Принципы попадания и теория мишени в радиобиологии

При объяснении основного радиобиологического парадокса были сформулированы два положения, лежащие в основе наиболее ранних теоретических представлений в радиобиологии, известных под названием классического формализма. 

Первое из них – принцип попаданий (Ф. Дессауэр, Д. Ли) основан на дискретности поглощения энергии, квантованности взаимодействия излучений с веществом, вероятностности распределения энергии в пространстве. Второе – принцип мишени (Д. Ли, Н.В. Тимофеев-Рессовский, К. Циммер) – учитывает высокую гетерогенность клетки в физическом и функциональном отношении. 

Основные положения принципа попаданий заключаются в следующем: 

1. Ионизирующие излучения обладают очень малой объемной плотностью по сравнению с другими видами излучения, например, с тепловым, т.е. переносят энергию в дискретном виде и попадают в некий объект «концентрированными порциями». 

2. Фотоны и частицы ионизирующего излучения обладают огромной дискретной энергией, величина которой значительно превосходит энергию любой химической связи. 

3. За время первой, физической стадии воздействия ионизирующего излучения на биологические объекты происходит поглощение, перераспределение и деградация энергии. 

4. Энергия поглощенных живой системой фотонов или заряженных частиц полностью (прямо или косвенно) расходуется на возбуждение и ионизацию атомов и молекул. 

5. Вероятность переноса энергии к молекуле не зависит от ее химической структуры, она определяется суммарной электронной плотностью вещества, имеющей примерно равные значения для различных элементов клетки. В основе принципа мишени лежит понимание того, что структура и функции живой системы неравноценны, гетерогенны и различаются в ответах на одно и то же попадание. Если радиация «одинаково безразлична» к облучаемым субстратам («не выбирает» их), то повреждение отдельных элементов биологических систем имеет неодинаковую значимость для судьбы клетки. Основные положения принципа мишени: 

6. Высокая энергия, дискретно поглощаемая в клетке, и отсутствие избирательного действия позволяет ионизирующим излучениям вызывать изменения любой молекулы или биологической системы. В биологических объектах не существует молекул или систем, испытывающих преимущественное поглощение энергии радиации. 

7. Неоднородные элементы клетки, поглотившие одну и ту же энергию излучения, по истечении времени (различного для каждого элемента живой системы) претерпевают изменения, приводящие к различным по степени и биологической значимости повреждениям. 

1. Галицкий, Э.А. Радиобиология: курс лекций. / Э.А. Галицкий. – Гродно: ГрГУ, 2001. – 204 с.

2. Тимофеев-Ресовский, Н.В. Теория мишени радиобиологического действия / Н.В. Тимофеев-Ресовский Н.В., К.Г. Циммер // Биосфера. – 2010. –С. 432-450.

3. Храмченкова, О.М. Основы радиобиологии: Учебное пособие для студентов биологических специальностей высших учебных заведений / О.М. Храмченкова. – Гомель: УО «ГГУ им. Ф. Скорины», 2003. – 238 с.