Знание-сила, 2005 № 07 (937) - [27]

— Говоря о кадрах, вы упомянули новую радиобиологию. Что вы имели ввиду?

— Видите ли, независимо ни от чьих желаний, волею судьбы, волею развития космической науки и техники сегодня рождается потребность в новой радиобиологии. О чем идет речь? Классическая радиобиология началась с открытия Конрада Рентгена. Когда открыли рентгеновские лучи, то выяснилось, что они вызывают для всего живого на Земле массу неблагоприятных последствий. С появлением атомного оружия исследование механизмов поражающего действия радиации стало более чем актуальным. Этот «земной» этап и представляет собой классическую радиобиологию. Не забудем еще, что радиация — это еще и изощренный инструмент биологических исследований. Вспомним Н.В. Тимофеева-Ресовского и его работы по радиационному мутагенезу. Полет Гагарина, систематический выход человека в ближний космос еще не потребовали новой радиобиологии, поскольку на околоземных орбитах обшивка космического корабля достаточно (не полностью, а именно достаточно) надежно защищает человека, животные и растительные организмы от космической радиации.

Но жизнь диктует новые задачи. Как когда-то Архимеду пришлось воплотить в жизнь свои изобретения, чтобы защитить от врагов родные Сиракузы, так и сейчас в связи с намерением человечества выйти в дальний космос приходится задумываться о новой радиобиологии. Я имею в виду амбициозную программу пилотируемых полетов на Марс. Долететь до Марса технически — уже не проблема. Но в дальнем космосе обшивка корабля уже не способна защитить живое существо, человека или мышку от космических лучей — заряженных частиц углерода, железа и ряда других, чрезвычайно опасных частиц. Физикам их список хорошо известен. А раз так, то возникает вопрос: каковы механизмы этого повреждения, сколько таких частиц может набрать организм, чтобы не поплатиться жизнью? Как минимум надо установить безопасные дозы облучения космическими частицами, иначе живое существо погибнет или сразу после полета, или через год-два от лучевой болезни. Как выяснилось, помимо лучевой болезни, потеря зрения — еще один лимитирующий фактор дальних и длительных космических полетов. Дело в том, что структуры глаза весьма чувствительны к повреждающему действию тяжелых частиц. Опасность развития катаракты или, что еще хуже, повреждения сетчатки глаза более чем высока.

Таким образом, рождается новый виток радиобиологических исследований, а именно радиобиология тяжелых частиц. И где, как не в Дубне, обладающей целым спектром уникальных источников излучения тяжелых частиц, заниматься этой проблемой? В мире можно по пальцам пересчитать центры, где есть ускорители, генерирующие на Земле космические частицы, и ОИЯИ — один из них.

— И вы уже используете ускорительную базу Объединенного института для решения этих задач?

— Да, мы начали такие исследования: облучаем на нуклотроне ОИЯИ белки хрусталика глаза — кристаллины и светочувствительный белок зрительных клеток сетчатки — зрительный пигмент родопсин. Получены первые небезынтересные результаты. Если коротко, то суть их сводится к следующему. Облучение родопсина заряженными частицами, например бора, приводит к заметным изменениям его физико-химических и функциональных свойств.

Что касается кристаллинов, то результаты здесь получились еще более интересные. Ранее мы подробно исследовали, как при действии ультрафиолетового света агрегируют, то есть образуют нерастворимые комплексы, кристаллины, в частности, один из них — бета-кристаллин. Ведь агрегация кристаллинов — это и есть основная причина помутнения хрусталика, то есть катаракты. Оказалось, что генетически дефектный бета-кристаллин агрегирует при ультрафиолетовом облучении гораздо легче, чем нормальный. Иными словами, нормальный кристаллин гораздо устойчивее к фотоагрегации, нежели генетически дефектный. Следует отметить, что такого рода дефекты бета-кристаллина наблюдаются и в жизни, то есть in vivo в случаях наследственной предрасположенности людей к возникновению катаракты. Как показали результаты наших первых опытов с заряженными частицами, они — эти частицы — способны вызвать скрытые повреждения в молекуле бета-кристаллина. И вот эти скрытые дефекты, вызванные заряженными частицами, нам удалось выявить с помошью их последующего облучения ультрафиолетом.

Получается, что в облученном заряженными частицами бета-кристаллине, вероятно, накапливаются молекулярные дефекты, подобные тем, которые имеются в генетически дефектном бета-кристаллине. Это интересное наблюдение, позволяющее нам, с определенной долей вероятности, объяснить, почему у космонавтов, долго летавших в космосе и потом вернувшихся на Землю, с годами достоверно чаще развивается катаракта, чем у людей, не покидавших Землю. А что это действительно так, четко свидетельствуют две недавно опубликованные научные работы, выполненные практически одновременно и независимо друг от друга американскими и немецкими офтальмологами.

Таким образом, становится очевидным, что стратегия комплексного фото- и радиобиологического подхода к исследованию механизмов радиационного повреждения структуры глаза представляется правильной и перспективной.