Ю.А. Александров
Основы радиационной экологии
Учебное пособие. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2007. – 268 с.
Терминологический словарь
D0 – (произносится Д-ноль)
и D37 –
(произносится Д-37) – дозы излучения,
вызывающие снижение выживаемости клеток, определяемой по их клоногенной
способности, в 1/е раз, до 37% от исходной, на линейном участке кривых доза-эффект,
построенных в полулогарифмических координатах.
G1-период – период
клеточного цикла между образованием клетки и началом репликации ДНК.
G2-период – период
клеточного цикла между окончанием синтеза ДНК и вступлением клетки в деление.
S-период –
период клеточного цикла, в течение которого происходит синтез ДНК; в каждый
момент времени реплицируется только один из участков клеточной ДНК.
Аберрации
(хроматидные и хромосомные) – изменение расположения генетического материала,
его частичная утеря или приобретение нового, а также увеличение числа его
копий.
Активность (нуклеотида) – скорость, с которой
происходит распад нуклеотида; в Международной системе единицей активности
является беккерель (Бк); при активности в 1 Бк в данном количестве радионуклида
происходит 1 распад в секунду; внесистемная единица активности – кюри
(Ки).
Альфа (α)-частицы – частицы, состоящие из двух
протонов и двух нейтронов, вылетающие из ядра при его радиоактивном распаде;
обладают энергией до 8,8 МэВ, высокой ЛПЭ и пробегом в воде в несколько
десятков мкм;
α-частицами называют и ядра гелия, также состоящие из двух протонов и двух
нейтронов, которым на ускорителе тяжелых частиц может быть придана энергия в
сотни МэВ.
Анафаза – фаза митоза, во время которой хроматиды «материнской»
хромосомы отделяются друг от друга, превращаются в хромосомы дочерних клеток и
направляются к полюсам деления – местам формирования ядер дочерних
клеток.
Аноксия – полное отсутствие кислорода в клетке или
ткани.
Апоптоз, программируемая клеточная гибель – гибель
клетки в результате запуска специальной программы последовательной активации
ряда ферментов, последние из которых разрезают ДНК на участки длиной в ~185 пар
оснований; одним из сигналов к запуску апоптоза является обнаружение повреждений
ДНК во время прохождения клеткой сверочных точек генерационного цикла; эти
повреждения ДНК, однако, не столь велики, чтобы вызвать некроз.
Беккерель – единица радиоактивности в СИ,
соответствующая 1 распаду в секунду – эпоним в честь профессора физики
Парижского музея естественной истории Анри Беккереля, открывшего явление
естественной радиоактивности солей урана.
Бета (β)-частицы – электроны, вылетающие из ядер
при радиоактивном распаде.
Бэр – биологический эквивалент рентгена (рада) – доза
излучения, по биологической эффективности равная действию рентгеновского или
гамма-излучения в расчете на 1 Р экспозиционной дозы.
Взвешивающий коэффициент (Wt), характеризует отношение стохастического риска для
ткани t к общему стохастическому риску при равномерном
облучении всего тела.
Восстановление
– восстановление исходной структуры или жизнеспособности клетки, ткани, органа,
системы, организма после облучения.
Гамма (γ)-излучение – волновое (фотонное) излучение высокой энергии,
возникающее при радиоактивном распаде или аннигиляции электрона и позитрона.
Генотип –
совокупность всех наследственных факторов, входящих в геном.
Гипоксия –
состояние пониженного (по сравнению с тем, что считается нормой) содержания
кислорода в окружающей объект среде, без указания на степень такого понижения.
Гомеостаз –
поддержание устойчивого равновесия в системе клеточного обновления или
в организме.
Грей – единица поглощенной дозы в Международной системе
единиц
(в СИ, системе интернациональной ), равная 1 Дж/кг массы; в литературе
встречается написание грэй (Гр). Единица поглощенной дозы грэй – эпоним в
честь лауреата премии имени Рентгена Луи Гарольда Грэя.
Дейтрон – ядро
атома дейтерия, состоящее из протона и двух нейтронов.
Доза поглощенная – количество излучения, поглощенное облученным объектом, в расчете на
единицу массы. Единицей поглощенной дозы в Международной системе является
грей (Гр), который соответствует поглощению 1 Дж/кг.
Доза удваивающая
– доза излучения, при которой в потомстве облучаемого объекта вдвое возрастает
частота мутирования определенного локуса по сравнению с фоновым значением.
Доза эквивалентная – доза излучения, поглощенная в органе или ткани и умноженная на
взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, характеризующий его эффективность
в индуцировании биологического эффекта; единицей эквивалентной дозы является
зиверт (Зв).
Доза экспозиционная – доза излучения, измеренная в воздухе, единицей экспозиционной дозы
является в системе СИ кулон на килограмм ( Кл/кг), в технической системе – рентген
(Р), эпоним в честь немецкого исследователя Вильгельма Конрада Рентгена.
Доза эффективная
– сумма произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие
взвешивающие коэффициенты для этих тканей, учитывающие разную чувствительность
тканей в отношении канцерогенного эффекта радиации; единицей эффективной дозы
является зиверт (Зв).
Зиверт (Зв) – единица эквивалентной дозы. Единица названа в честь
шведского исследователя в области дозиметрии и радиационной безопасности
Рольфа Максимилиана Зиверта (эпоним).
Интерфаза – промежуток времени между двумя последовательными
делениями клетки.
Ионизирующее излучение – излучение,
энергия которого достаточна для разрыва межатомных связей путем удаления
электрона с орбиты (ионизации).
Канцерогенное действие – способность
агента индуцировать образование злокачественных новообразований (от лат. Cancer
– рак, краб).
Катаракта радиационная – помутнение роговицы, наступившее вследствие
воздействия на нее ионизирующего излучения.
Кислородный эффект – увеличение степени радиационного
поражения объекта по мере возрастания его концентрации в окружающей клетки
среде от нулевых значений pO2 (аноксии)
до 20 мм. рт. ст.
Кишечный синдром
– гибель от поражения клеток эпителия тонкого
кишечника, у мышей наступающая на 4-6-й день после облучения.
Клеточный (генерационный) цикл – время, а также
последовательность событий от деления клетки до деления одной из двух ее
дочерних клеток (для простоты об этом говорится как о промежутке времени между
двумя последовательными делениями клетки).
Клонообразование
– способность клетки образовывать колонии.
Коллективная эффективная доза (см. эффективная доза) – доза, полученная
группой людей от какого-либо источника радиации.
Костномозговой синдром – гибель от
поражения стволовых клеток костного мозга, у мышей наступающая в период с 6-го
(в основном с 12-го) по 30-й день после облучения.
Костный мозг –
ткань, в которой происходит образование
всех форменных элементов крови; расположена в эпифизах трубчатых костей и в
плоских костях таза, черепа и ребер.
Критические органы (системы) – жизненно важные органы или системы, выходящие из строя
первыми в исследуемом диапазоне доз излучения, что обуславливает гибель
организма в определенные сроки после облучения; примеры: система кроветворения,
тонкий кишечник, ЦНС.
Критический орган – наиболее радиочувствительный из
нескольких органов, оказавшихся в зоне воздействия ионизирующей радиации.
Кюри – внесистемная единица радиоактивности, равная 3,7´1010 Бк/с (распадов в секунду). Эта единица названа в честь
исследователей, лауреатов Нобелевской премии по физике Марии Склодовской-Кюри
и Пьера Кюри, открывших и выделивших радиоактивные элементы полоний и радий (1898 г.).
ЛД50 –
летальная доза 50 – доза излучения, вызывающая гибель 50%
особей.
ЛД50/30 – доза излучения, вызывающая гибель
50% объектов в течение 30 дней после воздействия
(соответствующих завершению гибели мышей
от поражения кишечника и костного мозга).
Линейные потери (передачи) энергии (ЛПЭ) – потери энергии
на мкм
пути, выраженные в эВ.
Лучевая болезнь –
клинический синдром, развивающийся
вследствие
общего облучения.
Лучевая болезнь (острая) – наступившая
вследствие однократного облучения.
Лучевая болезнь (хроническая) – наступившая
вследствие длительного непрерывного или фракционированного воздействия.
МАГАТЭ – Международное агентство по атомной энергии, отвечает за
ее безопасное использование; штаб-квартира расположена в Вене.
Мейоз – процесс «редукционного», без удвоения хромосом, деления
зародышевых клеток, в результате которого дочерняя клетка приобретает половину
хромосомного набора родительской клетки.
Метафаза – центральная фаза митоза, при которой хромосомы
собираются в центре клетки, образуя метафазную пластинку; в метафазе каждая
хромосома состоит из двух хроматид.
Митоз – деление клетки.
Митотическая активность – характеристика
пролиферативной активности ткани или органа, определяемая процентом клеток,
находящихся на стадии
митоза в единицу времени.
Мишени теория (принцип) – высказанное в
30-е годы ХХ в. представление о неравнозначности поражения различных частей
клетки для ее судьбы; догадка о существовании в клетке радиочувствительных
структур, поражение которых и приводит к ее гибели; в настоящее время такой
структурой является ДНК.
Мощность (поглощенной) дозы (интенсивность облучения) – количество
энергии излучения, поглощаемой массой вещества в единицу времени (1 с, 1 мин,
1 ч, 1 сут.).
Мутации –
изменения ДНК; соматические мутации могут передаваться в клеточных поколениях в
тканях самого облученного объекта, генетические – наследуются в потомстве
облученных родителей.
Нейтрон – нейтральная, не обладающая зарядом ядерная частица с
массой, почти равной массе протона; источником нейтронов служат ядерные
реакторы, где они возникают при делении ядер урана, или ускорители, в которых
нейтроны возникают при взаимодействии ускоренных частиц (например, дейтронов с ядрами
атомов мишени, сделанной, например, из бериллия).
Некроз – форма клеточной гибели, реализуемая в случае накопления
в ДНК несовместимого с жизнью количества повреждений, а также вследствие
повреждения мембран.
Облучение – воздействие ионизирующей радиации на биологические
объекты.
Облучение внешнее – от наружных источников излучения.
Облучение внутреннее – от инкорпорированных в организм
радионуклидов.
Облучение локальное (местное) –
облучение отдельных участков (сегментов) тела.
Облучение многократное (фракционированное) – облучение несколькими отдельными
фракциями через различные промежутки времени.
Облучение неравномерное – следствие
ослабления излучения по глубине тела или в результате экранирования его
отдельных сегментов.
Облучение общее (тотальное) – облучение всего тела.
Облучение острое – облучение, длительность которого
не превышает
нескольких часов, чаще всего составляя минуты.
Облучение пролонгированное (протрагированное) – облучение,
продолжающееся в течение многих дней, месяцев и лет.
Облучение хроническое – длительное
при низкой мощности дозы.
Облучения отдаленные последствия – развивающиеся
через несколько месяцев или лет после облучения – нестохастические эффекты –
эпиляция, катаракта, стерильность, сокращение продолжительности жизни; стохастические
эффекты – злокачественные новообразования, генетические (наследуемые в потомстве)
болезни.
ОБЭ – относительная биологическая эффективность (ионизирующих
излучений).
Онкоген – генетическая программа, способствующая возникновению
опухолей, либо присутствует в геноме в репрессированном состоянии под контролем
регуляторных генов, либо образуется из разобщенных фрагментов ДНК, каждый из
которых в отдельности не может вызвать опухолевую трансформацию.
Относительная биологическая эффективность (ОБЭ) – отношение
равноэффективных по биологическому действию доз рассматриваемого излучения и
гамма или рентгеновского излучений, которые считаются стандартными.
Пи-минус мезоны ( πˉ) (отрицательные π-мезоны)
– отрицательно заряженные элементарные частицы массой, в 273 раза превышающей
массу электрона; π-мезоны создают в месте их захвата большое локальное
энерговыделение («микровзрыв»).
Поражения потенциально летальные – способные к восстановлению при изменении
условий в первые часы после облучения.
Позитрон – элементарная частица, в ядерной физике относимая к
лептонам, которая имеет положительный заряд и массу, равную массе
электрона, т.е. 1/1837 от массы
протона (или нейтрона).
Поражения сублетальные – поражения клеток, которые могут быть репарированы,
выявляемые по увеличению выживаемости клеток при разделении дозы однократного
облучения на две фракции с интервалом между ними до нескольких часов.
Пороговая доза –
доза, ниже которой не отмечены проявления
данного эффекта облучения.
Принцип попаданий и мишени – формальное объяснение первичных механизмов
биологического действия ионизирующих излучений, в том числе явления,
называемого радиобиологическим парадоксом: принцип попаданий
характеризует особенности действующего агента – дискретность поглощения
энергии, а принцип мишени учитывает особенность облучаемого объекта – клетки –
высокую гетерогенность и значимость ее структур в морфологическом и
функциональном отношениях, а следовательно, различие в ответе на одно и то же
попадание.
Протон – положительно заряженная ядерная частица с массой,
практически равной массе нейтрона.
Рад (rad – radiation absorbed dose) – старая (внесистемная) единица
поглощенной дозы, соответствующая поглощению энергии 10-2 Дж/кг; в Международной системе единиц
используется грей (Гр); 1 Гр = 100 рад.
Радиационная безопасность – система мероприятий,
направленных на минимизацию последствий облучения, регламентацию радиационного
воздействия в виде международных рекомендаций и национальных санитарных правил
и норм радиационной безопасности для разных категорий людей и профессионалов –
работников атомной промышленности и населения.
Радиационная стерилизация – применение
ионизирующих излучений (1) для половой стерилизации растительных и животных
объектов; (2) для стерилизации различных материалов медицинского назначения,
пищи и обеззараживания отходов.
Радиационная терапия (радиотерапия, лучевая терапия) – лечение различных (в основном онкологических)
заболеваний разными видами ионизирующих излучений.
Радиационное нормирование – регламентация
уровней облучения отдельных категорий людей (профессионалов и населения),
предусмотренная международными рекомендациями и национальными законодательными
органами и документами.
Радиационное старение – отдаленное
последствие облучения, проявляющееся в склерозировании сосудов, поседении,
ослаблении эластических свойств кожи и сокращении продолжительности жизни.
Радиационные синдромы – симптомокомплексы
(костномозговой, кишечный, церебральный), развивающиеся вследствие поражения
соответствующих критических органов после облучения в определенном
диапазоне доз –
1-10 Гр, > 100 Гр, соответственно.
Радиационный фон – естественный – за счет
радионуклидов земного и космического происхождения; технологически измененный
и техногенный – за счет антропогенной деятельности человека.
Радиация (ионизирующая) – электромагнитное или корпускулярное излучение,
способное при взаимодействии с веществом прямо или опосредованно вызывать в нем
образование ионов; примеры: рентгеновское излучение, фотоны, заряженные атомные
частицы, нейтроны.
Радикалы свободные – короткоживущие продукты радиолиза
воды и органических молекул, содержащие неспаренные электроны, а потому высоко
реактивные и легко реагирующие с растворенным субстратом, что приводит к его
повреждению.
Радиоактивность –
способность всех нестабильных элементов к
распаду с выделением энергии в форме фотонов (γ-излучение) или частиц
(электроны,
α-частицы и др.); единицей радиоактивности служит беккерель (Бк) – одно
ядерное превращение в 1 с.
Радиоактивные изотопы (радионуклиды) – одна из форм существования элементов,
различающихся по атомному весу и содержащих нестабильное ядро, испускающее
ионизирующее излучение.
Радиобиологический парадокс – несоответствие
между ничтожным количеством поглощенной энергии и крайней степенью реакции
биологического объекта, вплоть до летального эффекта.
Радиомодификация – искусственное изменение радиочувствительности
с помощью радиомодифицирующих агентов.
Радиомодифицирующе агенты – химические и
фармакологические средства ослабления (радиопротекторы) или усиления (радиосенсибилизаторы)
биологического действия ионизирующих излучений.
Радиорезистентность (радиоустойчивость) – низкая чувствительность к поражающему
действию ионизирующих излучений.
Радиотоксины – различные неидентифицированные
гуморальные токсические агенты, образующиеся в тканях под действием облучения,
в частности, клеточный детрит и другие продукты распада тканей, возможно,
определяющие дистанционное действие радиации, так называемый абскопальный
эффект.
Радиочувствительность – относительная восприимчивость клеток, тканей, органов
или организмов к воздействию ионизирующего излучения, мерой которой служит доза
излучения, вызывающая определенный уровень гибели облучаемых объектов: для
инактивации клеток – показатель D37 или D0 на кривой выживаемости, для организмов – доза,
вызывающая гибель 50% особей за определенный срок наблюдения.
Радиочувствительность видовая – радиочувствительность
отдельных биологических видов.
Радиочувствительность индивидуальная – варьирование
степени радиочувствительности внутри одного вида.
Радон (222Rn) – тяжелый
радиоактивный инертный газ (период полураспада 3,8 дня); возникает вследствие
последовательного деления урана; выделяется из почвы, особенно из скальных
пород, а также из строительных материалов, изготовленных из таких пород;
опасность представляют радиоактивные продукты распада радона, не являющиеся
газами и потому захватываемые пылевыми частицами, оседающими в верхних
дыхательных путях.
Регенерация – восстановление численности популяции клеток после
утраты некоторых из них.
Репарация ДНК –
биохимические процессы, ведущие к
восстановлению исходного состояния молекулы ДНК после разрыва в ней межатомных
связей, вызванных воздействием ионизирующего излучения.
Риск (канцерогенный, генетический) – вероятность
появления тех или иных стохастических и нестохастических последствий.
pO2 – парциальное напряжение
кислорода в окружающей клетку среде, выраженное в мм рт. ст.
Синдром – очерченный симптомокомплекс (группа симптомов),
характерный для того или иного определенного заболевания.
Смерть под лучом – гибель организма во время или в
первые минуты после облучения в дозах более 1000
Гр, обусловленная массированным поражением мембран и структурных белков клеток
ЦНС («молекулярная гибель»).
Стволовые (клоногенные) клетки – недифференцированные
предшественники специфических клеточных линий, составляющие самоподдерживающий
фонд, который обеспечивает постоянную скорость клеточного обновления.
Стохастические эффекты – вероятность
развития злокачественных новообразований в отдаленные (годы, десятки лет) сроки
после облучения животного или человека и /или наследственных заболеваний в
потомстве.
Тератогенные эффекты – пороки развития и уродства,
развившиеся вследствие облучения эмбриона или плода in utero
(в матке).
Тяжелые ядерные частицы – протоны, нейтроны, пи-минус
мезоны (π-), ядра тяжелого водорода (дейтерий), α-частицы
(ядра гелия) и тяжелые ионы (ядра других элементов).
Хроматида – часть хромосомы; две хроматиды, объединенные
центромерой, образуют одну хромосому.
Хромосомы – внутриклеточные структуры, хорошо видимые в световом
микроскопе, в которых в суперспирализованной форме находится ДНК во время
деления клетки.
Хромосомные аберрации (перестройки) – возникающие под
влиянием облучения структурные повреждения ДНК, при которых разорванные концы
хромосом соединяются неправильно, а отдельные их фрагменты могут при делении
клетки утрачиваться.
Эквивалентная доза – поглощенная доза, умноженная на взвешивающий коэффициент, отражающий
поражающую способность данного вида излучения; используется в области радиационной
безопасности.
Экранирование (от облучения) – физический
способ ослабления действия излучений с помощью абсорбирующих энергию
материалов, помещаемых между источником излучения и объектом воздействия.
Электрон – элементарная частица в ядерной физике относимая к
лептонам, которая имеет отрицательный заряд и массу, равную 1/1837 от массы протона (или нейтрона).
Электронно-позитронная пара – взаимодействие
ионизирующего излучения с веществом, при котором γ-квант большой энергии в
поле атомного ядра превращается в пару заряженных частиц – электрон и позитрон.
Эффект детерминированный – эффект, у
которого с увеличением дозы облучения возрастает как частота появления, так и
тяжесть; обычно возникает после превышения некоего дозового порога; часто
рассматривается как ранний эффект облучения, однако как частота, так и тяжесть
детерминированного эффекта могут возрастать спустя многие годы после
воздействия.
Эффект стохастический – эффект, у
которого с увеличением дозы облучения возрастает только частота появления, но
не тяжесть; к стохастическим эффектам облучения относят индукцию
злокачественных новообразований и генетические изменения в потомстве облученной
особи.
Эффективная доза – эквивалентная доза излучения, умноженная на взвешивающий коэффициент,
учитывающий роль пораженияоблучаемой ткани в развитии стохастических эффектов
облучения; используется в области радиационной безопасности.
Ядра отдачи – сильноионизирующие
протоны, образующиеся в результате упругого рассеивания в веществе быстрых нейтронов.
|