Немецкие ученые из клиники Шарите изучили разрушительное воздействие рентгена на кости. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
В процессе исследования команда проанализировала повреждения с помощью сфокусированных высокоэнергетических рентгеновских лучей на аппарате BESSY II в образцах костей рыб, свиней, крупного рогатого скота и мышей. Комбинация методов микроскопии позволила показать разрушение коллагеновых волокон, вызванное электронами.
BESSY II генерирует широкий спектр рентгеновских лучей, которые сконцентрированы в промежуточном диапазоне лучей, что позволяет проникнуть в тончайшие структуры и выявить даже химические и физические процессы в материалах. Благодаря чувствительным детекторам и довольно мягким условиям облучения по сравнению с другими рентгеновскими синхротронными устройствами, авторы смогли продемонстрировать на различных образцах костей, что коллагеновые волокна повреждаются поглощением излучения в минеральных нанокристаллах.
Лучи оставили разрушающий след, который хорошо виден на изображениях конфокальной и электронной микроскопии. Высокоэнергетические фотоны от рентгеновского излучения запускают цепочку электронных реакций. Затем ионизация кальция и фосфора в минерале повреждает белки, например коллаген в кости. Особенно выраженные изменения наблюдались с увеличением продолжительности облучения, однако они были заметны даже при коротком воздействии на высокой мощности.
Ранее считалось, что рентген не так деструктивен для организмов, однако новые результаты иллюстрируют, что это неверно, по крайней мере для костей. Специалисты добавили, что следует быть внимательными и аккуратными при исследованиях, чтобы не повредить структуры, которые нужно проанализировать. При этом подчеркивается, что рентгеновские лучи, используемые в BESSY II, примерно в десять тысяч раз интенсивнее, чем излучение для медицинских обследований.