Евгений Романцев - Закономерные чудеса

Эшелоны нападающих — кванты — достигли клеточной оболочки (мембраны). Она как первая оборонительная линия. В результате изменена проницаемость мембран. Но ведь значительная часть ферментов "вмонтирована" в мембраны, или, как говорят биохимики, упорядочена. В результате действия проникающих лучей эта упорядоченность нарушается. И, пожалуй, одно из главных последствий радиационного воздействия — разлаживается прежде четкая согласованность работы ферментов.

Железная диалектика связи "причины" и "следствия" немедленно вступает в силу.

Если поток квантов ударил по мембранам, деятельность всех ферментных систем дезорганизуется, искажается минеральный обмен и такая его важная часть, как обмен натрия и калия. Калия всегда значительно больше внутри клетки, чем натрия. Мембраны всегда активно откачивают натрий из клетки. В результате облучения этот натриевый насос портится.

...Радиационная бомбардировка клетки продолжается.

В ядре клетки энергия захвачена непосредственно молекулами ДНК. Произошло прямое попадание "снаряда". В отдельных участках молекулы возникли разрывы и повреждения. Нарушилась и проницаемость ядерной мембраны. Сквозь нее, как вражеские лазутчики, стали проникать отдельные ферменты из других составных частей клетки. Специальные ферменты начали расщеплять молекулы ДНК — главного генетического материала наследственности.

Все это приводит вскоре к задержке деления клетки. И если доза облучения была значительной, то в дальнейшем деление становится невозможным, и клетка гибнет. Если же радиационный удар был не столь массивным, то легко заметить работу "аварийных команд" клетки. Процессы восстановления начинаются вскоре за "нападением". Одни ферменты словно вырезают поврежденные участки ДНК, Другие — сшивают поврежденные цепи молекул.

Энергия ионизирующей частицы может поглотиться митохондриями, в состав которых входят белки. Нити белковых молекул могут сократиться, сжаться, исказить тонкую структуру митохондрий. Нарушится работа ферментов. Митохондрия начнет производить меньше энергии. Что за этим последует, легко представить. Вообразим на мгновение, что произойдет в большом современном городе, если прекратится его снабжение электроэнергией. Чтобы избежать энергетического кризиса, клетка начинает компенсировать недостаток энергии за счет более радиоустойчивого процесса — биохимического превращения углеводов.

А если кванты ионизирующей радиации попадут в рибосомы? Тогда может быть поражена сама "белковая фабрика" клеток.

Но вот радиационная атака достигла лизосом, внутри которых заключен большой набор ферментов, вызывающих переваривание всех чужеродных частиц, попадающих в клетки. В таком случае джинн выпущен из бутылки, может наступить процесс самопереваривания клетки. Клетка не сумела отразить радиационную атаку и погибла. Каковы же главные причины ее гибели?

Поражение клетки ионизирующей радиацией бывает комплексным: оно начинается одновременно в ряде биохимических систем, расположенных в самых разнообразных микроструктурах клетки. Особенно существенную роль в радиационном поражении клетки играют нуклеиновые кислоты и в первую очередь ДНК. Клетка теряет способность к делению. При лучевом поражении нарушается тонкая регуляция биохимических процессов, ферменты, отвечающие за "ремонт" повреждений в ДНК, не справляются со своими задачами, и на фоне нарастающего биохимического хаоса клетка гибнет. Именно такую картину наблюдают при облучении раковых клеток.

Мы рассказали о случае, когда доза облучения была смертельной для многих млекопитающих и человека. А какие процессы произойдут в клетке при дозе облучения всего в 100 бэр? Тут мы можем встретиться с отдаленными последствиями лучевого поражения, которому предшествует период мнимого благополучия.

В принципе при дозе 100 бэр могут наблюдаться те же процессы, с которыми встречаются и при дозе 1000 бэр. Однако число центров поражения после радиационной бомбардировки будет значительно меньше, а процессы восстановления — эффективнее.

В одном случае восстановительные процессы залечат все раны, нанесенные радиационной атакой. В другом — следы войны останутся. Если произошли серьезные изменения генетического аппарата, то могут встретиться и отдаленные последствия лучевого поражения: увеличивается число уродов в потомстве, чаще возникает такое заболевание, как рак, наблюдаются следы преждевременного старения.

Теперь представим себе, что доза облучения экспериментального животного еще меньше, например, всего 10 бэр. Обнаружить влияние такой дозы на млекопитающих даже современными биохимическими методами дело непростое.

Ученые облучали экспериментальных животных, обычно мышей и крыс, ежедневно, в течение нескольких месяцев в дозе 10 бэр. И на большом количестве животных удалось, например, наблюдать укорочение сроков жизни как облученных родителей, так и их необлученного потомства. Это свидетельствует: доза в 10 бэр тоже вызывает изменения в генетическом аппарате клетки, которые не успевают восстанавливаться и накапливаются в процессе облучения. Значит, длительное облучение в дозе 10 бэр в день тоже весьма нежелательно для млекопитающих и, конечно, для человека.

Существует еще одно загадочное свойство ионизирующей радиации:: незначительная, но строго определенная для каждого вида доза может вызвать эффект стимулирования биологических процессов. Эта поразительная особенность проникающих лучей уже широко используется человеком. Если, например, облучать семена кукурузы гамма-лучами, то семена прорастают быстрее, а растения развиваются лучше. То же наблюдают при облучении семян овощей. Более того, врачам всего мира хорошо известно благотворное влияние радоновых ванн на человеческий организм.

В умелых руках исследователя разрушительная сила, таящаяся в ионизирующей радиации, может приносить огромную пользу человечеству.

Биохимический механизм радиационной стимуляции изучен еще недостаточно. Предполагают, что в клетке появляются какие-то химические соединения, которые интенсифицируют ряд процессов синтеза.

Доза гамма-лучей в 1000 бэр вызывает гибель живой клетки. Радиационная атака приведет к биохимическому хаосу, затормозит или остановит обменные процессы, прекратит деление клетки.

Воспользуемся этим свойством радиации в мирных целях. Картофель обладает одним неприятным свойством. Где-то в конце зимы и весной он начинает прорастать, снижает свои вкусовые качества, клубни теряют упругость, сморщиваются. Исследователи решили подобрать такую дозу проникающих лучей, которая резко тормозит жизнедеятельность клубней картофеля. Снизить интенсивность биохимических процессов — это означает задержать или остановить полностью прорастание картофеля. Это, конечно, выгодно только в одном случае, когда все облученные клубни используются в пищу, а не как посевной материал.