В чем был прав физик?

В начале главы мы познакомились с молодым физиком, который излагал свое представление о радиационной биохимии.

"Все ясно,- начал тогда он свой рассказ.- Сначала квант энергии должен поглотиться тканью..."

В этой части своего повествования молодой ученый был прав, потому что радиационная биохимия всегда начинается с радиационной физики и радиационной химии.

В принципе и при действии ионизирующей радиации в очень небольшой дозе (например, природный радиационный фон) и при облучении большими дозами (облучение злокачественной опухоли) всегда происходят одинаковые процессы.

Радиационная химия и физика в ряде случаев настолько тесно связаны между собой родственными узами, что отделить одну от другой просто невозможно.

Посудите сами. В результате взаимодействия гамма-кванта с веществом энергия передается электронам. Последние отрываются от атомов и молекул и начинают двигаться с большими скоростями. Это так называемые вторичные электроны. Они расходуют свою энергию на ионизацию и возбуждение атомов и молекул.

Все эти процессы происходят чрезвычайно быстро. Житейское слово "быстро" должно иметь конкретный физический смысл. Время, расходуемое на поглощение кванта энергии, измеряется невероятно малой величиной. Необходимо одну секунду разделить на единицу с 16 нулями.

Если облучать чистую воду, будут образовываться . осколки молекул воды. Осколки молекул, обладающие повышенной способностью вступать в химические реакции, называют радикалами. Примером химического преобразования воды может служить перекись водорода.

В состав нашего тела входит много воды. В теле взрослого человека ее от 43 до 61 процента, у новорожденных детей еще больше. При поглощении квантов энергии молекулами воды, входящими в состав тела человека, также будут образовываться радикалы и продукты ее химического преобразования. В опытах на животных и простейших организмах это заключение подтверждается экспериментальным путем.

А что получится, если облучать не чистую воду, а раствор? Например, что образуется, если подействовать гамма-лучами на раствор органического вещества в воде?

Сначала образуются радикалы воды, ионизованные и возбужденные молекулы органического вещества. А потом в результате сложных взаимодействий между собой возникают два основных типа соединений: радикалы органического вещества и продукты химического преобразования этого соединения.

Избыток энергии, который заключен в возбужденных молекулах, может выделиться в виде тепла. После этого молекула "успокаивается" полностью.

В живом организме, помимо воды, огромное количество органических и неорганических молекул. После облучения из них образуется большое количество разнообразных радикалов, ионизованных и возбужденных молекул. И вот что важно: между ними возможны такие еакции, которые в здоровой клетке никогда не идут.

В чем был прав физик?

Статистика нередко пользуется термином "усредненный человек". Почему бы в таком случае и нам не оспользоваться термином "усредненная живая клетка"?

Специалисты по радиационной биохимии рассчитали: осле облучения в дозе 1000 бэр в усредненной клетке животного образуется три миллиона возбужденных и онизованных молекул, а в усредненном ядре клетки.

В ядре сконцентрированы основные запасы наследственного материала - ДНК. 900 тысяч беззвучных адиационных выстрелов по ядру клетки, конечно, представляют для нее смертельную опасность.

Реакции между свободными радикалами, ионизованными и возбужденными молекулами идут значительно медленнее, чем сам процесс поглощения энергии. Они протекают в течение одной стомиллионной доли секунды. Но есть и настоящие тихоходы. На такие реакции тратится одна сотая секунды. Вслед за этими реакциями в облученном организме могут наблюдаться изменения обмена веществ. Чтобы их заметить, требуются секунды, минуты или даже часы.

Но вот что очень характерно для живой клетки. Поглощение энергии кванта даже молекулой наследственного вещества - самой ДНК - совсем необязательно должно сопровождаться необратимыми нарушениями. Ничего подобного. Клетка мобилизует починочные механизмы для восстановления поврежденных молекул. И не только мобилизует. Через некоторое время после квантовой бомбардировки нередко наступает полное восстановление поврежденной молекулы.

Все эти процессы - поражения и восстановления - идут при облучении клетки в широком диапазоне доз. И вот тут мы встречаемся с удивительным феноменом радиационной биохимии. Действие ионизирующей радиации на родителей может проявиться у детей, или только у внуков, или даже более далеких потомков.