Краткая история развития радиологии. Вклад отечественных ученых в развитие науки.

Большим вкладом в развитие радиобиологии, как самостоятельной науки, послужило открытие Пьера Кюри о радиоактивности радия - элемента, образующегося в результате ряда превращений урана. Впервые, было обнаружено разрушительное действие гамма - лучей на клетки различных тканей, а также высокая проникающая способность гамма — лучей.

Возникновение радиобиологии обязано трем великим открытиям, увенчавшим окончание предыдущего столетия:

1895 - открытие Вильгельмом Конрадом Рентгеном X - лучей.

1896 - открытие Анри Беккерелем естественной радиоактивности.

1898 - открытие четой Кюри - Марией Складовской и Пьером Кюри радиоактивных свойств полония и радия.

Особо интенсивное развитие радиобиологических исследований, началось после варварской атомной бомбардировки городов Хиросимы и Нагасаки - поставившей на повестку дня неотложную задачу — разработать способы противолучевой защиты и методы лечения при радиационных поражениях.

Через несколько месяцев после открытия лучей Рентгена выдающийся русский ученик Сеченова Н.Ф. Тарханов показал, что эти лучи оказывают значительное влияние на биологические объекты.

В России пионером в развитии радиобиологии был выдающийся патофизиолог Ефим Семенович Лондон, который изучал действие ионизирующих излучений на организм животных.

В 1911 г Е.С. Лондон публикует первую монографию о биологическом действии излучений радия.

Впервые В.И. Вернадский в нашей стране начал активно изучать действие радиоактивных изотопов на организм.

С 1927 г после появления работ Мюллера на дрозофиле возникла новая радиобиология - радиационная генетика.

В 1903 г. Альберс-Шонберг обнаружил дегенеративные изменения семяродного эпителия и азоспермию у морских свинок и кроликов, а в 1905 г. Хальберштадтер наблюдал атрофию яичников у облученных животных. Вскоре Броун и Осгоуд выявили азоспермию, явившуюся причиной бесплодия молодых рабочих завода рентгеновских трубок, проработавших на производстве более трех лет.

В 1903 г. в значительной степени под влиянием экспериментов русского исследователя Е. С. Лондона, который обнаружил летальное действие лучей радия на мышей, Хейнеке применил для этих целей рентгеновские лучи. Последний впервые описал лучевую анемию и лейкопению, а также обратил внимание на поражение органов кроветворения, видимое даже невооруженным глазом (например, атрофия селезенки). Он детально описал типичные изменения клеток костного мозга и лимфоузлов при гистологическом исследовании.

В 1905 г. Корнике установил, что под влиянием ионизирующего излучения тормозится деление клеток. Бергонье и Трибондо выявили неодинаковую чувствительность разных клеток к облучению. На основании этих экспериментов они в 1906 г. сформулировали положение, вошедшее в радиобиологию как правила Бергонье и Трибондо: чувствительность клеток к облучению прямо пропорциональна митотической активности и обратно пропорциональна степени их дифференцированнсти. Позднее в правила Бергонье и Трибондо были внесены существенные коррективы. В указанный период начали изучать действие ионизирующей радиации на эмбриогенез. Было обнаружено возникновение различных аномалий при облучении на определенных стадиях развития эмбриона.

В 1925 г. в опытах на дрожжевых клетках и плесневых грибах Г. Н. Надсони Г. Ф. Филиппов выявили действие ионизирующих излучений на генетический аппарат клетки, сопровождающееся наследственной передачей вновь приобретенных признаков. Так, исследуя влияние рентгеновских лучей на половой процесс у низших грибов, они обратили внимание на появление отдельных колоний оранжевого цвета. Изучение этих новых форм грибов показало их резкое отличие от исходной культуры — они были способны образовывать жир и оранжевый пигмент. Наблюдая данные грибы в течение многих поколений, ученые твердо установили, что имеют дело с наследуемым изменением и что, таким образом, рентгеновские лучи обладают мутагенным действием. В 1927 г. это подтвердил Г. Мюллер на дрозофиле, а затем Л. Стадлер на кукурузе. В дальнейшем исследования были проведены на мышах и других организмах. В настоящее время радиационно-генетические исследования проводятся во всем мире широким фронтом. Изучением этой проблемы занимается специальный раздел науки — радиационная генетика.

Эго послужило основой для целого ряда исследовании по влиянию ионизирующего излучения на наследование свойств организма (И.Л. Дубинин).

В 1919 г создается в Харькове Украинский центр рентгенорадиологический и онкологический институты, а в 1924г начал работу институт рентгенологии и радиологии в Москве.

В это время радиобиологические исследования проводится на кафедре медицинских институтов, усиленно изучалось биологическое действие рентгеновских лучей и их внедрение в медицинскую практику.

С начала 30-х годов в нашей стране начала развиваться радиационная селекция как на растительных так и на животных клетках (ГА. Надсон, АА Сапегин, П.Ф. Рокицкий).

Накоплен большой материал по действию ионизирующихся излучений на опухоли, также выявлен патогенез лучевой болезни (А.В. Лебединский, Л.А. Орбели, Б.Н. Тарусов, П.Д. Горизонтов и др.)

В последние годы широким фронтом ведутся исследования по радиобиологии клетки, а также по нарушению различных организмов и систем организма при лучевой патологии (Г.А, Зедгенидзе, И.С. Амосов, А.Н. Кишковский, И. В. Шостаковская, А.М. Сташков, И.Т. Курцин, В.Р. Файтельберг-Бланк и др.). Особенно перспективны исследования биохимических изменений в облученных организмах на клеточном и молекулярном уровне (А.Г. Пикулев, И.В. Савицкий, А.Я. Розанов, Р.И. Сафаров, В.Р. Файтельберг-Бланк и др.)

Большие успехи достигнуты в изучении природы кислородного эффекта и механизма действия на животных радиозащитных веществ. Работами лаборатории Р. Файтельберга-Бланка (А.В, Орловы, И,И,Кривенко, Л.Н. Котовой- Хроменко) показано, что наряду с химическими препаратами в качестве радиозащитных средств могут служить физические агенты, в частности, в высокоочастотные электромагнитные колебания.

В 1921 г В.Г. Хлопин первый получил препарат радия из отечественного сырья.

Пионером в области кюри-терапии был Ф.С. Гросман. Н.И. Неменова справедливо считают основателем «советской» рентгено-радиологии.

Советскими учеными разработаны методы изготовления коллоидных радиоактивных растворов (золото, фосфора, фосфата хрома и др.) и изучение их клинического применения (Н.Г. Серебряков, А.В. Козлова, Е.В. Дубовый, О. Войнар, В.Р. Файтельберг-Бланк).

После начала массового изготовления радиоактивных изотопов в СССР с 1948г радиоизотопы начали широко использоваться в медицинских и ветеринарных целях (Ф.Н. Серков, А.И. Насис, Г.А. Бабенко, В.А. Киршин,В. Р. Файтельберг-Бланк, Н.А. Крылова и др.). Известный вклад в современною теорию механизма движения ионизирующей радиации на организм внесли Л.Г.Пасынский, Г.М. Франк, Б.Н. Тарусов, JI.A. Блюменфельд, Ю.И. Москалев, М.Н. Майсель.

В нашей стране и за рубежом создаются учреждения для решения общебиологических вопросов, относящихся к действию внешнего облучения и инкорпорированных (поступивших внутрь организма) радиоактивных веществ на биологические объекты. Проводятся широкие исследования на различных представителях флоры и фауны.

В 1950г в Академии наук СССР при отделении биологических наук под руководством А.М. Кузина создана лаборатория изотопов и излучений, реорганизованная в 1952г в институт биофизики.

Ученые в своих исследованиях большое внимание уделяют решению общих вопросов радиобиологии и использованию атомной энергии в сельском хозяйстве.

Проводятся работы по изучению процессов пострадиационного восстановления в облученных семенах и проростках растений. Установлено, что под влиянием облучения в растениях происходит синтез ДНК с иным соотношением оснований, при этом наличие такой видоизмененной ДНК не задерживало развитие растений до плодоношений.

Результаты изучения действия внешнего и внутреннего облучения растений, поведение изотопов, в биосфере расширяют возможности использования радиации в сельском хозяйстве, а также служат основой для разработки мероприятий ограничения миграции по пищевым цепочкам продуктов деления, которые могут проникать в организм животных и человека.

1.3. Основные понятия, определения, термины, задачи ветеринарных специалистов.

Ветеринарная радиобиология изучает, главным образом роль аутоиммунных реакций при лучевой болезни сельскохозяйственных животных. При лучевой патологии сельскохозяйственных животных необходимо учитывать их видовые особенности, радиочувствительность, возраст, радиорезистентность и уровень обмена веществ.

Течение острой и хронической лучевой болезни у различных животных происходит неодинаково. Отличают фазовые сдвиги в течение лучевых повреждений у сельскохозяйственных животных. Необходимым принципом в изучении радиобиологии является радиационная безопасность, что привело к созданию самостоятельной науки - радиационная гигиена.

Особенное значение в последние годы радиобиология приобрела для животноводства и ветеринарии. Это связано не только с возможным поражением животных излучениями ядерного взрыва, но способом воздействия на организм сельскохозяйственных животных с целью терапии, а также для повышения их продуктивности.

Известно, что небольшие дозировки ионизирующих излучений оказывают стимулирующее влияние на физиологические и биохимические процессы в организме животных, способствующие повышению продуктивности.

Кроме того воздействие ионизирующими излучениями на воспроизводящие клетки, а также на весь организм в целом можно с успехом использовать для улучшения наследственных свойств организма с учетом полезно хозяйственных сдвигов, что должно быть учтено в селекционно-генетической работе с животными. В связи с этим, основной задачей сельскохозяйственной радиобиологии является всестороннее изучение ионизирующего излучения с целью управления организмом сельскохозяйственных животных.

Значительный вклад в развитие радиобиологии в области ветеринарии и животноводства внесли ученые Московской ветеринарной академии им. К.И. Скрябина (Белов, Ильин и др.), Казанского ветеринарного института им. Баумана (Киршин, Бударков идр.), Ленинградского ветеринарного института (Воккен и др.), ВИЭВ (Карташов, Круглов и др.) На основе эффектов биологического действия ионизирующей радиации радиобиология рассматривает и ведет разработку прикладных вопросов радиобиологии в виде рационально-биологической технологии (РБТ) в животноводстве, ветеринарии и других областях сельского хозяйствав направлении стимуляции хозяйственно полезных качеств сельскохозяйственных животных и птиц под действием малых доз внешнего облучения, стерилизации ветеринарных, биологических (вакцины, сыворотки и др.) и лекарственных препаратов (витамины, антибиотики и др.), биологических тканей, полимерных изделий, шовных и перевязочных материалов, консервирования пищевых продуктов и обеззараживания сырья животного происхождения (шерсть, кожа, пушнина и тд.) и отходов сельскохозяйственного производства (навозные стоки) и тд. Наряду с этим радиобиология ведет разработку и использование методов радиоактивных изотопов в животноводстве и ветеринарии для изучения физиологии и биохимии животных, диагностики болезней и с лечебной целью, в селекционно-генетических исследованиях и т.д.

Задачи зооветеринарных специалистов:

1. Уметь оценивать радиационную ситуацию.

2. Диагностировать болезнь лучевых поражений.

3. Организовывать и проводить мероприятия по оказанию лечебно-профилактической помощи животных и ведение хозяйства на территории загрязненной радиоактивным и веществами.

Таким образом, правильная своевременная организация по определению радиационной ситуации, обработке и защите животных может предотвратить заражение радиоактивными веществами мяса, молока и другой продукции, позволит использовать эти продукты с наибольшей эффективностью.

Ветеринарная радиобиология имеет тесные связи с рядом теоретических и прикладных областей и знаний - биологией, физиологией, цитологией, генетикой, биохимией, биофизикой и ядерной физикой.

Радиационная обстановка последние годы послужила поводом для создания в ряде ветеринарных лабораторий радиологических отделов, а в некоторых республиках, областях радиологических лабораторий.

Вновь созданная ветеринарная радиологическая служба должна держать под контролем огромные территории различных географических поясов, служащие источником корма и средой обитания для сельскохозяйственных и промысловых животных, не измеримые по своим масштабом и разнообразные по химическому составу водоемы как среду обитания рыбы и других пищевых гидробионтов разнообразные и зонально-различные продукты растительного и животного происхождения как источник питания и сырье для промышленности и многое другое.

Вопросы для самоконтроля

1. Дать определение, что такое радиобиология, ее связь с другими дисциплинами.

2. Цель и задачи, структура курса.

3. Вклад отечественных ученых в развитие науки.

4. Основоположники развития ридиологии и радиобиологии.

5. Задачи зооветеринарных специалистов в случаях загрязнении окружающей среды радионуклидами.

Список литературы

Основная

1. Гребенюк, А. Н., Основы радиобиологии и радиационной медицины: учебник/ А.Н. Гребенюк О. Ю. Стрелова, В. И. Легеза. – Спб.: Фолиант, 2012 - ISBN 5-93929-223-2

2. Лысенко, Н. П. Радиобиология: учебник/ Н.П. Лысенко, В.В. Пак, Л.В. Рогожина. – СПб.: Лань, 2012 – ISBN 978-5-8114-1330-0

 

Дополнительная

1. Сахаров, В. К. Радиоэкология./ Сахаров, В. К.- СПб: Лань.- 2006.- 320 с.

2. Анненков, Б.Н. Основы сельскохозяйственной радиологии: учебник / Б.Н. Анненков, E.B. Юдинцева. - M.: Агропромиздат, 1991. – 287с

 

Лекция 2.