Geum.ru

Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные науки – медицине

Вид материалаПрограмма

Содержание


У поверхности земли
Разработка физико-химической теории медико-биологического действия сверхслабых магнитных полей на основе новейших достижений ква
Подобный материал:
1   ...   53   54   55   56   57   58   59   60   ...   74

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ РАДИОАКТИВНОСТИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗМА И ОТДЕЛЬНЫХ ЕГО СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ ЗАПОЛЯРЬЯ. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ДОЗОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ВТОРИЧНОГО КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И РАДИОАКТИВНЫХ ГАЗОВ

У ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ




Н.К.Белишева1), Н.А.Мельник2), Э.В.Вашенюк3), А.Н.Виноградов4), С.А.Черноус3), Я.В.Романова2), И.В.Калашникова1), Т.Б.Новикова5), В.К.Жиров1)

1) Полярно-альпийский ботанический сад-институт КНЦ РАН, Апатиты
2) Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им И.В. Тананаева КНЦ РАН, Апатиты
3) Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты
4) Региональный сейсмический центр КНЦ РАН, Апатиты
5) Больница с поликлиникой при КНЦ РАН, Апатиты


Основными факторами облучения населения Заполярья (Мурманская область) являются природные источники радиации (73,62 %). Из них ведущий вклад в формирование мощности дозы гамма-излучения вносят естественные радиоактивные элементы (уран, торий и калий), содержащиеся в горных породах, а также бета-активность естественного происхождения в приземной атмосфере, всплески которой могут многократно превышать фоновые значения. Настоящий проект направлен на решение проблемы, связанной с оценкой степени влияния естественных источников радиоактивности на функциональное состояние организма и отдельных его систем в условиях Заполярья.

Проведен мониторинг радиационной компоненты окружающей среды, выявлено содержание природных и техногенных радионуклидов в различных экосистемах и приземной атмосфере. Установлено, что радиоэкологическое состояние исследуемых экосистем обусловлено влиянием глобальных геокосмических агентов, ассоциированных с солнечной активностью (СА) (космогенными радионуклидами), региональными особенностями (географическое положение, метеорологические факторы и др.) и локальными характеристиками, связанными с составом слагающих пород.

Разработана методика оценки концентраций космогенного радионуклида Ве-7 в различных средах, установлена зависимость эффективности генерации Ве-7 от СА и выявлена связь вариаций содержания Ве-7 с климатометеорологическими факторами.

Установлено, что фоновые вариации интенсивности нуклонной компоненты вторичного излучения космических лучей (КЛ) у поверхности Земли и вариации геомагнитного поля (ГМП) являются ведущими агентами в модуляции функционального состояние организма, которые предопределяют его чувствительность к воздействию широкого спектра токсических агентов и источников ионизирующего излучения.

Разработана методология для выявления эффектов воздействия вариаций КЛ и ГМП на основе оценки их «дозового» соотношения. Изучено влияние низких уровней радиации на морфофункциональные свойства природных объектов, накоплены статистические данные для определения вклада в дозовую нагрузку населения природных источников ионизирующего излучения.

Проведены выборочные мониторинговые исследования по определению концентрации радона в приземной атмосфере. Разрабатываются критерии оценки радиационного воздействия естественных источников радиоактивности на биологические системы с учетом вклада интенсивности нейтронов у поверхности Земли, содержания радона в приземной атмосфере и дополнительных источников ионизирующего излучения.


РАЗРАБОТКА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ СВЕРХСЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ОСНОВЕ НОВЕЙШИХ ДОСТИЖЕНИЙ КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ




М.Н.Жадин

Институт биофизики клетки РАН, Пущино


Исследование посвящено разработке теоретической базы механизмов действия сверхслабых магнитных полей (МП) на биологические жидкости, и, в частности, на растворы аминокислот, что представляет несомненный интерес не только для развития фундаментальной науки, но и для практической медицины. В основу работы положены результаты многолетнего экспериментального и теоретического изучения биологического действия слабых и сверхслабых комбинированных МП, которые рассмотрены в свете новейших достижений квантовой электродинамики конденсированных сред, детально разработанной выдающимся итальянским физиком Джулиано Препарата [Preparata, 1995]. Он показал, что из-за положительной обратной связи между колебаниями дипольных молекул воды и электромагнитным полем, создаваемым их излучением, беспорядочные тепловые колебания молекул переходят в режим когерентных, т.е. синфазных колебаний в пределах доменов когерентности (ДК). В пределах каждого такого домена происходит снижение основного квантового энергетического уровня по сравнению с основным энергетическим уровнем некогерентной составляющей воды, что обеспечивает устойчивость ДК по отношению к флуктуациям энергии. В пределах ДК свойства воды резко отличаются от свойств некогерентной воды: вязкость среды и декрементность колебаний резко снижены, текучесть жидкости существенно повышена, скорость диффузии инородных включений намного выше, чем в некогерентной воде. С использованием этих новых представлений о структуре и функциях воды и водных растворов как совокупности ДК в нашей работе теоретически обоснованы причины того, что сверхслабые МП действуют на водные растворы не любой аминокислоты, а только некоторых из известных 20 α-аминокислот. В работе показано, что такие аминокислоты не только способны формировать дипольные ионы (цвиттерионы), но и легко трансформироваться из одной формы в другую при переходе из некогерентной фазы в когерентную и наоборот под влиянием изменения физико-химических свойств среды (рН, температура, МП и т.д.). В водных растворах ионы таких аминокислот электростатически связанны с молекулами воды, что способствует формированию «смешанных» когерентных доменов. В ходе эволюции таких доменов происходит переход цвиттериона в обычную ионную форму, которая в отличие от цвиттериона чувствительна к действию слабых комбинированных МП. В результате их влияния возрастает кинетическая энергия иона, который покидает «смешанный» домен и выходит в некогерентную окружающую среду, вызывая кратковременное увеличение ионного тока, регистрируемого в эксперименте. Можно полагать [Zhadin, Giuliani, 2006], что вышеупомянутые смешанные ДК, скорее всего, являются главным местом развития сложных и быстрых биологических реакций. Подобные явления с формированием смешанных доменов спонтанно происходят в водных растворах белков, пептидов и других биологически-активных соединений, что может сопровождаться появлением у них новых уникальных свойств, включая резкое ускорение биохимических реакций в ответ на введение сверхмалых концентраций некоторых фармакологических препаратов. Использование слабых специфически подобранных комбинированных МП может сделать эти реакции управляемыми, что расширяет перспективы применения МП в терапевтических целях. Ожидается, что отличительными чертами подобной терапии будут эффективность действия таких МП при практическом отсутствии вредных неспецифических тепловых эффектов.