ЛУЧЕВОЙ НОЖ
П. Ф. МИНАЕВ, кандидат биологических наук
В ИССЛЕДОВАНИЯХ советских ученых с каждым годом все более широко применяется метод меченых атомов. С его помощью сделан уже ряд важных открытий, как в области техники, так и в различных областях естествознания и в первую очередь, биологии.
Исключительно плодотворным оказался этот метод в исследовании наиболее сложных и тонких функций живого организма. Ученым удалось определить характер действия альфа-, бета-, гамма-лучей, нейтронов и рентгеновских лучей на людей и животных. Установлено, что ионизирующие излучения, образующиеся при распаде радиоактивных элементов, вызывают у них определенные биологические изменения.
Малые дозы таких излучений влияют на организм благотворно. У животных, над которыми проводились опыты, улучшался аппетит, увеличивался вес тела, повышалась деятельность половых желез. У птиц, например, это приводило к некоторому увеличению яйценоскости.
В то же время большие дозы ионизирующих излучений представляют серьезную опасность для живого организма. Они вызывают так называемую лучевую болезнь, поражающую нервную, кровеносную, пищеварительную и другие системы. Отсюда понятно, какое огромное практическое значение имеет их изучение.
Учеными выяснено, что при ионизации, происходящей в клетках и тканях, возникают физические и биохимические изменения, которые приводят в конце концов к изменению деятельности всего организма. Одни виды излучений (альфа и бета-лучи) проникают в живые ткани лишь на небольшую глубину, а другие (нейтроны, гамма и рентгеновские лучи) проходят через кожу, мышцы, кости и внутренние органы. Оба вида излучений широко используются в медицине при распознавании и лечении различных заболеваний.
Так, просвечивание рентгеновскими лучами (аналогичными по своему биологическому действию гамма-излучениям) выявляет болезни легких, сердца, пищеварительного тракта и других органов. Лучистая энергия помогает врачу определить заболевания в начальной стадии, что способствует быстрому их излечению. При помощи рентгеновских лучей удается установить место нахождения осколка снаряда, пули или других металлических тел, попавших в организм человека.
Ионизирующие излучения в соответствующих дозах являются хорошим лечебным средством. Успешно проводится лечение рентгеновскими лучами ряда злокачественных опухолей, различных накожных заболеваний, в том числе грибковых, раковых, хронических экзем, некоторых заболевании крови и центральной нервной системы.
Учитывая свойство рентгеновских лучей глубоко проникать в организм, мы поставили перед собой задачу применить их для изучения деятельности центральной нервной системы. Для исследования брались максимальные дозы лучей, которые могут переносить животные. При этом операции на мозге производились не хирургическим инструментом, а «лучевым ножом» - направленным пучком рентгеновских лучей большей мощности.
Так, как «лучевой нож» не нарушает целостности кожи, черепа и мозговых оболочек, исследователь имеет возможность сразу же после облучения наблюдать за постепенным выключением отделов мозга, а также за восстановлением их деятельности. У животных, мозг которых подвергается такой «операции», отсутствуют эпилептические, судорожные приступы, которые обычно появляются при удалении частей мозга вследствие образования рубца.
При облучении мощными дозами ионизирующих излучений больших полушарий т головного мозга различных животных - собаки, кошки, кролика, крысы, курицы и утки - у них исчезают ранее выработанные условные -рефлексы и наступает состояние неполного сна, так называемое «лучевое опьянение». Через некоторое время это состояние сменяется повышенной возбудимостью, а затем следует период нормализации условно-рефлекторной деятельности. Очень часто при восстановлении условных рефлексов наступает вторичное угнетение деятельности мозга», после которого снова постепенно и длительно восстанавливаются его функции.
Облучая мозжечок различных животных такими же дозами ионизирующих излучений, какими облучались большие полушария, мы наблюдали постепенное нарастание его расстройств в первый день после «операции» они мши отсутствовали полностью, или были едва заметными, на второй - усиливались, на третий-пятый - достигали максимального развитии. Это сопровождалось и значительным изменением высшей нервной деятельности. Применяя определенные дозы ионизирующих излучений, можно относительно точно предсказывать сроки наступления тех или иных расстройств в высшей нервной деятельности животных.
Восстановление условных рефлексов сопровождается либо полным исчезновением, либо значительным уменьшением мозжечковых расстройств. У собак, например, эти мозжечковые расстройства внешне проявляются так животное широко расставляет лапы и качается из стороны в сторону. Его движения становятся неточными, грубыми, неуклюжими. При ходьбе передние лапы выбрасываются вперед и вверх (петушиная походка), собака шатается, падает, производит лишние движения головой и конечностями. При попытке животного взять пищу из миски голова сильным рывком отбрасывается назад. Такие явления наблюдались у всех подопытных животных. При этом все они быстро утомлялись. Облучение больших полушарий мозга и мозжечка вызывает изменения не только условно-рефлекторной деятельности, но и в деятельности внутренних органов. Изменяется и состав крови.
Действие ионизирующих излучений на спинной мозг также приводит к постепенному подавлению (угнетению), а затем восстановлению его функций. Однако заметное нарушение его деятельности, если судить по двигательным расстройствам, наблюдается обычно только через пять - шесть недель и сохраняется в течение Двух - трех месяцев. Иногда поражение спинного мозга заканчивается полным параличом конечностей (опыты проведены преимущественно на птицах). Животное находится в парализованном состоянии в течение двух - трех недель, после чего, в зависимости от примененной дозы лучей, либо выздоравливает, либо погибает.
Сравнивая поведение животных, разные отделы мозга которых облучались мощными дозами лучей, с теми, у которых эти же отделы удалялись хирургическим путем, мы установили, что для них в первые недели после экспериментов характерны совершенно одинаковые расстройства. Затем в поведении тех и других наблюдается коренное различие. Расстройства, вызванные облучением, со временем ослабевают и могут исчезнуть полностью, это зависит от дозы лучей. Но расстройства, вызванные хирургической операцией, остаются на всю жизнь и лишь иногда несколько ослабевают, сглаживаются за счет компенсаторной роли коры больших полушарий головного мозга.
Подвергая облучению различные отделы центральной нервной системы, мы пришли к заключению, что ранимость их ионизирующими излучениями не одинакова. Наиболее уязвимым оказался мозжечок, затем кора больших полушарий головного мозга. Менее всего страдают от излучений продолговатый и спинной мозг. Чтобы вызвать функциональное расстройство спинного мозга, надо почти в два раза увеличить дозу лучей, чем это потребовалось бы для мозжечка и больших полушарий. Полученные нами результаты имеют важное значение при лечении заболеваний мозга.
Лучистая энергия позволяет изменять деятельность не только центральной нервной системы, но, и отдельных органов. Так, например, при облучении вестибулярного аппарата животное теряет способность поддерживать равновесие тела. Одним из таких нарушений органа равновесия является поворот головы и шеи на 180 градусов. Двигаясь в этом положении, животное наталкивается на окружающие предметы, падает и после нескольких неудачных попыток встать наконец поднимается.
Исходя из учения И. П. Павлова о решающей роли нервной системы в деятельности всего организма, мы попытались выяснить экспериментальным путем роль различных отделов мозга в изменениях состава крови при лучевой болезни. Резкое падение количества лейкоцитов - один из самых характерных ее признаков. Однако причина этого явления еще полностью не изучена.
Нашими исследованиями установлено, что при действии мощных доз ионизирующих излучений на мозжечок значительно падает количество лейкоцитов - белых кровяных телец - в периферической крови животных и уменьшается время ее свертывания.
При аналогичных экспериментах над полушариями головного мозга результат оказывается обратный число лейкоцитов в периферической крови увеличивается. Увеличивается также и время свертывания крови. В первом случае число лейкоцитов достигает исходной величины через один - три, месяца, во втором - через один - два месяца после облучения. Изменения в содержании количества лейкоцитов крови при облучении больших полушарий головного мозга и мозжечка, а также нормализация их после облучения свидетельствуют о том, что центральная нервная система и ее высший отдел - кора больших полушарий - играют решающую роль в изменении состава крови.
В данной статье мы остановились лишь на одном примере использования ионизирующих излучений для научных целей. Несомненно, что замечательные свойства лучистой энергии найдут в дальнейшем широкое применение в различных областях человеческого знания.
Читайте в любое время
