Яды. Великолепная история человечества

Внутри клетки находится ядро — вместилище генома, в котором собраны инструкции, необходимые для производства новых клеток. Мэтт Ридли, автор книги «Геном: автобиография вида в 23 главах», рассказывает об этом так: «Представим себе, что геном — это поваренная книга. Книга состоит из 23 глав, называемых хромосомами. Каждая глава содержит тысячи “рецептов” белков, называемых генами. Текст каждого рецепта состоит из “абзацев”, называемых экзонами, которые прерываются не относящимися к рецепту “рекламными баннерами” — интронами. Текст “рецептов” написан “словами” — кодонами. Каждое “слово” состоит из “букв” — нуклеотидов[51]». Всего в книге примерно три миллиарда букв — столько же, сколько в двухстах пятидесяти тысячах Библий. И такой огромный объем информации умещается на кусочке, размер которого меньше булавочной головки. Каждая клетка в организме содержит почти два метра ДНК, плотно свернутой и упакованной в ядре, имеющем в поперечнике всего шесть микронов (шесть миллионных метра).

ДНК кодирует информацию по принципу кода из четырех букв. Четыре вида оснований — аденин (A), тимин (T), гуанин (G) и цитозин (C) — образуют различные комбинации, триплеты, и позволяют записать «схемы» всех белков, необходимых клеткам мышц, сердца, головного мозга, кишечника и так далее. Каждый раз, когда клетка делится, эту последовательность из трех миллиардов букв обязательно нужно точно и без ошибок скопировать — реплицировать. На выполнение этой колоссальной задачи у клетки уходит всего около часа. Для сравнения, средневековый монах, работая по четырнадцать часов в день, обычно переписывал Библию (в которой три миллиона букв) за четыре года.

Иногда мелкие ошибки все же бывают. На такой случай у клетки есть корректирующие механизмы, хотя с масштабными повреждениями ДНК они не справятся. Если клетка делится изредка, она не столь уязвима для последствий повреждения своего генетического материала. Гораздо более чувствительными к разрушению нитей ДНК в ядре являются те клетки, которые делятся очень активно — например, клетки кишечника и иммунной системы. Один из таких разрушительных факторов — радиация: после ее воздействия ремонт цепочки ДНК чаще всего становится невозможен.

Полоний-210 излучает так называемые альфа-частицы. В большинстве случаев этот вид радиации безобиден: от него защищает простой лист бумаги и даже кожный покров, так что при обычном контакте он не несет практически никакой угрозы. Другое дело, если источник радиации попадает внутрь организма. В какой именно форме Литвиненко проглотил яд, не сообщалось, но речь, вероятно, идет о хлориде полония — это соединение растворяется в воде и всасывается гораздо легче самого полония, который при комнатной температуре представляет из себя твердый металл. Белок DMT1 в кишечнике не узнаёт источник опасности и вместо того, чтобы помешать проникновению полония в организм, благополучно доставляет его в клетки.

Внутри клетки альфа-частицы, образующиеся при распаде полония, действуют как чугунная баба, которой сносят старые дома. Нити ДНК под воздействием излучения необратимо рвутся на мелкие фрагменты, транспортные белки разлетаются на кусочки, и клетка не имеет никаких механизмов, чтобы справиться с этой бедой. Альфа-частицы атакуют и другое вещество, которого в клетке всегда много, — воду. Они врезаются в молекулы воды и выбивают из них электрон, как профессиональный боксер без перчаток крушит зубы противника хуком справа в челюсть. Из-за потери электрона образуются крайне реактивные свободные радикалы, которые начинают носиться по клетке и разрывать важные химические связи в белках, клеточных мембранах и ДНК. В конце концов полоний-210 разрушает стенку кишечника и приводит к быстрому развитию бактериальных инфекций, перитониту и токсическому шоку, что само по себе является чрезвычайно серьезной проблемой.

Из кишечника полоний-210 попадает в кровоток и добирается до первой остановки — печени. Там альфа-частицы, подобно грабящим Рим вандалам, без разбора начинают уничтожать клетки. Одна из функций печени заключается в обезвреживании продуктов распада эритроцитов: гемоглобин, например, превращается в биливердин, который у здорового человека быстро утилизируется. Однако при повреждении печени биливердин накапливается в крови, что приводит к желтухе — характерному бледному, зеленовато-желтому оттенку кожи. После печени полоний-210 принимается за сердечную мышцу и разрушает ее альфа-частицами, из-за чего возникает сердечная недостаточность. Вредит полоний-210 и другим клеткам с высокой скоростью деления — вот почему из-за разрушения волосяных фолликулов жертва быстро лысеет.