opravit.

Radiobiologie buňky

Radiační cytologie ( buněčná radiobiologie ) studuje vliv záření na strukturu a funkce buněk, a to:

Hlavní změny

Příčiny porušení

Pokyny

Periodika

Vzdělávací instituce a vědecké instituce

Radiobiologie se studuje v mnoha vědeckých centrech a univerzitách. Zde jsou některé z nich:

Poznámky

  1. Legeza V.I. Radiobiologie, radiační fyziologie a medicína: referenční slovník / V.I. Legeza, I.B. Ushakov, A.N. Grebenyuk, A.E. Antushevich. - 3. - Petrohrad. : Folio, 2017. - 176 s. - 500 výtisků.  - ISBN 978-5-93929-279-5 .
  2. Aktuální radiobiologie, 2015 , str. 11-12.
  3. UNESCO/. Navrhovaná mezinárodní standardní nomenklatura pro oblasti vědy a technologie . UNESCO/NS/ROU/257 rev.1 (1988). Získáno 9. února 2016. Archivováno z originálu 15. února 2016.
  4. William F. Morgan. Účinky ionizujícího záření v neozářených buňkách  // PNAS. - 2005. - 1. října ( roč. 102 , č. 40 ). — S. 14127–14128 .

Literatura

Doporučené návody