Невидимый современник - Лучник Николай Викторович - Страница 24

Что для нас более интересно: лизис или потеря способности к размножению? Конечно, второе. Ведь для лизиса требуются столь высокие дозы, что для радиобиолога они почти не представляют интереса. Они изменяют заметный процент молекул, и ничего необычного в такой гибели, так же как и в вызываемой огнем или кипятком, нет. А гибель, под которой мы понимаем потерю способности к размножению, действительно интересна. Ведь она вызывается совершенно ничтожной энергией — одной ионизацией, что даже для микроскопической бактерии является очень малой величиной.

То обстоятельство, что «гибель» бактерии — следствие одной-единственной ионизации, представляется действительно удивительным. Уж не в том ли здесь дело, что внутри бактерии есть какая-то особо важная мишень, о которой писал Хольвек?

Бактерии интересовали Ли не сами по себе. Ставя на них опыты, он хотел постичь общие законы действия ионизирующей радиации на живые организмы. И поэтому работал не только на бактериях. Таким образом, можно было выяснить, какие закономерности носят общий характер, а какие нет. Кроме того, сравнивая, скорее можно найти истину.

Ли ставил опыты и с вирусами, с бактериофагами, и с мухами, и с пыльцой растений, даже с растворами химически чистых веществ. Он интересовался экспериментами с яйцами морских ежей и с культурами тканей.

Закономерности, приводящие к потере способности размножаться и к гибели, оказались одинаковыми независимо от происхождения клеток. Растения, животные и микроорганизмы, одноклеточные и клетки, входящие в состав сложных организмов, реагируют на облучение очень сходным образом. Следовательно, механизм действия лучей во всех случаях одинаков.

Но к чему он сводится? Ли пришел к выводу, что в основе наблюдаемого эффекта лежит «попадание» в наследственный аппарат клетки. При этом вовсе не нужно, чтобы в клетке была одна мишень. Облучение может произвести в бактериальной клетке любое из многих сотен наследственных изменений, которое сделает ее потомство нежизнеспособным. Чтобы прийти к такому выводу, Ли потребовалось использовать факты, накопленные радиационной генетикой, которая ко времени работ Ли уже была неплохо развита и с которой скоро познакомимся и мы.

А пока придется сделать отступление и поговорить не о биологии, а о химии. У радиобиологии есть «сестра» — радиационная химия, наука о химических превращениях, вызываемых ионизирующими лучами. В наше время эта наука очень важна. Не зная, как радиация действует на те или иные материалы, нельзя построить ни атомного реактора, ни атомного ледокола. Однако этой наукой занимались и раньше. Очень часто так бывает: исследуют ученые что-то интересующее их с теоретической точки зрения, а потом оказывается, что они закладывали научный фундамент для решения важнейших практических проблем.

Еще в середине 20-х годов немецкий ученый Фрике (в начале 30-х годов, как и многие другие, покинувший Германию) изучал действие радиации на водные растворы различных веществ. Он получил результаты, которые было трудно объяснить. Чего, например, следует ожидать при изменении концентрации облучаемого раствора? Казалось бы, при облучении постоянной дозой процент измененных молекул меняться не должен, а общее число их будет возрастать пропорционально концентрации. Ничего подобного: число измененных молекул оставалось постоянным, а их процент с повышением концентрации падал!

В чем дело? Фрике подсчитывает, сколько молекул растворенного вещества может быть ионизировано при данной дозе, и получает парадоксальный результат: количество измененных молекул во много раз больше возможного числа попаданий в них. Создается впечатление, что эффект оказывают попадания не только в растворенные молекулы, но в молекулы растворителя, воды. Странно…

А почему, спрашивается, странно? Может, под влиянием облучения молекулы воды как-то активизируются и реагируют с молекулами растворенного вещества. Именно такое предположение и сделал Фрике. Он выдвинул гипотезу, согласно которой под влиянием облучения образуется активированная вода (что это такое — неизвестно), которая и изменяет растворенные молекулы. Эта гипотеза хорошо объясняла и концентрационную зависимость и другие непонятные результаты.

Тогда же Фрике предположил, что тот же механизм может играть роль и в радиобиологии. Ведь все живые ткани содержат огромное количество воды. Может быть, и при облучении живых организмов наблюдаемый эффект вызывается активированной водой. Такой механизм стали называть непрямым действием радиации в отличие от прямого, вызываемого непосредственным попаданием.

Не так давно в одной из обзорных статей по радиобиологии мне попались на глаза слова: «За последних два-три года маятник снова качнулся в сторону признания ведущей роли прямого эффекта радиации». До чего метко сказано! В течение нескольких десятилетий этот маятник все время колебался то в одну, то в другую сторону, причем амплитуда была огромна — от полного отрицания прямого эффекта до полного отрицания непрямого.

Крайние точки зрения редко бывают справедливыми, и, конечно, истина лежит где-то между ними. Следует прежде всего сказать, что гипотеза Фрике полностью подтвердилась: непрямое действие существует, так же как и активированная вода. Природа активированной воды выяснилась уже в послевоенные годы, главным образом в работах английского химика Джозефа Вейса. Оказалось, что под влиянием облучения молекулы воды распадаются на гидроксильный радикал и водородный атом (именно атом, а не молекулу водорода). Оба эти продукта химически высокоактивны; первый из них — окислитель, а второй — восстановитель. Ясно, что они могут вызывать великое множество реакций. Но какую роль эти реакции могут играть при облучении новых клеток — другой вопрос.

На этот вопрос умозрительно ответить нельзя. Нужны факты. А факты говорили то одно, то другое. Поэтому маятник и качался то в одну, то в другую сторону. Но теперь уже ясно, что прямое действие, непосредственное попадание, играет в биологическом эффекте облучения очень большую роль. С этим вряд ли можно спорить. Ясно, что и непрямое действие тоже играет роль. Но какова она, соизмерима с ролью прямых эффектов или пренебрежимо мала, какое конкретное место занимают эти эффекты в общей картине лучевого поражения — об этом ученые еще спорят.

— Кровь его на нас и на детях наших! — кричала разъяренная толпа, требуя казни и принимая на себя (а также возлагая на своих потомков) ответственность за нее.

— Да будете прокляты вы и дети ваши до седьмого колена! — визжали бесноватые пророки.

Ох и любили в древности заставлять потомков (чаще всего именно до седьмого колена) отвечать за грехи предков. В наше время существует юридическая формула: «Дети за родителей не отвечают». Так говорит закон. Но так ли на самом деле?

Человек женился на двоюродной сестре. Оба были вполне нормальными людьми, а ребенок родился уродом. Врачи сказали, что это наследственное заболевание, пока еще неизлечимое. Но ведь оба супруга нормальны?! Их родители, бабушки и дедушки, тоже были нормальными людьми. Вина на каком-то одном непутевом прапрадеде, гены которого попали в обоих супругов. Находясь в единичном числе у каждого из родителей, они «дремали», а встретившись в ребенке, сделали свое черное дело.