Радикалы помощники и радикалы разрушители. Продолжение.

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Интересно исследовать биологические объекты в самый момент прохождения радиоактивных лучей. Дело в том, что начальный механизм развития лучевой болезни, этого нового страшного врага человечества, остается пока мало понятным.

Уже давно известно, что любое теплокровное животное погибает при дозе ионизирующих лучей в 600—1000 рентген. Однако болезнь развивается не сразу. Впервые сутки после облучения пострадавший чувствует слабость, тошноту, головокружение. Через несколько же часов или один-два дня болезненные явления проходят, наступает период мнимого благополучия. Пострадавший может чувствовать себя вполне здоровым. Но опасность не миновала.

Приблизительно через неделю — дней десять вновь появляется недомогание, высокая температура, расстройство пищеварения, возникают гнойные воспалительные очаги в различных участках тела, болезнь прогрессирует и в тяжелых случаях может привести к роковому концу.

Загадочно и удивительно во всем этом процессе — наличие скрытого периода. Что же произошло в живых клетках в момент прохождения радиоактивных лучей? Что делается в организме сразу после облучения? Какие явления развиваются в последующие «спокойные» дни болезни?

На первый вопрос электронный парамагнитный резонанс дал достоверный и ясный ответ: при прохождении радиоактивных лучей происходит образование свободных радикалов — часто необычных, вредных для организма. Взаимодействие их между собой, возможно, вызывает появление новых, очень активных радикалов. Они «атакуют» тонкие и сложно построенные структуры живых клеток, извращают обмен веществ, вызывают новые, необычные реакции. Токсические продукты исподволь подрывают слаженную работу организма, влияя на деятельность центральной нервной системы и наших защитников — белых кровяных телец. Организм становится беззащитным по отношению к окружающим нас микроорганизмам. Развивается лучевая болезнь во всей своей сложной форме.

Но роль нового метода не ограничивается только этим. Электронный парамагнитный резонанс позволяет отличать разные свободные радикалы по форме самих сигналов. Дело в том, что в состав свободного радикала могут входить атомы, ядра которых обладают собственным магнетизмом. По абсолютной величине магнитик ядра атома водорода — протона — почти в две тысячи раз меньше электронного. Однако большое содержание водорода в органических соединениях, входящих в состав живых организмов, делает в ряде случаев заметным его добавочное магнитное воздействие. Заметным ядерным магнетизмом обладает и азот.

Большинство других атомов, входящих в состав живых клеток, не обладают ядерным магнетизмом. Сюда относятся, например, углерод, кислород, сера. Итак, ядерный магнетизм усложняет сигнал ЭПР. И по виду спектра ЭПР часто можно совершенно точно сказать, какие ядра и в каком количестве окружают данный неспаренный электрон.

Точные знания строений и свойств образующихся при облучении веществ, в том числе свободных радикалов, исследование взаимодействия этих веществ, выработка активных препаратов для остановки и предотвращения таких вредных реакций — вот задачи, при решении которых «глазами» исследователя служит ЭПР.

Уже установлено, что количество свободных радикалов, образующихся под действием радиоактивных лучей, пропорционально дозе облучения. Получены интересные сведения о роли воды, кислорода, температуры в развитии лучевых поражений.

Близко к проблеме лучевой болезни стоит и проблема рака. Известно, что среди горняков, добывавших лет 70 тому назад радиоактивные руды в шахтах Германии, был очень распространен рак легких. Происходило это потому, что радиоактивная пыль оседала в дыхательных путях и приводила к сильному облучению некоторых участков легких. А как мы уже видели, следствием облучения является появление свободных радикалов.

Известны случаи рака кожи, особенно кожи кистей рук у первых врачей рентгенологов и химиков-радиологов. Выпадающий после испытаний атомных бомб радиоактивный стронций также может вызывать опухоль костей — саркому.

Другие факты показывают, что и некоторые химические вещества, возникающие, например, при сгорании каменного угля, табака, бензина, нефти, также могут вызывать рак. А многие из них тоже существуют в виде свободных радикалов.

По одной из современных теорий о природе рака его возникновение как раз и связывается с повышенным содержанием в организме свободных радикалов. Вот почему электронный парамагнитный резонанс начинает сейчас использоваться и для изучения рака.

Итак, с помощью ЭПР мы «посмотрели» на некоторые элементарные химические процессы в живом организме. Мы наглядно убедились, что в основе жизни, как и в основе всех других процессов в природе, лежат вполне познаваемые явления. Используя всю мощь современной науки, люди, несомненно, вырвут у природы одну из ее самых сокровенных тайн — тайну жизни и научатся искусственно воспроизводить по своему желанию все те интереснейшие процессы, которыми так богата живая природа…

Автор: А Калмасон.