0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Эндебера О.П.   Радиобиологические исследования в Калужском государственном педагогическом университете: история и перспективы   / /   ИЗВЕСТИЯ КАЛУЖСКОГО ОБЩЕСТВА ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДЫ. Книга восьмая. (Сборник научных трудов)   Под ред. С.К. Алексеева и В.Е. Кузьмичева   Калуга:   КГПУ им. К.Э. Циолковского   -   2008 C. 41-50.


Радиобиологические исследования в Калужском государственном педагогическом университете: история и перспективы


О.П. Эндебера

Калужский государственный педагогический университет

им. К.Э. Циолковского, кафедра общей биологии


Резюме: В статье приведена краткая история радиобиологических исследований в Калужском государственном педагогическом университете им. К.Э. Циолковского.


В Калуге прошли годы юности основоположника гелиобиологии Александра Леонидовича Чижевского. В Калужской области в городе Обнинске расположены два крупнейших в России радиобиологических научных центра: Медицинский радиобиологический научный центр РАМН и Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии РАСХН. Поэтому видимо не случайно то, что именно в Калужском государственном педагогическом университете им. К.Э. Циолковского в течение многих лет также активно проводятся генетические и радиобиологические исследования.

Радиобиология как наука родилась в 1896 году после открытия Рентгеном невидимых глазу X-лучей (названных в России в честь их первооткрывателя рентгеновскими лучами), генетика – в 1900. С тех пор обе науки ушли далеко вперёд. Сейчас радиобиология изучает воздействие различных видов излучений на живые объекты, возможности применения этих излучений в практических целях и способы защиты от них. Появилась новая отрасль генетики – радиационная генетика. Примерно с 60-х годов прошлого века активно развивается новая отрасль радиобиологии   радиобиология неионизирующих излучений. К этим излучениям относятся видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны и другие виды излучений, не вызывающие в живом объекте образования ионов.

С сентября 1989 года в Калужском университете работает Лаборатория радиобиологии неионизирующих излучений. В июне 1995 года она получила официальный статус исследовательской лаборатории. Также на кафедре общей биологии создана и работает Лаборатория генетики.

Основателем обеих лабораторий является заведующая кафедрой общей биологии, доктор биологических наук (1985 г.), профессор (1989 г.), действительный член РАЕН (1999 г.) Галина Васильевна Чернова. Галина Васильевна в 1968 году окончила Башкирский Государственный университет. В 1974 году в Институте биофизики МЗ СССР (г. Москва) защитила кандидатскую диссертацию по биохимии и радиобиологии. В 1985 году во Всесоюзном научно-исследовательском институте разведения и генетики животных (г. Ленинград) защитила докторскую диссертацию по генетике. В 1989 году ей было присвоено учёное звание профессора. В 1999 году избрана действительным членом РАЕН по отделению «Общая биология».

Галина Васильевна работала научным сотрудником клинического отдела Института биофизики МЗ СССР, старшим преподавателем, доцентом, профессором Тюменского государственного университета. С июня 1987 года по настоящее время она возглавляет кафедру общей биологии Калужского государственного педагогического университета им. К.Э. Циолковского.

В 1996 году Галина Васильевна была награждена знаком «Отличник народного просвещения», а в 2005 году   знаком «Почётный работник высшего профессионального образования РФ».

С 1989 года профессор Г.В. Чернова руководит аспирантурой по генетике, а с 2008 года и по радиобиологии. В числе её учеников около двух десятков кандидатов наук. Первым аспирантом Галины Васильевны, успешно защитившим кандидатскую диссертацию (по специальности «Радиобиология), является один из авторов данной статьи.

В целом Галина Васильевна Чернова является не только официальным руководителем лабораторий, но и фактическим основоположником двух научных школ в Калужском университете: радиобиологической и генетической. Она автор около 250 научных работ.

Основной целью исследований, проводимых в лабораториях радиобиологии неионизирующих излучений и генетики, является выявление общих закономерностей формирования ответных реакций живых объектов на воздействие неионизирующих электромагнитных излучений (ЭМИ) различных областей спектра, в том числе на генетическом уровне. На основе полученных результатов разрабатываются модели механизмов биологических эффектов ЭМИ, а также предлагаются некоторые практические рекомендации.

Радиобиологические и генетические исследования на кафедре общей биологии проводятся по следующим основным направлениям:

а. повышение продуктивности и качества сельскохозяйственной продукции с помощью электромагнитных излучений (ЭМИ);

б. экология и рациональное природопользование: электромагнитная совместимость, электромагнитная безопасность, электромагнитная экология, биологическое тестирование антропогенного загрязнения окружающей среды;

в. исследование биохимических эффектов неионизирующих ЭМИ (в том числе влияние ЭМИ на активность синтеза нуклеиновых кислот);

г. исследование влияния ЭМИ на продолжительность жизни и процессы старения;

д. изучение мутагенного и тератогенного (формирование уродств) эффектов неионизирующих ЭМИ.

Исследования, проводимые сотрудниками лабораторий, были трижды поддержаны грантами РФФИ. В 1999 году (тема проекта «Изучение влияния низкоэнергетического лазерного излучения на характеристики индивидуального развития») проведено исследование биологической эффективности инфракрасного низкоэнергетического лазерного излучения (ИК НЛИ) по отношению к некоторым характеристикам индивидуального развития живых организмов. Выявлена зависимость ответной реакции на НЛИ от пола и генотипа облученных особей. Определены основные показатели отражения, поглощения и пропускания биообъектом ИК НЛИ. При изучении рекомбинационного эффекта выявлены его стадиоспецифичность и региональная специфичность. Предложена теоретическая модель механизма биологического действия НЛИ. Исследования были проведены Н.В. Ергольской, В.Е. Кузьмичёвым, О.П. Эндеберой [Чернова Г.В. и др., 2000].

В 2000 году (тема проекта «Биоэффективность низкоэнергетического лазерного излучения: отдалённые последствия») в ходе исследований биоэффективности низкоэнергетического импульсного лазерного излучения (=890 нм) была выявлена зависимость средней продолжительности жизни облученных особей от их пола. Установлено влияние НЛИ на рекомбинационный процесс в соматических клетках. Исследования проведены Н.В. Ворсобиной, Н.В. Ергольской и Е.Е. Балакиной [Чернова и др., 2001].

В 2002-2003 годах (тема проекта «Модификация некоторых показателей живых организмов неионизирующими электромагнитными излучениями») было исследовано модифицирующее действие электромагнитных излучений (ЭМИ) красного (=630 нм), ближнего инфракрасного (=890 нм) и миллиметрового (КВЧ) диапазонов на нескольких биологических объектах (плодовой мушке дрозофиле, пшенице и ячмене). На плодовой мушке нескольких генотипов выявлена закономерная смена биологических эффектов, проявляющихся на уровне показателей плодовитости, в зависимости от времени облучения. При комплексном применении компонент фотодинамической терапии (ФДТ) на уровне характеристик плодовитости, массы и выживаемости установлено их ярко выраженное ингибирующее действие, значительно превосходящее аналогичное действие, наблюдаемое при индивидуальном использовании компонент ФДТ. Получено улучшение ряда хозяйственно ценных характеристик пшеницы и ячменя в случае предпосевной обработки семян КВЧ ЭМИ. Исследования проведены Т.Е. Алёшиной, О.П. Эндеберой и А.М. Колтаковым [Чернова Г.В. и др., 2004].

В целом, начиная с 1989 года, сотрудниками лаборатории получены следующие результаты:

а. выявлены особенности изменений плодовитости, выживаемости, массы, размеров отдельных органов под действием инфракрасного лазерного излучения и других типов ЭМИ;

б. исследованы дозовая зависимость, региональная специфичность и стадиоспецифичность действия НЛИ на комбинативную изменчивость;

в. определены изменения средней и максимальной продолжительностей жизни и некоторых других геронтологических характеристик под действием НЛИ;

г. исследовано влияние излучения инфракрасных полупроводниковых лазеров на активность ферментов и скорость синтеза РНК, выявлены оптимумы стимуляции их синтеза.

д. исследован модифицирующий эффект НЛИ на фоне действия соединений тяжелых металлов, определены типы этого эффекта;

е. рассчитаны основные биофотометрические показатели исследуемых биообъектов;

ж. проведены исследования биоэффективности электромагнитных волн крайне высокой частоты (КВЧ-излучение);

з. проведены исследования комбинированного действия красного света и фотосенсибилизаторов (веществ, повышающих чувствительность некоторых клеток к излучениям).

На базе кафедры общей биологии проведены три международные научные конференции:

1. Электромагнитные излучения в биологии; 3-5 октября 2000 г. (БИО-ЭМИ-2000);

2. Неионизирующие электромагнитные излучения в биологии и медицине; 11-13 ноября 2002 г. (БИО-ЭМИ-2002);

3. Электромагнитные излучения в биологии; 5-7 октября 2005 г. (БИО-ЭМИ-2005; см. рис.1-3). Председателем оргкомитета всех трёх конференций являлась Г.В. Чернова.














Рис.1. 3-я Международная конференция БИО-ЭМИ-2005. На трибуне проф. А.Х. Тамбиев (МГУ им. М.В. Ломоносова)


В общей сложности в них приняли участие учёные более чем из 60 российских и зарубежных научно-исследовательских и высших учебных заведений, таких как Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (Россия), Киевский национальный университет им. Т.Г. Шевченко (Украина), Институт биофизи-











Рис.2. БИО-ЭМИ-2005. С докладом выступает д-р Г.Н. Суркенова (Институт биофизики клетки РАН, Пущино)


Рис.3. 3-я Международная конференция БИО-ЭМИ-2005. Слева направо: д-р В.А Гусев (Новосибирск, Ин-т математики им. С.Л. Соболева СО РАН), проф. Г.В. Чернова (Калуга, КГПУ им. К.Э. Циолковского), проф. Ю.П. Горго (Киев, Киевский нац. ун.-т им. Т.Г. Шевченко), д-р Е.В. Мудрецкая (Киев), д-р А.Б. Бурлаков (Москва, биологический факультет МГУ)

ки клетки РАН (Пущино, Россия), Белорусский государственный университет (Минск, Беларусь), Воронежский государственный университет (Россия), Медицинский радиологический научный центр РАМН (Обнинск, Россия), Научно-исследовательский институт плодовых и овощных культур (Бонн, Германия), Институт математики им. С.Л. Соболева СО РАН (Новосибирск, Россия), Белорусский государственный медицинский университет (Минск, Беларусь), Иркутский государственный университет (Россия) и др.

Г.В. Чернова представляет КГПУ им. К.Э. Циолковского в Российском национальном комитете по защите от неионизирующих излучений.

Исследования на кафедре общей биологии на базе лаборатории радиобиологии неионизирующих излучений проводятся при тесном сотрудничестве с кафедрами эмбриологии и ихтиологии Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Медицинским радиологическим научным центром РАМН (г. Обнинск), Институтом биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН (Москва), Варшавским институтом физики, Пущинским государственным университетом и другими научно-исследовательскими и высшими учебными заведениями России.

В 2005 году группе сотрудников кафедры общей биологии (Г.В. Черновой, Н.В. Ергольской, В.Е. Кузьмичёву, О.П. Эндебере) была присуждена областная премия им. Н.В. Тимофеева-Ресовского «За исследование биологических эффектов неионизирующих излучений» (рис.4).


Рис.4. Сотрудники лаборатории – лауреаты областной премии имени Н.В. Тимофеева-Ресовского в 2005 г. Слева направо: сидят   проф. Г.В. Чернова, доц. Н.В. Ергольская; стоят   доц. В.Е. Кузьмичёв, доц. О.П. Эндебера.

Н.В. Ергольская дважды становилась стипендиатом областной стипендии им. Е.Р. Воронцовой-Дашковой (будучи студенткой и аспиранткой). Аспиранту П.В. Сидорову в 2004 году также была присуждена стипендия им. Н.В. Тимофеева-Ресовского.

В настоящей статье мы кратко приведём результаты, полученные лишь некоторыми аспирантами, защитившими кандидатские диссертации под руководством профессора Г.В. Черновой по специальности «Радиобиология». О.П. Эндебера (тема «Оценка биологической эффективности инфракрасного низкоинтенсивного импульсного лазерного излучения на уровне характеристик приспособленности у Drosophila melanogaster», 1996) исследовал зависимость характеристик индивидуальной приспособленности Drosophila melanogaster от генотипа объекта и параметров ИК лазерного излучения, а также выявил модификацию показателей размножения объекта с помощью ИК НЛИ на фоне загрязнения среды соединениями свинца и ванадия [Эндебера О.П., 1996]. В.Е. Кузьмичёв (тема «Изучение действия инфракрасного низкоинтенсивного лазерного излучения на различные стадии онтогенеза Apis mellifera и Drosophila melanogaster», 1997) при воздействии ИК НЛИ на объект на разных стадиях развития обнаружил возрастную и дозовую зависимость активности каталазы ректальных желез медоносной пчелы (Apis mellifera). Он также первым в лаборатории исследовал влияние ИК лазеров на активность синтеза РНК у дрозофилы [Кузьмичёв В.Е., 1997]. Н.В. Ергольская (Желнина) (тема «Особенности рекомбинационного действия низкоинтенсивного импульсного лазерного излучения (=890 нм) у Drosophila melanogaster», 1999) показала существенное влияние низкоэнергетического лазерного излучения на частоту рекомбинации в мейозе у Drosophila melanogaster, в том числе отметила рекомбиногенные и антирекомбиногенные эффекты ИК НЛИ [Желнина Н.В., 1999]. Т.Е. Алёшина (тема «Индуцированные низкоинтенсивным лазерным излучением (λ=890 нм.) морфофизиологические и биохимические изменения в процессе развития организма», 2001) обнаружила пики (максимумы) стимуляции активности синтеза некоторых ферментов и РНК под действием ИК НЛИ [Алёшина Т.Е., 2001]. В лаборатории выполнены также и многие другие исследования биологических эффектов неионизирующих ЭМИ (диссертационные работы Н.В. Ворсобиной, Т.А. Арсланова, А. М. Колтакова, Е.Е. Балакиной, Е.С. Горбачёвой и др.)

В планах на перспективу предполагается расширить круг объектов исследований и спектр используемых электромагнитных излучений, разработать методики практического применения исследуемых ЭМИ, заняться более тщательным исследованием роли эндогенных излучений в регуляции процессов метаболизма, расширять международное сотрудничество с возможным проведением на базе университета биофизических и радиобиологических школ.



Литература

Чернова Г.В., Эндебера О.П., Кузьмичев В.Е., Желнина Н.В., Ворсобина Н.В. Изучение влияния низкоэнергетического лазерного излучения на характеристики индивидуального развития//Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. – Калуга: Изд. дом «Эйдос», 2000. – С.307-325.

Чернова Г.В., Желнина Н.В., Балакина Е.Е., Ворсобина Н.В., Эндебера О.П. Биоэффективность низкоэнергетического лазерного излучения: отдаленные последствия//Труды регион. конкурса научн. проектов в обл. естеств. наук. – Вып.2. – Калуга: Изд. дом «Эйдос», 2001. –С.433-450.

Чернова Г.В., Эндебера О.П., Каплан М.А., Беденко В.П., Полонская Г.Н., Колтаков А.М. Модификация некоторых показателей живых организмов неионизирующими электромагнитными излучениями//Труды регионального конкурса научных проектов в области естеств. наук. – Вып.6. – Калуга: Изд. Дом «Эйдос», 2004. – C.304-316.

Эндебера О.П. Оценка биологической эффективности инфракрасного низкоинтенсивного импульсного лазерного излучения на уровне характеристик приспособленности у Drosophila melanogaster. – Автореф. … канд. биол. наук: 03.00.01 – Обнинск, 1996. – 20 с.

Кузьмичёв В.Е. Изучение действия инфракрасного низкоинтенсивного лазерного излучения на различные стадии онтогенеза Apis mellifera и Drosophila melanogaster. – Автореф. дисс. …канд.биол.наук: 03.00.01 – Обнинск, 1997. – 21 с.

Желнина Н.В. Особенности рекомбинационного действия низкоинтенсивного импульсного лазерного излучения (=890 нм) у Drosophila melanogaster   Автореф. дисс. …канд.биол.наук: 03.00.01 – Обнинск, 1999. – 22 с.

Алёшина Т.Е. Индуцированные низкоинтенсивным лазерным излучением (λ=890 нм.) морфофизиологические и биохимические изменения в процессе развития организма. – Автореф. дисс. …канд.биол.наук: 03.00.01 – Обнинск , 2001. – 21 с.


***


Radiobiological researches in Kaluga

University: history and perspectives


Endebera O.P.

Kaluga State Pedagogical University


Abstract: The short history of radiobiological researches in K. Tsiolkovsky Kaluga State Pedagogical University is adduced in this report.




Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей