Невидимый современник

Однажды я заинтересовался, какие средства рекомендовались для лечения лучевого «похмелья». Взял полтора десятка карточек, на которые записывают интересующие статьи, пошел в библиотеку и обложился грудой старых комплектов радиологических журналов. Карточки удивительно быстро заполнились, пришлось идти за новыми. А когда число эффективных средств перевалило за сотню, я бросил это занятие.

Плохо, когда предлагают слишком много средств. Это значит, что ни одно из них не действует достаточно хорошо. Чем же пытались лечить общую реакцию?

Лечебные средства бывают двух сортов. Одни действуют на причину болезни (например, убивают болезнетворных бактерий), их называют каузальными (причинными). Другие — на симптомы болезни (успокаивают головную боль, понижают температуру и т. п.). Их называют симптоматическими. Ясно, что первые лучше. Они действительно лечат, а вторые влияют в основном на самочувствие больного.

Что касается средств против «рентгеновского похмелья», то все они без исключения были симптоматическими. Поэтому не приходится удивляться, что их было слишком много.

Но можно ли повлиять на самые глубинные изменения живого вещества, лежащие в основе лучевой болезни? Ведь ее причина — изменение молекул, вызванное ионизирующими частицами. Разве может быть какое-нибудь другое средство, кроме как отгородиться от лучей, поставив свинцовый экран на их пути, или вообще уйти от греха подальше?

Перед учеными встала задача: уменьшить вредное действие радиации даже в том случае, если она добирается до живых клеток.

Как важно сделать открытие вовремя! Когда никому не известный инженер Бернского патентного бюро Альберт Эйнштейн выступил со специальной теорией относительности, она сразу привлекла к себе внимание физиков, а сам Эйнштейн стал знаменитостью. Когда же несколько лет спустя знаменитый физик Альберт Эйнштейн предложил общую теорию относительности, на нее долго никто не обращал внимания. Это произошло потому, что специальная теория отвечала на вопросы, волновавшие физиков, и почва для открытия была готова. А общая теория стояла в стороне от их интересов, она слишком опередила развитие науки.

С этой точки зрения двум англичанам — Тодею и Риду — определенно повезло. Шла вторая половина 40-х годов. Уже разрушена Хиросима, и ученые лихорадочно ищут средства, снижающие лучевое поражение живых организмов.

Но дело не только в этом. Бурно развивается изучение действия радиации на водные растворы. Выяснено, что большая часть эффекта связана не с прямыми попаданиями в молекулы растворенного вещества, а с активацией воды.

Тодей и Рид облучали корешки конских бобов рентгеновыми лучами, а затем измеряли их рост и исследовали под микроскопом повреждения хромосом в их клетках. Подобные опыты ставили в то время многие радиобиологи. Но в отличие от других Тодей и Рид половину корешков облучали в присутствии кислорода, а другую — в его отсутствие. И получились удивительные результаты: при облучении в отсутствие кислорода поражение оказывалось в два-три раза меньшим. Статья об этом была напечатана в 1947 году и, хотя по объему была меньше страницы, привлекла внимание очень многих ученых.

Но Тодей и Рид этим не ограничились. Через два года они напечатали следующее сообщение. Оно было помещено в том же журнале и было столь же лаконичным, как и первое. Описывались результаты точно таких же опытов. Единственное отличие состояло в том, что облучение вели не рентгеновыми, а альфа-лучами. А результаты получились совершенно другими: при облучении альфа-лучами кислород не оказывал никакого влияния на биологическое повреждение. Сказать, что работа привлекла внимание, было бы слишком слабо. Потому что после этой статейки кислородный эффект сразу оказался в самом центре внимания радиобиологов и продолжает занимать его до сих пор.

Мало того, что в этих опытах наблюдалось заметное снижение вредного эффекта, вызываемого облучением; казалось, новые факты сразу получают красивое теоретическое объяснение. Все было очень похоже на то, что происходит при облучении воды. Образуется перекись водорода. Эту реакцию к тому времени хорошо изучили, и было известно, что при облучении воды рентгеновыми лучами выход перекиси резко падает в отсутствие кислорода, а в опытах с альфа-лучами он не влияет на результаты.

Не правда ли, как хорошо все получается! Дело, видимо, в перекиси водорода, образующейся из облученной воды (а все живые ткани содержат очень много воды!). Перекись химически очень активна. Вот она-то и повреждает биологические структуры. Казалось, остается выяснить некоторые второстепенные детали, и механизм влияния кислорода, а заодно и биологического действия радиации вообще станет вполне ясным.

Увы, надежды оказались обманчивыми. Сейчас, спустя почти двадцать лет, механизм кислородного эффекта, как назвали результат, полученный Тодеем и Ридом, менее ясен, чем в 1949 году.

Им действительно сильно повезло. Помните разговор о колебаниях маятника? О том, что мнение большинства радиобиологов несколько раз колебалось от признания исключительной роли непрямого действия (то есть действия радиации через активацию воды) до его полного отрицания? Тодей и Рид опубликовали свои работы, когда маятник делал взмах в сторону непрямого действия. Еще бы: как раз тогда Вейсс расшифровал химическую природу активированной воды. Естественно, что на работы двух англичан сразу обратили внимание. Мало того, их статьи так подтолкнули маятник, что он сделал самый сильный за всю историю радиобиологии взмах в сторону непрямого механизма.

Но, интересное дело, когда кислородный эффект оказался в центре внимания, обнаружили, что он открыт давным-давно. Еще на самой заре радиобиологии, в 1905 году, некто Шварц заметил, что, если подавить циркуляцию крови в облучаемой ткани, лучевое поражение оказывается меньше. Но ведь кровь разносит по телу кислород! Именно отсутствием кислорода и объяснил Шварц открытое им явление. Правда, это было лишь случайное наблюдение. Но в начале 20-х годов Холтгузен специально изучал кислородный эффект. Причем опубликовал не коротенькую заметку, как Шварц (или Тодей и Рид!). Его статья имеет объем около ста страниц. И еще и еще находили старые работы, где описан кислородный эффект… Но эти сообщения не привлекли к себе большого внимания во время публикации, так как с практической стороны оказались неинтересными, а с теоретической — непонятными.

Поэтому, если бы Тодей и Рид сделали свою работу на несколько лет раньше, ее постигла бы та же судьба, что и работы Шварца, Холтгузена и многих других. Даже если бы то же самое они сделали позже, когда вопрос о роли непрямого действия (следовательно, и кислородного эффекта) казался далеко не столь ясным, они не произвели бы такой сенсации, как в середине 40-х годов. Везет же людям!

Если с механизмом кислородного эффекта вопрос до сих пор не ясен, то само существование кислородного эффекта никакому сомнению не подлежит. Десятки ученых поставили сотни опытов и за ничтожным числом исключений (а где их не бывает!) получили один и тот же результат: при облучении рентгеновыми и гамма-лучами отсутствие кислорода значительно снижает поражение; при облучении нейтронами и альфа-частицами кислородного эффекта нет или почти нет. Один и тот же результат наблюдали на любых организмах, начиная от бактерий и кончая млекопитающими.

Эффект есть, и немалый. Но как лабораторные результаты применить на практике? Сказать облучаемому пациенту: «Затаите дыхание»? Ничего не выйдет. Облучать в герметическом контейнере без кислорода? Этого никто не выдержит. Редко бывает, чтобы дорогу от первого экспериментального результата до практического применения можно было изобразить коротким отрезком прямой линии. Но открытие кислородного эффекта имело далеко идущие практические последствия.

Норберт Винер, крестный отец кибернетики, писал в связи с секретом атомной бомбы, что самый главный секрет, связанный с бомбой, был добровольно раскрыт ее первыми хозяевами. Этот секрет — сообщение о том, что бомба существует. «Раз ученый работает над проблемой, которая, как он знает, разрешима, то изменяется все его поведение».