Укол до Марса: Найден неожиданный способ защиты от радиации
Ученые говорят, что в принципе человек уже в ближайшее время мог бы полететь на Марс, космическая техника позволяет, если не одно но - радиация. Полученные во время полета дозы могут оказаться смертельными.
Как защищаться? Решение в лоб - обложить корабль облицовкой из свинца - нереально. В таком полете каждый килограмм на вес золота. Сегодня в ведущих лабораториях мира ученые ищут, как решить проблему, как защитить организм от высоких доз облучения. Неожиданный вариант предложили ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН. Они создали защиту на основе нанотехнологий.
- Мы ввели мышам наночастицы диоксида церия и облучили их смертельной дозой радиации, - рассказал корреспонденту "РГ" руководитель проекта Антон Попов. - Оказалось, что 60 процентов животных выжили. А когда мышам сделали инъекции уже после облучения, то выжили примерно 40 процентов грызунов.
Этот результат можно называть прорывом. Как его объяснить? Тут надо вспомнить, как радиация действует на организм. Почему она смертельная? Дело в том, что радиация разрывает цепочки ДНК, а также порождает свободные радикалы кислорода, которые в свою очередь тоже разрывают цепочки ДНК. Таким образом, этот процесс нарастает лавинообразно.
- Оказалось, что наши наночастицы способны остановить эту атаку радиации, - объясняет Попов - Причем работают три варианта защиты. Во-первых, наночастицы захватывают свободные радикалы, резко сокращая их количество, а значит, атака на ДНК резко идет на спад. Кроме того, наночастицы способствуют восстановлению уже разрушенных цепочек ДНК. И наконец, наночастицы сами по себе могут поглощать вредное излучение.
Попов подчеркивает, что такую оборону удается построить только из диоксида церия. Причем только в виде наночастиц. Когда это вещество имеет микроразмеры, то подобные эффекты не наблюдаются. Все начинается с переходом в наномир. Почему? "Дело в том, что при наноразмерах меняется кристаллическая решетка частицы, из нее "вываливаются" атомы кислорода, и она напоминает дырявую губку, - объясняет ученый. - Эти дырки легко захватывают свободные радикалы, нейтрализуя их вредное действие. Такой механизм позволяет остановить разрыв цепочек ДНК".
Ученый особо подчеркивает, что наночастицы церия мало токсичны. Если у обычной соли предел токсичности для мышей составляет 2 грамма на килограмм веса, то у церия целых 5 грамм. Значит, его можно вводить в организм в довольно большом количестве. Сейчас ученые изучают эффект защиты и прежде всего хотят разобраться, как наночастицы помогают восстанавливать ДНК, поврежденные облучением. Кроме того, надо понять, как долго они могут находиться в организме, как они выводятся, как влияют на организм.
В этой работе участвуют ученые Института общей и неорганической химии им. Курнакова РАН, которые создали технологию синтеза наночастиц диоксида церия.
Юрий Медведев
Как защищаться? Решение в лоб - обложить корабль облицовкой из свинца - нереально. В таком полете каждый килограмм на вес золота. Сегодня в ведущих лабораториях мира ученые ищут, как решить проблему, как защитить организм от высоких доз облучения. Неожиданный вариант предложили ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН. Они создали защиту на основе нанотехнологий.
- Мы ввели мышам наночастицы диоксида церия и облучили их смертельной дозой радиации, - рассказал корреспонденту "РГ" руководитель проекта Антон Попов. - Оказалось, что 60 процентов животных выжили. А когда мышам сделали инъекции уже после облучения, то выжили примерно 40 процентов грызунов.
Этот результат можно называть прорывом. Как его объяснить? Тут надо вспомнить, как радиация действует на организм. Почему она смертельная? Дело в том, что радиация разрывает цепочки ДНК, а также порождает свободные радикалы кислорода, которые в свою очередь тоже разрывают цепочки ДНК. Таким образом, этот процесс нарастает лавинообразно.
- Оказалось, что наши наночастицы способны остановить эту атаку радиации, - объясняет Попов - Причем работают три варианта защиты. Во-первых, наночастицы захватывают свободные радикалы, резко сокращая их количество, а значит, атака на ДНК резко идет на спад. Кроме того, наночастицы способствуют восстановлению уже разрушенных цепочек ДНК. И наконец, наночастицы сами по себе могут поглощать вредное излучение.
Попов подчеркивает, что такую оборону удается построить только из диоксида церия. Причем только в виде наночастиц. Когда это вещество имеет микроразмеры, то подобные эффекты не наблюдаются. Все начинается с переходом в наномир. Почему? "Дело в том, что при наноразмерах меняется кристаллическая решетка частицы, из нее "вываливаются" атомы кислорода, и она напоминает дырявую губку, - объясняет ученый. - Эти дырки легко захватывают свободные радикалы, нейтрализуя их вредное действие. Такой механизм позволяет остановить разрыв цепочек ДНК".
Ученый особо подчеркивает, что наночастицы церия мало токсичны. Если у обычной соли предел токсичности для мышей составляет 2 грамма на килограмм веса, то у церия целых 5 грамм. Значит, его можно вводить в организм в довольно большом количестве. Сейчас ученые изучают эффект защиты и прежде всего хотят разобраться, как наночастицы помогают восстанавливать ДНК, поврежденные облучением. Кроме того, надо понять, как долго они могут находиться в организме, как они выводятся, как влияют на организм.
В этой работе участвуют ученые Института общей и неорганической химии им. Курнакова РАН, которые создали технологию синтеза наночастиц диоксида церия.
Юрий Медведев