Тема 1: Введение в предмет
Радиобиология – радиационная биология Радиобиология – наука, изучающая механизмы и закономерности биологического действия ионизирующих излучений на все биологические объекты, а сельскохозяйственная радиобиология исследует биологические эффекты действия ионизирующей радиации и выясняет особенности возникающих патологических процессов у сельскохозяйственных животных и растений.
Задачи науки: разработка методов радиационной экспертизы кормов, воды, почвы, воздуха и сельскохозяйственной продукции; разработка методов ведения сельскохозяйственного производства в условиях чрезвычайных ситуаций, связанных с выбросом РВ и загрязнением сельскохозяйственных угодий с целью повышения их устойчивости; разработка методов радиационной биотехнологии (использования ИИ и РВ в сельском хозяйстве: в ветеринарии, животноводстве и в растениеводстве.
Методы исследования: в методе радиационного эксперимента – примененяют ИИ и РВ для изучения закономерностей их влияния на организм, отдельные системы и органы, клетки в лабораторных условиях (постановка эксперимента); в радиоиндикационном методе исследования – используют введение радиоактивных изотопов в организм с последующей радиометрией отдельных тканей, органов, систем с целью определения закономерностей протекающих в них биохимических и прочих процессов. использование общебиологических методов исследования – клинического, гематологического, биохимического, иммунологического, статистического методов.
Этапы развития радиобиологии: Этап исследования количественных изменений, протекающих под влиянием ИИ (1895 – 1922 гг.); Этап становлением количественных принципов, объясняющих взаимосвязь биологического эффекта с дозой излучения ( гг). Этап современный – связанный с применением ядерного оружия и исследованием космического пространства ( с 1945 г.)
1 этап характеризовался успехами в развитии ядерной физики: 1895 год - немецким исследователем Вильгельмом Конрадом Рентгеном были открыты и исследованы X-лучи, позднее названные рентгеновскими; 1896 год – французским исследователем Анри Беккерелем было обнаружено явление естественной радиоактивности солей урана; 1898 год - будущими лауреатами Международной Нобелевской премии Марией Склодовской и Пьером Кюри обнаружены и исследованы впервые радиоактивные свойства радия и полония; 1899 год - Энрико Резерфорд обнаружил и исследовал свойства альфа- и бета-излучения.
В области радиобиологии были проведены исследования : 1898 год русский исследователь Н.Ф.Тарханов исследовал лучевые реакции на лягушках и насекомых в ответ на облучение рентгеновскими лучами. Первые cобщения о лучевых поражениях кожи, выпадении волос у исследователей году отечественный исследователь Е.С.Лондон обнаружил летальное действие лучей радия на мышей, описал лучевую анемию и лейкопению, поражение органов кроветворения в виде атрофии селезенки.
Было установлено: торможение клеточного деления при воздействии ИИ; французские исследователи И.Бергонье и Л.Трибондо обнаружили разную радиочувствительность сперматогоний и зрелых спермиев, сформулировали правило – клетки тем более радиочувствительнее, чем большая у них способность к делению (размножению) и чем они менее дифференцированнее; в 1903 году была выявлена определяющая роль поражения ядра в клеточной радиочувствительности; в первое десятилетие XX века началось изучение действия ИИ на эмбриогенез.
2 этап характеризовался следующими исследованиями в радиобиологии: 1922 год - Ф. Дэссауэром была предложена теория, объясняющая радиобиологический эффект числом актов ионизации в чувствительном объеме клетки, в дальнейшем эта теория развивалась в трудах Н.В.Тимофеева-Рессовского, К.Циммера, Д.Ли и др год - обнаружение действия ИИ на генетический аппарат клетки. (Г.А.Надсон и Г.Ф.Филиппов - на дрожжах, Г. Мюллер (H. J. Muller) – на дрозофилле. Именно радиационно-генетические исследования послужили основой становления количественной радиобиологии гг. выполнены исследовательские работы на сельскохозяйственных животных.
3 этап характеризуется: использованием атомной энергии в военных целях– создание ядерного оружия (ЯО) в гг. в США (Энрико Ферми и др.) и использование в 1945 г.; водородной бомбы гг. создание и испытание ЯО в СССР гг., водородной бомбы г. (И.В.Курчатов и др.) Государства, имеющие атомное оружие: США, СССР – Россия, Великобритания, Франция, Китай, Пакистан, Индия; Израиль, ЮАР. использованием атомной энергии в мирных целях; 1942 г. – запуск и испытание ядерного реактора в США (Чикаго); 1946 г. – запуск первого советского управляемого уран-графитового реактора; 1953 г. – первая АЭС в США (университет Северная Каролина) – использовалась в научных целях; 1954 г. – первая АЭС в СССР (г. Обнинск) – использоваласьв научных целях; 1956 г. – первая АЭС в Великобритании (Колдер Холл) – начало практической гражданской атомной энергетики; 1955 год - Женевская конференция по мирному использованию атомной энергии, (обсуждались вопросы ограничений и запрещения массовых испытаний ядерного оружия). начало космических исследовании (1957 г).
Научные исследования в области радиобиологии В СССР в 1962 году был учрежден специальный Научный Совет АН СССР по проблемам радиобиологии, к исследованиям были привлечены многие научные учреждения АМН СССР, ВАСХНИЛ, АН СССР и др. В области сельскохозяйственной радиобиологии работа развивалась в Институте биофизики АН СССР, в Агрофизическом институте ВАСХНИЛ, ВИЭВ, ВНИИ ветеринарной вирусологии и микробиологии, МВА им. Скрябина, ВНИИС и в Казанском ветеринарном институте им. Н.Э. Баумана, ВНИВИ (г. Казань) – ныне Федеральный центр по токсикологической и радиационной безопасности, Тимирязевской сельскохозяйственной академии, Всесоюзном институте кормов, Ленинградском ветеринарном институте и др.
Успехи в развитии ядерной физики, техники, биологии создали научную основу для широкого применения радиоактивных изотопов и ионизирующих излучений в биологии, медицине, растениеводстве, ветеринарии и животноводстве для диагностических и лечебных целей, для изучения биохимических, физиологических и патологических процессов в живом организме, для стимуляции роста животных, растений, и т.д. В связи с расширением контактов человечества и всего живого мира с радиоактивными изотопами и ионизирующими излучениями в результате применения атомной энергии в мирных целях, быстрого развития ядерной энергетики, испытания ядерных устройств и возможных экстремальных ситуаций, связанных с выбросом радиоактивных веществ, актуальной задачей становится изучение закономерностей биологического действия ионизирующих излучений и путей предотвращения их воздействия.