Атомная энергия в биологии и медицине

Замена радиаторов отопления-2500р - металлоконструкции. .

Беккерель, открывший явления радиоактивности, некоторое время носил в кармане кусок урановой руды и в результате нажил себе язву, не поддававшуюся лечению до тех пор, пока уран не был удален из кармана. Так случайно им была открыта необычайная чувствительность живых тканей к радиоактивному излучению.

Вслед за этим в науке стали накопляться и другие факты. Оказалось, что семена, облученные небольшими дозами лучей, прорастают быстрее и лучше необлученных. Старые семена, потерявшие способность к росту, вновь приобретают ее после облучения. Почки сирени, побывавшие под лучами радия, прорастают гораздо быстрее. Облученные дрожжи приобретают свойство предохранять животных от рахита. Облучение куриных яиц ведет к ускорению развития цыплят и т. д.

При искусственном введении в организм животных сравнительно большого количества радиоактивных веществ отмечалась задержка роста; изменялся обмен веществ; нарастало количество сахара в крови; наступал ряд общих расстройств и иногда отмечалось изменение наследственных свойств зародышевых клеток.

Организм человека также оказался очень чувствительным к облучению. У работников радиевой промышленности, подвергавшихся при работе длительному воздействию лучей, значительно разрастался верхний слой кожи (эпидермис), появлялись трещины и бородавки; иногда наблюдалось развитие кожного рака; отмечалась общая вялость, сонливость, быстрое утомление. Резко падала устойчивость организма против инфекционных заболеваний; наблюдались изменения желез внутренней секреции, у женщин нарушалась правильность месячных и т. д. При длительном облучении изменялись состав и свойство крови, повышалось количество красных кровяных шариков, изменялось кровяное давление,— и в связи с изменением кроветворных органов катастрофически падало число кровяных шариков. Процессы жизнедеятельности, протекающие в сложнейших химических структурах — белках, оказались наиболее чувствительными к новому виду облучения.

Таким образом, энергия распада атомных ядер, открытая в явлениях радиоактивности, дала новое средство воздействия на живой организм, которым вскоре воспользовалась практическая медицина.

Французский врач Данле, впервые применивший радиоактивное облучение небольшими дозами, излечил кожную опухоль. Другие подобные результаты лечения были столь ободряющими, что вскоре выросла новая отрасль науки — радиотерапия, занимающаяся лечением различных болезней радиоактивными веществами. Медицина приобрела новое средство борьбы с раком и злокачественными опухолями.

Чтобы представить себе, как много дала здесь радиотерапия, обратимся к фактам. Открытия Пастера, Р. Коха, Мечникова и других помогли разгадать сущность инфекционных болезней. Давно прошли времена, когда чума, холера или черная оспа могли опустошать целые страны. Средняя продолжительность человеческой жизни выросла от 20—30 лет во времена средневековья до 40 лет в XVIII веке и до 50-60 в Х1Х-ХХ веках. Однако во второй половине жизни нас все еще коварно подстерегает рак, от которого ежегодно на всем земном шаре умирает около 1,5 — 2 миллионов человек. Следовательно, рак представляет серьезную угрозу для общества.

Несмотря на то, что рак известен с незапамятных времен 1, до сих пор в науке нет еще единого мнения о причинах его возникновения.

Несомненное влияние оказывают постоянные внешние раздражения, определенных частей тела, угнетающие жизнедеятельность клеток (профессиональный рак трубочистов, дегтярников, работников анилиновой промышленности, рентгенологов и т. д.). Сюда же относится, например, рак кожи живота у женщин в Кашемире, (Индия) в связи с привычкой носить на животе маленькую печурку с горящими углями; рак кожи у жителей Бенгалии, появляющийся на рубцах после наказаний плетью; легочный рак шахтеров Шнееберга (Германия), поражающий 75% шахтеров с 10 —20-летним стажем работы; заболевания раком губ курильщиков Ирландии в связи с употреблением определенного сорта трубок из глины (заболевания прекратились после изъятия этих трубок), и т. д. Влиянием постоянных раздражений можно объяснить и то, что раком языка и губ заболевают в подавляющем большинстве случаев курильщики, раком пищевода и желудка — алкоголики и т. д. Играют роль и какие-то природные условия. Известны, например, целые местности и области (в Дании, Австрии, Швейцарии, Германии и т. д.), где раковые заболевания широко распространены. Имеет некоторое значение и наследственное предрасположение к раку. В последнее время установлено, что воздействие на организм целого ряда химических веществ вызывает рост злокачественных опухолей (так называемые канцерогенные вещества).

Главным средством лечения рака является оперативное вмешательство. Однако такое лечение не всегда приводило к выздоровлению. Часто после операции развивалась новая опухоль, которая значительно ускоряла смерть больного.

Дело изменилось с введением радия. Облучение опухоли лучами радия в ряде случаев ведет к рассасыванию опухоли и полному излечению.

Действие лучей можно представить себе в виде кривых, предложенных акад. Лазаревым. Если отложить на оси абсцисс дозы лучей (силу облучения), а на оси ординат — коэффициент вымирания (т. е., количество клеток, погибающих под влиянием облучения, в единицу времени), то кривые для раковых клеток, как видно из рис. 1, более круто поднимаются кверху, чем кривые для нормальных клеток.

Подбором определенных доз лучей (точка Вг на оси абсцисс) можно вызвать усиленную гибель клеток опухоли, почти не влияя на нормальные клетки. Такими дозами и пользуется радиотерапия. При лечении радием кожный рак излечивается в 98% случаев рак губы в 87%, рак полости рта в 47 — 50°/о, рак желудка в 35 — 40%, грудной железы до 40°/о и т. д. При условии своевременного распознавания и лечения рак почти полностью излечим.

Интересны методы, которыми пользуется радиотерапия для облучения опухоли. Применяется поверхностное облучение опухоли; введение в опухоль специальных игл, наполненных радиоактивным веществом, и, наконец, радиохирургия — операции для открытия доступа к глубоко расположенным опухолям и их облучения. Последние представляют наибольшие трудности для радиотерапии и дают наибольшую смертность.

Необычайная редкость в природе радиоактивных веществ, сложность их добывания и дороговизна ограничивают возможность широкого применения радиотерапии. Однако наука в самые последние годы разработала новые блестящие способы преодоления своей большой скорости, проникают в опухоль значительно глубже и действуют на всю массу опухоли. у-лучи проникают наиболее глубоко и действуют на атомы в молекулах живых структур, вызывая вторичное В -излучение самих тканей.

Радиотерапия дала в руки человека могучее средство для воздействия на процессы, не поддающиеся никаким другим воздействиям. Возникнув в начале нашего века, она быстро развилась в самостоятельную науку, со своими клиниками, научными институтами, специальными периодическими изданиями и т. д.

Однако есть область гораздо более молодая, где использование атомной энергии сулит науке о жизни огромный шаг вперед. Я говорю о меченых атомах.

Представьте себе трудности, с которыми сталкивается ученый, пытаясь изучить химические превращения веществ в живом организме. Он попадает в положение человека, которому предстоит узнать устройство часового механизма, не раскрывая крышки часов. Всякая попытка «открыть крышку» — всякое вмешательство в процессы жизнедеятельности — ведет к изменению нормально протекающих процессов, а то и к полному их прекращению. Наши представления об обмене веществ в организме добыты так называемым индуктивным методом, т. е. перенесением на организм данных о химических реакциях, которые мы наблюдаем в пробирке в соках и жидкостях, полученных из организма. Биохимия и создана, в основном, методами такой индукции. Однако далеко не все процессы можно воссоздать в пробирке. Наилучшим методом для изучения обмена веществ была бы отметка тем или иным образом атомов, вводимых в организм веществ, с тем, чтобы следить за их движением. Но, казалось бы, как можно отмечать частицы, которые не видны в сильнейшие микроскопы, один миллион которых едва составит толщину человеческого волоса? Умение метить атомы есть одно из замечательнейших достижений науки последних лет. На помощь человеку здесь пришла энергия распада атомов.

Подвергая атомы ударам быстро движущихся нейтронов, ученые получили новые атомы, с иными химическими свойствами и новым атомным весом. Удалось осуществить мечту алхимиков о превращении одних элементов в другие. Однако не в этом состояло главное значение этого замечательного открытия. Оказалось, что атомы новых, добытых таким образом элементов неустойчивы и распадаются подобно радиоактивным атомам, выделяя альфа-, бета- и гамма-лучи. Это явление было названо искусственной радиоактивностью.

В настоящее время почти все элементы, входящие в состав живого организма, удалось получить в радиоактивном виде. Мы имеем, таким образом, радионатрий, радиокалий, радиоводород, радиокислород, радиоуглерод, радиофосфор, радиожелезо, радиобром, радиоиод, радиосеру и др. Так как новыми свойствами в этих элементах обладают атомные ядра, а не электронные оболочки, то, следовательно, в химических реакциях радиоэлементы ничем не отличаются от обычных нерадиоактивных и при всех химических превращениях в организме ведут себя точно так же, как и обычные элементы. Значит, если ввести в организм смесь обычного и радиоактивного элемента, то, следя за перемещением радиоактивных частичек, можно составить представление о движении в организме, того и другого элемента.