Техника - молодёжи 1987-02, страница 28

вия» радиации, когда считалось, что опасны последствия при любом облучении. Но вот мы дошли до «порога», который в 30 раз выше фонового излучения, и ничего опасного с организмом не случилось. А выше?

— Если суммарные дозы облучения не превышают 2—20 рад, что в 10— 100 раз выше естественного радиоактивного фона, ни о какой реальной опасности для организма говорить не приходится. Очень легкое недомогание вызывают дозы в 50—100 рад. Однако при этом появляется вероятность возникновений в отдаленные сроки опухолей и появления у потомства наследственных заболеваний. Разумеется, это не значит, что все облученные впоследствии обязательно заболеют.

При еще более высоком уровне радиации начинается лучевая болезнь и протекает тем тяжелее, чем он выше.

Доза в 500—600 рад смертельна для человека.

В чем суть угнетающего влияния на организм мощного ионизирующего излучения? Приведу одно из объяснений в рамках так называемой «теории мишени». В клетке находится жизненно важный центр — молекула ДНК, или — лучше сказать — мишень, в которую попадают (или не попадают) кванты или частицы излучения. Попадут— клетка гибнет, пролетят мимо — живет. Как известно, макромолекула ДНК, имеющая предельно упорядоченную структуру двух нуклеотид-ных цепей, является носителем генетической информации. Попадая в «мишень», квант или частица ионизирующей радиации выбивает нуклеотиды, нарушая их последовательность в одной, а то и сразу в двух цепях молекулы. В случае двойных разрывов последняя распадается на куски и погибает.

Очевидно, что в рамках «теории мишени» искать для организма противоядие почти бессмысленно. Ведь структурные изменения, возникающие в клетке вследствие радиации, необратимы, поскольку «ремонт» уникальной конструкции ДНК невозможен. Что же, уповать только на внешнюю защиту от источников поражения?

К счастью, все оказалось не совсем так. Был обнаружен поразительный факт. Если животным непосредственно перед тем, как облучить их смертельными дозами, вводили внутрь специальные химические вещества, то погибали не все особи. Часть выживала. Это открытие нанесло первый удар по классической «теории мишени». Затем советский ученый В. И. Корогодин, много лет наблюдавший за дрожжами, обнаружил в их клетках так называемое пострадиационное восстановление. Облученную культуру дрожжей он выдерживал некоторое время в «голодной» среде (обычной воде), далее высевал в питательную среду — выживаемость голодавших клеток резко повышалась по сравнению с теми, что высевались сразу.

О чем же говорят подобные опыты,

проведенные на растениях, дрожжевых культурах, животных? Прежде всего о том, что попадание частицы или кванта в ДНК является хотя и важным, однако далеко не единственным событием, которое однозначно, скажем, как в «теории мишени», определило бы дальнейшую судьбу клетки. Ведь в зависимости от ее состояния, например, от присутствия в тканях специальных химических агентов, последующий обмен веществ может как восстановить поврежденную ДНК, так и нанести ей новые — вторичные — поражения. Подробности этих процессов в деталях пока неясны, в общих же словах картина следующая.

В клетке открыта целая система ферментов —' биологических катализаторов, действие которых направлено на заделывание брешей, оставленных радиацией в ДНК, и, следовательно, на спасение клетки. Однако при летальных дозах облучения могут быть сильно повреждены биомембраны, регулирующие обмен веществ. В результате усиливаются процессы окисления, образуются перекиси жирных кислот, хиноны... Проходит всего несколько часов и концентрация этих радиотоксинов возрастает настолько, что они, подобно традиционным токсичным веществам, наносят мощные вторичные поражения генетическому аппарату клетки...

Такова в нескольких словах новая теоретическая концепция современной радиобиологии, получившая название структурно-метабол и ческой теори и. Еще раз подчеркну: далеко не на все вопросы у исследователей пока имеются ответы. Несмотря на это, новая теория позволяет объяснить многие факты и даже искать «противоядие» от поражающей радиации.

ПИЛЮЛИ ОТ РАДИАЦИИ

— Александр Михайлович, расскажите подробнее о путях этого поиска. Неужели можно заранее защититься от радиации лекарством?

— Первое доказательство этому было получено в 1949 году, когда 3. Бак, заведующий кафедрой фармакологии Льежского университета, вместе с сотрудником лаборатории А. Эрвом непосредственно перед облучением смертельной дозой мышей ввели им, прямо скажем, наугад, цианистый натрий (в малых количествах яд для жизни не опасен). И что же? 5 из 9 зверьков выжили! Обнадеженные первым успехом, исследователи стали искать и другие радиозащитные химические вещества, которые назвали протекторами. Оказалось, что противолучевым действием обладают две большие группы серосодержащих соединений. Для любознательных приведем их полное название: меркаптоалкиламины и ин-. долилалкиламины. В последние годы круг веществ, из которых могут быть изготовлены «пилюли от радиации»,

пополняется, в том числе и за счет веществ животного и растительного происхождения.

Разумеется, сегодня поиски протекторов ведутся целенаправленно. Ну, скажем, радиобиологам давно известно, что снижение уровня кислорода в живых тканях повышает их радиоустойчивость. Поэтому любые средства, приводящие к временной гипоксии организма в период облучения, ослабят его лучевое поражение. Недалеко то время, когда специалист, приняв таблетку, может спокойно работать в опасной зоне.

Протекторы нужны и в онкологии. Как известно, ионизирующее излучение с успехом применяется в лучевой терапии злокачественных новообразований. Проблема состоит в том, что здоровая ткань, попадающая в зону облучения, при этом тоже поражается, оттого и приходится снижать дозу ионизирующей радиации в ущерб лечению.

Легче справиться с раком кожи, поскольку в этом случае удается локализовать облучение на пораженном участке. Вот почему при таком заболевании добились почти стопроцентного излечения.

Сейчас онкологи исследуют протекторы, которые повышают радиоустойчивость здоровых тканей при лучевой терапии. Одновременно для обеспечения их защиты ведутся поиски еще по двум направлениям.

Первое — это повышение чувствительности опухолевых клеток к действию ионизирующей радиации. Тогда можно будет снизить дозу облучения и, следовательно, уменьшить его вредное воздействие на здоровую ткань.

Второе направление связано с применением новых видов излучения, получаемого, например, с помощью ускорителя тяжелых ядерных частиц. Скажем, пучок протонов, имеющих в отличие от гамма-квантов ограниченную длину свободного пробега, позволяет радиологам создать очаг энерговыделения в опухоли на заданной глубине. Столь высокая «прицельность» способствует минимальному повреждению здоровых тканей на пути пучка.

Создание протекторов и других эффективных средств противолучевой защиты — одна из самых сложных и важнейших задач современной радиобиологии. Здесь немало еще «белых пятен», чтобы «закрасить» их, нужны дальнейшие фундаментальные исследования с привлечением современных физико-химических методов, с учетом достижения молекулярной биологии. Здесь еще много проблем, решение которых имеет большое практическое значение. И потому необходимо прежде всего объединение усилий специалистов всех стран. Это, несомненно, приблизит тот день, когда использование невидимых лучей ионизирующей радиации станет для человечества столь обычным и необходимым явлением, как и применение огня, пара, электричества.

26