<Kチャネルに「堅く嵌まり込んだ」状態で、Cs134/137が崩壊を起こしたら、どうなるか>
Csが、Kチャネル内でβ崩壊を起こしたときのことを議論してみたいと思います。
が、ちょっと疲れてきたので、映画の話でもしましょう。
「アルマゲドン」って映画を、見たことある人はいるでしょうか?小惑星が地球に衝突するのを回避しようと、アメリカのヒーローたちが頑張っちゃう映画です。
ヒーローたちが、小惑星を破壊するとき、表面ではなく、地中に穴を掘って爆弾を炸裂させたわけですが、
あのときの議論にも出てくるんですが、爆竹を手のひらの上で爆発させても、かすり傷一つ負わない。
でも、こぶしを堅く握り締めて、その中で爆竹を爆発させると、手が重症を負ってしまう、ということ。
わざわざ、石油掘削人をかき集めて、スペースシャトルを飛ばして、危険な小惑星に降り立って、地面に穴を掘ったのは、実は、そういうことだったんです。奥が深いですね。
さて、セシウムとカリウムチャネルの話に戻りましょう。
Csイオンは、Kチャネルの内部(注)に、堅くはまり込んで、長時間居座っているんでしたよね?
火薬の爆発と、原子核崩壊を同列に扱うことは、一種のミスリードだと思うけれど、上記のメスバウアー効果のことを思い起こしてくれれば、 「堅く足場に固定されたとき」の、原子核崩壊が、古典的なの原子核物理の理論の延長線上には留まらない、興味深い挙動につながるということくらいは、予想できるでしょう。
話は変わりますが、オワンクラゲのGFPの話をして見ましょう。
下村脩先生が、GFP(緑色蛍光タンパク)を見つけたとき、イクオリンとGFPがFRET(フェルスター型蛍光エネルギー転移)を起こすんじゃないかと睨んで、混ぜてみたんだけど、 最初の実験では、ウンともスンともいわなかった。
でも彼はそこで、すこし深く洞察し、エネルギー伝達の足場として、 DEAE-dextranか何かを加えたんだよね。すると、ものの見事に、FRETが起こった。 あれなんかも見方を変えれば、足場固定がエネルギー伝達での非線形性の創出に大事だ、といういい例とも見ることができる。
(まあ、局所濃度の上昇、という説明をする人もいるのですけれどね)
実は、γ線の話のメスバウアー効果と、この、蛍光のエネルギーの伝達って、面白い関係にあって、メスバウアー自身も、メスバウアー効果の発見の実験の際には、蛍光のメカニズムを、よく、引き合いに出していたそうです。前者は、原子核の共鳴現象、後者は、電子雲の共鳴現象、と考えれば、その類似性に、先達も気が付いていたのですね。
Cs134/137はKチャネルに与える影響あり。
という意見も、一つの可能性としては、考えておかねばならない、と思うわけです。
Kチャネルの開閉部がガチガチに開かれ、デカイCsイオンに嵌まり込まれ、グリグリと押し広げられたような状態で、崩壊が起こり、何らかの結果として化学反応が促進する。
やはり、崩壊時のイベントの結果、チャネルがopenな状態に固定されるようなモデルは、想定してもいいんじゃないかなあ。
どんな化学反応になるのか、、、さすがに、化学に詳しくないんで、ちょっと予想が付かないけれど。
不安定なCs/Baが触媒みたいに働いて、分子内の可動部のヒンジみたいなところでアミノ酸残基のフリーの側鎖どうしで反応が起こるとかでしょうかね。(その後、少し考察を進め、どの位置で反応が起こりそうか、起こった際の影響を具体的に詰めています。全体的な理論を定量的にサポートする反応は起こりそうだというのが現時点での個人的感想です)
以上をまとめると、ごく微量のセシウム内部被曝で、ごく微量の、ある種のカリウムチャネルが、オープンの形で壊れる、というモデルを可能性としては想定しておくべき、というのが結論です。
次に議論するのは、では、いったい、その極微量のカリウムチャネルの異常で、心臓の伝道系に問題を来たしうるのか?というのが、テーマです。
(4/15/2016:注) Kチャネルの、どこにはまり込みやすいか、どのような変化が実際に起こると考えられるのかに関しては、現在記事を執筆中です。
Cs137-->Ba137m + e- + ν-
Ba137m-->Ba137+γ
ですよね。
普通の学者は、e-やγのことだけを論じます。教科書に書いてあるとおりです。
でも、私なんかは、残されたBaの状態を見てあげたいなあ、と思うわけです。
e-の放出時の反跳で運動エネルギー(熱振動)も獲得してるし、γ線も放出する(メスバウアーを思い出して)。
現段階では可能性だけの議論ですが、
1.Cs+ --> Ba++ に変わったとき、本来の水和水の配置とその結合の強さが当然かわるだろうから、その変化が、「ガチガチにはまり込んだKチャネルの開閉部」への化学反応の触媒的役割になっていないか、という可能性。
2.メスバウアー効果のたとえが正確かどうかは分かりませんが、β崩壊直後にγ崩壊も起こすので、「共鳴」とまでは行かずとも、K-channelの特定部位にエネルギーを効率よく(フリーの空間での作用に比べて)行っている可能性。
3.足場固定された固体中でのβ崩壊に関しても、メスバウアー効果に似たような、効率よいエネルギー伝達の可能性はあるんじゃないか。
等々。