Межфакультетский курс

Жизнь среди излучений

Life in the World of Radiation

• Трудоемкость 24 аудиторных часа (12 лекций)
• Форма отчетности – зачет.

Лекторы:

• Максимов Георгий Владимирович, доктор биологических наук, профессор
• Платонов Алесандр Георгиевич,  с.н.с., кандидат биологических наук,
• Погосян Сергей Иосифович, доктор биологических наук, профессор
• Рубин Андрей Борисович, доктор биологических наук, профессор
• Страховская Марина Глебовна, в.н.с., доктор биологических наук

Ответственный за МФК Максимов Георгий Владимирович

ПРОГРАММА КУРСА

Лекция 1. Виды ионизирующих излучений, понятие дозы и основные радиационные и биологические факторы, определяющие радиобиологические эффекты.

Лекция 2. Радиационные синдромы и продолжительность жизни у млекопитающих после облучения. Лучевая болезнь человека.

Лекция 3. Кривые выживаемости клеток при действии ионизирующего излучения, теория мишени, прямое и непрямое действие ионизирующего излучения.

Лекция 4. Модификация лучевых поражений. Биологические эффекты малых доз ионизирующих излучений.

Лекция 5. Определение фотобиологии, ее место в ряду биологических дисциплин. Электромагнитный спектр. Солнечное излучение. Общие стадии фотобиологических процессов. Многообразие и распространение, классификация фотобиологических процессов. Процесс преобразования энергии света в потенциальную энергию химических связей – фотосинтез. Фотосинтетические пигменты, структурнофункциональная организация фотосинтетических мембран, светособирающие комплексы первой и второй фотосистем, электронтранспортная цепь.

Лекция 6. Фотоинформационные и фоторегуляторные процессы. Филогенез зрительных пигментов. Светозависимые адаптационные и поведенческие реакции. Роль рецепторов синего света в регуляции циркадных ритмов. Мелатонин-опосредованные реакции. Фотоиндуцированный синтез биологически активных соединений. Фотомодуляция ферментативной активности. Фитохромная система рецепции красного света. Фоторецепторы одноклеточных прокариот и эукариот, их роль в фототаксисе. Фотоактивный желтый белок, структура хромофора, фотоцикл. Флавинзависимые фототропины. Преобразование светового сигнала в физиологический ответ.

Лекция 7. Фотодеструктивные процессы. Защита от фотоповреждений и их репарация. Прямые фотохимические реакции в биомолекулах под действием коротковолнового и средневолнового ультрафиолетового (УФ) излучения. Основные типы повреждений ДНК. УФ-индуцированные реакции на примере организма человека: эритема, старение кожи, канцерогенез, иммуносупрессия, роль мутаций ядерного и митохондриального геномов в этих процессах. Фотоповреждение тканей глаза, катаракта. Ультрафиолетовая климатология: изменение интенсивности УФ излучения в процессе развития жизни на Земле.

Лекция 8. Фоновые воздействия. Трудности оценки воздействия сверхмалых доз биологически активных веществ и физических факторов на биосферу. Действие на организм сверхмалых доз биологически активных веществ. Аллелопатия. Предполагаемые механизмы действия сверхмалых доз биологически активных веществ. Действие электромагнитных полей на биологические системы. 11-летний цикл солнечной активности, число Вольфа. Спектр излучений и характеристики потоков частиц, испускаемых солнцем. Влияние солнечной активности и магнитного поля Земли на биологические системы. Атмосферное электричество. Физиологическое действие аэроионов. О дискретных состояниях в распределениях.

Лекция 9. Оптическое излучение Солнца. Поток излучения, интенсивность света, доза излучения. Биологические эффекты действия оптического излучения. Фотохимическая чувствительность нуклеиновых кислот и белков. Спектр действия эритемы и загара. Иммуносупрессия, фотоалергические реакции. Природные и синтетические фотосенсибилизаторы. Восприятие света человеком и животными. Относительная спектральная чувствительность глаза человека. Фотопериодизм. Гормон – мелатонин. Биологические часы. Фоторегуляция роста растений. Биологические эффекты действия монохроматических излучений.

Лекция 10. Вязкость и проницаемость мембран эритроцитов при патологии; методы исследования вязкости мембран. Конформация гемопорфирина и эффективность переноса кислорода гемоглобином при патологии; идентификация спектра КР гемоглобина, определение наличия комплексов гемоглобина с кислородом и оксидом азота; усиление спектра КР гемопорфирина с помощью применения коллоидных наночастиц серебра и золота. Современные методы регистрации изменения состояния цитоплазмы эритроцита при патологии.

Лекция 11. «Ионные насосы» при патологии; ионные насосы клетки, изоформизм Са²⁺-АТФаза и заболевания. Основные формы эритроцитов и роль изменений объема клеток в регуляции гипоксии; структура и вязкость плазматической мембраны эритроцита; проницаемость плазматической мембраны эритроцита; структура и функция гемоглобина; характеристика мембранноклеточных изменений клетки при ишемии, гипертонии, атеросклерозе, сахарном диабете и недостаточности кровообращения.

Лекция 12. Эритроциты и клеточная гипоксия. Способность эритроцитов переносить кислород, сосуды, форма и объем клеток. Конформация гемопорфирина при гипертонии, ишемии, сердечной недостаточности, диабете. Изменение конформации гемоглобина при космическом полете, эксперименты «Марс». Антиоксидантные ферментативные и неферментативные системы тканей.

ПРЕЗЕНТАЦИИ

С. И. Погосян. Лекция 1 (открыть в Google Docs). Излучение солнца

С. И. Погосян. Лекция 2 (открыть в Google Docs).

С. И. Погосян. Лекция 3 (открыть в Google Docs). Свободнорадикальные состояния и фотосенсибилизаторы

С. И. Погосян. Лекция 4 (открыть в Google Docs). Фотосинтез