Ядерные излучения и жизнь - [22]

Таким образом, в результате облучения в каждом живом организме и в особенности в организме млекопитающих развиваются очень сложные и многообразные, изменения, сдвиги, нарушения, являющиеся результатом поражающего действия радиации на клетки, ткани, органы и нарушения координации, слаженности, согласованности в работе всех частей организма, как следствия расстройства регуляции. Развитие защитных реакций организма вносит в сложную сумятицу явлений еще большие осложнения. Все это чрезвычайно затрудняет анализ наблюдаемых явлений и препятствует рациональному вмешательству в течение процесса с целью возвращения к норме нарушенного облучением механизма жизни.

Несмотря на большие успехи, достигнутые учеными радиобиологами в последние годы, еще далеко не все ясно в этом важнейшем вопросе. Однако общая схема последовательности процессов, происходящих в облученном организме, уже существует. Можно не сомневаться в том, что открытия и исследования ближайших лет внесут в нее существенные поправки. Однако в своих основных чертах она правильно отражает современный уровень научных знаний в области радиобиологии и может служить основой для разработки различных методов защиты от действия радиации и лечения вызванных ею повреждений.

Попытаемся же подвести итоги сказанному и разобраться в том, что же происходит в организме с момента облучения до развития лучевой болезни.

Облучение и лучевая болезнь

При общем облучении ионизирующей радиацией такого сложного организма, как человек или его ближайшие "родственники" - млекопитающие, смерть наступает от доз в 500 - 1000 р. Много это или мало? Сколько требуется энергии для того, чтобы убить облучением такое высокоорганизованное существо?

Оказывается, если перевести такое количество лучевой энергии в обычные, понятные для всех величины тепловой энергии, получится ничтожная величина. Смертельная для человека доза ядерных излучений эквивалентна всего 210 - 250 дж. С помощью этой энергии можно нагреть стакан воды на четверть градуса (по Цельсию). Однако каждый из нас за обедом принимает пищу, несущую с собой в сотни раз большие энергетические запасы, и при этом ничего кроме удовольствия не ощущает. Следовательно, дело не в величине энергии, а в способе ее воздействия на организм и в устройстве самого организма.

Если сопоставить, с одной стороны, ту ничтожную энергию, которая является причиной, с теми колоссальными последствиями, к которым приводит ее действие, становится ясно, что в живом теле существуют какие-то механизмы, с помощью которых незначительные начальные нарушения многократно усиливаются, нарастают подобно лавине и приводят в конце концов к гибели организма,

Учеными созданы различные схемы этого процесса, в которых учитывались особенности организма. Наиболее всеобъемлющей, отвечающей современному уровню развития науки, является, по нашему мнению, схема, выдвинутая нашим соотечественником членом-корреспондентом АН СССР профессором А. М. Кузиным.

Начальный этап лучевого поражения, согласно этой теории, - образование в тканях организма под влиянием облучения активных центров в результате ионизации и возбуждения молекул. Под действием облучения в каждой клетке активируется первоначально всего одна из 10 млн. молекул. Белки и нуклеиновые кислоты составляют сравнительно небольшую часть массы клетки (15 - 18%). Но их большие молекулы образуют в клетке правильную структуру, включающую в себя не менее четверти всей массы клеточной воды. Вместе с ней на долю нуклеиновых кислот и белков приходится примерно 45% массы и объема клетки. Следовательно, удельный вес прямого действия радиации на эти важнейшие биологические структуры будет близок к 45%; остальные 55% энергии излучения расходуются на активацию молекул неструктурированной воды, т. е. реализуются в виде косвенного действия радиации. Учитывая величину пробега и срок жизни активных водных радикалов, можно полагать, что от 25 до 50% их реагирует с нуклеопротеидными структурами клетки.

Итак, почти вся поглощенная клетками организма энергия излучения достигает молекул белка и нуклеиновых кислот и вызывает в них соответствующие изменения. И вот тут-то вступают в силу разнообразнейшие механизмы усиления действия радиации.

Энергия излучения, поглощенная белковыми структурами, без потерь может перемещаться по цепочке углеродных атомов, проявляя свое разрушительное действие в определенных, наиболее уязвимых пунктах структуры. В результате этого первого, физического пути усиления радиационного эффекта энергия излучения, несмотря на случайный характер возникновения первичных актов ионизации, закономерно достигает самых уязвимых мест структуры и в полной мере проявляет свое действие. Такими слабыми участками в ядерной нуклеиновой кислоте - дезоксирибонуклеиновой кислоте, или ДНК, являются азотистые основания с пиримидиновыми кольцами. В белках, быть может, легче всего повреждаются сульфгидрильные группы - SH и др. Существование в белковых структурах клетки длительно возбужденных состояний способствует накоплению таких очагов консервации энергии по мере облучения, а также значительно усиливает его эффект.