Радиобиология - это... Что изучает радиобиология? Этапы развития радиобиологии

Радиобиология – это наука, рассматривающая, каким образом ионизирующее излучение оказывает влияние на жизнь вокруг: отдельно взятые организмы в частности, биологическую сферу в целом. Особенности нашей вселенной таковы, что все вокруг подвержено влиянию радиации, на фоне чего объекты могут меняться в самых разных диапазонах. Радиационное излучение оказывает влияние на молекулы, вирусы, организмы – от одноклеточных до сложных. Кроме того, радиобиология – это наука, исследующая влияние радиации на популяции, биоценозы. Исследования, проводимые в рамках этой дисциплины, довольно разнообразны.

радиобиология это

Исторические предпосылки

Радиобиология – это дисциплина, ведущая свою историю из двадцатого столетия. Именно тогда, в период, когда внимание общественности были приковано к ядерной физике, когда семимильными шагами шла вперед техника, в том числе применение в ней ионизирующего излучения, и зародилась наука, призванная выяснить, каким образом это излучение может повлиять на живые клетки. Радиобиология – это дисциплина, которая ведет свою историю с самого начала XX века, причем первичный этап развития науки был посвящен изучению радиационного влияния на клетки: их рост, деление. Это позволило сформулировать, какова роль ядра, а также понять, насколько важен для живого организма порог радиочувствительности.

Вплоть до конца 50-х годов, как считают теоретики, радиобиология находилась на втором этапе своего развития. Именно тогда были заложены основы радиобиологии, актуальные и по сей день. В тот период удалось сформировать методики количественного исследования, а также создать теорию биовоздействия ионизирующего излучения. Кроме того, ученые выявили, что радиация оказывает влияние на генетическую структуру на клеточном уровне. Данные, которые таким образом трансформируются, передаются по наследству. Таким образом, сформировалась медицинская радиобиология, в рамках которой удалось разработать разнообразные препараты, способствующие ослаблению негативного влияния ионизирующего излучения.

Радиобиология: из прежних времен и до наших дней

В наше время открыто несколько институтов радиобиологии, в рамках которых наука прогрессирует на современном этапе, считающемся третьим. Для него характерно явление восстановления клеток, поврежденных ионизирующим излучением. Этот факт получил в специфической литературе наименование «пострадиационное восстановление». Как удалось установить ученым, радиобиология тесно связана с генной инженерией, и были предприняты значительные шаги в освоении новых механизмов влияния на клеточном уровне.

что такое радиобиология определение

В наши дни термин «радиобиология» обозначает не только теоретическую науку, но и большую прикладную область. Незаменима эта дисциплина для сельского хозяйства, так как позволяет корректировать параметры семян для улучшения процента всхожести, для повышения сельскохозяйственных параметров культур. История радиобиологии также содержит упоминания о применении этой науки для получения оптимального потомства (применимо в первую очередь для флоры). Удалось разработать специальные сорта растений, которым присущи полезные для человека признаки. Эти новые параметры обусловлены мутациями, спровоцированными ионизирующим излучением.

Радиобиология в повседневности

Что изучает радиобиология? Эта наука посвящена влиянию излучения на живые клетки, на основании чего удалось обнаружить много факторов, допустимых к применению на пользу человечеству. Наиболее эффективные технологии позволили добиться быстрой, результативной стерилизации продукции сельского хозяйства. Методики радиобиологии позволяют делать качественные консервы, реактивы, медикаменты. Радиобиология рассматривает также гигиеническое нормирование радиационных уровней, на основании чего обеспечивается достаточный уровень радиационной безопасности в мире вокруг нас.

Что изучает радиобиология? Это комплекс современных наук, объединенных в один раздел. Сюда входят разнообразные дисциплины, у каждой из которых специфическая область. Например, существует молекулярная радиобиология, которая рассматривает протекающие в живых организмах процессы на молекулярном уровне. Космическая отрасль осваивает особенности излучения из космоса и его влияния на жизнь. При этом особенное внимание уделяется сочетанию радиации и других факторов во время полета в космосе. Выделяют клиническую, ветеринарную радиобиологию.

Все ли так просто?

Радиобиология, как и прочие современные науки, не может существовать в отрыве от научного сообщества в целом. Фактически это выражается в тесной взаимосвязи с рядом иных научных дисциплин. Что такое радиобиология? Определение, с точки зрения разных наук, сопряженных с рассматриваемой дисциплиной, несколько отличается. Скажем, генетика, специалисты которой тесно сотрудничают с профессионалами в области радиобиологии, понимают эту дисциплину как сходную с их родной сферу. Совсем иное определение, что такое радиобиология, могут дать цитологи или экологи, иммунологи или специалисты по гигиене.

этапы развития радиобиологии

Нельзя сказать, что один термин правильнее, нежели другой. Радиобиология существует в тесной взаимосвязи с комплексом наук, в том числе посвящённых защите от радиационного изучения, а также борьбе с последствиями облучения. В то же время она остается лишь наукой, применяемой людьми для своей выгоды, то есть инструментом, причем активно прогрессирующим, как можно заметить по интенсивному приросту объема знаний в этой сфере.

Шаг за шагом

Все этапы развития радиобиологии привели суммарно к тому, что в настоящее время человечество имеет определенные представления о том, каким образом можно бороться с онкологическими заболеваниями, хотя, конечно же, медицина не была первопричиной внимания научного сообщества, столь давно прикованного к радиобиологии. И все же нельзя отрицать тесную связь этой дисциплины с медициной, так как именно на радиобиологии основывается специализированная область лечения людей, - черпает отсюда теоретическое обоснование, а также регулярно получает новые данные об особенностях ионизирующего излучения. Информация, которую добывают радиологи всего мира, применяется в широком спектре иных естественных наук и совершенно необходима для прогресса общества в целом.

Основной вопрос, которым занимается радиобиология, носит наименование «ионизирующие излучения». Этим термином принято обозначать такие фотонные потоки (а также состоящие из нейтральных и имеющих заряд частиц), которые могут взаимодействовать со средой, вызывая ионизацию материала. Этот процесс оказывает сильное влияние на происходящее в живой ткани, провоцируя индуцированный радиационный эффект.

Радиобиология: это важно!

Радиобиологи в своих работах уделяют внимание взаимосвязи ионизирующего излучения и биологического ответа. Это позволяет контролировать лучевые реакции, используя модифицирующие агенты. Впрочем, задачи, стоящие перед радиобиологами, довольно сложны еще и вследствие небольшого объема поглощаемой энергии при непредсказуемости реакции. Радиобиологический парадокс, к примеру, заключается в гибели живых существ под влиянием довольно слабого облучения.

что изучает радиобиология

Окружающий нас мир состоит из огромного количества живых существ. Уровень чувствительности к радиации им присущ достаточно разный. Как удалось выяснить в ходе исследований, для млекопитающих смертельной дозой становится облучение на уровне 10 грей. 10 гр/мкм3 провоцирует порядка двух сотен ионизаций. На такой объем живой материи приходится около 1011 атомов. Фактически под влиянием радиации меняется очень небольшой процент молекул, и радиобиология изучает этот парадокс с целью выявления причин несоответствия. Предполагается, что обнаружение точного ответа позволит приблизиться к решению всех задач, которыми занимается в настоящее время радиобиология. Ученые предполагают, что при определенном продвижении в этом направлении получится сформулировать теорию биологического влияния радиации на живые ткани. В настоящее время, несмотря на общее представление о подобном эффекте, человечеству катастрофически не хватает точных данных, а также ответов на вопрос «Почему это работает именно так?» После аварии на атомной электростанции в Чернобыле проблема радиобиологии стала особенно острой, а широкие массы поняли, что нехватка информации действительно опасна, в то время как тематика – актуальна.

Клиническая радиобиология

Этот раздел науки посвящён патогенезу поражений, спровоцированных облучением, а также отдаленных последствий такого влияния на живой организм. В рамках клинической радиобиологии влияние уделяют как вопросам профилактики облучения, так и методикам лечения, если таковое имело место. Особенное внимание ученых приковано к использованию ионизирующего излучения в лечебных целях. Кроме того, изучается влияние на живые ткани неионизирующего излучения, оцениваются перспективы эффективного применения его в рамках терапии разного рода заболеваний.

история радиобиологии

Клиническая радиобиология занимается (кроме всего прочего) опухолевыми заболеваниями. В настоящее время именно этот раздел науки наиболее актуален, активно развивается, применяется с определенным успехом на практике. Лучевая терапия, доступная современному социуму, не исключает вероятности рецидива новообразования, что вынуждает очень внимательно относится к дозе облучения – опасными будут не только излишки, но и недостатки. Нормальные ткани, подверженные ионизирующему излучению, в свою очередь, сильно страдают. Следовательно, основная задача, стоящая на текущий момент перед клинической отраслью радиобиологии, состоит в выявлении точного интервала полезного влияния излучения на человеческий организм. При этом необходимо добиться эффективного влияния на чувствительные к радиации опухолевые ткани при соблюдении избирательности воздействия на ткани организма для минимизации негативных последствий.

Лучевая терапия: есть пути

В настоящее время выделяют три варианта оптимизации лечения злокачественных новообразований посредством методологий клинической радиобиологии. Необходимо работать над оптимальными вариантами фракционирования зоны, применять потоки плотного ионного излучения, то есть состоящего из тяжелых частиц и нейронов, а также работать над методиками контроля чувствительности радиации целевых тканей живого организма. Уровень чувствительности к радиации в перспективе желательно научиться контролировать как относительно здоровых тканей, так и применительно к больным. Предполагается, что максимально перспективный вариант – применение специализированных агентов, трансформирующих присущую клеткам чувствительность к радиации.

ветеринарная радиобиология

Современная клиническая радиобиология предполагает классифицирование параметров, присущих тканям, в том числе кинетических, клеточных. На основании этого деления можно определить, насколько отличаются реакции на радиационное излучение здоровых клеток и пораженных злокачественным новообразованием. При этом учитывают особенности реакции живых тканей в зависимости от дозировки, фракций. Исследования показали, что суммарная величина излучения, провоцирующая некоторый эффект в пораженной области, довольно нелинейно, неочевидно зависит от дозы, приходящейся на одну фракцию.

Радиобиология и модификация

Направленное модифицирование живых тканей посредством методик радиобиологии основано на информации, полученной при изучении опухолевых тканей, которым, как выявили многочисленные исследования, присущи морфофункции. Это означает, что снабжение кровью опухолевых тканей зачастую недостаточно, ангиогенез показывает отставание. Это приводит к появлению таких зон, в которых клетки страдают гипоксией, и им присущ низкий уровень чувствительности к радиации. Процесс сопровождается изменением особенностей метаболизма, поскольку энергия получается гликолитическими путями. Следовательно, опухолевые ткани сильно отчаются от нормальных, и специальные агенты при введении в организм могут менять реакции необходимого участка тела без ущерба здоровым клеткам вокруг.

основы радиобиологии

Данные, собранные радиобиологами всего мира, позволили начать работу над новыми подходами к изменению кинетических и клеточных параметров опухоли. В настоящее время уже сформулированы определённые методики, на основании которых можно строить довольно точные индивидуальные прогнозы в аспектах применимости и эффективности лучевой терапии. Ученые активно ведут в работы в указанном направлении, в том числе методом клонирования присущих человеку злокачественных опухолей у животных, в частности, летучих мышей, не имеющих тимуса, то есть не обладающих иммунитетом. Такие организмы просто не могут отторгнуть имплантируемые ткани, и экспериментаторы имеют возможность изучать особенности роста пораженных тканей и специфику их влияния на организм, а также воздействия радиации на опухолевые клетки.

Подводя итоги

Радиобиология представляет собой полностью самостоятельную дисциплину, относящуюся к группе фундаментальных наук. Она включает в себя ряд специфических направлений и специализируется на исследовании влияния излучения на живые ткани. Дисциплина комплексная, тесно связана с разными областями знаний. Радиобиология занимается взаимосвязями биологического ответа на излучение и объясняет радиобиологический парадокс.

молекулярная радиобиология

Радиобиология отдельно рассматривает сложные системы, клетки и молекулы. Область науки прибегает к специфическим методикам, причем каждому разделу свойственны собственные уникальные способы исследования. Радиобиология изучает в том числе количественное сопоставление результата и излучения, его спровоцировавшего, а также анализирует распределение реакции по времени и объему.

Статья закончилась. Вопросы остались?
Комментарии 0
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.