Николай Лучник - Невидимый современник

• Название: Невидимый современник
• Автор: Николай Лучник
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биофизика
• Год: 1968

Угроза здоровью людей в связи с повышением уровня естественного радиоактивного фона…

Новые методы лечения рака и других тяжелых заболеваний…

Радиационная угроза в современных войнах…

Борьба с вредными насекомыми…

Наиболее эффективные методы диагностики в медицине…

Изучение тончайших процессов обмена веществ…

Так же как некогда пар и электричество, так теперь ионизирующие лучи стали неотъемлемой частью современной техники, науки, повседневной жизни.

О радиобиологии — науке, которая занимается всеми этими проблемами, рассказывает доктор биологических наук Н. Лучник, первая книга которого — «Почему я похож на папу» — получила широкое признание читателей.

---

В-третьих, и это тоже имеет известное значение, Надсон и Филиппов публиковали большинство своих работ на русском языке, который был доступен лишь небольшому числу их коллег. А Меллер печатал почти все свои статьи на английском языке, который наиболее распространен в научном мире.

Можно, конечно, досадовать, что, хотя приоритет открытия принадлежит русским, Нобелевская премия за открытие и изучение мутагенного действия радиации присуждена американцу Меллеру. Однако и Меллер получил эту премию вполне заслуженно.

Ну и что?

А много ли мутаций возникает под влиянием облучения? В первой работе Меллера ответа на этот вопрос не было. Он не измерял величину дозы, и в его статье указана только продолжительность облучения в минутах. Однако в большинстве последующих работ (в том числе, конечно, и в работах самого Меллера) производится точное измерение доз.

Возьмем какую-нибудь из работ с дрозофилой (все равно какую, так как разные авторы получают очень близкие результаты). Мы увидим, что после облучения дозой 1000 рентген около трех процентов мух имеют в X-хромосоме мутации. X-хромосома составляет пятую часть хромосомного материала, следовательно, мутации будут наблюдаться приблизительно у 15 процентов потомков. Речь идет здесь о рецессивных деталях — наиболее распространенном классе мутаций из тех, которые можно обнаруживать с помощью простых генетических методов.

Ведь это не так много! Для человека, например, доза 1000 рентген — абсолютно смертельна, так не все ли равно, что при этом произойдет с хромосомами?! При меньших дозах мутаций соответственно меньше. Их число возрастает с дозой линейно. Значит, при дозе 100 рентген будет около полутора процентов мутаций. Стоит ли с этим считаться? А при больших дозах возникает временная стерильность; к тому моменту, как плодовитость восстановится, «испорченных» хромосом в клетках почти не останется…

После подобных рассуждений возникает роковой вопрос: ну и что? Что из того, что радиация влияет на наследственность? Так ли это важно для человека? Так ли это существенно в общей картине лучевого поражения? Может показаться, что все это почти никакого значения иметь не может. Однако такой ответ — грубейшая ошибка!

Если вероятность, что у кого-то родится ребенок с наследственным дефектом, да к тому же в скрытой форме, равна одной сотой, это, как может показаться, не так уж важно. Ведь дозы облучения, которые дают такую вероятность, получают на нашей планете единицы.

Конечно, радиация — далеко не единственная причина наследственных аномалий. Без всяких атомных испытаний каждый год на нашей планете рождается около 1 миллиона 500 тысяч детей с тяжелыми наследственными недугами. 15 тысяч — всего лишь один процент от этой цифры. К результатам таких расчетов можно при желании относиться по-разному. Но совершенно ясно, что ничего хорошего в действии радиации на потомство нет и что даже небольшое повышение радиоактивного фона на нашей планете, которое уже существует, оказывается с этой точки зрения вредным.

Но вредное действие радиации на наследственность касается далеко не только грядущих поколений. Наследственность — это не просто передача признаков и свойств от одного индивидуума к другому. Это также передача тех или иных особенностей от клетки к клетке. Ведь в основе явлений наследственности среди организмов лежит клеточная наследственность.

Под действием радиации больше всего возникает хромосомных мутаций, а среди них наиболее часто встречается фрагментация («поломка») хромосом. Эти поломки, как правило, приводят к гибели клеток. Но ведь причиной лучевой болезни является поражение различных органов и систем (кишечник, кроветворные органы и так далее), а оно связано с гибелью клеток. Конечно, гибель клеток не единственная причина лучевой болезни. Так, поражение центральной нервной системы, вызывающее «смерть под лучом» при воздействии очень высокими дозами, вряд ли можно связать с гибелью клеток. Но, так или иначе, гибель клеток играет при острой лучевой болезни исключительно важную роль. А основная причина гибели облученных клеток (хотя тоже не единственная) — хромосомные мутации.

А как обстоит дело с отдаленными последствиями облучения? Самое серьезное из них — лучевой рак. А что такое рак вообще? Заболевание, при котором клетки начинают бесконтрольно делиться, передавая это свойство дочерним клеткам. Что же это, как не наследственное изменение? Следовательно, и лучевой рак — тоже результат действия радиации на наследственные свойства клеток.

Причины других отдаленных последствий облучения, таких, как преждевременное старение, худшая приспособляемость к окружающим условиям, до недавнего времени казались менее понятными. Однако и здесь, как выясняется, генетическим повреждениям принадлежит ведущая роль.

Это может показаться на первый взгляд странным. Ведь мы знаем, что вредная мутация чаще всего либо приводит к гибели ту клетку, в которой возникла, либо находится в скрытом состоянии, ничем себя не проявляя. Такие скрытые мутации (генетик выразился бы более точно, но совсем непонятно: «гетерозиготные рецессивные летали») проявляются только в результате скрещиваний, когда две одинаковые мутации встречаются вместе. Но так ли это? Может быть, мутации, которые называют скрытыми, в действительности как-то действуют на организм?

Самуил Наумович Александров, известный радиобиолог, занимающийся вопросами отдаленной лучевой патологии и работающий, кстати, в том же институте, где Надсон и Филиппов сделали свое историческое открытие, получил недавно поистине удивительные результаты. Он изучал способность клеток к свечению под действием ультрафиолетовых лучей. Нормальные клетки светятся, но если их предварительно облучить ионизирующими лучами, начинают светиться сильнее. Впрочем, удивительно не это. Способность сильнее светиться передается облученными клетками по наследству. Значит, она связана с возникновением рецессивных мутаций, которые, как думали, находясь в скрытой форме, не влияют на свойства клеток.

А раз меняется способность клеток к свечению, может быть, меняются и другие ее свойства, незаметные на первый взгляд? Ставятся дальнейшие опыты, и выясняется, что и преждевременное старение и пониженная приспособляемость организмов в первую очередь обусловлены рецессивными мутациями, находящимися в скрытой форме.

К этому нужно еще добавить, что генетические действия радиации играют особенно важную роль при низких дозах облучения. Для всех остальных биологических эффектов радиации есть порог: существует доза облучения, ниже которой нет вообще никакого эффекта. А для генетических эффектов порога не существует. Любая, самая малая доза способна изменить хромосомы. Правда, при низких дозах вероятность такого изменения очень мала. Но если это несущественно для любого отдельного человека, то очень важно для человечества в целом.

Итак, действие радиации на хромосомы играет очень важную роль:

во-первых, при острой лучевой болезни;

во-вторых, при отдаленных лучевых поражениях;

и в-третьих, при облучении очень малыми дозами, где все прочие эффекты оказываются несущественными.

Это все относится к организмам, которые были непосредственно облучены. А для потомства роль повреждения наследственности очевидна.

Прямолинейность

Что стоит в центре любой экспериментальной научной работы? По моему, рисование кривых линий. Опыты ставят, чтобы найти закономерность, которая изображается какой-нибудь кривой. А анализ полученных результатов сводится к тому, чтобы объяснить, почему кривая пошла не так, а эдак.

Кривые, получаемые в опытах, не слишком разнообразны: прямая линия (мы ее тоже называем кривой, правда, прямолинейная кривая — бессмыслица, но мы как-то привыкли к этому); кривая, загнутая вверх; кривая, загнутая вниз; эс-образная кривая (то есть в виде латинской буквы «S»), кривая с максимумом, которая сначала идет вверх, а потом загибается вниз. Вот, пожалуй, и все. Встречаются, конечно, и более хитрые кривые, но с ними ученые стараются меньше иметь дела: слишком это сложно. И когда получают такую сложную кривую, то или из нее делают целую науку, либо просто приводят без всяких комментариев.

Сколько я типов кривых перечислил? Пять. Как будто маловато. И человек, который никогда не имел дела с экспериментальными кривыми, может подумать, что, во-первых, это, должно быть, очень скучное и однообразное занятие, а во-вторых, что в этих пяти типах кривых разобраться очень просто. Однако простота и однообразие только кажущиеся. Можно всю жизнь прожить, получая и анализируя кривые, и считать это самым увлекательным делом. А любая новая зависимость, даже и самая простая — прямая линия, — заставляет поломать голову, но она же часто щедро вознаграждает за вложенный в нее труд.