Най-редкият природен елемент на Земята може да лекува рак

По последно преброяване има 118 потвърдени елемента в периодичната таблица – но е над 9 пъти по-вероятно да влезете в контакт само с 5 от тях, отколкото с останалите 113.

Това е така, защото от всичките десетки елементи, открити в земната кора, тези 5 – кислород, силиций, алуминий, желязо и калций – съставляват общо повече от 92% като количество. Всъщност почти половината от атомите, които срещаме всеки ден, са кислород, което го прави най-разпространеният елемент на планетата.

В другия край на скалата обаче имаме астат (среща се и като астатий и астатин): най-редкият естествено срещащ се елемент на Земята. Смята се, че по-малко от 25 грама от нещото съществува на цялата планета във всеки един момент. Всъщност е толкова рядък, че учените все още нямат основна информация за него, като например как изглежда.

Астатът е кръстен по гръцката дума за „нестабилен“ – и това е доста подходящо име: той е невероятно радиоактивен, с период на полуразпад малко над 8 часа дори в най-стабилната си форма, астат-210. Това означава, че дори и да успеете да се докопате до някакво количество, след 24 часа ще имате само 1/8 от него – останалата част се е разпаднала или на бисмут-206, или на полоний-210.

И тук говорим за най-стабилният изотоп – повечето форми на астатa имат полуживот от 1 секунда или по-малко. В елементарната му форма е дори още по-нестабилен и радиоактивен: толкова, че ако имате достатъчно, за да го видите с невъоръжено око, той буквално ще се изпари от собствената си топлина.

Въпреки че учените са в известна степен способни да се справят с тези му особености, те могат да се сдобият с него само като го създадат изкуствено чрез ядрени реакции – обикновено чрез бомбардиране на бисмут-209 с алфа частици.

Повечето от това, което знаем за елемента, следователно идва от теоретична работа, а не от практически експерименти. Например смятаме, че той вероятно е черно твърдо вещество, защото се намира в халогенната колона на периодичната таблица. Халогените стават по-тъмни, когато стават по-тежки: флуорът е по същество безцветен, хлорът е жълто-зелен, бромът е червено-кафяв, а йодът е тъмно сиво-виолетов – следователно, логиката е, астатът, като следващият халоген в списъка, да бъде още по-тъмен.

Разбира се, това важи само ако предположим, че елементът всъщност не прилича повече на метал, отколкото на халоген – въпрос, който разделя химиците, тъй като астатът също лежи по диагонална линия в периодичната таблица, където са металоиди като бор и силиций. При химични реакции понякога той действа като халоген, а друг път като метал – като така не дава повод за лесна класификация дори от експерти.

Емилио Сегре, един от откривателите на астатa

Въпреки че е толкова рядък, че на практика не съществува – и толкова объркващ, че не знаем нищо със сигурност за него – астатът може да се окаже, че има някои доста важни практически приложения. Елементът се разпада лесно, да, но в процеса той излъчва α частици: радиоактивни частици, образувани от комбинация от два протона и два неутрона, които по различни причини са наистина полезни в унищожаването на раковите клетки.

„Астатът е Златокоската на α излъчвателите“, казва Мехран Макванди, радиолог в медицинското училище на Университета на Пенсилвания, пред Chemical and Engineering News, списание, публикувано от Американското химическо общество, през 2020 г. Той излъчва по-малко α частици от другите изотопи като актиний-225, продължава Макванди – и това го прави по-малко мощен, но по-фокусиран в своите емисии. Има изключително кратък полуживот, което означава, че няма да се задържи дълго време. И най-важното е, че той излъчва само и единствено α частици – най-малко вредните от различните видове радиация.

Ако учените успеят да прикрепят изотопи на астата към молекули, насочени към ракови образувания, тогава те биха могли да създадат противораково лечение, което може да атакува ДНК на ракова клетка и да остави околната тъкан относително невредима. Що се отнася до тези потенциални лечения, Макванди казва, че „нищо друго не може дори да се доближи до същата целенасочена сила“.

Разбира се, има доста голямо предупреждение за всичко това: изследователите трябва първо да си набавят вироглавия елемент. Тъй като е толкова рядък и нестабилен, това не е лесна задача – което може би е причината все още да е официално посочен като нямащ известна биологична роля или употреба за природата извън научните изследвания. Но може би това е за добро – в крайна сметка, ако наистина беше важен, вероятно щяхме да имаме нужда от много повече от 25 грама от него…