Радиационный гормезис эксперимент и практическое использование Подготовила

Радиационный гормезис : эксперимент и практическое использование Подготовила студентка 2 курса, лечебного факультета, 17 группы Свирепик Анастасия Игоревна

В течение нескольких десятилетий существуют два направления в радиобиологии, спор между которыми никак не закончится чьей-либо победой. Причина — разные подходы к оценке влияния на биоту малых доз радиации. Первый подход постулирует, что проблемы малых доз не существует и все закономерности больших доз можно экстраполировать на малые. Второй — малые дозы по эффекту принципиально отличаются от больших, поэтому методология их изучения должна отличаться от общепринятой в современной радиобиологии.

Гормезис — стимуляция какой-либо системы организма внешними воздействиями, имеющими силу, недостаточную для проявления вредных факторов (введен С. Зонтманом и Д. Эрлихом в 1943 г. ). Гормезис могут вызывать токсины, лекарства, вредные факторы окружающей среды и др. На рисунке изображен график гормезиса обозначены зоны ингибирования и стимуляции. Термин «гормезис» происходит от греческого «быстрое перемещение» (hórmēsis). Природу гормезиса хорошо передает фраза Фридриха Вильгельми Ницше «Что не убьет меня, сделает меня сильнее» .

Первые предположения о существовании гормезиса были выдвинуты в 1880 году при исследовании действия токсинов на дрожжи. Исследователи заметили, что низкие дозы токсинов стимулируют дрожжи, средние дозы - ингибируют, высокие дозы - приводят к гибели.

Термин радиационный гормезис был предложен в 1980 году Т. Д. Лакки и означает благоприятное воздействие ультрамалых доз облучения. Механизм радиационного гормезиса. Биологические эффекты Механизм радиационного гормезиса на уровне клетки теплокровных животных состоит в инициировании синтеза белка, активации гена, репарации ДНК в ответ на стресс — воздействие малой дозы облучения (близкой к величине естественного радиоактивного фона Земли). Эта реакция в конечном итоге вызывает активацию мембранных рецепторов, пролиферацию спленоцитов и стимуляции иммунной системы.

Биологические эффекты ионизирующего излучения принято подразделять на стохастические и нестохастические. Нестохастические эффекты - это причинно следственные эффекты, когда после воздействия ионизирующего облучения в определенной дозе следует определенный биологический ответ. К примеру, облучение при достаточно больших дозах ионизирующей радиацией, приводит к лучевой болезни, радиационным ожогам кожи, т. п. , а еще при больших дозах, наступает летальный исход. Нестохастические эффекты наблюдаются при средних и больших дозах облучения, а стохастические эффекты, относят к эффектам малых доз. Это означает, что облучение в малых дозах ионизирующей радиации лишь увеличивает вероятность заболеваний канцерогенной и не канцерогенной природы.

С физических позиций, к малым дозам принято относить такие дозы, при которых наблюдается прохождение одной ионизирующей частицы через ядро клетки. В зависимости от размеров ядра, это дозы порядка 10" - 10' Грей. О границах малых доз ионизирующей радиации, с точки зрения биологической, до сих пор нет единого мнения, и это понятие является предметом оживленных дискуссий. Результаты биологических исследований в области малых доз ионизирующей радиации достаточно противоречивы и статистически не всегда достаточно убедительны. Поэтому одной из основных проблем в радиобиологии является зависимость доза - эффект для радиационно индуцированных поражений при малых дозах.

Радиационный гормезис проявляется как повышение плодовитости, роста, деления клеток и увеличение продолжительности жизни различных биологических объектов после их облучение в малых дозах. В литературе по этому поводу существуют многочисленные утверждения экспертов и представительных комиссий, заявляющих, что есть фактическая безопасно-пороговая доза радиации. В то время как другие такие же солидные эксперты и комиссии полагают, что у вопроса о пороге безопасной дозы все же нет ответа.

Все живое на земле эволюционировало и развивалось в атмосфере радона. Когда в мировом океане появились первые живые организмы, именно радиации, постоянно действующий мутагенный фактор, послужила основой для непрерывной эволюции биологических видов. Следовательно, изначально радиация не враждебна ничему живому, более того, это необходимый компонент биосферы.

Радиационный гормезис установлен на биохимическом, клеточном и органном уровнях, в культурах клеток, на бактериях, у растений и животных. Малые дозы радиации вызывают усиление иммунной компетенции и «гиперпродукцию» адаптивных энзимов, необходимых для репарации ДНК. Малая доза представляет собой значение между фоновой дозой от окружающей среды и пороговой дозой, вызывающей определенные физиологические реакции. Применяемые на практике лечебные дозировки радона (1, 5 -3 к. Бк/л), как правило, в несколько раз ниже предельно установленных (21 к. Бк/л). Несмотря на это, наибольшей терапевтической эффективностью обладают ванны с концентрацией радона 2 — 3 к. Бк/л.

Совместные работы американских, финских, австрийских и китайских ученых показали, что частота заболевания раком легкого скорее зависит от условий жизни или других экологических факторов, нежели от высокого радиационного фона. Оказалось, что в местностях с повышенным содержанием радона обнаружены более низкие значения смертности от рака легкого. Поскольку приеме курса радоновых ванн (например, на курорте Белокуриха) интегральная поглощенная доза составляет 0, 7 -2, 0 мбэр. При таких малых дозовых нагрузках не может быть и речи о вреде радоновых вод на организм человека.

Сокращение продолжительности жизни животных, содержащихся при повышенном уровне воздействия ионизирующих излучений, наблюдалось лишь при суточных дозах, превышавших 0, 01 Гр. При меньших уровнях доз, продолжительность жизни даже существенно повышалась. Ежедневное облучение крыс на протяжении всей жизни гамма лучами в дозе 8 м. Гр привело к повышению продолжительности их жизни на 25 — 30 %. Облучение грудной клетки обезьян в дозе 1 Гр повышало устойчивость животных к дифтерийному токсину. Облучение мышей в дозах 0, 05 — 2 Гр понижало их летальность после заражения вирусом инфлуенцы свиней. После облучения грызунов в дозах до 1 Гр повышалась фагоцитарная активность нейтрофилов, активировался антителогенез.

Эти свойства малых доз излучения проявились и у человека применении радоновых ванн или приеме внутрь радоновой воды, когда отмечалась активация иммунных механизмов, и возникало общестимулирующее действие на организм, улучшение разных видов обмена, снижение артериального давления и другие благоприятные эффекты.

Важным проявлением радиационного гормезиса является феномен так называемого адаптивного ответа, заключающийся в повышении устойчивости различных биологических объектов к воздействию поражающих доз радиации в случае предварительного облучения в малой (порядка 1 с. Гр) дозе. Этот эффект проявляется при облучении клеток по выходу хромосомных аберраций, по выходу мутаций, при облучении животных по критериям, характеризующим поражение критических систем, по выживаемости животных и т. д.

Стимулирующие эффекты малых доз облучения используются в хозяйственной деятельности. Это облучение куриных яиц в периоде инкубации, приводящее к повышению вылупляемости цыплят, ускорению полового созревания кур, повышению их яйценоскости, а также предпосевное облучение семян, повышающее их всхожесть и урожайность и др.

Радо новые ва нны — метод лечения, основанный на использовании радиоактивных вод или воздуха, обогащённых радоном-222 (222 Rn, изотоп радона, возникающий при альфа-распаде радия-226 и входящий в радиоактивное семейство урана-238). Для ванн может использоваться вода природных радоновых источников или пресная вода, искусственно насыщенная радоном. Действие на организм натуральных и искусственно приготовленных радоновых ванн одинаково.

. Гормезис - это уникальная возможность использовать вредные и случайные воздействия для пользы человека. Исследования в таких областях как естественная и случайная радиация должны открыть в будущем новые подходы к терапии заболеваний человека.

Спасибо за внимание