Живые клетки состоят из сложных молекул, молекулы — из атомов. Атомы соединяются, как правило, двумя «спаренными» электронами. В результате обмена веществ, без которого немыслима жизнедеятельность организма, одни химические связи разрываются, другие возникают. При этом непрерывном процессе освобождается энергия, необходимая для синтеза белка, нуклеиновых кислот, мышечного сокращения, деятельности нервной системы, внутренних органов.
Когда разрываются химические связи, то появляются осколки молекул, каждый из которых содержит один неспаренный электрон. Такие осколки молекул называются свободными радикалами.
По количеству свободных радикалов, скорости их возникновения и гибели можно судить об особенностях обмена веществ в живых клетках.
Обладая неспаренными электронами, свободные радикалы, помещенные в магнитное поле, способны поглощать короткие радиоволны. Такое физическое явление называется электронным парамагнитным резонансом (ЭПР). Его впервые обнаружил член-корреспондент Академии наук СССР Е. К. Завойский, удостоенный за это открытие Ленинской премии в 1957 году.
В настоящее время с помощью ЭПР ученые исследуют наиболее тонкие механизмы превращения веществ и энергии в живых клетках.
На фото: В лаборатории биофизики Института вирусологии имени Д. И. Ивановского. Кандидат биологических наук А. Э. Калмансон (справа) и инженер-физик И. Г. Харитоненков расшифровывают запись спектров электронного парамагнитного резонанса, сопровождающего процессы синтеза вирусов в клетке.
Вверху: пульт управления радиоспектрометра ЭПР, внизу: электромагнит, между полюсами которого помещается пробирка с исследуемыми клетками.