Радыябіялёгія

Радыябіялёгія (ад радые… + біялёгія) ці радыяцыйная біялёгія — навука, якая вывучае дзеяньне выпраменьваньняў на біялягічныя аб’екты. Радыябіялёгія зьяўляецца самастойнай комплекснай навуковай дысцыплінай, мае цесныя сувязі з наступнымі тэарэтычнымі ды прыкладнымі галінамі ведаў — біялёгіяй, фізыялёгіяй, цыталёгіяй, генэтыкай, біяхіміяй, біяфізыкай, ядзернай фізыкай, фармакалёгіяй, гігіенай ды клінічнымі дысцыплінамі.

Код навукі па 4-значнай клясыфікацыі ЮНЭСКО(en) — 2418 (разьдзел — біялёгія).

Радыябіялёгія — экспэрымэнтальная навука, якая патрабуе правядзеньня экспэрымэнтаў для абгрунтаваньня вынікаў^[1].

Прадмет радыябіялёгіі

Фундамэнтальнымі задачамі радыябіялёгіі зьяўляюцца:

выяўленьне агульных заканамернасьцяў біялягічнага водгуку на дзеяньне іянізавальных выпраменьваньняў, у тым ліку й тлумачэньне радыябіялягічнага парадоксу
уплыў на радыябіялягічныя эфэкты.

Радыёбіялёгія таксама займаецца прагназаваньнем радыяц. небясьпекі^[2].

Існуюць дзьве супрацьлеглыя і аднолькава няправільныя пункты погляду на апрамяненьне і ягоную шкоду для чалавека — радыяэйфарыя ды радыяфобія.

Аб’екты ды мэтады ў радыябіялёгіі

Аб’екты радыябіялягічных дасьледаваньняў адпавядаюць тром узроўням арганізацыі жывога. Іх вывучаюць наступныя галіны радыябіялёгіі:

радыябіялёгія складаных сыстэмаў (экалягічныя сыстэмы, папуляцыі, шматвузавыя арганізмы, органы ды тканіны)
вузавая радыябіялёгія (вузы, вузавыя арганелы, біялягічныя мэмбраны)
малекулярная радыябіялёгія (макрамалекулы, «малыя малекулы»).

Адметнай рысай радыябіялягічных мэтадаў дасьледаваньня зьяўляецца колькаснае супастаўленьне пэўнага эфэкту з дозай выпраменьваньня, якая яго выклікала, і яе разьмеркаваньнем па часе й аб’ёме аб’екта.

Тэарэтычныя аспэкты радыябіялёгіі

Тэорыя «кропкавага цяпла» ці «кропкавага нагрэву»:

іянізавальнаму выпраменьваньню ўласьцівая вельмі малая аб’ёмная шчыльнасьць у параўнаньні зь іншымі тыпамі выпраменьваньня;
выпраменьваньне характарызуецца вялікай энэргіяй, велічыня якой значна пераўзыходзіць энэргію любой хімічнай сувязі;
біялягічны аб’ект, што падвергся апрамяненьню, складаецца з істотных для жыцьця мікраскапічных аб’ёмаў ды структураў;
у аб’екце пры паглынаньні адносна невялікай агульнай энэргіі асобным мікраскапічным аб’ёмам перадаюцца вялікія порцыі энэргіі;
паколькі разьмеркаваньне «кропкавага цяпла» зьяўляецца чыста статыстычным, то выніковы эфэкт у вузе будзе залежыць ад выпадковых «трапляньняў» дыскрэтных порцыяў энэргіі ў жыцьцёва важныя мікраскапічныя аб’ёмы ўнутры вузы; з павелічэньнем дозы павялічваецца верагоднасьць такіх трапляньняў і наадварот.

Тэорыя «мішэні ці трапляньняў» разглядае ў першую чаргу прамое дзеяньне іянізавальнага выпраменьваньня на вузы (1930-я гады).

Стахастычная (верагоднасная) гіпотэза зьяўляецца далейшым разьвіцьцём тэорыі прамога дзеяньня выпраменьваньняў. Яе прапанавалі О. Хуг ды А. Келерэр (1966). Паводле гэтай тэорыі, узаемадзеяньне выпраменьваньня з вузай — выпадковы працэс і апісваецца верагоднасьцю. Такім чынам, залежнасьць «доза-эфэкт» абумоўленая ня толькі прамым трапляньнем у малекулы ды структуры-мішэні, але й станам біялягічнага аб’екта як дынамічнай сыстэмы.

Б. І. Тарусаў ды Ю. Б. Кудрашоў паказалі, што вольныя радыкалы могуць узьнікаць пры дзеяньні радыяцыі й у асяродзьдзях без вады — у ліпідных слаях біямэмбранаў. Гэтая тэорыя атрымала назву тэорыі ліпідных радыятаксінаў.

Структурна-мэтабалічная тэорыя сфармуляваная А. М. Кузіным у 1976 годзе. Паводле гэтай тэорыі, парушэньні пад узьдзеяньнем радыяцыі тлумачацца разбурэньнем усіх асноўных біяпалімэрных малекулаў, цытаплазматычных ды мэмбранных структураў у жывой вузе.

Апошнім часам адбылася зьмена парадыгмы ад тэорыі мішэні ці трапляньняў да тэорыі эфэкту «сьведкі».

Гісторыя

Фізычнай асновай для нараджэньня радыябіялёгіі зьявілася адкрыцьцё ў 1890-х гадох рэнтгенаўскага выпраменьваньня, радыяактыўнасьці ды радыяактыўных уласьцівасьцяў палёну ды раду. У першыя гады пасьля гэтых адкрыцьцяў хутка пачалося іх выкарыстаньне ў мэдыцыне. Быў заўважаны эфэкт узьдзеяньня іянізавальных выпраменьваньняў на пухліны, які стаў шырока ўжывацца на практыцы.

Першым этапам разьвіцьця радыябіялёгіі стала першапачатковае назапашваньня ведаў пра радыябіялягічныя эфэкты, якое працягвалася ад 1895 да 1921 году. Першым, хто пачаў выкарыстоўваць іянізавальнае выпраменьваньне для лячэньня раку, быў Эміль Грубэ. З гэтага пачалася ядзерная мэдыцына. Адной зь першых заканамернасьцяў, заўважаных у радыябіялёгіі, было правіла Бэрганье — Трыбандо, сфармуляваны ў 1906 годзе. Згодна яму, адчувальнасьць вузаў да іянізавальнага выпраменьваньня тым большая, чым хутчэй яны могуць дзяліцца і чым менш яны дыфэрэнцаваныя. Усе веды ў радыябіялёгіі ў гэты час мелі пераважна якасны характар.

Другім этапам разьвіцьця радыябіялёгіі стала станаўленьне колькасных прынцыпаў, якія зьвязвалі біялягічны эфэкт з дозай апрамяненьня. У 1922 годзе Фрыдрых Дэсаўэр сфармуляваў колькасную тэорыю «кропкавага цяпла» ці «кропкавага нагрэву». У 1925 расейскімі навукоўцамі Георгіем Надсанам і Г. С. Філіпавым^[3] і ў 1927 незалежна ад іх амэрыканскім навукоўцам Гэрманам Мулерам^[4]^[5] было выяўлена дзеяньне іянізавальнага выпраменьваньня на генэтычны апарат клеткі, які прыводзіў да перадачы ў спадчыну новых прыкмет. У 1946 Гэрман Мулер узнагароджаны Нобэлеўскай прэміяй па фізыялёгіі ці мэдыцыне «за адкрыцьцё мутацый, што выклікаюцца рэнтгенаўскім выпраменьваньнем»^[6].

Зь сярэдзіны 1940-з пачаўся трэці этап у разьвіцьці колькаснай радыябіялёгіі, які пачаўся пасьля прымяненьня ядзернай зброі і працягваецца па сёньняшні дзень.^[7]

Стадыі фармаваньня радыябіялягічных эфэктаў

У фармаваньні радыябіялягічных эфэктаў адрозьніваюць наступныя стадыі:

Фізыка-хімічная стадыя — прамое ці ўскоснае дзеяньне выпраменьваньня на малекулы-мішэні.
Біяхімічная стадыя — дзеяньне выпрамяненьня на асноўныя кампанэнты радыяадчувальных вузаў, пасьля чаго зьмяняецца іхні мэтабалізм.
Біялягічная стадыя — генэтычныя ды аддаленыя эфэкты апрамяненьня.

Працягласьць стадыяў ад 10⁻¹⁸ да 10¹² сэкундаў.

Навуковыя ўстановы

Інстытут радыябіялёгіі Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі

Глядзіце таксама

Крыніцы

^ Ярмоненко 2004. С. 11.
^ Л. М. Лабанок. Радыебіялогія // БЭ. — Мн.: 2001 Т. 13. С.228.
^ ГА Надсон, ГС Филиппов Пра ўплыў рэнтгенаўскіх прамянёў на палавы працэс і ўтварэньне мутантаў у ніжэйшых грыбоў = О влиянии рентгеновских лучей на половой процесс и образование мутантов у низших грибов (Mucoraceae) // Вестн. рентгенол. и радиол. — 1925. — № 3. — С. 305-309.
^ H. J. Muller, F. Settles Парушэньне функцыянаваньня генаў у спэрматазоідах = The non-functioning of the genes in spermatozoa // Zeitschrift für Induktive Abstammungs- und Vererbungslehre. — 1927. — Т. 43. — № 1. — С. 285-312.
^ H. J. Muller Мутацыі ў мух віду Drosophila virilis, выкліканыя рэнтгенаўскім выпраменьваньнем = X-ray induced mutation of Drosophila virilis // Science. — 1927. — № 66. — С. 84-87.
^ «Hermann J. Muller — Biography». Nobelprize.org. 9 Dec 2012 http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1946/muller-bio.html
^ Разьдзел напісаны паводле інфармацыі з кнігі Ярмоненко, С.П. Радиобиология человека и животных. — Москва: «Высшая школа», 2004. — С. 25. — 549 с.

Літаратура

Ярмоненко, С.П. Радиобиология человека и животных. — Москва: «Высшая школа», 2004. — 549 с. — ISBN 5-06-004265-0

[FOOTNOTEЯрмоненко200411-1] Ярмоненко 2004. С. 11.

[2] Л. М. Лабанок. Радыебіялогія // БЭ. — Мн.: 2001 Т. 13. С.228.

[3] ГА Надсон, ГС Филиппов Пра ўплыў рэнтгенаўскіх прамянёў на палавы працэс і ўтварэньне мутантаў у ніжэйшых грыбоў = О влиянии рентгеновских лучей на половой процесс и образование мутантов у низших грибов (Mucoraceae) // Вестн. рентгенол. и радиол. — 1925. — № 3. — С. 305-309.

[4] H. J. Muller, F. Settles Парушэньне функцыянаваньня генаў у спэрматазоідах = The non-functioning of the genes in spermatozoa // Zeitschrift für Induktive Abstammungs- und Vererbungslehre. — 1927. — Т. 43. — № 1. — С. 285-312.

[5] H. J. Muller Мутацыі ў мух віду Drosophila virilis, выкліканыя рэнтгенаўскім выпраменьваньнем = X-ray induced mutation of Drosophila virilis // Science. — 1927. — № 66. — С. 84-87.

[6] «Hermann J. Muller — Biography». Nobelprize.org. 9 Dec 2012 http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1946/muller-bio.html

[7] Разьдзел напісаны паводле інфармацыі з кнігі Ярмоненко, С.П. Радиобиология человека и животных. — Москва: «Высшая школа», 2004. — С. 25. — 549 с.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]