ПЕРВЫЕ ШАГИ

Не зная прошлого, невозможно понять подлинный смысл настояще­го и цели будущего

М. ГОРЬКИЙ

В России о выдающемся открытии профессора физики Вюрцбургского университета Вильгельма Конрада Рентге­на узнали очень скоро.

Научное сообщение Рентгена было опубликовано на русском языке в начале 1896 года. И этот год можно счи­тать годом зарождения отечественной радиобиологии.

30 января в России была произведена первая операция с применением рентгеновских лучей: из пальца швеи был извлечен обломок иглы

 

Всякая систематика носит условный характер И все же историю развития радиобиологии правомочие разде­лить на два больших периода. Первый — с момента ее возникновения до середины сороковых годов нашего столетия Второй — с середины сороковых годов до на­ших дней Первый период характеризовался постепенным развитием радиобиологии, постепенной кристаллизацией отдельных ее направлений. Второй — носил взрывной ха­рактер. Бурное внедрение атомной энергии в промышлен­ность, появление атомного оружия создало все предпо­сылки для интенсивного развития радиобиологии.

Представим себе, что мы посетили лабораторию одного из первых радиобиологов России — И. Р. Тарханова три четверти века тому назад.

Тесноватая комната, крегла, обитые кожей, тяжеловес­ные высокие дубовые шкафы, забитые книгами Несколько аквариумов Старомодные микроскопы, простейшие осве­тители к ним В проточной воде стеклянных банок полу­прозрачные студни икры миноги. Минога нерестится в июне Из икры выклевываются личинки, не похожие на взрослых миног Что произойдет, если икру миноги облу­чить рентгеновскими лучами' Эксперимент поставлен. Удивительно медленно тянутся дни и недели В контроль­ных, не облученных, порциях икры заметны перемены. При небольшом увеличении видно, как постепенно услож­няется икринка А облученная икра Темп ее развития затормозился, обмен веществ снизился Тарханов приходит к выводу лучи Рентгена угнетают развитие яиц миноги.

Существуют ученые и талантливые и удачливые К их числу можно отнести русского физиолога и биохимика Е С Лондона

Лондон и его ученики много сделали для развития ра­диобиологии в России Круг их радиобиологических иссле­дований был велик Они изучали влияние лучей радия на токсин бешенства Разрабатывали методы лечения рака кожи с помощью радия Много усилий было затрачено ими на изучение обмена веществ организма при лучевом пора­жении Лейпцигское академическое издательство пред­лагает Лондону написать книгу по радиобиологии. В 1911 году вышла в свет первая в мире монография «Радий в биологии и медицине», написанная Лондоном.

В первые годы Советской власти в Петрограде был создан Государственный рентгенологический и

Что проиаойдет, если иьру облучить рентгеновскими лучами?

 

радиологический институт С ним надолго связали свою научную деятельность два известных русских ученых — М. И. Неменов и Г. А Надсон На третьем Всесоюзном съезде рентгенологов и радиологов Надсон рассказал об опытах, которые он провел совместно со своим учеником Г. С Филипповым.

Исследователи облучали дрожжи лучами радия и вы­звали у них изменения, которые передавались потомству, алеко не все современники смогли оценить эти опыты, сследование Надсона опередило время Под влиянием облучения возникали наследственные изменения — мутации Следовательно, мутации каким-то образом были «записаны» в клетке Наука того времени не могла объяснить это явление

Одновременно с радиобиологическими работами, прово­димыми русскими учеными, начались исследования и в ря­де стран Европы Открытие Конрада Рентгена глубоко за­интересовало биологов Действительно, почему ионизирую­щая радиация способна оказывать такое мощное действие на живую клетку? Для ответа на этот вопрос требовалось проведение точных исследований Они начались в несколь­ких лабораториях одновременно и на разных биологиче­ских объектах инфузориях, дрожжах, растительных клет­ках. Опыты на простейших организмах имеют существен­ное преимущество — работать с ними проще.

В ближайшее десятилетие после открытия рентгенов­ских лучей первые радиобиологи установили следующие важные закономерности Если доза рентгеновских лучей была достаточно высокой, то любая живая клетка погиба­ла. Она могла умереть быстро. Иногда казалось, что клет­ки «взрываются», настолько стремительной была их смерть. Жизнь других клеток угасала не сразу, а через не­которое время Обреченные, они переставали делиться. Слу­чалось, что погибали не облученные клетки, а их потомки. Это казалось и страппым и необъяснимым Часто в клетках после облучения наблюдали изменения строения, призна­ки ранней старости, уродства.

Работы первых радиобиологов во многом несовершен­ны Но в этом «виноваты» не ученые Существовали объ­ективные обстоятельства: например, измерение излучений было в то время весьма несовершенным И в большинстве случаев учепые не знали, какой дозой ионизирующей ра­диации они облучали клетки.

В начале двадцатых годов нашего столетия выяснились важные обстоятельства Оказалось, что ионизирующая ра­диация действует на живую клетку даже в том случае, ес­ли она поглощает совершенно ничтожное количество энер­гии Ученых заинтересовало это необычное явление Ло­гично было предположить в клетке существуют участки, особенно чувствительные к действию проникающих лучей Но это следовало доказать.

Вскоре зарубежные исследователи Т Стрендвейз и Г Оуклей описали интересное явление Они облучали клет­ки тканей кур и видели, что деление этих клеток замедля­лось. Это явление было названо «эффектом облучения».

«Эффект облучения» зависел от дозы облучения. Чем больше была доза, тем значительнее были результаты об­лучения. Это было важное наблюдение..

Прошло еще немного времени, и, опираясь на эти дан­ные, другие ученые — Дж Краузер, Ф Дессауэр, М Блау сформулировали знаменитую «гипотезу удара». Она за­ключалась в следующем: «эффект облучения» обусловлеп попаданием только одного кванта или нескольких квантов лучистой энергии в определенную точку клетки. Эту точку стали называть «мишенью»

Прошло еще одно десятилетие, и в 30—40-х годах на­шего столетия в работах ученых Д Ли, Н В Тимофеева- Ресовского, К Циммера были сформулированы известные любому радиобиологу «принципы попадания» (или теория

В чем состояла их сущность?

Для решения, казалось бы, чисто биологических задач исследователи привлекли физико-математические методы анализа Это помогло им установить очень важные взаимо­отношения между дозой поглощенной энергии, ее мощно­стью, плотностью ионизации и биологическим «эффектом облучения». В понятие «эффект облучения» могли входить и гибель клеток, и прекращение делепия, и снижение их дыхания

Теория «мишени» оказалась чрезвычайно плодотворной для развития радиобиологии. При облучении микроорга­низмов наблюдали, например, четкие взаимоотношения между дозой облучения и результатом облучения. Если эти взаимоотношения изображали на графике в виде линии, то получали кривую «доза-эффект».

Теперь радиобиологи имели в руках количественный метод анализа. С его помощью можно было рассчитать объем «мишени» или, иными словами, «чувствительный объем» клетки.

Существуют иронические рекомендации о том, как сде­лать открытие в науке Шутники советуют ничего не чи­тать В таком случае, говорят они, экспериментатор будет оригинален в своих опытах Однако при этом существует возможность во второй раз «изобрести велосипед». Пожа­луй, к этому следует еще добавить, что можно «изобрести велосипед» менее совершенный, чем тот, который уже соз­дан. Поэтому, чтобы не попасть в положение изобретателя велосипеда, надо знать историю науки.

В 1925 году П Анцель и П. Витембергер поставили опыты, которые удивляют своей простотой и изяществом Исследование заключалось в следующем Куриные яйца подвергали облучению рентгеновскими лучами, а затем хранили в холодильнике. Через три дня их исследовали под микроскопом; видимых изменений не обнаружили Ес­ли же после облучения яйца выдерживали в инкубаторе, то находили многочисленные повреждения. Значит, луче­вое повреждение проявлялось в результате жизнедеятель­ности клеток

Выводы, которые сделали эти ученые, не потеряли ак­туальности и в наши дни Исследователи писали: «Необхо­димо четко различать три существенных момента: 1) ра­диационное повреждение, 2) факторы, способствующие проявлению этого повреждения, 3) восстанавливающие факторы Нельзя забывать, что под микроскопом мы ви­дим уже результат взаимодействия этих показателей, кото­рые порой могут быть антагонистическими».

В двадцатых годах нашего столетия радиобиологиче­ские исследования проводятся и в области генетики. Иони­зирующая радиация способна вызывать изменения гене­тического аппарата живой клетки. Этот факт установили Г А. Надсон и Г. С Филиппов Но для многих ученых их открытие прошло незамеченным И вот в 1927 году работы Надсона и Филиппова испытывают как бы второе рождение. Этому способствовали эксперименты Г Мюллера. Он работал с классическим объектом генетиков — плодовой мушкой дрозофилой Бе генетический аппарат был уже довольно хорошо исследован. Мюллер ставит один опыт за другим. И вот результат — доказано действие рентгенов­ского излучения на наследственность.

Более 50 лет назад врачи начали применять рентгенов­ские лучи радия для лечения больных и установления ди­агноза заболевания. И они первыми заметили выраженные изменения в облученных тканях.

Эти ткани врачи передавали на исследование специали­стам — цитологам и морфологам, которые изучали их мик­роскопическое строение И тогда было показано, что облу­чение ткани приводит к остановке клеточного деления — митоза. Но ведь в сложном организме млекопитающего некоторые клетки никогда не делятся Например, клетки центральной нервной системы. Другие делятся редко — клетки печени Наконец, существуют клетки, которые де­лятся все время, непрерывно Это клетки костного мозга Как разобраться во всех этих явлениях?

И вот с учетом накопленных фактов Д. Бергонье и Л Трибондо сформулировали правило: чем клетка быстрее делится, чем она сложнее построена, тем более она подвер­жена лучевому поражению.

Правда, возникало по крайней мере два каверзных во­проса. Почему после облучения некоторые нарушения вос­станавливаются, а другие нет' В чем заключаются физико- химические и биохимические процессы, происходящие в клетке до появления видимых в микроскоп изменений'

В то время ученые не могли ответить на эти вопросы — не хватало знаний.

В радиобиологии существует понятие «кислородный эффект». Его сущность заключается в следующем При от­сутствии кислорода действие рентгеновских или гамма-лу­чей на живую клетку уменьшается. Механизм этого явле­ния изучен только в последнее десятилетие. Но первые эксперименты, доказавшие этот факт, имеют солидный воз­раст — более 50 лет. Так в 1921 году ученый X. Хольтузеп обнаружил, что в условиях недостатка кислорода яйца па­разитирующих червей — аскарид становятся более устой­чивыми к рентгеновскому облучению.

Первый период развития радиобиологии растянулся почти на полвека Второй период связан с бурным разви­тием ядерной физики и внедрением ее в народное хозяй­ство ряда стран.

В конце сороковых годов публикуются уже тысячи ра­диобиологических работ, возникают десятки радиобиологи­ческих лабораторий.

 

В Америке лаборатории организуются при атомных центрах. В Англии радиобиологические лаборатории и ин­ституты возникают при больших госпиталях. Во Франции широкую известность приобретает радиобиологическая ла­боратория в институте Пастера

Возникают крупные радиобиологические центры и в Советском Союзе — Москве, Ленинграде, Киеве.

Созданная биофизиком Г. М Франком, скромная по размерам, разместившаяся в старом здании на окраине Москвы «Радиационная лаборатория» вскоре выросла в крупный научный центр радиобиологических исследова­ний.

г Радиобиология требует точных знаний физики, химии и математики Большой вклад в развитие отечественной радиобиологии вносит физико-химик Н М. Эмануэль Он широко внедряет в радиобиологию современные методы физико-химического анализа.

В Подмосковье, в Пущино-на-Оке, среди живописных перелесков и широких полей Академия наук создает крупный центр научных исследований Радиобиологиче­ский отдел в этом центре возглавляет биохимик и радио­биолог А М Кузин.

Проблемами радиобиологии начинает заниматься Орга­низация Объединенных Наций, Международное агентство по использованию атомной энергии, Всемирная организа­ция здравоохранения.

Создаются международные общества радиобиологов, на­чинают проводиться многочисленные съезды, конгрессы и симпозиумы уже по отдельным, более частным вопросам радиобиологии. Наступает ее золотой век.

Евгений Романцев. "Рожденная атомом"

__________________________