Из последних работ, «защищающих» дейтерий, укажем еще на исследовния Б.Стрелера. Он по-ил плодовых мушек дрозофил 20%-ной D2O. Срок жизни мушек опытной партии сократился вдвое по сравнению со сроком жизни контрольной партии, которую поили обычной водой. Стреллер счел преждевременное старение мушек за активизацию частоты смены поколений, т.е. за своего рода омо-ложение!
Итак, эксперименты показывают, что организмы относятся к тяжелой воде по-разному: одни (большинство) в ней погибают, жизненные процессы других (меньшинства) тормозятся, третьи, нао-борот, в тяжелой воде процветают. Что же можно сказать при наличии столь противоречивых сведе-ний?
Очевидно, все эти сведения следовало бы подвергнуть самому тщательному контролю, но ник-то этого в свое время не сделал. Может быть, отчасти из-за этого в дальнейшем интерес к исследова-ниям влияния дейтерия на живые организмы заметно остыл. По-прежнему доминирует взгляд на тя-желую воду, как на замедлитель нейтронов в радиоактивных сборках. К сожалению, не нашли разви-тие начатые 40 лет назад исследования по влиянию тяжелой воды на раковые опухоли. Лишь в 1962 г. на VIII Международном противораковом конгрессе американские ученые выступили с сообщением о том, что тяжелая вода увеличивает активность средств химеотерапии злокачественных новообразова-ний. Все сказанное нами относится, скорее, к истории вопроса, полное, как мы видели, резких проти-воречий. В последнее время интерес к роли дейтерия в живых организмах пробудился снова в связи с разработкой методов промышленного биосинтеза пищевого белка. Кроме того, начались исследова-ния влияния изменения низкого содержания дейтерия в воде на жизнедеятельность организмов; в этих исследованиях ученые стран СНГ имеют приоритет.
Сейчас огромные успехи достигнуты в области физико-химических исследований процессов жизни. На этой основе крайне важно выяснить биохимический механизм действия дейтерия на моле-кулярном и даже субмолекулярном уровне. Какие реакции организма, находящегося в дейтериевой среде, ведут к его гибели и какие способствуют приспосабливанию? Но как подойти к такой расшиф-ровке?
До недавних пор не ставилось никаких экспериментов по химии дейтерия и по контролю нака-пливающихся изменений, провоцируемых им и передаваемых по наследству от поколения к поколе-нию. Правда, такой опыт накоплен самой природой за миллионы лет существования жизни на Земле, но он относится к влиянию на живые организмы лишь небольших изменений концентрации дейтерия в природной воде.
Для понимания сущности влияния дейтерия на организмы оставалось одно: вырастить живые существа, в которых протий был бы замещен дейтерием, и проследить реакции органов и организма в целом на такое вмешательство во внутренние дела. Чтобы не убить такие дейтериезамещенные орга-низмы, их следует приучать ко все более и более высокому содержанию дейтерия в воде очень осто-рожно.
Несмотря на то, что в результате биосинтетических реакций дейтерий, как и протий, дает зер-кально отображенные комплементарные соединения, процесс замещения одного изотопа другим име-ет какие-то определенные биологические пределы. Кроме того, дейтерировать можно только про-стейшие организмы (водоросли, хлорелла вульгарис, ряд других) с достаточно чувствительной систе-мой регулирования жизнеприспособляемости. Пределы дейтерирования определяются крайней ком-плексностью и настроенностью энзимных индукторно-репрессорных систем. При культивации орга-низмов требуется высокая техника и большое искусство экспериментатора. Например, при культиви-ровании бактерий Эшерихиа коли, Бациллус тивериус и других нужны совершенно необычные усло-вия и сложная громоздкая аппаратура.
В подобных установках в среде, содержащей 99,7% D2O и CO2 в качестве источника углерода, успешно выращивались зеленая водоросль Хлорелла вульгарис, Сценедесмус облигатус и другие простейшие организмы. Водоросли растут на D2O гораздо медленнее, чем в Н2O (в 3,3-3,9 раза) , при-чем это снижение скорости не зависит от температуры. Эффект различия скорости роста сглаживает-ся по мере более плотного расположения водоросли, так как свету при этом труднее ее пронизать. В этом случае скорость роста уменьшается одинаково в Н2О и D2O. В среде дейтерия у Клавицеа пур-пуреа, вызывающей спиртовое брожение, сильна ослабевает продуктивность по спирту.
Приучение млекопитающих к тяжелой воде изучено недостаточно. Отмечено, что скорость ро-ста организма на D2O угнетается; морфологически в любом случае это проявляется старением. При постепенном повышении содержания тяжелого изотопа в питьевой воде до 30% собаки, мыши и кры-сы не погибают, но становятся совсем больными: возникает анемия, нарушаются функции почек, надпочечников и обмен веществ. Когда дейтерием замещена более чем 1/3 атомов протия, у подопы-тных животных наступают необратимые физиологические нарушения и затем смерть.
На рис.6 представлена диаграмма, отображающая пределы допустимого замещения протия дейтерием без риска смерти подопытного организма — от простейших до млекопитающих.
Рис.3. Допустимые пределы замещения протия дейтерием для представителей различных клас-сов организмов.
На рис.4 показана зависимость высоты экземпляров растения атропа беладонна, выращенных в одинаковых условиях, от концентрации дейтерия в питательных растворах гидропоники. Сравнение явно не в пользу дейтерия.
Рис.4. Высота растений гидропонной культуры беладонны, выращенной на питательных раст-ворах с разным содержанием дейтерия