Актуальная радиобиология, курс лекций, Ильин Л.А., Рождественский Л.М., Котеров А.Н., Борисов Н.М., 2015

Актуальная радиобиология, Курс лекций, Ильин Л.А., Рождественский Л.М., Котеров А.Н., Борисов Н.М., 2015.
        
   Данное издание составлено из лекций, прочитанных в рамках образовательной программы Росатома «Высшая школа физики» коллективом специалистов-радио-биологов во главе с акад. Л.А. Ильиным из ведущего центра медико-биологических радиационных исследований — Федерального медицинского биофизического центра им. А.И. Бурназяна ФМБА России.
Представленный в книге материал охватывает основные разделы такой многогранной научной дисциплины, как «Радиобиология», от ее молекулярного до организменного и даже социального уровня. Сложность стоявшей перед авторами задачи предопределила многослойность стилистики изложения научных проблем от образно-популярной до приближающейся к узкоспециальной, притом подчас в одной и той же лекции. В лекциях 1, 5 и 6 представлены в наиболее лаконичной и обобщенной форме основные положения и закономерности радиобиологии и ее составной части — радиационной гигиены — с акцентом на особенно актуальные в настоящее время вопросы радиационной безопасности. Лекции 2, 3 и 4 имеют более академический характер и насыщены большим числом конкретных сведений, хотя и в них также подробно рассмотрены прикладные вопросы радиобиологии.
Во всех лекциях особое внимание уделено дискуссионному рассмотрению проблемы биологического действия, в том числе и на здоровье человека, низких уровней ионизирующих излучений. Аргументированное обоснование безопасности распространенных в быту и на атомных производствах уровней радиации, к которому приходят авторы представленных лекций, должно способствовать все более широкому распространению радиационных технологий.




Клеточная стадия радиобиологического процесса.
Если мы теперь рассмотрим уже клеточный уровень реализации радиационного поражения, то обнаружим, при достаточно больших, конечно, дозах ИИ, гибель клеток. Различают два типа гибели — репродуктивную и апоптотическую. Первая сводится к потере клеткой способности к размножению из-за потери генетического материала при делении клетки (выпадение ацентрического фрагмента) или неравномерности его распределения при разрыве дипентрика. При этом сама клетка может сохраниться. Очевидно, что эта форма гибели присуща только делящимся клеткам. Признаком ее реализации служит резкое снижение клеточных делений с хромосомными аберрациями в потомстве облученных клеток. Точное измерение репродуктивной гибели осуществляется путем оценки способности облученной клетки образовать колонию из большого числа клеток, что возможно при прохождении потомством такой клетки нескольких циклов деления (известная задача с удвоением числа зерен в последовательных квадратах шахматной доски).

Из клеток организма такая проверка возможна только для стволовых клеток, имеющих неограниченный потенциал деления. Удобный метод такой оценки для стволовой кроветворной клетки (СКК) разработали канадские ученые Тилл и Мак-Куллох. Облученной мышке вводится суспензия необлученных или облученных в разных дозах клеток костного мозга, и через 8—9 сут после введения на поверхности селезенки подсчитывается число визуально определяемых бугорков. Это и есть число колоний, а следовательно, и число выживших и сохранивших потенциал деления СКК.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
К читателю.
От редакционной коллегии.
Предисловие.
Лекция 1. ОСНОВЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ (ДУАЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР ДЕЙСТВИЯ РАДИАЦИИ НА БИООБЪЕКТЫ).
Список сокращений, принятых в лекции 1.
Введение.
Глава 1. Стадии радиобиологического процесса.
1.1. Радиационно-физическая стадия радиобиологического процесса.
1.2. Радиационно-химическая стадия радиобиологического процесса.
1.2.1. Клетка «чувствует» радиацию. Роль АФК.
1.3. Радиационно-биохимическая стадия радиобиологического процесса.
1.3.1. Субклеточная стадия радиобиологического процесса.
1.3.2. Клеточная стадия радиобиологического процесса.
1.3.3. Органотканевая стадия радиобиологического процесса.
1.3.4. Критерий радиочувствительности.
1.3.5. Реакция организма как целого на воздействие ИИ.
1.3.6. Отдаленный канцерогенный эффект радиобиологического процесса.
Глава 2. Проблема малых доз.
Введение.
2.1. Постулатные базы ЛБК и ПК.
2.2. Механизмы реализации радиобиологического эффекта в области низких уровней радиации.
2.3. Данные экспериментальных и радиационно-эпидемиологических исследований биологического действия низких уровней радиации.
Список литературы к лекции 1.
Лекция 2. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ И КЛЕТОЧНОЙ РАДИОБИОЛОГИИ.
Список сокращений, принятых в лекции 2.
Глава 1. Место радиобиологии среди других дисциплин, исследующих радиационные воздействия.
1.1. Понятие о радиобиологии и проблемах, которые она изучает.
1.2. Радиационная биофизика и ее отличие от радиобиологии.
1.3. Радиобиология и радиационная медицина.
1.4. Радиобиология и радиационная эпидемиология (радиоэпидемиология).
1.4.1. Общие понятия о предметах «эпидемиология» и «радиационная эпидемиология» и их особенностях.
1.4.2. Принципиальное отличие радиобиологии от радиационной эпидемиологии.
1.4.3. Без радиобиологической базы невозможна правильная интерпретация данных радиационной эпидемиологии.
1.4.4. Без радиационной эпидемиологии невозможна точная интерпретация радиобиологических данных при расчете радиационных рисков. 62
1.4.5. В исключительных случаях радиобиология служит базой для расчета радиационных рисков.
Глава 2. Основные сведения из молекулярной радиобиологии.
2.1. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) как воспроизводящаяся матрица и ее структура. Хроматин. Репликация ДНК.
2.2. Фазы (стадии) клеточного цикла эукариот.
2.3. Прямой и косвенный эффекты радиации.
2.4. Дезоксирибонуклеиновая кислота как мишень прямого и косвенного эффекта радиации. Основной радиобиологический парадокс.
2.5. Принцип попадания и теория мишени.
2.6. Радиационные повреждения ДНК.
2.6.1. Типы радиационных повреждений ДНК.
2.6.2. Количество спонтанных и радиационно-индуцированных повреждений ДНК в клетке.
2.7. Система антимутагенного контроля повреждений ДНК.
2.8. Репарация ДНК.
2.8.1. Основные пути и способы репарации ДНК.
2.8.2. Репарация путем элиминации повреждений ДНК.
2.8.3. Репарация однонитевых и двойных разрывов ДНК.
2.8.4. SOS-репарация.
2.8.5. Репарация путем обхода повреждений ДНК (репликативная и пострепликативная репарация ДНК).
2.8.6. Итоговая оценка основных путей репарации ДНК и их эффективности.
2.9. Когда репарация может вставать в тупик. Комплексные (кластерные) повреждения ДНК.
2.9.1. Сущность кластерного эффекта радиации.
2.9.2. Спонтанный и радиационно-индуцированный уровень кластерных повреждений.
2.9.3. Реальность репарации кластерных (комплексных) повреждений ДНК.
2.10. Радиационные повреждения ДНК и задержка прохождения клеточного цикла (блок) для осуществления репарации.
2.11. Программируемая гибель клетки (апоптоз).
2.12. Система трансдукции сигнала в ответ на повреждение ДНК.
2.13. Основные выводы по радиационным повреждениям и репарации ДНК.
Глава 3. Основные сведения из субклеточной и клеточной радиобиологии.
3.1. Радиационные поражения субклеточных структур.
3.1.1. Радиационные повреждения нуклеопротеида (ДНК + белки хроматина).
3.1.2. Радиационные повреждения мембран.
3.2. Цитогенетические повреждения.
3.2.1. Общие сведения о строении хромосом и их состояниях в процессе клеточного деления. Кариотип клетки.
3.2.2. Понятие об аномалиях и перестройках хромосом.
3.2.3. Общая классификация и типы цитогенетических повреждений.
3.2.4. Значимость цитогенетических повреждений при радиационном воздействии.
3.3. Значение аберраций хромосом для радиобиологии и радиационной медицины.
3.3.1. Корреляция между различными типами аберраций.
3.3.2. Источники клеток с аберрациями и период полужизни.
3.3.3. Дозовая зависимость индукции нестабильных аберраций.
3.3.4. Зависимость индукции стабильных аберраций от дозы.
3.4. Использование теста на частоту аберраций хромосом в качестве метода ретроспективной биодозиметрии.
3.4.1. Преимущества метода и его распространение.
3.4.2. Достоинства культуры лимфоцитов периферической крови для биодозиметрии.
3.4.3. Недостатки теста на частоту аберраций хромосом для биодозиметрии.
3.5. Возможность связи между частотой аберраций хромосом и риском раков.
3.6. Формы клеточной гибели.
3.7. Утеря клеткой клоногенного потенциала. Кривые выживаемости.
3.7.1. Определение выживаемости клеток in vitro.
3.7.2. Определение выживаемости клеток in vivo.
3.7.3. Клоногенная активность (выживаемость) клеток.
3.8. Формальные модели лучевого поражения, используемые для построения по экспериментальным точкам.
3.9. Кривые выживаемости клеток в области доз до 1 Гр. Гиперчувствительность.
Глава 4. Понятие о диапазонах доз облучения и предполагаемые молекулярные механизмы мутагенеза в области доз, актуальных для радиационной безопасности.
4.1. Современная номинальная шкала диапазонов доз облучения.
4.2. Гипотезы о молекулярных механизмах мутагенеза в области очень малых и малых доз.
4.2.1. Теория прямого повреждения генов-мишеней при воздействии облучения в малых дозах.
4.2.2. Немишенные эффекты. Радиационно-индуцированная нестабильность генома.
4.2.3. Последние «кандидаты» на гипотетический механизм стохастических эффектов малых доз радиации (кластерный эффект и ГРЧ применительно к двойным разрывам ДНК).
Список литературы к лекции 2.
Лекция 3. ОСНОВНОЙ ВОПРОС РАДИАЦИОННОЙ ГЕНЕТИКИ: СУЩЕСТВУЮТ ЛИ У ЛЮДЕЙ РАДИАЦИОННЫЕ МУТАНТЫ?.
1. Обыденное представление, подкрепленное СМИ, литературой и кино: облучение родителей с неизбежностью приводит к рождению детей-мутантов.
2. Данные генетики и эпидемиологии: радиационных мутантов у людей обнаружить невозможно, поэтому риск наследственных эффектов облучения рассчитывают исходя из опытов на мышах.
3. Положения международных организаций об отсутствии зарегистрированных трансгенерационных эффектов облучения у людей.
4. Количественные данные по современным оценкам риска наследственных генетических эффектов облучения.
5. Дети ликвидаторов аварии на ЧАЭС — наиболее известная когорта, для которой декларируется увеличение частоты наследуемых мутаций, аномалий и патологий. Истинные нерадиационные причины выявляемых изменений.
6. Основные выводы.
Список литературы к лекции 3.
Лекция 4. МОЛЕКУЛЯРНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАДИАЦИОННОГО КАНЦЕРОГЕНЕЗА КАК ОДНА ИЗ ОСНОВ ЛЕЧЕНИЯ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ.
Список литературы к лекции 4.
Лекция 5. МОДИФИКАЦИЯ ЛУЧЕВЫХ ПОРАЖЕНИЙ: ЗАЩИТА И ЛЕЧЕНИЕ.
Список сокращений, принятых в лекции 5.
Введение.
1. Кислородный эффект.
2. Низкомолекулярные радиопротекторы.
2.1. Индикация повышенной низкомолекулярными радиопротекторами радиорезистентности организма.
3. Высокомолекулярные противолучевые средства.
4. Цитокины.
5. Сценарии лучевого поражения и противолучевые средства.
6. Проблема индикации повышенной радиорезистентности человека под влиянием радиопротекторов и радиомодификаторов.
Заключение.
Список литературы к лекции 5.
Лекция 6. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ РЕГЛАМЕНТАЦИИ ДОПУСТИМЫХ УРОВНЕЙ РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЧЕЛОВЕКА И БИОТУ.
Список литературы к лекции 6.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Актуальная радиобиология, курс лекций, Ильин Л.А., Рождественский Л.М., Котеров А.Н., Борисов Н.М., 2015 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по биологии :: биология :: Ильин :: Рождественский :: Котеров :: Борисов :: радиобиология