Невидимый современник - Лучник Николай Викторович (читать книги полные .TXT) 📗
Тогда это потрясло мальчика. Но ученому-физику все понятно.
Сила удара распределяется по всей наковальне, и девушка почти ничего не чувствует. Именно наковальня ее и спасает, не будь этой наковальни, от первого хорошего удара девушка отправилась бы на тот свет.
А при биологическом действии радиации дело, вероятно, обстоит как раз наоборот. Средняя энергия на весь облучаемый объект мала, но в отдельных точках она может быть огромной. А что происходит в этих точках? Известно, что любая энергия превращается в тепло. Очевидно, и здесь в отдельных точках происходит сильное разогревание, белки свертываются, что и служит причиной всех дальнейших неприятностей.
Так в 1922 году родилась теория точечной теплоты. Но Дессауер не ограничился только высказыванием общих соображений. Любая теория должна быть проверена числом. В случае правильности теории точечной теплоты зависимость эффекта от дозы должна иметь довольно своеобразную форму.
Дессауер поручает двум своим молодым сотрудникам, Блау и Альтенбургеру, провести небольшую теоретическую работу: рассчитать, какую форму должны иметь кривые зависимости эффекта от дозы, соответствующие его теории. Зная математику, это сделать не трудно, а сотрудники, которым была поручена работа, математику знали. Не прошло и нескольких дней, как теоретические кривые вытянули свои лебединые шеи на листках миллиметровой бумаги.
И — удивительное дело — форма кривых была именно такой, какая получалась в реальных опытах. Теория доказана?! Как бы не так!
На всякого мудреца довольно простоты… Дессауер пытался разрешить количественный парадокс, считаясь с физикой лучей. Но как раз в физике и не разобрался до конца и количественный парадокс не разрешил, а только подсказал его решение.
Поглощенная энергия очень быстро рассеивается, настолько быстро, что сколько-нибудь заметного нагревания отдельных точек быть не должно. Но даже если бы такое нагревание и происходило, это не могло бы привести к существенному биологическому эффекту. Дессауер полагал, что происходит свертывание белков. Пусть так, но при дозах, которыми пользуются в биологических опытах, процент измененных молекул будет ничтожным, подавляющее большинство их останется нормальным. Чего же тут можно ждать?
Значит, от теории точечной теплоты приходится отказаться. Но она дает отличное соответствие между теорией и экспериментом! Однако это ничего не значит, ведь при выводе формул предположения о точечном разогревании вовсе не требовалось. Блау и Альтенбургер исходили из неравномерностей распределения энергии в облучаемом веществе, и только. А что с этой энергией происходит дальше: превращается ли она в тепло, изменяются ли под влиянием этого тепла белковые молекулы, сотрудников не касалось. Поэтому, хотя теория точечной теплоты и оказалась неверной, неравномерность поглощения энергии играет, очевидно, в биологическом эффекте существенную роль. Так в конечном счете и оказалось.
Года через два после Дессауера выступил со своей теорией биологического действия лучей англичанин Кроузер. Он исходил из тех же соображений о неравномерности поглощения энергии, но ничего не говорил ни о тепле, ни об изменяющихся молекулах. Его теория была гораздо более формальна. Он говорил просто об ударах. Статья Кроузера была напечатана по-английски, и то, о чем он писал, он назвал словом «хит», которое можно переводить по-разному. Это и удар, и толчок, и попадание, и успех, и удача, и даже сатирический выпад. В русской радиобиологической литературе это слово чаще всего переводят как удар, хотя, как мы увидим, точнее говорить — попадание.
Кроузер анализировал кривые и говорил: чтобы инфузория погибла сразу, она должна получить 49 ударов, а чтобы она погибла через час после облучения, достаточно 42. Но что это за удары? Очевидно, ионизации. Однако если подсчитать, сколько ионизаций получает инфузория при облучении смертельной дозой, получатся цифры в сотни и тысячи раз большие, чем дает анализ кривых. Выходит, из тысяч ионизаций большинство оказываются совершенно лишними, и только полсотни «идет в дело». Почему?
Кроузер думает и приходит к выводу, что те полсотни ионизаций, которые вызывают гибель инфузории, «попадают» куда нужно, а остальные происходят в нечувствительных частях клетки. В том-то и дело, что надо не просто «ударить» инфузорию определенное число раз, а «попасть» в уязвимое место. Именно поэтому правильнее говорить не «удар», а «попадание», так как для повреждения клетки важны не все ионизации, а те немногие, которые попали в чувствительный объем.
Но что это за чувствительный объем? Кроузер человек достаточно осторожный. Он ничего не говорит об этом, называя чувствительный объем самым общим словом «мишень». А что представляет собой мишень — догадывайтесь сами.
Именно потому, что Кроузер выразил свои мысли в самых общих словах, ничего не говоря ни о тепле, ни о белковых молекулах, против его теории трудно что-нибудь возразить.
Но если хладнокровный сын Альбиона старался быть как можно более осторожным, то его французский коллега Хольвек подошел к проблеме со всем жаром галльского темперамента. Вот уж кто действительно дал полную волю своей фантазии.
Что такое мишень? Совершенно ясно: чувствительный объем, необходимый для жизни клетки орган, который нужно поразить, чтобы клетка погибла. Исходя из результатов радиобиологического опыта, можно вычислить размеры этого чувствительного объема. Это нетрудно, подобные расчеты делал еще Кроузер. Но Кроузер не вкладывал в это особого смысла, а Хольвек…
Хольвек верил, что объем, который дают математические расчеты, представляет собой вполне реальный объем какого-то органа, особенно необходимого для жизни клетки. Причем именно того органа, поражение которого лучами и вызывает гибель клетки. Но что это за орган?
Казалось бы, чего проще — посмотреть клетку под микроскопом и установить, какой из ее органоидов имеет объем, в точности равный вычисленному. Ученые смотрели в микроскопы и нужного объема не находили. Значит, либо расчеты неверны, либо в них вкладывался неправильный смысл? Как бы не так! Наоборот, Хольвеку это даже понравилось.
Раз цитологи нужного объема не находят, значит не могут, не имеют необходимых средств. А чувствительный объем существует, он обнаруживается статистическими расчетами. Поэтому, говорит Хольвек, количественный анализ радиобиологических кривых может стать важным средством исследования.
Так родилась теория мишени, согласно которой биологический эффект связан с поражением чувствительных объемов. Крайнее выражение этой теории — взгляды Хольвека. Он придавал результатам расчетов абсолютное значение и называл теорию мишени «статистическим ультрамикроскопом».
Хольвек был не прав. Он исходил из очень упрощенных представлений, полагая, что в каждом объекте есть одна мишень, что она имеет совершенно четкие границы и что попадание в мишень всегда оказывается эффективным. На самом деле обычно ни одно из этих условий не выполняется, следовательно, теория мишени из статистического сверхмикроскопа превращается в кривое зеркало.
Впрочем, судите сами. Облучают рентгеновыми лучами проростки бобов. Получают кривую, обрабатывают ее математически. Оказывается, что число попаданий равно 18, а мишень — нескольким микронам. Но ведь проростки состоят из большого числа более или менее одинаковых клеток и совершенно очевидно, корешок погибнет, если убит определенный процент клеток. А расчет дает лишь одну мишень.
Абсурдность такого результата была ясна и самым горячим сторонникам теории мишени. И они попытались подойти к вопросу несколько иначе. В таком случае, как корешки, конечно, дело сводится к поражению не одной, а многих мишеней (клеток). Следовательно, нужно рассмотреть другую «математическую модель», как говорят ученые. Например: чтобы вызвать эффект, нужно попасть по одному разу в каждую из мишеней, находящихся в объекте. При этом анализ даст уже не количество попаданий, а число мишеней.
