РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОТ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ
Существуют бактерии и эукариотические многоклеточные организмы (насекомые, членистоногие), имеющие очень высокую устойчивость к радиационному излучению, природа которой до конца не изучена. Знания о механизмах развития данной устойчивости позволили бы значительно повысить эффективность существующих средств радиационной защиты и сделать прорыв в области радиационной защиты человека.
Актуальность. Постоянная угроза ядерной войны, а также чрезвычайные происшествия, связанные с утечкой радиоактивных веществ, вынуждают нас расширять имеющиеся знания о механизмах возникновения сопротивления радиационному излучению в природе, а также о разработке фармацевтических средств радиационной защиты человека.
Цель работы. Обобщение информации о механизмах возникновения повышенной радиационной устойчивости у живых организмов и данных о современных медицинских средствах радиационной защиты, представленных в научных работах.
Источниковая база исследования. Научные работы, представленные в базе данных медицинских и биологических публикаций PubMed.
Метод исследования. Аналитический.
Обсуждение. В статье рассматриваются причины повышенной устойчивости к воздействию радиации, выявленной у бактерии Deinococcus radiodurans и скорпионов рода Androctonus. Что касается бактерии D. radiodurans, ее повышенная радиационная стойкость обусловлена способностью этой бактерии защищать свой протеом, а не геном, как считалось ранее. Способность клеток данной бактерии противостоять воздействию радиации зависит от наличия антиоксидантов марганца. Благодаря указанному свойству D. radiodurans может восстанавливать до 500 возможных разрывов молекулы ДНК, в то время как бактерия кишечной палочки способна восстанавливать лишь 2–3 подобных разрыва одновременно. На основании вышеизложенного можно сделать следующий вывод – «протеом важнее генома». Механизмы возникновения повышенной устойчивости к воздействию радиации у скорпионов не так хорошо изучены. Известно, что ключевую роль в этом процессе играют клетки гемолимфы – сфероциты и молекулы гемоцианина, широко представленные в гемолимфе. Также описаны общие терапевтические подходы к разработке новых средств защиты от воздействия радиации. Предполагается, что эти средства должны предотвращать или замедлять процесс образования свободных радикалов, появляющихся в результате воздействия радиации (большинство этих радикалов образуются в результате радиолиза воды). Вследствие этого, замедляются реакции этих радикалов с биомолекулами, что в свою очередь снижает частоту возникновения разрывов молекул ДНК и предотвращает нарушения строения клеток. В работе приведена подробная классификация медицинских средств защиты от радиации с описанием их основных свойств.
Выводы. «Новая» парадигма радиационной устойчивости, которая гласит: «протеом важнее генома» – крайне важна для разработки эффективных средств защиты от воздействия радиации в будущем. С практической точки зрения, комплексное цитопротекторное средство Амифостин может быть рекомендовано как средство защиты от воздействия радиации.
Комплексные соединения кобальта(II) и железа(II) с витаминами В5, В2 и С обладают радиационно защитной активностью и нетоксичны.
Такие соединения могут использоваться в качестве радиационно защитных препаратов при угрозе ядерного взрыва, перед выходом на местность, зараженную продуктами ядерного взрыва или в ходе ликвидации ядерной аварии.
Актуальность. Многие из существующих радиационно защитных препаратов проявляют нежелательное побочное действие при их целевом использовании, и не всегда доступны. Разработка новых химических соединений, проявляющих радиационно защитное действие, расширяет возможности противорадиационной защиты войск и населения Российской Федерации.
Цель работы – изучение радиационно защитного действия комплексных соединений железа(II) и кобальта(II) с витаминами В5, В2 и С в условиях острого лучевого поражения.
Материалы и методы. Экспериментальное изучение радиационно защитных свойств комплексных соединений железа(II) и кобальта(II) в условиях острого лучевого поражения на лабораторных животных (мыши).
Облучение экспериментальных животных осуществляли дробно в 3 этапа, с интервалом между ними 30 суток, в дозе 5,4, 3,0 и 6,5 Гр соответственно. При облучении учитывалось равномерность облучения и точность получения дозы. Оценку радиационно защитной эффективности препаратов производили на основании сравнительной динамики показателей перераспределительных сдвигов в картине крови, признаков прямого радиационного повреждения лимфоидной и кроветворной ткани, реакции сосудистой и нервной систем и исходу острой лучевой болезни у контрольной и опытных групп мышей в течение трех этапов эксперимента.
Результаты. Выживаемость мышей, получавших комплексное соединение железа, составила 100 %, в то время как получавших соединение кобальта – 80 %, а препарат Веторон-Е – всего 40 %.
Заключение. Комплексные соединения кобальта и железа с витаминами С, В2 и В5 обладают свойствами радиопротекторов, повышая неспецифическую резистентность организма к ионизирующему излучению и не вызывают токсического эффекта.
Биологическая безопасность и защита от биологических угроз
Болезнь, вызванная вирусом Марбург (Marburg virus disease, MVD), эпидемической опасности для России не представляет, но она может быть использована для целей биологической войны и глобальных информационных манипуляций.
Актуальность. В настоящее время вместо COVID-19 на роль глобального «эпидемического убийцы» ВОЗ продвигает MVD. Предлогом стали зафиксированные в Экваториальной Гвинее, Танзании и Руанде в 2023–2024 гг. вспышки этой болезни.
Цель исследования – дать объективную оценку эпидемического потенциала MVD.
Источниковая база исследования. Статьи из полнотекстовых англоязычных научных журналов, доступных через сеть Интернет.
Метод исследования. Аналитический. Использовались рекомендации Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA). Проанализировано 50 обзорных статей.
Обсуждение. В работе обобщены данные по истории вспышек MVD; таксономии, биологии, экологии и эпидемиологии вируса Марбург (Marburg virus, MARV). С 1967 г. на конец октября 2024 г. зафиксировано 692 случая MVD с летальностью заболевших 81,2 %. Вспышки MVD возникают отдельными и растянутыми во времени случаями болезни в открытых сухих районах Восточной и юга Центральной Африки без формирования эпидемических цепочек, сопоставимых с пандемиями гриппа или COVID-19. В основе патогенеза MVD – гиперреакция фагоцитирующих клеток иммунной системы на размножение MARV, проявляющаяся у человека шоковым состоянием, диссеминированным внутрисосудистым свертыванием крови, некротическими поражениями органов и феноменом антитело-зависимого усиления инфекции. Вопреки тому, что все звенья иммунной системы человека работают на MARV, разработка вакцин идет по шаблону, предполагающему участие иммунной системы человека в противодействии вирусу. Лечение патогенетическое и симптоматическое.
Заключение. Появление MVD в Экваториальной Гвинее, Танзании и Руанде не является глобальным кризисом. Однако в природе самой болезни остается много неизвестного и неправильно понятого. Судя по ее патогенезу первичный резервуар MARV целесообразно искать среди простейших организмов пещер, в которых происходит заражение летучих мышей. Мы предполагаем, что торможение инфекционного процесса происходит не в результате активации иммунной системы, а благодаря системе врожденных клеточных сенсоров, индуцирующих расщепление мРНК вируса в цитоплазме клетки. Получение вакцины маловероятно. Наиболее эффективным способом сдерживания распространения MVD в настоящее время остаются эпиднадзор, изоляция заболевших, обсервация бывших с ними в контакте лиц, и соблюдение специальной техники безопасности.
Природные токсины микроскопических грибов (микотоксины) характеризуются широким структурным разнообразием и распространенностью источников их биосинтеза. Подходы к детоксификации микотоксинов основаны на применении физических, химических и биокаталитических методов.
Наиболее перспективным, эффективным и природоподобным способом детоксификации микотоксинов представляется их обработка микробными ферментами.
Актуальность – микотоксины представляют серьезную угрозу для жизни и здоровья людей, сельскохозяйственных животных и могут быть использованы для диверсионных и террористических актов.
Цель работы – провести анализ основных современных направлений детоксификации микотоксинов, уделив особое внимание биологическим (ферментативным) методам.
Источниковая база исследования. Преимущественно англоязычная научная литература, доступная через глобальную сеть Интернет, а также опубликованные экспериментальные исследования авторов.
Метод исследования. Аналитический.
Результаты. Кратко изложена текущая информация о структурах микотоксинов, продуцируемых микроскопическими грибами родов Aspergillus, Fusarium и Penicillium, и объектах для их накопления. Отмечены основные исследуемые способы физического и химического воздействия на микотоксины в средах различного химического состава. Более подробно проанализировано использование ферментов для детоксификации микотоксинов. Особое внимание уделено индивидуальным ферментам, способным катализировать конверсию разных по структуре микотоксинов в составе их смесей. Показано, что для повышения эффективности нейтрализации токсичного действия микотоксинов возможно успешное использование генетически соединенных в одну молекулу разных ферментов (создание фьюжен-белков) или применение смеси ферментов.
Отдельно выделен большой потенциал в использовании ферментов, катализирующих детоксификацию микотоксинов при значениях рН ниже нейтральных.
Заключение. Для детоксификации одних и тех же микотоксинов имеются, по крайней мере, несколько разных ферментов, которые могут катализировать реакции с ними. Среди них фьюжен-белки, оксидоредуктазы (глюкозооксидазы, пероксидазы, лакказа). Использование компьютерных моделей и применение методов молекулярного моделирования в перспективе позволит получить ферментные препараты для детоксификации микотоксинов при разных значениях рН.
Вооружение и средства войск РХБ защиты
Самособирающиеся ультраинтеллектуальные распыляемые материалы с заданными защитными химикобиологическими свойствами могут быть созданы путем направленной функционализации рецептурной основы жидких тканей.
Актуальность – разработанные ранее «умные» распыляемые ткани не обладали защитными химикобиологическими свойствами. Однако благодаря функционализации рецептурной основы, жидкие ткани приобретают эти свойства и при нанесении на одежду, обмундирование и экипировку могут обеспечить защиту жизни и здоровья военнослужащих, а также сохранение военной техники.
Цель работы – обосновать принципы создания защитных материалов из жидких тканей с заданными свойствами химического самоочищения и самодезинфекции.
Источниковая база исследования. Публикации в научных журналах, доступные через глобальную сеть Интернет, а также собственные опубликованные исследования авторов. Метод исследования – аналитический.
Результаты. Проведено теоретическое обоснование возможности создания ультраинтеллектуальных самоконструирующихся защитных материалов с заданными свойствами химического самоочищения и самодезинфекции. Установлено, что с помощью аэрозоля можно создавать одежду любого типа и для любых целей. Такой одежде можно придать новые свойства за счет функционализации ее жидко-рецептурной основы специальными добавками. Создание самособирающегося защитного нетканого материала не требует предварительного формирования, пошива, а также хранения в особых условиях. Новаторская идея состоит в создании жидкой суспензии, содержащей, кроме наноразмерных волокон тканей, воду, тетрафторэтан (или другой газ), углеводородный растворитель, пигментный краситель, наночастицы металлов и наноразмерные ферментные полиэлектролитные комплексы. Получаемая из такой суспензии путем распыления из аэрозольного баллончика «умная» инновационная ткань сможет защищать от болезнетворных микроорганизмов и токсичных химикатов.
Выводы. 1. Технология создания жидких «умных» инновационных тканей и одежды из них имеет большой потенциал для использования в сфере обеспечения национальной безопасности и обороны государства.
2. Предложен принципиальный подход к функционализации рецептур, являющихся основой для создания жидких тканей, химически и биологически активными компонентами, которые придадут рассматриваемым ультраинтеллектуальным тканям свойства самосборки, самоочищения (самодегазации) и самодезинфекции.
3. Обоснован подбор компонентов в состав рецептуры жидких тканей для придания им защитных химикобиологических свойств.
Академик И.Л. Кнунянц внес существенный вклад практически во все области органической химии, развиваемые в СССР.
Он основоположник химии фторорганических соединений фосфора, серы, селена и других соединений. И.Л. Кнунянц заложил основы промышленного производства тефлона, капрона и найлона.
Один из основных разработчиков противомалярийных препаратов, кровезаменителя перфторана, антидотов синильной кислоты и цитостатических противоопухолевых препаратов.
Актуальность. Забвение выдающихся деятелей советской и российской науки грозит добровольным превращением России в колонию западных стран, где уже не будет места ни чувству собственного достоинства, ни уверенному движению страны вперед. Последняя публикация, посвященная биографии и описанию научного наследия академика генерал-майор-инженера Ивана Людвиговича Кнунянца (1906–1990) относится к 1996 г., более поздние публикации содержат простое перечисление его основных достижений, но и они по большей части забыты.
Цель работы – обобщить и систематизировать в контексте исторических событий, происходивших в XX в., основные сведения о научном пути академика И.Л. Кнунянца.
Источниковая база исследования. Документальные источники, содержащие биографические сведения о И.Л. Кнунянце, его научные труды и изобретения.
Метод анализа. Описательный.
Результаты. Рассмотрен период становления И.Л. Кнунянца как ученого, описана среда его формирования, основные направления научной, преподавательской и общественной деятельности, и главные научные достижения.
Заключение. Исследования И.Л. Кнунянца были необычайно плодотворны по своим результатам и имели широкую практическую направленность. Они касались глубокого изучения химии фтор-, сера- и фосфорорганических и гетероциклических соединений. И.Л. Кнунянц получил важные результаты в области фармакологии (противомалярийные и канцеролитические препараты, искусственный кровезаменитель), разрабатывал технологии получения лекарственных препаратов и полимеров, получил эффективные фотосенсибилизаторы.
Рецензия
Зиглер Филип Черная смерть. Как эпидемия чумы изменила средневековую Европу / Пер. с англ. Е.А. Гонсалес-Менендес. М.: ЗАО «Центрполиграф», 2023. 319 с. ISBN 978-5-9524-5977-9
ISSN 3034-2791 (Online)