Текст книги "Ядерные излучения и жизнь"

Автор книги: Вилен Барабой

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 18 страниц)

Защита от ядерных излучений

Мероприятия по физической защите от вредного действия ионизирующих излучений должны обеспечить такие обязательные условия работы, при которых работающие не подвергались бы воздействию доз, превышающих предельно допустимые. Они охватывают контроль над мощностью излучения, непосредственно действующего на работников, и обеспечение защиты всех, кто соприкасается с излучением, в том числе лиц, хотя непосредственно не имеющих с ним дело, но живущих или работающих вблизи от источников излучения. Практически защитные мероприятия в отношении лиц, работающих с радиоактивными изотопами, направлены на то, чтобы исключить возможность попадания радиоактивных изотопов на поверхность кожи и внутрь организма, а также на то, чтобы путем применения специальных защитных экранов, удаления работающих от источников излучения и выбора времени нахождения вблизи источников излучения уменьшить величину дозы от наружного облучения ниже предельно допустимых значений.

Целью защитных мероприятий является уменьшение дозы внешнего облучения человека ниже предельно допустимого уровня облучения и предохранение работника от возможного попадания радиоактивных изотопов на кожные покровы тела и внутрь организма. Первая задача решается путем увеличения расстояния между рабочим местом, где находится обслуживающий персонал, и источником излучения, сооружения защитных экранов и ограждений из материалов, поглощающих излучения, и сокращения времени пребывания в сфере действия излучения.

На практике, как правило, используют все эти способы уменьшения дозы внешнего облучения человека, причем время пребывания в сфере действия излучений сокращают в тех случаях, когда нужные результаты не могут быть получены другими способами.

Защита расстоянием во многих случаях является достаточно эффективной, учитывая то обстоятельство, что для точечных источников рентгеновского и гамма-излучения интенсивность излучения уменьшается прямо пропорционально квадрату растояния от источника, т. е. при увеличении расстояния в три раза интенсивность излучения уменьшается в девять раз. При работе с изотопами, излучающими альфа– и бета-частицы невысокой энергии, учитывается, что пробег этих частиц в воздухе ограничен и для альфа– и мягкого бета-излучения измеряется сантиметрами. Например, бета-частицы серы – 35 проходят в воздухе путь до 25 см, а кальция – 45– до 45 см и т. д. Поэтому помещение изотопа на определенном расстоянии от работающего часто полностью защищает его от таких излучений.

Чтобы увеличить расстояние между источником и работником, пользуются различными манипуляторами – специальными инструментами с удлиненными рукоятками. Если при работе с большими активностями длина рукояток оказывается недостаточной, пользуются стационарными манипуляторами большей длины. Они рассчитаны таким образом, что передают усилия руки экспериментатора на значительные расстояния и позволяют находиться работникам за защитным экраном. Обычно применяют копирующий манипулятор, состоящий из двух частей, которые расположены в разных комнатах и согласованы между собой таким образом, что если с одной ветвью проводятся какие-либо манипуляции, вторая ветвь сама воспроизводит точно такие же операции. При работе с таким манипулятором оператор находится в помещении управления, отделенном от лаборатории, где находятся радиоактивные вещества, толстой защитной перегородкой со смотровым окном.

Иногда активность источника велика и защита расстоянием не позволяет в нужной степени уменьшить дозу излучения. В этих случаях между источником излучения и работающими устанавливаются защитные экраны, которые ослабляют мощность излучения в нужное число раз. Материалом для таких экранов могут служить свинец, железо, бетон, кирпич или любой иной материал, поглощающий излучения.

Длина пробега альфа-частиц невелика, поэтому надобность в специальных экранах для них отпадает. От бета-лучей, обладающих большей проникающей способностью, достаточную защиту может представить слой плексигласа толщиной 6 – 8 мм. Изготовленные из плексигласа экраны удобны еще тем, что, защищая тело работника, они вместе с тем не мешают ему наблюдать за работой.

При работе с бета-излучениями в качестве защитных средств нецелесообразно пользоваться свинцом и материалами, содержащими свинец или другой элемент с высоким атомным номером. В этом случае, в результате торможения бета-частиц в материале защиты, возникает так называемое тормозное гамма-излучение, обладающее значительной проникающей способностью. Поэтому изотопы, дающие только бета-излучение, хранят в коробках (контейнерах), изготовленных из пластмассы, и только в тех случаях, когда изотопы дают кроме бета– еще и гамма-излучение, следует применять контейнеры, изготовленные из свинца.

Более сложна защита от рентгеновского и гамма-излучения. В этом случае для расчетов необходимой кратности ослабления дозы используют специальные таблицы и графики. Под кратностью ослабления дозы понимают число, показывающее, во сколько раз должна быть уменьшена мощность дозы в результате применения защитного ограждения. Например, радиоактивный препарат активностью в 10 мг-экв на расстоянии 1 м создает мощность дозы 8,4 мр/час. Это в три раза превосходит предельно допустимый уровень облучения (2,8 мр/час для лиц, работающих с радиоактивными изотопами). Следовательно, данный препарат нуждается в таком защитном экране, который ослаблял бы интенсивность излучения в три раза в том случае, если работающий находится на расстоянии 1 м от препарата.

В качестве материала для изготовления защитных экранов от гамма-лучей применяют свинец, железо, бетон, кирпич. Наиболее сильно поглощает гамма– и рентгеновские лучи свинец. Но, если использование его целесообразно в рентгеновских установках, где толщина защитного слоя составляет всего несколько миллиметров, то для гамма-лучей применение его экономически невыгодно, так как в этом случае толщина защитных экранов должна составлять 10-15 см и больше. Поэтому свинец применяется только в контейнерах, служащих для перевозки гамма-активных изотопов. Для защиты помещений, в которых проводится работа с гамма-излучателями, обычно используют бетон, тяжелый бетон (бетон с примесями, поглощающими гамма-лучи), кирпич.

Для защиты от попадания радиоактивных изотопов на кожные покровы тела и внутрь организма работающего применяют такие меры, как специальную одежду из пластмассы и резиновые перчатки для предохранения кожи; работы с летучими радиоактивными веществами проводят либо в вытяжных шкафах, либо в специальных боксах, полностью изолирующих работника от соприкосновения с радиоактивными веществами. В наиболее опасных случаях работающие с изотопами одевают на лицо специальный респиратор "Лепесток" с фильтрующей тканью ФПП-15, которая поглощает 99,99% радиоактивных аэрозолей, содержащихся в воздухе, или же пользуются специальным изолирующим костюмом, в который подают воздух для дыхания с помощью специальной воздуходувки.

При работе с изотопами высокой активности пользуются так называемыми горячими лабораториями. В этих лабораториях все работы выполняются при помощи дистанционных манипуляторов, без непосредственного участия человека. Наблюдение за тем, что происходит в такой лаборатории, производится или через окно из свинцового стекла толщиной в несколько десятков сантиметров, или при помощи телевизионной установки.

Особые трудности возникают при защите от нейтронов, так как они обладают большой проникающей способностью и легко проходят через значительные толщи материалов, поглощающих гамма-лучи. Часть нейтронов захватывается ядрами атомов материала, из которого изготовлена защита. При этом атомы становятся радиоактивными, в связи с чем захват нейтронов сопровождается гамма-излучением. Такое гамма-излучение обладает высокой энергией (до 7 – 10 Мэв) и, следовательно, большой проникающей способностью. Следовательно, необходимо одновременно защищаться не только от нейтронов, но и от гамма-лучей. Поэтому защиту делают многослойной, чередуя слои, ослабляющие нейтроны (вода, парафин), со слоями, поглощающими гамма-лучи (тяжелый бетон, свинец). Например, в реакторе атомной электростанции АН СССР защита состоит из слоя бетона толщиной 2,3 м, слоя воды 1 м и слоя чугуна 25 см. Если защитный слой хотят изготовить из одного материала, выбирают такой, который одинаково хорошо поглощает и гамма-лучи и нейтроны – например, бетон достаточной толщины с наполнителем в виде железного скрапа (отходы мелкого лома, обрезков, стружек и т. д.).

Проблема радиоактивных отходов

В отдельных случаях причиной местного повышения радиоактивного фона может быть неправильное обращение с радиоактивными веществами и аварии на предприятиях атомной промышленности. Так, например, на установках по очистке урана в штате Колорадо (в США) длительное время радиоактивные отходы без всякой очистки спускали в реку Анимас. В результате содержание радия в воде реки значительно превзошло допустимый уровень. Это привело к тому, что выше допустимого уровня оказалось и содержание радия в овощах – горохе, салате, капусте и др., выращенных на берегах этой реки.

По данным Международной конференции по вопросам переработки и захоронения радиоактивных отходов, состоявшейся в Монако в ноябре 1959 г., количество радиоактивных отходов в связи со все более и более широким использованием атомной энергии увеличивается с каждым днем и должно в 1970 г. достигнуть огромной цифры – 26 млн. литров с общей активностью 3 млн. кюри, что по своей активности соответствует примерно 3 тыс. кг радия. Понятно, что если не принимать специальных мер по обезвреживанию радиоактивных отходов, то можно вызвать значительное повышение радиоактивного фона в ряде мест земного шара. Чтобы этого не случилось, в настоящее время принимают специальные меры.

Если количество радиоактивных отходов сравнительно невелико, то радиоактивные отходы высокой активности помещают в особые изолированные емкости, где их хранят до тех пор, пока активность вследствие распада не уменьшится ниже допустимой нормы. Отходы средней активности подвергаются обработке для выделения и концентрации содержащихся в них радиоактивных элементов, и только отходы малой активности выпускают в обычную канализационную систему.

Недопустимо непосредственное захоронение в грунте отходов средней и низкой активности. В Хансфорде (США) в течение 20 лет такие отходы сливались в траншеи и специальные колодцы. За это время было слито 23 млн. м³ отходов с общей активностью 3 млн. кюри. Радиоактивные изотопы распространяются с грунтовыми водами. В настоящее время они обнаружены в 22 км от места захоронения и уже загрязняют реку Колумбия. Продолжающееся распространение изотопов, особенно Sr⁹⁰ и Cs³⁷, угрожает радиоактивным заражением большому району.

В некоторых странах (США, Англия) радиоактивные отходы сбрасывают в океан в специальных контейнерах. Против этого на международных конференциях выступали представители СССР и ЧССР. Они указывали на то, что любой контейнер рано или поздно будет разрушен в результате действия морской воды, радиоактивные вещества растворятся в воде и по "пищевой цепочке" – вода – планктон и водоросли – рыбы и крабы – Человек – попадут в организм человека. Целесообразнее всего радиоактивные отходы вместе с цементным раствором заливать в заранее заготовленные траншеи с бетонными стенками и закрывать бетонными плитами. В этом случае они будут надежно защищены от воздействия почвенных и поверхностных вод.

Как показывают проведенные совещания и конференции, совершенно правильна позиция советских ученых, указывающих на недопустимость практикуемого в некоторых странах бесконтрольного сбрасывания радиоактивных отходов в окружающую среду. Основным критерием должно быть обеспечение радиационной безопасности окружающей среды в течение всего периода хранения.

Глава 5. Медицина против лучевой угрозы

Химические средства борьбы с лучевыми повреждениями

Потребность в химических методах защиты от действия ядерных излучений вызвана тем, что самая совершенная физическая защита не в состоянии полностью оградить живой организм от разрушительного действия радиации. Ни свинец, ни бетон полностью не могут поглотить электромагнитные ядерные излучения, такие, как гамма– и рентгеновские лучи. Физическая защита может лишь ослабить их поток, вызвать его рассеивание. Для значительного ослабления потока гамма-лучей нередко приходится создавать многометровые стены. Но такая защита не всегда возможна и удобна.

С трудом поглощаются и также требуют для своего ослабления тяжелой и громоздкой физической защиты потоки нейтронов. Отличительная особенность биологического действия нейтронов – их способность вызывать наведенную радиоактивность в тех веществах (в том числе и в тканях организма), которые стоят на их пути. Поэтому даже ничтожный по мощности поток нейтронов, ослабленный защитой, способен вызвать серьезные длительные последствия в организме.

Наконец, необычайно сложна задача физической защиты от космического излучения. Лишь тысячекилометровая толща земной атмосферы способна задержать и поглотить первичные космические лучи, обладающие громадной энергией. Но каждая частица космического излучения рождает целый ливень вторичных частиц, достигающих поверхности Земли. Трудно даже представить, какой толщины и веса должна быть оболочка космического корабля, чтобы полностью защитить космонавтов от лучевой опасности во время длительных полетов. А между тем каждый лишний килограмм массы космического корабля – это лишние тонны ракетного топлива, сотни килограммов массы каждой ступени ракеты, выводящей корабль на его траекторию.

Нельзя не учитывать также, что наладить совершенную физическую защиту во всех случаях, когда человек сталкивается с источниками ионизирующей радиации, необычайно трудно. В лабораторных и производственных условиях чрезвычайно сложно, почти невозможно рассчитать потребную защиту на все случаи жизни и на годы вперед. А ведь создание массивной физической защиты – дело не только дорогое и трудоемкое, но и длительное. И уж вовсе невозможно обеспечить физическими методами индивидуальную защиту людей, вынужденных работать в зоне действия ядерных излучений или подвергающихся многократному интенсивному местному облучению с лечебной целью, например при лучевой терапии злокачественных новообразований. Поэтому во всех случаях, когда физическая защита невозможна или дает недостаточный эффект, целесообразно использовать химические методы защиты, значительно менее громоздкие и более гибкие. Наконец, можно рассчитывать на ослабление радиационных повреждений при введении химических препаратов и после облучения, чего, разумеется, нельзя достичь с помощью физической защиты.

Каким же образом химические соединения, вводимые искусственно извне, могут оказать влияние на размер лучевых поражений, на тяжесть лучевой болезни, вызванной последующим облучением? Как, вообще, могла появиться мысль об ослаблении лучевой травмы с помощью химических средств?

Первые идеи о возможности химической защиты возникли из наблюдений и экспериментов, касающихся радиочувствительности различных организмов. Чем объяснить, что один организм погибает под влиянием дозы облучения в 500 – 600 р, а другой превосходно себя чувствует после 100 тыс. р? Насекомые, называемые наездниками, после облучения 180 тыс. р чувствуют себя даже лучше и живут дольше, чем без облучения. А бактерии Pseudomonas, по сообщению американских ученых, отлично размножаются в воде, окружающей ядерный реактор, где доза за 8 часов составляет 10 млн. р.

Несомненно, что чувствительность разных организмов к радиации зависит от многих причин. Более сложные высокоразвитые организмы, располагающие сложными системами регуляции жизненных функций, выходят из строя под влиянием таких малых доз излучения, которые еще не убивают отдельных клеток, а лишь нарушают координацию их работы. Однако на очень большом исследовательском материале, охватывающем представителей всех классов и типов животного царства, не было обнаружено прямой зависимости между сложностью организации и радиочувствительностью. Выяснилось, что в каждой группе животных есть виды более и менее чувствительные. Это натолкнуло ученых на мысль о том, что, быть может, устойчивость некоторых организмов связана с особыми химическими веществами, присутствующими в тканях и препятствующими действию радиации.

Каким же образом химические вещества могут вмешаться в биологический эффект радиации и ослабить его? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно обратиться к тем разделам книги, в которых было рассказано о сложнейших физических, химических и биохимических процессах, протекающих в живом организме после его облучения. Очевидно, защитные вещества могут действовать только тогда, когда они вмешиваются в реакции радиационного последействия, ослабляя или прерывая их.

Чем глубже познаем мы закономерности течения этих реакций, их последовательность, чем лучше изучим механизмы усиления первичного радиобиологического эффекта, тем целеустремленнее будут поиски защитных препаратов и тем скорее будет достигнут желанный успех. История успехов и неудач ученых-радиобиологов убедительно показывает, что каждый новый шаг в действительном познании механизмов лучевого поражения знаменуется почти немедленно открытием новых противолучевых средств.

Обширная область современной радиобиологии, изучающая методы химической защиты от действия излучений, ведет свою недолгую историю с 1949 г., когда ею были достигнуты первые реальные успехи. В этом же году американский химик Г. Баррон установил, что продукты, образующиеся во время облучения (радиолиза) воды, уменьшают активность ряда ферментных белков, содержащих сульфогидрильные (– SH) группы. Постепенно природа этих активных продуктов была выяснена, и оказалось, что сульфогидрильные группы особенно легко окисляются свободными водными радикалами и перекисями. Если для ферментативной активности белков необходимы эти группы, их окисление, естественно, сказывается на активности.

Тогда Баррону пришла счастливая мысль: нельзя ли с помощью веществ, восстанавливающих сульфогидрильные группы, восстановить и активность ферментов, утративших ее под влиянием облучения. Для "ремонта" окисленных – SH-групп белков логичнее всего было применить такие вещества, которые сами содержат неокис-ленные сульфогидрильные группы и могут подставлять их на место разрушенных свободными радикалами групп белков. Примененная Барроном аминокислота цистеин, содержащая в своей молекуле SH-группу и встречающаяся в живых клетках в свободном виде и в составе белков, действительно восстанавливала активность серу-содержащих ферментов (так называемых тиоловых ферментов), выделенных из организма и растворенных в воде.

Открытие Баррона было немедленно использовано в опытах на животных. Американцы Г. Патт и Е. Кронкайт значительно уменьшили гибель облученных мышей, вводя им перед облучением цистеин и глютатион (вещество, которое содержит сульфгидрильные группы и входит в состав нормальных клеток и тканей). Под влиянием первых обнадеживающих результатов, полученных этими исследователями, в разных странах мира многие ученые начали работать в этой области. Были испытаны тысячи серусодержащих соединений, и многие из них проявили противолучевое действие. Правда, защитный эффект всех этих веществ был непостоянным и наблюдался только в опытах на мелких животных (мышах, крысах). А некоторым ученым вообще не удалось повторить опыты своих коллег.

Новый серьезный шаг вперед был сделан в 1951 – 1952 гг., когда бельгийский радиобиолог 3. Бак для защиты мышей от действия облучения применил цистеамин – вещество, содержащее сульфогидрильную группу и очень близкое к цистеину. Цистеамин отличается от цистеина отсутствием кислотной (карбоксильной) группы:

Вводя мышам цистеамин непосредственно перед облучением, Бак предотвратил гибель всех мышей, облученных абсолютно смертельной дозой радиации (700 р).

Опыт Бака повторили ученые разных стран с неизменным успехом. В последующие годы противолучевое действие цистеамина изучалось очень широко и подробно (наряду с изучением других веществ, содержащих серу). Было установлено, что цистеамин защищает от облучения не только мышей, но собак и обезьян. С помощью внутривенного введения различных солей цистеамина удалось значительно ослабить лучевые реакции у больных, подвергавшихся рентгенотерапии и другим видам лучевого лечения. Таким образом, молодая отрасль науки, только что родившаяся на свет, одержала первые серьезные победы. В последующие годы было доказано, что продукт окисления цистеамина-дисульфид цистамин (он образуется, если от двух SH-групп отнять атомы водорода, за счет появления связи между атомами серы: – S – S -) не менее активен, а амино-этилизотиуроний (сокращенно АЭТ) даже превосходит цистеамин. Оба этих препарата дают более продолжительный (до 1 – 2 часов) защитный эффект, могут вводиться через рот и применяться в клинических условиях для ослабления побочных реакций у больных при лучевой терапии злокачественных опухолей.

Нужно учесть, что теоретические представления, которые легли в основу известных опытов Баррона и послужили толчком к испытанию противолучевых свойств сульфгидрильных соединений, в последующие годы претерпели серьезные изменения. Прежде всего оказалось, что те самые тиоловые ферменты, которые Баррон облучал в пробирках, совершенно иначе ведут себя в организме. Под влиянием даже смертельных доз радиации их активность не снижается. Наоборот, в ряде случаев в результате облучения наблюдалось увеличение их активности. Этот факт никак не вяжется с концепцией Баррона.

Однако защитное действие содержащих серу соединений было открыто. Пришлось срочно подводить под старую крышу новые стены, подыскивать новое объяснение фактам, обнаруженным на базе старой, ошибочной концепции. Теперь большинство ученых полагают, что механизм защитного действия соединений типа цистеина и цистеамина сводится к перехвату активных радикалов "на подходе" к белкам и другим биополимерным структурам. Благодаря сульфогидрильным группам эти вещества легко реагируют с любыми окислительными агентами. Окисляясь сами, они при этом обезвреживают, инактивируют свободные радикалы и перекиси, уменьшая их разрушительное действие на биополимерные структуры клетки.

Норвежские исследователи Элдьярн и Пиль предложили новую и оригинальную гипотезу защитного действия тиоловых соединений. Им удалось показать, что при введении в организм эти соединения вступают в связь с белками, а именно с их сульфогидрильными группами, образуя смешанные дисульфиды:

Сульфогидрильные группы белков, вступившие в такую временную связь, не боятся окисляющего действия свободных радикалов. Многие ученые в своих исследованиях подтвердили эту гипотезу. Так, советским радиобиологам В. Г. Яковлеву и Ф. Ю. Рачинскому с помощью меченого цистеамина (содержащего радиоактивную серу) удалось получить прямые доказательства образования смешанных дисульфидов белков и цистеамина.

Однако противолучевые вещества, содержащие – SH-группы, в опытах вне организма дают защиту полимеров, не содержащих серы, в том числе и нуклеиновых кислот; по-видимому, они защищают ДНК и в условиях организма. Это их действие нельзя объяснить с помощью теории образования смешанных дисульфидов.

В последние годы Бак и Александер выдвинули новые теоретические представления, позволяющие лучше понять механизм защитного действия тиоловых препаратов. Придавая особенно важное значение собственным биохимическим реакциям клеток организма на воздействие радиации, ученые пришли к выводу, что образование смешанных дисульфидов между введенным защитным препаратом и клеточными белками действительно имеет место, но это лишь первый шаг в механизме защиты. Вступив в соединение с белками клеток, защитные препараты оказывают сильное влияние на внутриклеточные процессы, вызывая набухание митохондрий, повышение проницаемости их мембран. Часть ферментов и более просто устроенных веществ выходит из митохондрий в протоплазму клетки и оказывает сильное влияние на все процессы ее жизнедеятельности.

Введение защитного вещества вызывает, таким образом, своего рода "биохимический шок" клетки, серьезную перестройку ее внутренней организации. Весь комплекс изменений или во всяком случае их часть таковы, что существенно повышают сопротивляемость клетки действию радиации, ее устойчивость в условиях облучения. Одно из проявлений "биохимического шока", имеющее, быть может, наиболее важное значение в механизме защиты, – увеличение в клетке количества свободных – SH-групп. Исследования советского радиобиолога Э. Я. Граевского и его сотрудников показали, что увеличение внутриклеточного уровня тиоловых групп происходит лишь частично (не более чем на 25 – 35%) за счет накопления . введенного извне радиозащитного вещества. Главное значение имеет мобилизация собственных ресурсов клетки. Освобождающиеся в клетке в процессе "биохимического шока" сульфогидрильные группы обладают высокой химической реактивностью, и именно они, очевидно, дают эффект защиты, перехватывая и обезвреживая водные радикалы на подходе к белкам и нуклеиновым кислотам.

Важную роль в механизме лучевого поражения играет растворенный в жидкостях организма кислопотт. Некоторые ученые высказали предположение, что тио-ловые защитные вещества связывают не только окислительные радикалы, но и кислород, уменьшая тем самым "кислородный эффект" облучения. Если цистеин связывает кислород и тем самым оказывает защитное действие, увеличение давления кислорода во вдыхаемом воздухе должно уменьшить его защитный эффект. И действительно, с помощью кислорода под давлением удалось снять противолучевое действие цистеина. Кислород под давлением, кстати говоря, совершенно самостоятельно вызывает повреждения, очень сходные с лучевыми.

Прямое определение кислорода в тканях живого организма осуществили в очень интересных и тщательно поставленных опытах советские ученые Э. Я. Граевский и М. М. Константинова. Они установили, что введение цистеамина и других сульфогидрильных соединений не оказывает достоверного влияния на уровень кислорода. Следовательно, в живом организме процессы происходят намного сложнее, чем это представляется некоторым ученым на основании модельных опытов в пробирке или даже экспериментов на мышах.

Однако мысль о возможности снижения глубины лучевых поражений путем уменьшения концентрации кислорода в клетках, вопреки первым неудачам, оказалась плодотворной. Снизить уровень кислорода в тканях – вызвать тканевую гипоксию – можно легче всего путем уменьшения количества кислорода во вдыхаемом воздухе. Такой опыт удобно осуществить на микроорганизмах, которые длительное время могут существовать в бескислородных условиях. Эти опыты, поставленные американским радиобиологом А. Холлендером и учеными других стран на бактериях (кишечной палочке и др.), водорослях, грибках, дали отличный результат. При одной и той же дозе облучения гибель микроорганизмов и задержка их деления были тем меньше, чем ниже концентрация кислорода в окружающей их среде.

В опытах на млекопитающих воспроизвести такие условия невозможно. Но все же снижение количества кислорода во вдыхаемом воздухе (до 5 – 7%) на 40 – 70% уменьшает гибель мышей, облученных летальными дозами радиации.

При понижении температуры тела животного (гипотермии) снижается интенсивность обменных процессов, в том числе окислительных процессов, связанных с поступлением кислорода в ткани и клетки. Установлено, что и гипотермия значительно уменьшает вредное действие радиации. Более того, оказалось, что животные (сурки, хомяки, суслики и др.), находящиеся в состоянии зимней спячки, без видимого вреда переносят такие дозы радиации, которые для них абсолютно смертельны в активном состоянии. Симптомы лучевой болезни у облученных животных проявлялись только после пробуждения от зимней спячки, когда с момента облучения прошло две-три недели. Эти исследования убедительно доказывают участие кислорода в механизме разрушительного действия радиации и перспективность методов защиты организма от облучения путем удаления кислорода из тканей или недопущения его в клетки.

Очень интересный опыт поставили сухумские ученые Л. Ф. Семенов, Б. А. Лапин и др. Они облучили обезьян в состоянии так называемой клинической смерти гамма-лучами радиоактивного кобальта в дозе, значительно превышающей смертельную. Обычно обезьяны после такого облучения погибали через несколько часов или суток. Но в состоянии клинической смерти, когда не бьется сердце, не работают легкие, кровь не доставляет клеткам тела свежие запасы кислорода, а температура тела падает, та же доза радиации не оказала заметного влияния на обезьян. Применив после облучения переливание теплой крови, насыщенной кислородом, согревание и другие мероприятия, ученые оживляли обезьян, и они оставались в живых, как будто и не подвергались облучению сверхсмертельной дозой радиации. Очевидно недостаток кислорода и снижение температуры тела настолько замедлили развитие реакции лучевого последействия, затормозили процессы усиления радиационного поражения, что оживленный организм без труда справился с ними.

Для достижения противолучевого эффекта снижают напряжение кислорода в органах подопытных животных путем введения в организм перед облучением различных химических веществ – антиокислителей. Было доказано, что введение веществ, нарушающих транспорт кислорода гемоглобином крови и тем самым концентрацию кислорода в тканях, оказывает защитное действие. Такие вещества, как нитрит натрия, метиленовая синька, превращают гемоглобин крови в метгемоглобин – вещество, не способное слабо и обратимо связывать кислород в легких, а затем отдавать его в капиллярах внутренних органов. Введение в организм метгемоглобинообразователей ослабляет тяжесть лучевой болезни.

Даже такой сильный яд, как синильная кислота и ее соли, в известных дозах оказывает противолучевое действие. Связывая ионы железа, меди и других металлов, входящие в состав активных центров дыхательных ферментов, цианиды, азиды, нитрилы и т. п. также оказывают антиокислительное действие, играющее существенную роль в механизме защитного эффекта. Окись углерода (угарный газ) проявляет противолучевое действие благодаря двум механизмам: образует довольно прочное соединение с гемоглобином крови (карбоксиге-моглобин) и связывает тканевые окислительные ферменты.