В конечном итоге компании по производству часов согласились выплатить пострадавшим символическую компенсацию, но так никогда и не признали свою вину. Одна из работниц, Кэтрин Вольф Донахью, в 1938 г. подала в суд на компанию Radium Dial. В чикагском суде она заявила, что вместе с еще одной работницей однажды спросила своего начальника Руфуса Рида, почему компания никогда не предавала гласности результаты медицинских осмотров, проводившихся в 1920-х гг. Рид ответил примерно следующее: «Милые мои, если бы мы обнародовали эти результаты, начался бы бунт». В конце концов в 1941 г. медицинское сообщество установило предельно допустимую дозу облучения радоном, но по экономическим причинам отсроченное воздействие облучения еще долго не предавалось гласности, и совсем немногие люди, даже среди тех, кто работал над созданием атомной бомбы в рамках Манхэттенского проекта, могли предвидеть ужасные последствия выпадения радиоактивных осадков.
Радиоактивные осадки — это осаждающиеся из атмосферы радиоактивные частицы, оставшиеся после ядерного взрыва, которые могут представлять опасность на протяжении длительного времени. При взрыве возникают огненные бури и смерчи, распространяющиеся в высокие слои атмосферы, что часто вызывает дождь. После взрывов в Хиросиме и Нагасаки в воздухе собралось столько радиоактивной золы, что дождь был темным и вязким — тот самый злосчастный «черный дождь». В Хиросиме черный дождь выпал на большой площади — от центра города до окраин, загрязнив воду и траву. В реках погибла рыба, а в полях коровы.
Десятки тысяч жителей Хиросимы и Нагасаки, пережившие взрыв, как выяснилось, не избежали его последствий. Через несколько дней у них начали выпадать волocы и кровоточить десны. Люди страдали от безумной слабости и головной боли; появилась тошнота, рвота, анорексия и диарея. Рот и горло покрылись болезненными язвами. Началось носовое, ротовое и кишечное кровотечение. Те, у кого симптомы были наиболее сильны, погибали за несколько месяцев. Другие за два года слепли от катаракты. Многие умерли от рака через несколько лет или даже десятков лет. Радиоактивное облучение чаще всего вызывает лейкоз. Характерным признаком лейкоза являются пурпурные пятна на коже, которые возникают из-за агрегации пролиферирующих белых клеток крови (лейкоцитов). На протяжении 30 лет после взрыва у жителей Хиросимы лейкоз диагностировали в 15 раз чаще, чем у жителей других областей Японии. Через 15 лет после взрыва стало расти число случаев других видов рака с более длительным периодом развития, таких как рак легкого, молочной или щитовидной железы.
Угроза ядерной войны отступила, и теперь основное беспокойство общественности вызывает безопасность атомных электростанций и других потенциальных источников излучения. Вера в безопасность ядерных реакторов была подорвана в результате двух серьезных аварий: на Трехмильном острове в Пенсильвании в 1979 г. и в Чернобыле на Украине в 1986 г. Чернобыльская авария была самой страшной в истории: во время аварии погиб 31 человек, и тысячи получили высокие дозы облучения. Но даже если не говорить об авариях, усиливаются опасения относительно возможной утечки радиоактивного материала и загрязнения окружающей среды. В деревнях, расположенных поблизости от завода по переработке ядерного горючего в Селлафилде (Англия), увеличилось число случаев заболевания лейкозом. В других группах населения, подверженных воздействию радиоактивного излучения выше фонового уровня, также повышен риск развития этого заболевания. «Балканский синдром» (который считается одной из форм лейкоза) у военных, дислоцированных в районе Косово, а также, возможно, у тысяч местных жителей, связывают с использованием бронебойных боеголовок из обедненного урана. В группу риска могут попадать даже летчики и бортпроводники, поскольку на большой высоте они подвергаются дополнительному воздействию радиации.
Поэтому не приходится удивляться, что даже медицинское рентгеновское оборудование и радиотерапия порой вызывают у людей страх радиационного отравления. С конца 1970-х гг. в США не было построено ни одной новой атомной станции. Существование «безопасной» дозы облучения вот уже десятки лет является предметом споров. Как заявил один из экспертов, самый лучший практический подход заключается в том, чтобы максимально ограничить воздействие ионизирующего излучения на человека и надеяться на лучшее.
Вы, я полагаю, пытаетесь понять, какое отношение все это имеет к кислороду. Ответ заключается в том, что механизм действия радиации на биологические системы аналогичен механизму кислородной интоксикации. Он основан на серии реакций, связывающих кислород с водой. Смертельное влияние радиации и кислорода опосредовано одним и тем же набором промежуточных продуктов. Эти промежуточные продукты образуются и из воды, и из кислорода (рис. 7). При радиационном облучении они получаются из воды, а при отравлении кислородом — из кислорода. Но они образуются и при нормальном дыхании! Таким образом, дыхание можно рассматривать в качестве очень медленно прогрессирующей кислородной интоксикации. Мы увидим, что старение и старческие заболевания во многом связаны с этой формой кислородной интоксикации.
Рис 7. Схема взаимных превращений воды и кислорода с указанием всех промежуточных соединений. Показано изменение числа электронов (e-). Для простоты баланс протонов не учитывался. Переходы отрицательно заряженных электронов компенсируются переходами положительно заряженных протонов
Недолговечные промежуточные продукты, возникающие под действием излучения и в процессе дыхания, называют свободными радикалами. Мы уже упоминали о них в главе 1. Далее мы встретимся с ними многократно. Строго говоря, не все промежуточные продукты этих процессов являются свободными радикалами, я использую данный термин для простоты. Точное соблюдение химической терминологии удлиняет формулировки. Иногда такие частицы называют «реакционноспособными формами кислорода», но это выражение громоздкое и неточное: не все эти соединения очень активны, а некоторые, такие как оксид азота NO, технически можно отнести к реакционноспособным соединениям азота. Термин «окислители» тоже некорректен в данном контексте, поскольку некоторые частицы, такие как супероксидный радикал, могут выступать и в роли восстановителей. Поэтому дальше я буду называть эти промежуточные продукты свободными радикалами.
Чтобы понять суть последующего повествования, вам нужно лишь усвоить, что свободные радикалы — это активные формы кислорода, которые в небольшом количестве постоянно образуются в организме в процессе дыхания. Конечно, это сильно упрощенное определение. Поэтому в данной главе мы несколько подробнее поговорим о них и о механизмах их образования.
Беккерель первым обратил внимание на расщепление воды под действием радиации. Он начал экспериментировать с радием вскоре после того, как Мария Кюри выделила достаточное для работы количество этого элемента. В конце 1890-х гг. Беккерель классифицировал известные варианты радиоактивного излучения в соответствии с их проникающей способностью. Излучение, которое можно перекрыть листом бумаги, названо альфа-излучением (на самом деле это поток ядер гелия). Излучение, экранируемое металлической пленкой миллиметровой толщины, стало называться бета-излучением (теперь известно, что это поток быстрых электронов). А излучение, которое входит в металлическую пластину на глубину один сантиметр, — это гамма-излучение (электромагнитные лучи, близкие по энергетическому диапазону к рентгеновским лучам). Все три типа излучения способны выбивать электроны из атомов, в результате чего атомы приобретают электрический заряд. Вот почему Кюри обнаружили электрическое поле вокруг образца уранинита. Потеря или приобретение электронов атомом (с образованием положительно или отрицательно заряженных ионов) называется ионизацией, а потому это излучение называется ионизирующим излучением. Излучение сопровождается и другими процессами, такими как выделение тепла, возбуждение электронов, расщепление химических связей, а также ядерные реакции, о которых мы говорили в главе 3.
