Физические и химические факторы, появившиеся в окружающей среде вследствие человеческой деятельности, не могут не оказывать влияния на живые организмы. Это ставит перед учеными серьезные задачи: необходимо исследовать степень влияния технического прогресса на человека, опасность или, наоборот, безвредность новых методов. В этом должна быть полная ясность, иначе возможны неоправданные тревоги, которые будут сдерживать развитие технического прогресса, или, наоборот, слишком легкое отношение к делу, пренебрежение к опасности, которое может обернуться серьезными последствиями. Во всем мире, в том числе и в СССР, такие исследования проводятся на всех уровнях: от организма до живой клетки и ее компонентов — нуклеиновых кислот, жиров, белков, ферментов. Зная механизм влияния химических и физических факторов на живую клетку, можно на строго научной основе судить о степени вредности воздействий, разрабатывать средства профилактики, защиты, а в случае необходимости лечения неблагоприятных последствий.
В каких направлениях ведутся сейчас работы? Большое внимание уделяется изучению действия радиации на важнейшую биомакромолекулу — носителя наследственной информации — дезоксирибонуклеиновую кислоту(ДНК). Было, к примеру, установлено, что при повышенных дозах радиации появляются разрывы этих макромолекул, при дальнейшем воздействии они превращаются в короткие обрывки и свертываются в клубки. Это может стать одной из причин возникновения лучевой болезни. Механизм действия здесь достаточно сложен. Радиация повреждает молекулы и создает так называемые свободные радикалы. Они активны, стремятся вступить во взаимодействие с другими микрочастицами, а потому разрушают, «портят» окружающие молекулы.
Как с этим бороться? Уже сегодня известны соединения — ингибиторы — замедлители процессов, которые способны вступать во взаимодействие с активными частицами. Идея их применения высказана в нашей стране уже давно. Сейчас в опытах с помощью ингибиторов удается в 60 случаях из ста предотвратить гибель облученных животных. Предстоит дальнейшее изучение действия таких препаратов, чтобы определить пути их практического применения.
Живые организмы постоянно подвергаются воздействиям самых разнообразных химических веществ. Некоторые соединения, попадающие в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека, обладают мутагенным действием, то есть могут изменять наследственные признаки организмов. Среди них различные пестициды, применяющиеся для борьбы с вредителями и сорняками, переносчиками болезней человека. Мутагенным действием обладают некоторые отходы промышленных производств, ряд красителей или полупродуктов для их получения, соединения, образующиеся при порче пищевых продуктов, а иногда и некоторые добавки к ним.
В нашей стране осуществляется исключительно строгий контроль за безвредностью для человека различных добавок в пищевые продукты, а также лекарственных препаратов. Однако во многих других государствах контроль этот стоит на куда более низком уровне, и потому известны далеко не единичные случаи тяжелых последствий, к которым приводит применение разнообразных патентованных средств и лекарств.
Исключительно важными оказались исследования биофизических изменений, происходящих в органах и тканях живых организмов под влиянием некоторых токсических веществ, загрязняющих окружающую среду. Под их воздействием меняются так называемые парамагнитные свойства тканей. Современная техника электронного парамагнитного резонанса позволяет регистрировать эти изменения, и степень их отклонения от нормы может служить мерой токсичности тех или иных химических соединений. Это важно знать. Потому что знать — значит иметь возможность искать «противоядия», способы защиты, а в некоторых случаях и добиваться отказа от применения тех или иных веществ в нашем быту.
Сходные биофизические изменения наблюдаются в организме и под влиянием канцерогенных соединений, которые способны вызвать перерождение нормальных клеток в раковые. Канцерогенными являются некоторые вещества, содержащиеся в отходах химических производств, в выхлопных газах автомобилей, даже в дыме, который прежде использовали для копчения колбас и сушки фруктов (сейчас это запрещено у нас в стране!). Многие из них мигрируют в природе, накапливаются в растениях и затем попадают в пищу человека.
Но, открыв опасность, которой чреваты канцерогены, ученые начали думать и о «противоядиях» против их действия. Выяснилось, например, что большими возможностями обладают те же ингибиторы — замедлители радикальных процессов, которые можно использовать и для борьбы с радиацией: при защите с помощью ингибиторов канцерогены не оказывают своего пагубного действия, и нормальные клетки не превращаются в опухолевые. Это открытие было сделано в нашей стране около полутора десятилетий назад. Многообещающие результаты дали опыты на животных. У мышей, которые вместе с канцерогенами получали ингибиторы, практически не возникали опухолевые образования. Изучение этих явлений продолжается. Значение их трудно переоценить: они указывают на возможность хотя бы частичной профилактики раковых заболеваний.
Весьма существенно влияют химические и физические факторы окружающей среды на продолжительность жизни человека. Старение — это наиболее драматическая закономерность среди всех биологических явлений природы. Хотя продолжительность жизни человека как биологического вида запрограммирована генетически, существует ряд теорий, рассматривающих преждевременное старение как процесс накопления повреждений в организме. Когда повреждения эти превышают некоторое критическое количество, начинается быстро прогрессирующий процесс различных нарушений, вследствие чего и наступает гибель.
Наибольшее значение имеет повреждение таких важных структур, как молекула ДНК, определяющая наследственные свойства клеток. В последнее время наметилось оригинальное направление геронтологических исследований: поиск нетоксичных химических соединений, способных ликвидировать эти повреждения, а стало быть, продлить жизнь человека. Здесь также оказались полезными ингибиторы-антиокислители, в частности их разновидность — геропротекторы. Показательны опыты на мышах: животные, получившие геропротекторы, жили на треть дольше, у них стала пушистой шерсть, увеличилась подвижность.
В последнее время внимание к проблемам геронтологии во всем мире заметно возросло. В нашей стране от десятилетия к десятилетию растет средняя продолжительность жизни. В двадцатых годах она ограничивалась 43–44 годами, в пятидесятых была равна 68, сейчас превышает 70 лет. Это явилось результатом решения многих важных социальных проблем: профилактического медицинского обслуживания, активного участия пожилых людей в привычном им творческом процессе, улучшения пенсионного обеспечения.
Несомненно, что дальнейшее повышение благосостояния советских людей, улучшение условий их труда и быта, прогресс здравоохранения приведут к новому увеличению продолжительности жизни. Если к этим социальным мерам добавить возможность продления активной жизни людей с помощью геропротекторов, то прогноз в отношении долголетия видится нам оптимистичным.
ИНДИКАТОР ЗАРОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ
В познание природы живого организма — чрезвычайно сложной и тонкой системы — сделан еще один вклад. В Государственном комитете СССР по делам изобретений и открытий зарегистрировано открытие в области биохимии, связанное с изучением синтеза биологически активных веществ у человека и высших животных в период их эмбрионального развития. Авторы этой работы — доктор медицинских наук профессор Ю. Татаринов и кандидат медицинских наук В. Масюкевич.
Как известно, связь и обмен веществ между эмбрионом и материнским организмом происходит с помощью плаценты. Этот орган формируется из наружной зародышевой оболочки, покрытой так называемыми клетками трофобласта («трофо» — питаю). Последние не только снабжают эмбрион питательными веществами и кислородом, но и выделяют в кровь матери гормон, содействующий развитию беременности. В ходе экспериментов и клинических исследований авторы открытия обнаружили явление синтеза и выделения в кровь млекопитающих и человека неизвестного ранее белка — трофобластического бета-глобулина (ТБГ).
Как удалось выяснить, этот белок содержится не только в крови будущей матери, но и у людей, организм которых поражен некоторыми видами злокачественной опухоли. Международное агентство по изучению рака про вело эксперимент по оценке метода диагностики таких опухолей с использованием нового белка. Он проводился в центрах Всемирной организации здравоохранения, а также в лабораториях СССР, Великобритании, Голландии и Франции. Полученные результаты полностью подтвердили данные советских ученых.
