Возьмём, к примеру, молекулу воды (как говаривал Дукалис из «Улиц разбитых фонарей»: «Из всей школьной химии я помню только одну формулу: молекулы воды – аж два: ноль».
Как может распадаться эта молекула?
Во-первых, на газообразный водород и кислород:
2Н2О → 2Н2 + О2
Второй вариант – диссоциация на ионы:
Н2О → Н+ + ОН-
Но, оказывается, возможен и третий вариант. В результате необычно мощного воздействия, например, ионизирующего излучения, наша молекула разваливается на два незаряженных осколка:
Н2О → Н. + ОН.
Вот эти-то осколки (точка обозначает неспаренный электрон) и называют свободными радикалами. Они чрезвычайно неустойчивы, могут существовать лишь доли секунды и всё это время ищут другой атом, чтобы отобрать у него электрон и спарить со своим. Иными словами, эти частицы очень активны, даже агрессивны. Найдя другую частицу, свободные радикалы объединяются. Например, объединиться могут два свободных радикала:
ОН. + ОН.→ Н2О2
Образуется молекула перекиси водорода. Тоже свободный радикал, но более устойчивый, чем исходные.
Свободный радикал может объединиться и с молекулой:
О. + О2 → О3
Образуется озон, который также относится к свободным радикалам; опять же он более устойчив, чем атомарный кислород (О.).
Но хватит уже химии. Вспомнился реальный случай с одной школьницей. Та, сдав на «отлично» выпускной экзамен, спрашивает учительницу:
– Мариванна, а вопрос можно?
– Конечно, Светочка.
– Вы обещаете ответить честно?
– Да, да.
– Мариванна, а вы сами-то верите во все эти молекулы?
Но это к слову. Итак, свободные радикалы – не экзотика, мы с ними давно знакомы, взять ту же перекись водорода или озон.
Известно, что свободные радикалы всегда присутствуют в органах и тканях живого организма. Они участвуют во многих реакциях, являются частью нашей защитной системы, регулируют обменные процессы, включая гибель устаревших и изменённых клеток, а также их замену [8].
Но почему в последние десятилетия так возрос интерес к этим самым свободным радикалам? К ним и к их еще более известным «противникам» – антиоксидантам?
Всё началось в 1956 году. Тогда американский ученый Дэнхем Хармен выдвинул сенсационную гипотезу (теперь это признанная теория свободных радикалов). В чём её суть?
Хармен открыл новую, уже негативную роль свободных радикалов в организме. Он предположил, что избыток свободных радикалов является причиной большинства болезней возраста. Точнее, их преждевременного проявления. Рак, сердечно-сосудистые заболевания, болезнь Альцгеймера и даже старость в 60 лет, – и одна из главных причин этого букета – свободные радикалы. Но почему болезни-то разные – у разных людей? А здесь действует принцип: где тонко, там и рвется. Не совсем понятно? Сейчас мы во всем разберёмся.
Давайте сравним две группы людей. В первую включим людей курящих, а также проживающих на экологически- или радиационно-загрязнённых территориях; тех, кто питается неправильно (много жареного, копчёного, жирного, мало витаминов); испытывающих хронические стрессы; старых и пожилых. То есть людей, которые подвергаются воздействию факторов риска, внешних или внутренних (возраст).
А во второй группе соберём людей, которые таким воздействиям не подвергаются. Очевидно, люди из второй группы в среднем окажутся здоровее. Вопрос в другом. Именно этот вопрос задал себе Хармен: «А что общего в организмах людей внутри каждой из групп»? Иначе говоря, чем отличаются люди из первой группы? У них что, температура тела выше? Вряд ли. Давление? Не факт. Состав крови? Уже тепло.
Оказалось, у людей из первой группы всегда повышена концентрация свободных радикалов в клетках – в сравнении с людьми из второй группы. Это вполне объяснимо. Раз человека атакуют повреждающие агенты, организм должен от них защищаться. А если повреждающих факторов много, и на организм они нападают агрессивно, защитные системы будут перенапрягаться. Что приведёт к усиленной работе окислительных систем. Свободные радикалы, образуясь в большом избытке, могут выйти из-под контроля.
А дальше включается механизм цепной реакции. Что это означает? Аналогия: от маленькой зажжённой спички может разгореться большой пожар. То же самое происходит и в случае воздействия радикалов на живую клетку. А роль такой горящей спички может выполнять радиация или другой повреждающий агент [2, 9]. Именно так всё и происходит. Догадка же Хармена заключалась вот в чём: избыток радикалов сам является сильнейшим повреждающим агентом.
Знаете, что ещё это напоминает? Борьбу организма с инфекционными болезнями. От вирусов и бактерий организм защищается, повышая температуру тела. Естественная реакция организма полезна – до поры, до времени. Но температура выше 39 °C, – сама становится опасной для организма. И требуются меры для её снижения.
Когда на человека набрасываются разные повреждающие агенты, организм переходит на военное положение. И происходит срыв, несоразмерный ответ: свободные радикалы образуются в огромном избытке. Это явление называется оксидантным стрессом. Название «стресс» (в переводе с английского «напряжение») выбрано не случайно. Так же, как в случае с известным физиологическим, или психоэмоциональным стрессом – разные причины могут привести к одинаковому ответу организма.
Смысл теории свободных радикалов иллюстрирует схема (рис. 4.2).
Почему же теория свободных радикалов стала столь популярной? Да потому, что даёт практический выход. Оказывается, с оксидантным стрессом можно бороться напрямую. Просто снижая концентрацию радикалов в клетках организма. Именно с этой целью применяют вещества и препараты, которые называют антиоксидантами.
Рис. 4.2 Причины и последствия избытка свободных радикалов в организме
А теперь важнейшее следствие. Радикалы, которые образуются в результате радиационного облучения, точно такие же, как и те, что образуются под воздействием химических загрязнителей, табачного дыма, хронических психоэмоциональных стрессов или в результате старения организма. «На свободных радикалах, – как выразился один ученый, – нет ярлычков: этот – от радиации, а тот – от курения».
Важно понять, что повреждения в клетках, органах и тканях оказывают именно свободные радикалы, а не сами ионизирующие излучения [8, 10–12]. Именно так: ионизирующие излучения приводят к образованию радикалов, а уже их избыток повреждает клетки. Потому-то медицина и не может чётко доказать вину радиации в возникновении раковых заболеваний (кстати, в научной литературе можно встретить разные термины для таких болезней: рак, онкологические заболевания, злокачественные опухоли, злокачественные новообразования; близкое понятие – канцерогенный, то есть приводящий к раку).
Вот в какие дебри нам пришлось залезть, чтобы лишь приблизиться к ответу на вопрос: насколько радиация виновна в наших болезнях?
Сейчас можно с большой долей уверенности сказать: если речь идёт о малых дозах, то вряд ли именно радиация является главным виновником наших болезней. Имеется много куда более весомых причин. Но самый опасный случай – когда разные повреждающие факторы встречаются вместе. Большинство неинфекционных болезней – это болезни сочетаний.
Литература1. Яблоков А.В. Миф о безопасности малых доз радиации: атомная мифология. – М.: Центр экологической политики России, ООО «Проект-Ф», 2002. – 145 с.
2. Радиация: Дозы, эффекты, риск / Перевод с английского. – М.: Мир, 1988. – 79 с.
3. Ларин И. Невсесильная радиация. – Энергия, 1994, № 12. – С. 5–8.
4. Ларин В. Сороковка, плутоний и здоровье людей. – Энергия, 1996, № 6. – С. 19–29.
5. Безопасная опасность / Велихов Е.П., Глазовский Н.Ф., Клюев Н.Н. – Вокруг света, 2003, № 7. – С. 18–29.
6. Иванов В.К. Ликвидаторы. Радиологические последствия Чернобыля. – Центр содействия социально-экологическим инициативам атомной отрасли, 2010. – 30 с.
7. Проблемы ядерного наследия и пути их решения. – Т. 1. – Под общей редакцией Е.В. Евстратова и др. – 2012 г. – 356 с. / Цит. по: А. Журавлёв. О радиации, как главном «препятствии» в освоении космоса.
8. Булдаков Л.А., Калистратова В.С. Радиоактивное излучение и здоровье. – М.: Информ-Атом, 2003. – 165 с.
9. Маргулис У.Я. Атомная энергия и радиационная безопасность. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 224 с.
10. Экологические и гигиенические проблемы здоровья детей и подростков / Под редакцией А. А. Баранова, А. А. Щеплягиной. – М.: Изд-во «Информатик», 1998. – 333 с.
