В опытах на животных данные о летальных дозах очень разнообразятся. Однако на основании экспериментов, проводившихся на крупных животных, собаках и обезьянах, в настоящее время принято считать, что дозы от 100 до 300 мегабеккерелей полония-210, поступившего в кровь, то есть от 3 до 10 милликюри, могут вызвать смерть взрослого человека со средним весом 70 килограммов в течение одного месяца. Но при попадании полония-210 в организм с пищей — это соответствует 1–3 гигабеккерелям (от 30 до 100 милликюри) или даже больше, так как в кровь из загрязненных полонием-210 продуктов попадет лишь 10 процентов радиоизотопа[23]. Полоний является токсином только благодаря альфа-излучению. 1 гигабеккерель активности соответствует 1 микрограмму хлорида полония.
Полоний-210 выделяется из организма главным образом вместе с желчью, через кишечник, то есть благодаря функции печени. Выделение с мочой составляет не более 5—10 процентов от выделения с калом. На третьем месте находится выделение с потом, через кожу. При попадании в легкие часть полония перемещается в ротовую полость и попадает в кишечный тракт или выделяется из легких с мокротами наружу. При поступлении полония-210 с пищей в кровь всасывается не более 5—10 процентов изотопа. Кишечник, чувствительный к гамма- и бета-радиации, мало повреждается альфа-радиацией. Проходя в ткани лишь 30–40 микронов, альфа-частицы не достигают делящихся стволовых клеток кишечной стенки, находящихся на наружной поверхности кишечника.
Основные данные о скорости выделения полония у человека были получены не в тех немногих исследованиях случайных отравлений, а в работах с добровольцами, которые соглашались принять внутрь небольшие и неопасные количества радиоактивных препаратов. В период 1950—1960-х годов, когда способность радиоактивных веществ вызывать генетические повреждения клеток и увеличивать шансы раковых заболеваний еще не была изучена, эксперименты с вводимыми добровольцам небольших количеств радиоактивных соединений были распространены достаточно широко. Полоний-210 и некоторые другие изотопы полония с более коротким периодом полураспада применялись и в антираковой терапии. Это было оправдано в тех случаях, когда ни оперативное вмешательство, ни внешнее облучение не могли применяться. Это касалось, например, метастазов опухолей в печени и миелоидных лейкозов. Применение полония-210 для лечения таких форм рака проводилось, в частности, в Онкологическом центре в Москве и в радиологических клиниках разных стран, но лишь в 60-е и 70-е годы, обычно на последних стадиях болезни. Выздоровлений не наблюдалось.
Опубликованные недавно обобщенные данные по радиотоксичности полония показывают, что из тех 10 процентов, которые поступают в кровь из загрязненной радиоизотопом пищи, за 30 дней из организма удаляется около половины всей радиоактивности. При этом главной системой удаления полония является желчеобразование. Печень поэтому освобождается от радиоактивности быстрее других органов. Из почек удаление полония идет медленно, а в коже изотоп продолжает накапливаться за счет других органов[24]. Через 2–3 месяца кожа содержит почти половину всего полония, оставшегося в организме. Эта картина обнаруживается и при других отравлениях тяжелыми металлами, например свинцом и ртутью, так как они очень плохо фильтруются через почки. Почки приспособлены к удалению токсических веществ, которые образуются в организме. Печень является органом детоксификации ядов из внешней среды, которые нередко повреждают и клетки самой печени.
В коже полоний-210 накапливается главным образом в волосяных мешочках и фолликулах. Он повреждает делящиеся клетки, которые обеспечивают рост волос. Поэтому волосы через 10–15 дней или позже начинают выпадать вместе с нагруженными полонием клетками волосяных сумок. Именно это явление вызывает загрязнение полонием подушек, матрасов кроватей и других объектов. Как известно, в Германии, в Гамбурге, полоний-210 был обнаружен в кровати, на которой спал друг Лугового Дмитрий Ковтун, останавливавшийся 28–30 октября 2006 года на пути в Лондон. Эти загрязнения были явно от уже начинавших выпадать волос. Немецкая полиция быстро открыла дело «О нелегальном провозе через Германию радиоактивных веществ», которое не было закрыто и через год. Это было поспешное и неразумное решение, сделанное без тщательного радиационного обследования. Ковтун был заражен полонием в середине октября либо через желудочно-кишечный тракт, либо через легкие. Может быть, это произошло еще раньше. Все места в Лондоне, которые он посетил 15 и 16 октября — офисы, рестораны и номера гостиниц, содержали следы полония альфа-радиации.
Это же относится и к Луговому, полониевые следы которого также были обнаружены в некоторых местах после его приезда в Лондон в середине октября. Поскольку эти открытия радиоактивности были сделаны почти через полтора месяца, то тщательное, точечное, а тем более авторадиографическое обследование загрязненных объектов могло бы, наверное, обнаружить радиоактивные волосы, оставшиеся на одеялах, диванах, коврах даже после многих чисток пылесосом. Волосы особенно трудно удаляются из ковров — каждый человек, когда-либо имевший собаку, это хорошо знает.
Радиоавтография является намного более чувствительным методом обнаружения полония-210, чем сцинтилляционные переносные счетчики, применявшиеся полицией. Внутриклеточный полоний (в клетках кожи и волосяных сумках) остается локализованным благодаря оболочкам клеток, тогда как следы полония от выделения пота, мочи или мокрот подвергаются «расползанию», вызванному самим альфа-излучением. Крупная альфа-частица, выбрасываемая с большой энергией, сильно отталкивает остаточный атом свинца и соседние атомы полония по принципу «отдачи». В радиочувствительной пленке, которую просматривают под микроскопом с увеличением в 500–700 раз, обнаруживаются звездообразные «треки» разброса альфа-частиц и атомов полония, и они растут при увеличении сроков экспозиции пленок с загрязненной поверхностью. Насколько мне известно, радиоавтографические методы идентификации следов полония не были использованы ни немецкой, ни британской полицией.
Степень адсорбции полония-210 из пищи в кровь на уровне 10 процентов является условной величиной. В случае потребления полония в очень небольших количествах вместе с естественными продуктами, относительно более богатыми полонием, например мясом северных оленей, питающихся лишайниками, или мясом крабов и устриц, коэффициент усвоения полония значительно выше. Полоний, добавленный в пищу в форме солей, проникает в кровь очень плохо, этот показатель составляет 6 процентов для хлоридов и 5 процентов для нитратов. Поскольку коммерческие препараты полония, продаваемые радиохимическими компаниями лабораториям, стоят недешево, почти во всех исследованиях последних десяти лет по токсикологии полония растворы полония вводились животным (мышам, крысам, собакам, бабуинам, морским свинкам) путем внутривенных инъекций, то есть сразу в кровь. Летальные дозы для разных животных определялись путем внутривенных инъекций, так как в этом случае возможна была определенная точность. Именно этим можно, наверное, объяснить неверный расчет летальных доз и необходимость вторичного отравления Литвиненко, Ковтуна и Лугового. Преступники, очевидно, ориентировались на данные, полученные на животных и доступные в Интернете. Очень слабое поступление полония из кишечника в кровь было обнаружено в исследования 50—70-х годов, которые нельзя изучить через Интернет.
Применение полония-210 для ликвидации нескольких человек было исключительно сложной задачей, которая была не под силу даже группе людей, не имеющих представления о радиоактивных веществах и радиобиологии. Должен был существовать какой-то сценарий и рассчитаны дозы токсичности для перорального и ингаляционного вариантов. Пока нет никаких доказательств того, что не использовался аэрозоль полония, по крайней мере, в октябре. Однако маловероятно, что в подготовке отравлений участвовали люди, имевшие реальный опыт работы с полонием. В настоящее время с радиоизотопами работают сотни тысяч людей. Но поскольку полоний имеет очень ограниченное применение в экспериментальных работах с животными, во всех странах мира работают с ним, наверное, не больше 150–200 радиобиологов, в основном там, где имеется развитая атомная промышленность или добыча урана. Среди всей «полониевой» тематики доминируют проблемы детоксификации, то есть способов ускоренного выведения полония из организма. Каких-либо других проблем для радиобиологии полония в последние годы не было. Изучение токсикологии полония также сильно сузилось, так как производство и применение полония сведены к минимуму. От 1980 к 2007 году число публикаций по радиобиологии, радиохимии и токсикологии сокращалось. Прекратилось изучение полония в онкологии. Среди «полониевой» тематики в настоящее время доминируют исследования по экологии природных изотопов полония в различных биоценозах.
