|
|
ВЕТЕРИНАРНАЯ РАДИОБИОЛОГИЯ. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РАДИОБИОЛОГИИ (лекция)
КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РАДИОБИОЛОГИИ, ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, СТРУКТУРА
КУРСА. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ТЕРМИНЫ.
Цели изучения дисциплины
Научить студента выполнять радиационную экспертизу объектов
ветеринарного надзора и использовать на практике методы клинического и
лабораторного исследования при лучевых поражениях.
Получить знания о роли, значении и месте эксплуатации основных типов
радиометрических и дозиметрических приборов.
Овладеть методами рациональной экспертизы объектов ветеринарного
надзора.
Овладеть методами клинического и лабораторного исследования при лучевых
поражениях животных.
Радиология - комплексная наука об ионизирующих излучениях.
Радиобиология - наука, изучает воздействие ионизирующего излучения на
животных и человека, а также изыскивает способы и средства их защиты и
пути использования излучения в народном хозяйстве.
Радиобиология связана с ядерной и технической физикой и химией с одной
стороны, и биологические науки — с другой. Опираясь на данные ядерной
физики о сущности, свойствах, источника, этих излучений и методах их
измерения, радиология изучает:
действие радиации на организмы,
распространение и перемещение радиоактивных веществ в биосфере,
разрабатывает меры защиты и безопасности как при работе с источниками
ионизирующих излучений, так и в чрезвычайных обстоятельствах.
Перспективным разделом радиологии является изучение способов и
преимуществ мирного использования энергии ядра в различных отраслях
науки и практики.
Радиобиология вскрывает общие закономерности биологического ответа на
ионизирующее воздействие на основе которых разрабатываются пути и методы
управления лучевым реакциями организма. Она занимается поиском средств
защиты организма от воздействия излучений и путей пострадиационного
восстановления от повреждений, прогнозирование опасности для человека и
животных вызванной повышенем уровня радиации окружающей среды и
радиоактивного загрязнения продуктов сельскохозяйственного производства
(мясо, молоко, яйцо, овощи, зернофураж и т.д.) разработкой методов
использования ионизирующих излучений в качестве радиобиологической
технологии в сельском хозяйстве, пищевой и микробиологической
промышленности, а также для диагностики болезней и лечения больных
животных.
В связи с бурным развитием атомной промышленности перед человечеством
возникла реальная угроза радиоактивного загрязнения биосферы.
Если к концу 30-х годов во всем мире было всего несколько сот граммов
радия, что соответствовало радиоактивности в несколько сот кюри, а
радиоактивность других радиоактивных элементов, извлеченных к тому
времени на поверхность земли в было невелико, то в настоящее время
радиоактивность, обусловленных огромным количеством искусственных
радиоактивных веществ, измеряется сотнями миллионов
кюри.
С каждым годом во всем мире увеличивается применение радиоактивных
веществ в различных областях народного хозяйства (атомные
электростанции, энергетические установки для атомных ледоколов, новые
атомные реакторы и ускорители), в военной промышленности (атомные
подводные лодки, ядерное оружие и т.д.), в промышленности для
дефектоскопии, автоматического регулирования производственных процессов,
в медицине и научно-исследовательской работе, где они применяются в
качестве источников излучения и мягких атомов. Несомненно, использование
человечеством радиоизотопов увеличивает и количество радиоактивных
веществ поступающих в биосферу тем самым загрязняя ее: - это и
составляет нам экологическую проблему, в связи с этим...
6 июня 1905 г выступая с Нобелевской речью в Стокгольмской Академии
наук, Пьер Кюри произнес воистину пророческие слова: «Можно себе
представить, что в преступных руках радий способен быть очень опасным, и
в связи с этим следует задаться вопросом: является ли познание тайн
природы выгодным для человечества; достаточно ли человечество созрело,
чтобы извлекать из него только пользу, или это познание для него
вредоносно?... Я лично принадлежу к людям, думающим, думающим, что
человечество извлечет из новых открытий больше пользы, чем зла».
К сожалению, сбылись обе части предсказания, и все же следует думать,
что великий ученый был прав — в конечном итоге восторжествует благо.
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 (напри¬мер, 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.
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
Дать определение, что такое радиобиология, ее связь с другими
дисциплинами.
Цель и задачи, структура курса.
Вклад отечественных ученых в развитие науки.
Основоположники развития ридиологии и радиобиологии.
Задачи зооветеринарных специалистов в случаях загрязнении окружающей
среды радионуклидами.
Список литературы
а) основная литература (библиотека СГАУ)
Ильин Л.А. Актуальная радиобиология [Электронный
ресурс] : курс лекций / Л.А. Ильин [и др.]. — Электрон. текстовые
данные. — М. : Издательский дом МЭИ, 2015. — 238 c. — 978-
5-383-00932-1. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/33234.html
Саврасов Д.А. Ветеринарная радиобиология [Электронный ресурс]: учебное
пособие / Д.А. Саврасов, А.А. Михайлов. — Электрон. текстовые данные. —
Воронеж: Воронежский Государственный Аграрный Университет им. Императора
Петра Первого, 2017. — 120 c. — 2227-8397. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/72653.html
////////////////////////////