Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева

Ванадиевые противозачаточные средства не появились на рынке по прозаической причине. Дело в том, что если в лабораторных условиях удается обнаружить у элемента те или иные полезные свойства, это еще не означает, что из него получится безопасный для здоровья людей препарат. Несмотря на свою силу, ванадий остается сомнительным элементом, не слишком подходящим для участия в метаболизме. В частности, ванадий необъяснимым образом повышает и понижает уровень сахара в крови. Именно поэтому, несмотря на небольшую токсичность, минеральная вода из богатых ванадием источников у горы Фудзияма продается в качестве средства, нормализующего уровень сахара в крови (как утверждают некоторые сайты). Другие элементы также могут быть эффективными лекарствами. К примеру, в последнее время ведутся исследования, связанные с лечением рака при помощи гадолиния. Действие гадолиния связано с тем, что в его атоме имеется множество неспаренных электронов. Несмотря на то что каждый электрон всегда готов образовывать химические связи с другими атомами, в родном атоме электроны максимально дистанцируются друг от друга. Как вы помните, электроны находятся в оболочках, а оболочки, в свою очередь, подразделяются на так называемые орбитали. На каждой орбитали может уместиться не более двух электронов. Интересно, что электроны заполняют орбитали по тому же принципу, что и пассажиры – двойные кресла в автобусе. Каждый электрон стремится занять свободную орбиталь и «подсаживается» к другому электрону, лишь когда свободных орбиталей уже нет[86]. При этом электрон может находиться на одной орбитали только с тем, который обладает противоположным спином. Это особое свойство, которым характеризуется магнитное поле электрона. Связь между электронами, их спинами и магнитами может показаться странной, но все вращающиеся заряженные частицы обладают постоянным магнитным полем, как миниатюрные копии Земли. Если электрон образует пару с другим электроном, имеющим противоположный спин, их магнитные поля уравновешиваются.

Гадолиний, находящийся в середине ряда лантаноидов, имеет максимальное количество электронов, находящихся на своих орбиталях в одиночестве. При таком числе неспаренных, несбалансированных электронов он обладает гораздо более сильными магнитными свойствами, чем любой другой элемент. Это используется в магнито-резонансной томографии (МРТ). Принцип работы томографа таков: аппарат немного намагничивает ткани тела, а потом резко отключает магнитное поле. Когда поле исчезает, ткани расслабляются и переориентируются случайным образом, становясь в результате «невидимыми» в магнитном поле. Сильно намагниченные фрагменты, в частности содержащие гадолиний, возвращаются в исходное состояние с задержкой, и MPT-сканер улавливает эту разницу. Поэтому при включении гадолиния в вещества, которые специфическим образом связываются только с опухолевыми клетками, врачу проще обнаружить опухоль на MPT-томографе. Можно сказать, что гадолиний усиливает контраст между опухолью и здоровой тканью. В зависимости от модели устройства опухоль может выделяться на дисплее либо как белое пятно на фоне сероватых тканей, либо как чернильное облако на ярко-белом фоне.

Более того, гадолиний помогает не только диагностировать опухоли. Возможно, в нем кроется секрет уничтожения раковых опухолей с помощью интенсивной радиации. Благодаря множеству неспаренных электронов атом гадолиния может абсорбировать группы нейтронов, которые плохо абсорбируются нормальными тканями. Приобретая дополнительные нейтроны, гадолиний становится радиоактивным и сильно повреждает окружающие ткани. В принципе, взрыв микроскопической ядерной боеголовки прямо в теле не сулит ничего хорошего, но если бы врачам удавалось внедрять радиоактивный гадолиний в раковые опухоли, то наш враг неожиданно превращался бы в союзника. Кроме того, гадолиний также подавляет работу белков, участвующих в репарации ДНК, и опухолевые клетки не могут восстановить свои поврежденные хромосомы. Любой, кто перенес онкологическое заболевание, может подтвердить, что точечная атака с применением гадолиния была бы гораздо менее разрушительной, чем традиционная лучевая терапия и химиотерапия. Ведь эти виды лечения, убивающие раковые клетки, губят и все окружающие ткани. Если традиционные приемы можно сравнить с напалмом, то гадолиний однажды может позволить онкологам производить хирургические вмешательства без помощи хирурга[87].