Радиационная биология или радиобиология — наука, изучающая действие ионизирующих и неионизирующих излучений на биологические объекты.
Код науки по 4-х значной классификации ЮНЕСКО (англ.) — 2418 (раздел — биология).
Радиобиология, являясь самостоятельной комплексной научной дисциплиной, имеет тесные связи с рядом теоретических и прикладных областей знаний — биологией, физиологией, цитологией, генетикой, биохимией, биофизикой, ядерной физикой, фармакологией, гигиеной и клиническими дисциплинами.
Существуют две противоположные и одинаково неправильные точки зрения на облучение и вред его для человека — радиоэйфория и радиофобия.
Объекты и методы в радиобиологии
В соответствии с объектами радиобиологических исследований (уровней организации живого) в радиобиологии выделяют 3 раздела:
Важной чертой радиобиологических методов исследования является количественное сопоставление рассматриваемого эффекта с вызвавшей его дозой излучения, ее распределением во времени и объеме реагирующего объекта.
Теоретические аспекты радиобиологии
Первой количественной теорией является теория «точечного тепла» или «точечного нагрева» (Ф. Дессауэр, 1922):
Теория «мишени или попаданий» поставила во главу угла представления о прямом действии ионизирующего излучения на клетки (30-е годы).
Стохастическая (вероятностная) гипотеза является дальнейшим развитием теории прямого действия излучений. Выразителями этой точки зрения являлись О. Хуг и А. Келлерер (1966). Суть их взглядов заключалась в том, что взаимодействие излучений с клеткой происходит по принципу вероятности (случайности) и что зависимость «доза-эффект» обуславливается не только прямым попаданием в молекулы и структуры-мишени, но и состоянием биологического объекта как динамической системы.
Б. И. Тарусовым и Ю. Б. Кудряшовым было показано, что свободные радикалы могут возникать при действии радиации и в неводных средах — в липидных слоях биомембран. Эта теория получила название теории липидных радиотоксинов.
Своеобразной интегральной теорией, объясняющей биологическое действие ионизирующих излучений является структурно-метаболическая теория (1976). Автор этой теории А. М. Кузин считает, что нарушения под действием радиации обусловлены деструкцией всех основных биополимерных молекул, цитоплазматических и мембранных структур в живой клетке.
В настоящее время произошел сдвиг парадигмы от теории мишени и попадания к теории эффекта «свидетеля».
История
Открытие Иваном Павловичем Пулюем (1890) и Вильгельмом Конрадом Рентгеном Х-лучей (1895), Антуаном Анри Беккерелем естественной радиоактивности (1896), Марией Склодовской — Кюри и Пьером Кюри радиоактивных свойств полония и радия (1898) явилось физической основой для рождения радиобиологии.
Этапы развития радиобиологии
Первый этап
описательный этап, связанный с накоплением данных и первыми попытками осмысления биологических реакций на облучение
И. П. Пулюй • В. К. Рентген • А. Беккерель • М. Склодовская • П. Кюри • И. Р. Тарханов • Е. С. Лондон • Г. Е. Альберс- Шонберг • Л. Хальберштадтер • П. Броун • Дж. Осгоуд • Г. Хейнеке • Ж. Бергонье • Л. Трибондо
Второй этап
1922—1944 гг. Теория точечного тепла, становление фундаментальных принципов количественной радиобиологии, связь эффектов с величиной поглощенной дозы; открытие мутагенного действия ионизирующих излучений, развитие радиационной генетики
дальнейшее развитие количественной радиобиологии на всех уровнях биологической организации:
с 1986 года по настоящее время
Стадии формирования радиобиологических эффектов
В формировании радиобиологических эффектов различают следующие стадии:
Радиобиология клетки
Радиационная цитология (радиобиология клетки) изучает влияние излучений на строение и функции клеток, а именно:
Направления
Литература
Периодические издания
Учебные заведения и научные учреждения
Радиобиологией занимаются во многих научных центрах и университетах. Вот некоторые из них:
Радиология — раздел медицины, изучающий применение ионизирующих излучений для диагностики (радиодиагностика) и лечения (радиотерапия) различных заболеваний, а также заболевания и патологические состояния, возникающие при воздействии ионизирующих излучений на организм человека.
Первоначально радиология была аспектом медицинской науки, в котором рассматриваются возможности использования электромагнитной энергии, выделяемой рентгеновскими аппаратами или другими подобными приспособлениями с целью получения визуальной информации для медицинского исследования. Радиология, которая включает в себя использование рентгеновских лучей, называется рентгенологией. Сегодня рентгеновская визуализация больше не ограничивается использованием рентгеновских лучей, а включает в себя исследования с помощью высокочастотных волн, магнитных полей и др.излучений.
Содержание
Классификация радиологических методов
Известные учёные-радиологи
См. также
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Радиология» в других словарях:
РАДИОЛОГИЯ — медицинская, комплексная дисциплина, изучающая различные аспекты использования главным образом ионизирующих излучений в медицине. Включает клиническую радиобиологию, лучевую терапию, радионуклидную диагностику, рентгенодиагностику, радиационную… … Современная энциклопедия
РАДИОЛОГИЯ — медицинская область медицины, изучающая применение ионизирующих излучений для распознавания и лечения болезней, влияние излучений на организм и проблемы противолучевой защиты … Большой Энциклопедический словарь
РАДИОЛОГИЯ — РАДИОЛОГИЯ, радиологии, мн. нет, жен. (от слова радий и греч. logos Учение) (спец.). Учение о действии и применении радия и других радиоактивных веществ. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
радиология — сущ., кол во синонимов: 2 • медицина (189) • рентгенология (5) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Радиология — медицинская, комплексная дисциплина, изучающая различные аспекты использования главным образом ионизирующих излучений в медицине. Включает клиническую радиобиологию, лучевую терапию, радионуклидную диагностику, рентгенодиагностику, радиационную… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Радиология — медицинская научная дисциплина, предмет изучения которой теория и практика использования источников ионизирующих излучений для диагностики и лечения заболеваний, а также Биологическое действие ионизирующих излучений. … … Большая советская энциклопедия
РАДИОЛОГИЯ — (radiology) раздел медицины, в котором изучаются возможности диагностического и терапевтического применения излучения (в том числе рентгеновского) и радиоактивных веществ. См. также Воздействие рентгенологическое, Рентгенография (диагностическая… … Толковый словарь по медицине
РАДИОЛОГИЯ — и; ж. [от сл. радио и греч. logos учение] Область медицины, изучающая биологическое действие радиации, радиоактивных препаратов с целью диагностики и лечения заболеваний. ◁ Радиологический, ая, ое. Р ие исследования. Р ие приборы. * * *… … Энциклопедический словарь
Лекция 1. Предмет и задачи сельскохозяйственной радиологии
1. Радиология как наука. Ее предмет и задачи
В результате этого, в настоящее время миллионы людей контактируют с источниками ионизирующих излучений. Что же помешало огромному росту числа жертв радиации, которого можно было бы ожидать, исходя из многократного увеличения массы контактирующих с нею людей? Таким фактором стало знание свойств ионизирующих излучений, позволившее разработать методы противорадиационной защиты и прогнозирования последствий воздействия радиации на организм человека.
«Предвидеть — значит управлять», — писал великий французский философ, математик и физик Блез Паскаль. Приступая к изучению явления радиоактивности и свойств ионизирующих излучений, знание которых необходимо для прогнозирования и снижения тяжести последствий их воздействия на организм, разработки способов и средств противорадиационной защиты, вначале мы познакомимся с предметом с.-х. радиологии и проделаем краткий экскурс в историю ее становления и развития как науки.
Как и всякое явление, в условиях которого проходит жизнь человека, радиация (будь это естественное или техногенное воздействие на живой организм) заслуживает соответствующего внимания. Именно этим и занимается наука и учебная дисциплина «Сельскохозяйственная радиология».
Сельскохозяйственная радиология – это раздел радиологии, изучающий действие ионизирующей радиации на живые организмы, их сообщества и биоценозы в целом.
Основной задачей, составляющей предмет с.-х. радиологии, является вскрытие закономерностей ответа биологических объектов на радиационное воздействие, на основе которых можно овладеть искусством управления лучевыми реакциями организма. Для решения этой задачи необходимо обладать знаниями из ряда смежных фундаментальных дисциплин, таких как физика, химия, биология, биофизика, биохимия,цитология, гистология, нормальная и патологическая физиология.
Решение стоящих перед радиологией задач позволило ей занять достойное место среди наук, служащих интересам человечества. Уже сегодня в сельском хозяйстве используют предпосевное облучение семян как метод повышения урожайности, методы радиационной генетики используются не только для выведения новых видов животных и растений, но и для борьбы с вредителями путем стерилизации насекомых. На основе радиобиологических знаний организована лучевая стерилизация овощей, пищевых консервов, а также медицинских средств и реактивов.
За более чем 100 лет со времени открытия ионизирующих излучений накоплен огромный теоретический и практический материал, обобщение которого позволило построить стройную систему представлений о радиации и ее воздействии на живые организмы.
Зарождение радиологии связано с тремя важнейшими событиями конца XIX века:
1). открытие Вильгельмом КонрадомРентгеном(первая Нобелевская премия по физике, 1901) новых невидимых для глаза лучей, получивших название рентгеновских или Х-лучей.
Сообщение об открытии датировано 28 декабря 1895 г. Более полутора меся-
цев ученый тщательно исследовал неведомые лучи. Ему удалось установить, что они сильно флюоресцируют под ударами катодных лучей.
В начале 1896 г. петербургский физиолог И. Р. Тарханов провел первые исследования на лягушках и насекомых, облученных лучами Рентгена, и пришел к выводу, что «Х-лучами можно не только фотографировать, но и влиять на ход жизненных функций».
Другим пионером в радиобиологии был российский патофизиолог, биохимик и радиобиолог, профессор Е. С. Лондон, который начал в 1896 г. многолетние широкие исследования по рентгенорадиологии и экспериментальной радиобиологии. Еще в 1901 г. в работе П. Кюри и А. Беккереля, появилась первая официальная информация о патологическом влиянии радиации на кожу, в которой авторы сообщали, что неосторожное обращение с радием вызывало у них ожоги кожи. Понимая необходимость элементарных дозиметрических знаний, Е.С. Лондон и его сотрудник врач-хирург С.В. Гольдберг проводили экспериментальные исследования действия радия на себе. Работа Е.С. Лондона «Радий в биологии и медицине» (1911) стала первой в мире монографией по радиобиологии.
Основной и очень важной задачей радиобиологии в то время была необходимость точной количественной оценки дозы радиации. Дозиметрия, как раздел физики, количественно оценивающая испускаемую (экспозиционную) и поглощенную энергию излучений, а также активность радиоизотопов, появилась значительно позднее.
2) весной 1896 г. французский физик Антуан АнриБеккерель (Нобелевская премия по физике, 1903) сделал ряд сообщений об обнаружении им нового вида излучения, которое испускается солями урана. Подобно открытым за несколько месяцев до этого рентгеновским лучам, оно обладало проникающей способностью, засвечивало экранированную черной бумагой фотопластинку и ионизировало воздух.
Гипотеза, которая привела к открытию радиоактивности, возникла у Беккереля под влиянием исследований В.Рентгена.
Поскольку при генерации Х-лучей наблюдалась фосфоресценция стеклянных стенок рентгеновской трубки, Беккерель предположил, что любое фосфоресцентное свечение сопровождается испусканием рентгеновского излучения. Он поместил на пакет фотографических пластинок, завернутых в плотную черную бумагу, люминесцентный материал (сульфат-уранил калия), имевшийся у него под рукой, и в течение нескольких часов подвергал этот сверток облучению солнечным светом.
После этого Беккерель обнаружил, что излучение прошло сквозь бумагу и воздействовало на фотографическую пластинку, что, очевидно, указывало на то, что соль урана испускала рентгеновские лучи, а также и свет после того, как была облучена солнечным светом. Однако, к удивлению Беккереля, оказалось, что то же самое происходило и тогда, когда такой пакет с фотопластинками помещали в темное место без облучения солнечным светом.
Анри Беккерель, по-видимому, наблюдал результат воздействия не рентгеновских лучей, а нового вида проникающей радиации, испускаемой без внешнего облучения источника.
В мае 1896 г. Беккерель, проведя опыты с чистым ураном, обнаружил, что фотографические пластинки показывали такую степень облучения, которая в три-четыре раза превышала излучение первоначально использовавшейся соли урана. Загадочное излучение, которое, совершенно очевидно, являлось свойством, присущим урану, стало известно как лучи Беккереля.
Многочисленные контрольные опыты показали, что причиной засветки явилась не фосфоресценция, а именно уран, в каком бы химическом соединении он ни находился. Это явление самопроизвольного испускания солями урана лучей особой природы было названо радиоактивностью(от лат. radio – «излучаю»;radius-«луч» и activus — «действенный»).
Своим открытием Беккерель поделился с Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри. Однажды для публичной лекции он взял у супругов Кюри пробирку с радиоактивным препаратом и положил ее в жилетный карман. На следующий день он обнаружил на теле покраснение кожи в виде пробирки. Беккерель рассказал об этом П.Кюри, который ставит на себе опыт: в течение десяти часов носит привязанную к предплечью пробирку с радием. Через несколько дней у него развивается покраснение, перешедшее затем в тяжелейшую язву, от которой Кюри страдал два месяца. Так впервые опытным путем, было открыто биологическое действие радиации.
3) открытие в 1898 г. супругамиКюрирадиоактивности тория и радиоактивных элементов — полония и радия, испускающих три вида лучей: α, β и γ. Радий заставлял фосфоресцировать многие вещества, неспособные сами по себе излучать свет.
За свои исследования Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри в 1903 г. были удостоены Нобелевской премии по физике. Спустя 8 лет последовала вторая Нобелевская премия по химии, присужденная Марии Кюри «за открытие элементов радия и полония, за выяснение природы радия и выделение его в металлическом виде». Так М. Склодовская-Кюри стала первой женщиной, удостоенной высшей награды, и первым ученым, удостоенным ею дважды.
М. Склодовская-Кюри скончалась в 1934 г. от лучевой болезни. В 1955 г. были обследованы записные книжки Марии Кюри. Они до сих пор излучают из-за радиоактивного загрязнения, внесенного при их заполнении. На одном из листков сохранился также радиоактивный отпечаток пальца ее супруга — Пьера Кюри.
Особенно интенсивно радиология начала развиваться в 30-40-х годах прошлого столетия в связи с достижениями ядерной физики.
В 1934 г. супругами Иреной и Фредериком Жолио-Кюри была открыта искусственная радиоактивность, за что им была присуждена Нобелевская премия по химии. Открытие искусственной радиоактивности явилось началом нового этапа развития ядерной физики.
Совместно с сотрудниками они изучали также различные ядерные реакции, вызванные действием альфа-частиц и дейтронов, и способы использования искусственных радиоактивных изотопов в качестве меченых атомов. Исследование супругами Жолио-Кюри свойств излучения, возникающего при бомбардировке атомов бериллия альфа-частицами, сыграло большую роль в развитии нейтронной физики.
Ф. Жолио-Кюри впервые доказал (1934), что масса нейтрона несколько больше массы протона.
В конце 30-х годов ХХ века итальянский физик Энрико Ферми с сотрудни-
В 1938 г. Э.Ферми была присуждена Нобелевская премия по физике. В решении Нобелевского комитета говорилось, что премия присуждена ему «за доказательства существования новых радиоактивных элементов, полученных при облучении нейтронами, и связанное с этим открытие ядерных реакций, вызываемых медленными нейтронами». В том же году Энрико Ферми эмигрировал в США, став профессором Колумбийского университета, где руководил исследованиями в области исследования ядерной энергии, участвовал в создании проекта атомной бомбы. В декабре 1942 г. ему с сотрудниками впервые удалось осуществить цепную ядерную реакцию в ядерном реакторе, где в качестве замедлителя нейтронов использовался графит, а в качестве «горючего» – уран.
В 1955 г. при ООН был создан научный комитет по действию атомной радиации (НКДАР) на организм человека.
В настоящее время функционирует ещё одна организация — МАГАТЭ(Международное агентство по атомной энергии) — созданная в 1957 году, со штаб-квартирой в Вене, для развития международного сотрудничества в области мирного использования атомной энергии.
Наиболее важной задачей, стоящей в настоящее время перед сельскохозяйственной радиологией является защита живых организмов от вредного воздействия ионизирующих излучений. Они опасны тем, что даже в малых дозах, не вызывающих заболеваний или гибели, они оставляют свой след на облученном организме, что может сказаться на последующих поколениях по истечении длительного времени.
Кроме этого, сельскохозяйственная радиология занимается также проблемой миграции радионуклидов в сфере сельскохозяйственного производства, изучением закономерностей поступления и накопления радиоизотопов в растениях, разработкой агротехнических и агрохимических мероприятий по снижению перехода радионуклидов из почвы в растения и разрабатывает различные способы и методы дезактивации сельскохозяйственной продукции.
Достижения современной радиологии нашли отражение и в такой отрасли растениеводства как селекция с.-х. культур на основе использования эффекта радиационного мутагенеза при выведении новых высокоурожайных сортов. Весьма перспективной видится роль ионизирующей радиации в различных биотехнологических приемах и методах.
А в физиологических и биохимических исследованиях животных и растений нашли широкое применение различные радиоактивные индикаторы («меченые» атомы).
Радиология — Радиология раздел медицины, изучающий применение ионизирующих излучений для диагностики (радиодиагностика) и лечения (радиотерапия) различных заболеваний, а также заболевания и патологические состояния, возникающие при воздействии… … Википедия
РАДИОЛОГИЯ — медицинская, комплексная дисциплина, изучающая различные аспекты использования главным образом ионизирующих излучений в медицине. Включает клиническую радиобиологию, лучевую терапию, радионуклидную диагностику, рентгенодиагностику, радиационную… … Современная энциклопедия
РАДИОЛОГИЯ — медицинская область медицины, изучающая применение ионизирующих излучений для распознавания и лечения болезней, влияние излучений на организм и проблемы противолучевой защиты … Большой Энциклопедический словарь
РАДИОЛОГИЯ — РАДИОЛОГИЯ, радиологии, мн. нет, жен. (от слова радий и греч. logos Учение) (спец.). Учение о действии и применении радия и других радиоактивных веществ. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
радиология — сущ., кол во синонимов: 2 • медицина (189) • рентгенология (5) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Радиология — медицинская, комплексная дисциплина, изучающая различные аспекты использования главным образом ионизирующих излучений в медицине. Включает клиническую радиобиологию, лучевую терапию, радионуклидную диагностику, рентгенодиагностику, радиационную… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
РАДИОЛОГИЯ — (radiology) раздел медицины, в котором изучаются возможности диагностического и терапевтического применения излучения (в том числе рентгеновского) и радиоактивных веществ. См. также Воздействие рентгенологическое, Рентгенография (диагностическая… … Толковый словарь по медицине
РАДИОЛОГИЯ — и; ж. [от сл. радио и греч. logos учение] Область медицины, изучающая биологическое действие радиации, радиоактивных препаратов с целью диагностики и лечения заболеваний. ◁ Радиологический, ая, ое. Р ие исследования. Р ие приборы. * * *… … Энциклопедический словарь
Наиболее неблагоприятные последствия радиационного воздействия для здоровья можно разделить на две общие категории:
Стохастик
Дополнительный риск развития рака в течение жизни при однократной компьютерной томографии брюшной полости в 8 мЗв оценивается в 0,05%, или 1 случай на 2000.
Детерминированный
Высокая доза облучения вызывает детерминированные эффекты, которые надежно возникают выше порогового значения, и их серьезность увеличивается с дозой. Детерминированные эффекты не обязательно более или менее серьезны, чем стохастические эффекты; либо в конечном итоге может привести к временной неприятности или смертельному исходу. Примеры детерминированных эффектов:
Комитет по биологическому воздействию ионизирующего излучения Национальной академии наук США «пришел к выводу, что не существует убедительных доказательств, указывающих на пороговую дозу, ниже которой риск индукции опухоли равен нулю».
При беременности
Риск развития радиационно-индуцированного рака в какой-то момент жизни выше при облучении плода, чем взрослого, как потому, что клетки становятся более уязвимыми, когда они растут, так и потому, что после приема дозы увеличивается продолжительность жизни для развития рака.
Интеллектуальный дефицит оценивается примерно в 25 баллов IQ на 1000 мГр на сроке от 10 до 17 недель гестации.
Кроме того, риск заражения матери в дальнейшем радиационно-индуцированным раком груди кажется особенно высоким при дозах облучения во время беременности.
Измерение
Человеческое тело не может воспринимать ионизирующее излучение, за исключением очень высоких доз, но эффекты ионизации можно использовать для характеристики излучения. Интересующие параметры включают скорость дезинтеграции, поток частиц, тип частиц, энергию пучка, керму, мощность дозы и дозу излучения.
Поглощенная, эквивалентная и эффективная доза
Организации
Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) управляет международной системой радиологической защиты, которая устанавливает рекомендуемые пределы для поглощения дозы. Значения дозы могут представлять собой поглощенную, эквивалентную, эффективную или ожидаемую дозу.
Другие важные организации, изучающие эту тему, включают:
Пути воздействия
Внешний
По типу медицинской визуализации
Внутренний
Внутреннее облучение происходит, когда радиоактивный материал попадает в организм, и радиоактивные атомы включаются в организм. Это может произойти при вдыхании, проглатывании или инъекции. Ниже приведены примеры внутреннего воздействия.
История
Хотя радиация была открыта в конце 19 века, опасность радиоактивности и радиации не была сразу признана. Острые эффекты радиации были впервые обнаружены при использовании рентгеновских лучей, когда Вильгельм Рентген намеренно подверг свои пальцы рентгеновскому облучению в 1895 году. Он опубликовал свои наблюдения относительно образовавшихся ожогов, хотя он ошибочно приписал их озону, свободному радикалу, образующемуся в организме человека. воздух рентгеновскими лучами. Другие свободные радикалы, производимые в организме, теперь считаются более важными. Позже его травмы зажили.
Генетические эффекты радиации, в том числе влияние на риск рака, были признаны намного позже. В 1927 году Герман Йозеф Мюллер опубликовал исследование, показывающее генетические эффекты, а в 1946 году был удостоен Нобелевской премии за свои открытия.
Области, представляющие интерес
Взаимодействие между организмами и электромагнитными полями (ЭМП) и ионизирующим излучением можно изучать несколькими способами:
Активность биологических и астрономических систем неизбежно генерирует магнитные и электрические поля, которые можно измерить с помощью чувствительных инструментов и которые время от времени предлагались в качестве основы для « эзотерических » представлений об энергии.
Источники излучения для экспериментальной радиобиологии
В радиобиологических экспериментах обычно используется источник излучения, который может быть:
