Знание-сила, 2007 № 01 (955)

«Радиобиологические исследования в ОИЯИ были начаты более 40 лет назад. Ими занимались специалисты из разных, главным образом, московских институтов. В 1963 году по инициативе и при постоянной поддержке главного ученого секретаря АН СССР академика Н. М. Сисакяна, который стал в нашей стране основоположником космической биологии и медицины, в том числе и исследований по космической радиобиологии, в Москве был образован Институт медико-биологических проблем. И сразу же специалисты вновь образованного института начали проводить исследования на ускорителях ОИЯИ. Они занимались изучением биологической эффективности протонов высоких энергий на первом ускорителе Объединенного института — синхроциклотроне, обладающим таким энергетическим диапазоном, а позже — на ускорителе тяжелых ионов низких энергий в Лаборатории ядерных реакций при активной поддержке и внимании к этим работам директора лаборатории академика Г. Н. Флерова, а затем — академика Ю. Ц. Оганесяна.

Такие работы проводились с целью изучения особенности действия плотных ионизирующих излучений на разные типы живых клеток, микроорганизмы (дрожжевые и бактериальные клетки), ткани экспериментальных животных (роговица, кожа). Были получены интересные результаты. После создания в 1978 году сектора биологических исследований в ОИЯИ сотрудничество с ИМБП продолжалось уже на новом уровне. Часть специалистов этого института перешла работать в новообразованный сектор Объединенного института. Поэтому традиционные связи, органичность и преемственность контактов между специалистами ИМБП и ОИЯИ продолжали развиваться. И тематика исследований, связанных с решением задач космической радиобиологии всегда присутствовала в тех направлениях работ, которые выполнялись специалистами-радиобиологами ОИЯИ.

Сегодня, в связи с постановкой человечеством амбициозных программ освоения Луны и экспедиции на Марс, тема объединения усилий в исследованиях, связанных с космической радиобиологией, приобрела особую актуальность. Потому, что реализация таких длительных полетов, в первую очередь, связана с решением проблемы преодоления радиационного барьера галактического космического излучения. Невесомость сегодня не является препятствием — вопросы деминерализации костной ткани и другие, связанные с воздействием невесомости на человеческий организм, успешно решены. А полностью защититься от галактического излучения при полете вне магнитосферы Земли нельзя. За год такого полета на один квадратный сантиметр тела космонавта попадает до десяти миллионов тяжелых заряженных частиц группы углерода и железа. Биологическая активность ядер железа очень высока. В результате их воздействия с большой вероятностью возникают раковые заболевания, образуются мутации, они действуют и на хрусталик и сетчатку глаза, с возникновением катаракты или поражением центральной нервной системы.

Изучать в космосе последствия такого воздействия невозможно, их можно только моделировать на ускорителях заряженных частиц, каким является, например, нуклотрон ОИЯИ. В задачах моделирования на ускорителях нового поколения на первый план выходит исследование молекулярных механизмов, чтобы сделать оценку повреждений генетического аппарата, понять, какой ущерб наносится ДНК, поскольку повреждения от галактического излучения качественно и количественно отличаются от электромагнитных воздействий. Надо точно знать, какие мутации возникают и насколько они опасны, оценить вероятность возникновения раковых заболеваний и риск возникновения катаракты, опасность повреждения структур мозга, центральной нервной системы, — и здесь могут быть серьезные последствия, вызывающие нарушение базовых психических функций.

Решение всех подобных вопросов — это фундаментальные исследования на ускорителях. Тяжелые заряженные частицы — уникальный инструмент, позволяющий изучать организацию живых систем. Радиобиология тяжелых заряженных частиц — новая, отличная от классической радиобиологии, имеющей дело с электромагнитным излучением. Сейчас разрабатываются эффективные методы анализа и можно ожидать решения не только вопросов прикладного характера — таких, как полет на Марс, — но и решения фундаментальных проблем, которыми занимается радиобиология, радиационная генетика, как часть Life science — наук о Жизни».

Материал подготовила Ольга Тарантина

Первопроходец

Межпланетные перелеты и ускорители частиц — уже не экзотическое, а скорее символическое сочетание. Исследования, о которых говорилось в предыдущей статье, — часть обширной программы использования физических методов и установок в биологии и медицине, развернутой в подмосковной Дубне. Во многом это — реализуемое на наших глазах предсказание о кардинальных изменениях в науках о жизни при решительном вхождении в них физики и математики.