Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка):
Действительно, вскоре создаются мощные арсеналы ядериого оружия, расширяются масштабы его испытания. В атмосферу выбрасывается большое количество искусственных радионуклидов, выпадающих с осадками иа поверхность Земли и распространяющихся иа значительные расстояния, создавая обширные очаги радиоактивного загрязнения. В 1955 г. при ООН создается специальный Научный комитет по изучению действия атомной радиации иа человека — НКДАР. В результате своей деятельности НКДАР собрал и обобщил огромный фактический материал по поражающему действию атомной радиации на человека. Как отметил в 1987 г. Л. Саган, на основе этого материала в радиобиологии сложилась «парадигма», согласно которой в любых дозах «атомная радиация вредна и только вредна для живых организмов».
С середины столетия происходит перенос акцентов в развитии радиобиологии и радиационной биофизики — получают импульс исследования молекулярных механизмов действия излучений. Этому
Введение
25
предшествовал ряд достижений в области биофизики и молекулярной биологии, в частности, получение доказательства биологической роли ДНК как главного вещества наследственности и расшифровка ее структуры.
Еще в 40-е гг. при анализе физико-химической природы процессов, происходящих в период между первичной абсорбцией энергии излучения и конечным биологическим эффектом, было обнаружено зарождение в облучаемом растворе высокоактивных продуктов радиолиза воды — свободных радикалов, способных диффундировать на значительные расстояния и поражать биологические структуры. Радиационная биофизика начинает оперировать представлениями
о «непрямом действии» излучения, опосредованном активными продуктами радиолиза воды. Были изучены физико-химические свойства первичных продуктов радиолиза воды и характер их взаимодействия с макромолекулами клетки.
Это дало возможность приступить к исследованиям химических средств защиты (радиопротекторов) от действия ионизирующих излучений.
Так, в 1942 г. В. Дейлу удается снизить поражающее действие радиации на ферменты введением в раствор ряда веществ — перехватчиков радикалов.
Проблемы, связанные с реальной угрозой гибели человечества от ядерного оружия и радионуклидных загрязнений биоты, привели к интенсивному развитию исследований в области химической защиты организма от ионизирующих излучений.
В 1948 г. был получен защитный эффект в опытах с бактериофагами. Эти работы логически привели радиобиологов к открытию, практическую важность которого трудно переоценить: в 1949 г. была доказана способность ряда веществ защищать млекопитающих от лучевого поражения. В опытах X. Патта с соавторами введение ци-стеина за 10 мин до облучения защищало крыс от неминуемой гибели (т.е. действия радиации в «минимальной абсолютно летальной дозе*); 3. Бак и А. Эрв обнаружили аналогичное действие цианида иа мышах.
Во многих лабораториях мира начинается интенсивный поиск эффективных радиозащитных препаратов. Формируется самостоятельное направление радиационной биофизики — выяснение механизмов модифицированной радиочувствительности биологических объектов. Помимо практической значимости, эти работы представляли теоретический интерес, поскольку были детально исследованы многие физико-химические процессы как возможная точка приложения активности радиозащитного агента.
Так, наблюдения, согласно которым многие эффективные ра-диозащитные препараты понижают содержание кислорода в тканях животных, стимулировали углубленные исследования ряда новых противолучевых средств (работы Н. Н. Суворова, П. Г. Жеребченко, С. П. Ярмоненко в нашей стране; JI. Грея, Д. Кейтера, X. Лангендорфа и других авторов за рубежом).
26
Введение
Первоначально были высказаны гипотезы, связывающие защиту исключительно с инактивацией свободных радикалов и торможением свободнорадикальных окислительных процессов. Эти гипотезы находили хорошее подтверждение в модельных экспериментах на простых молекулярных системах. Однако для сложных биологических систем такого объяснения было явно недостаточно.
Анализ физиологических и биохимических изменений, возникающих в тканях животных после введения радиозащитных соединений, привел в середине 60-х гг. 3. Бака и П. Александера к формулированию гипотезы «биохимического шока», согласно которой различные радиопротекторы однотипно изменяют метаболические процессы, переводя клетки в состояние повышенной устойчивости к действию ионизирующей радиации.
В дальнейшем появился ряд обширных исследований, посвященных анализу конкретных биохимических изменений, возникающих под влиянием радиозащитных агентов и модифицирующих радиорезистентность организма. Возникли гипотезы «комплексного биохимического механизма действия радиозащитных средств» (Б. Ф. Роман-цев, 1968), «сульфгидрильная гипотеза» (Э. Я. Граевский, 1969) и др. Несмотря на стремление некоторых исследователей придать исключительное значение какому-то одному фактору, экспериментальные данные указывали на существование альтернативных путей реализации защитного эффекта даже для одного и того же радиопротектора.
