Глава III. У начала всех начал

Есть направления биологических наук, возникновение которых обусловлено бурным развитием ядерной физики. Они дети атомного века. К их числу может быть отнесена радиационная биохимия.

Недавно один довольно известный в научных кругах молодой физик так изложил свое понимание радиационной биохимии.

"Все ясно,- начал он и нарисовал мелом на черной доске жирной линией кружок, извилистую стрелку - символ ионизирующей частицы или кванта энергии.- Сначала квант энергии должен поглотиться тканью".

Физик весело и снисходительно посмотрел на слушателей, как бы говоря: уж такие-то вещи надо знать.

"Поглощенная энергия вызывает ионизацию молекул или их возбуждение. Возбужденные молекулы могут отдать энергию обратно в виде тепла. Но часть возбужденных молекул может и не отдать энергии, а вступить в необычные для клетки реакции. Ионизированные молекулы могут проделать то же самое. Вот эти необычные реакции и составляют предмет изучения радиационной биохимии. Как видите, все очень просто".

Физик стер мокрой губкой кружок с извилистой стрелкой, символ ионизованных и возбужденных молекул, стряхнул крошки мела с пиджака и удовлетворенный сел на место. К сожалению, он во многом искренне заблуждался. Радиационная биохимия изучает проблемы несоизмеримо более сложные. Попробуем изложить все по порядку.

Люди долго не знали, что ионизирующая радиация их старый и добрый сосед. Ведь население земного шара всегда подвергалось и подвергается облучению от внешних источников ионизирующей радиации: космических лучей и гамма-лучей природных радиоактивных элементов. Источники ионизирующей радиации существуют не только вне нас. Они есть в воде, которую мы пьем, в пище, которую мы потребляем, и в воздухе, которым мы дышим. Они постоянная составная часть нашего тела. Более того, все виды ионизирующей радиации существовали всегда - до возникновения нашей планеты, в момент возникновения жизни, на всех этапах эволюционного процесса...

У начала всех начал

Все мы немножечко радиоактивны. Ведь углерод-14, калий-40 и многие, многие другие радиоактивные изотопы - наши постоянные спутники.

Ионизирующее излучение - это любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков. Вот о нем-то в дальнейшем и будет идти речь.

Для измерения ионизирующей радиации существует целый ряд единиц. Если хотят выразить в единицах измерения количество поглощенной энергии, то говорят о "бэрах". Бэр - это биологический эквивалент рентгена. Как миллиметр составляет одну тысячную долю от метра, так и миллибэр - одну тысячную от бэра. Можно дать и другое легкозапоминающееся определение миллибэра: один миллибэр означает, что на каждый квадратный сантиметр площади ткани животного попадает миллион радиоактивных частиц.

Вот что важно знать. Человечество всегда подвергалось и подвергается воздействию природного радиационного фона, составляющего постоянный и необходимый элемент внешней среды. Иными словами, с самого момента своего рождения все мы "получаем" эти бэры.

В европейской части Советского Союза, например, доза облучения от естественного фона в среднем составляет 130 миллибэр в течение года. Обратите внимание, в среднем. В зависимости от района, в котором вы проживаете, она колеблется от 70 до 200 миллибэр в год. Жители высокогорий облучаются в значительно больших дозах. Воздушная "подушка" над ними несколько потоньше, и ее легче пробивают космические лучи. В некоторых районах Индии годовая доза облучения превышает 800 миллибэр. Причина этого уже другая: слишком близко к поверхности земли залегают руды, богатые радиоактивными изотопами.

Говорят, статистика способна переработать любые цифры. Американцы рассчитали потребности среднего жителя Соединенных Штатов в пище, воде, воздухе. Совсем недавно были определены дозы облучения среднего американца. Он, так же как и житель европейской части Советского Союза, получает около 130 миллибэр в год. И вот что любопытно. Значительные колебания наблюдаются даже у жителей одного города. Житель Нью-Йорка в районе Бруклина получает на десять миллибэр в год меньше, чем человек, проживающий в районе Манхэттена.

Доза облучения может даже меняться в зависимости от строительного материала, из которого построен дом. Живущие в деревянном доме получают за год на 40 миллибэр меньше, чем жильцы кирпичного. Если же ваш дом построен из гранитных камней, то годовая доза облучения возрастет на 50 миллибэр по сравнению со всеми другими строительными материалами.

Несмотря на постоянное радиационное окружение, человечество не только существует, но и успешно развивается. Уже. одно это позволяет сделать неоспоримое заключение: радиация - наш вполне терпимый сосед.

Мы живем в атомном веке. Ионизирующая радиация все шире внедряется в наш быт. У вас маленькая неприятность, неожиданно разболелся зуб. Зубной врач рекомендует немедленно сделать рентгеновский снимок. Вы идете в рентгеновский кабинет, садитесь в кресло, и вам, не сходя с места, делают снимок. Облучение длилось доли секунды. Какую дозу ионизирующей радиации вы получили? Американские исследователи рассчитали, что обычный рентгеновский снимок у зубного врача добавляет вам 20 миллибар. Все тот же средний американец получает за счет медицинских обследований около 70 миллибар за год.

У начала всех начал

Неспециалисту представить эффективность биологического действия этих бэров не так-то просто. С одной стороны, человек получает природные миллибэры в незначительном количестве, с другой - определенный генетический эффект они оказывают.

Американские специалисты иногда приводят шутливый пример, основанный, однако, на вполне серьезном расчете.

В повседневной жизни, говорят они, мы совершаем действия, которые способствуют появлению новых изменений в нашем собственном генетическом материале. Привычка некоторых мужчин носить узкие брюки (а не шотландскую юбку, например) вызывает повышение температуры половых желез. В свою очередь, повышение температуры способствует изменениям в генетическом аппарате половых клеток. Поэтому один миллибар, утверждают некоторые эксперты, вызывает такой же биологический эффект, как ношение узких брюк в течение одного часа.

В современной жизни практически любая вещь может стать опасной, если с ней не обращаться должным образом. Пузырьки воздуха могут стать смертельно опасными, если они проникнут в кровеносные сосуды, вода - если попадет в легкие... Подобные примеры многочисленны. Однако мы научились жить в окружении этих потенциальных опасностей. Конечно, ионизирующая радиация таит в себе потенциальную опасность, если с ней обращаться легкомысленно.

У некоторых людей создалось ложное впечатление, что проникающие лучи - плохо изученное, даже таинственное явление. Это серьезное заблуждение.

На самом деле ионизирующая радиация изучена значительно лучше других потенциальных опасностей, имеющихся в окружающей нас внешней среде. За ней как фактором внешней среды ведется самое тщательное, самое систематическое наблюдение. В Советском Союзе, например, постоянно работает Национальная комиссия по радиационной защите при Министерстве здравоохранения. Эта комиссия устанавливает и нормы радиационной безопасности.

Считается, что такая доза не должна превышать 5 бэр в течение тридцати лет. И в эту суммарную дозу не должны входить миллибэры, полученные человеком при медицинских обследованиях. В нее не входит и доза облучения за счет естественного, природного фона.

Большие дозы радиации таят в себе опасность для здоровья человека. Однократное облучение всего тела гамма-лучами в дозе 100 бэр вызывает легкую форму лучевой болезни, 250 бэр - болезнь средней тяжести, при дозе 450 бэр, если не лечить, 50 процентов облученных должно погибнуть.

Ионизирующая радиация может быть невероятно грозной, если ее используют в военных целях.

Три десятилетия назад, в августе 1945 года, на японской земле с интервалом в несколько дней поднялись к небу два "гриба" атомных взрывов. Американский журналист, летевший на борту "летающей крепости", с которой велось наблюдение за результатами бомбардировки японского города Нагасаки, оставил такую запись: "Над землей поднялся огненный столб высотой в 3000 метров. От его вершины'отделилось кипящее грибовидное облако, достигшее 15-километровой высоты". Итальянский журналист так описывает результаты атомного взрыва: "Люди, оказавшиеся непосредственно под огненным шаром, мгновенно превратились в пузырьки газа. От тех, которые отстояли немного дальше, осталось небольшое жировое пятно".

В Нагасаки облучению смертельными дозами ионизирующей радиации подверглись все, кто находился на поверхности земли на расстоянии одного километра от эпицентра. 73 884 человека были убиты сразу. 74 904 - получили тяжелые увечья.

Мирный атом уже сегодня приносит огромную пользу человечеству.

Облучение злокачественных опухолей прекращает их рост. Поэтому лучевая терапия - один из основных методов лечения раковых заболеваний.

Облучение в дозе 100 тысяч бэр убивает микроорганизмы и используется для стерилизации в медицинских целях. Проникающие лучи используют и для консервации пищевых продуктов.

Семена растений, облученные в строго определенной дозе, прорастают и созревают быстрее, дают повышенные урожаи.

Все та же ионизирующая радиация служит для выведения новых сортов полезных растений, полезных микроорганизмов.

У начала всех начал

Какой необыкновенно широкий спектр биологического действия ионизирующей радиации!

Незначительные дозы природного радиационного фона как обязательные факторы внешней среды. Это один полюс биологического действия. Дозы гамма-лучей в количестве нескольких сотен бэр, таящие в себе смертельную опасность для жизни. Это другой полюс. Таким образом все зависит от того, в каких целях будет использоваться ионизирующая радиация.