ппп. мироздание фурса. Мысли мудрецов востока

• Название: Мысли мудрецов востока
• Дата: 09.08.2022
• Размер: 3.29 Mb.
• Имя файла: мироздание фурса.doc
• Тип: Реферат; #642817
• страница: 38 из 45

не установлена.

65535. 
       Системный характер всех болезней: клетки новые— болезни
       старые.
       

65535. 
       Фундаментальная роль воды в живом - в чём состоит её
       «жизненная сила»? С водой, вероятно, связана загадка геомеопатни.
       

65535. 
       Каталитическая активность ферментов, квантовомеханическое
       туннелированпе - отсутствует обоснованный баланс энергии в ре­
       акциях.
       

65535. 
       Симметрия в живой природе, свойства энантпомеров - выхо­
       дят за рамки химических представлений.
       

65535. 
       Экстрасенсорное восприятие, телепатия, телекинез... и др.
       
65536. 
       Что общего у всех этих проблем?
       

При анализе просматриваются прямые и косвенные указания на связь этих явлений со спиновой динамикой (магнитным резо­нансом):

• Метаболическая активность биосистем напрямую связана с
концентрацией мапштоактивных элементов и изотопов, свободных ра­
дикалов. В этом «тупике» мы всегда встречаем протоны, другие магни-
тоактивные элементы и изотопы, свободные радикалы и электроны, па­
рамагнитные атомы.., т.е. системы, обладающие магнитным моментом.

Протоны и электроны - элементарные магнитные системы - пер-воматерия Вселенной; ионизированный водород - самый мощный ка­тализатор; водородные связи играют центральную роль в биохимии; избыток пли недостаток протонов (параметр рН) в плазме крови и дру­гих органах и системах имеет большое патофизиологическое и клини­ческое значение.

Вода - основа и источник биологической жизни. Вода (протоны) даёт сильный сигнал ЯМР.

65535. 
       Высокооднородное поле Земли является всеобъемлющим, за­
       дает направление магнитного «смещения» для всех биохимических
       процессов живой материи на Земле. Магнитные моменты электронов и
       ядер чутко откликаются (подобно стрелкам компаса) на малейшие
       флуктуации этого поля.
       

65535. 
       Электромагнитное излучение, участвующее в магниторезо-
       нансных взаимодействиях, наилучшим образом отвечает земным усло­
       виям с точки зрения распространения, рассеяния, минимальных потерь
       в биоструктурах.
       

65535. 
       Именно на этот диапазон приходится почти весь спектр элек­
       тромагнитного излучения искусственного и естественного происхож­
       дения у поверхности Земли.
       

о Вероятность спонтанных переходов в этом диапазоне мала, мы имеем дело только с вынужденным поглощением и испусканием; ко­эффициенты Эйнштейна примерно на 4 порядка ниже, чем в случае электрических дипольных переходов.

65535. 
       Магнитное взаимодействие гораздо слабее электрического, но
       зато на низких частотах можно прикладывать гораздо более сильные
       (на несколько порядков величины) осциллирующие магнитные поля,
       чем в случае волн оптического диапазона.
       

65535. 
       Естественная ширина линии магнитного резонанса ничтожна и
       может быть измерена с большой точностью. Это же можно сказать и о
       фазе. Электромагнитное поле рассматривается в классическом пред-
       

400

ставлении, что позволяет говорить о точной фазировке (настройке) большого ансамбля частиц.

• Многие процессы живой (и неживой) материи, представляю­
щие собой конденсированные неравновесные системы, к примеру фер­
ментативный катализ, не могут быть объяснены известными кинетиче­
скими и статическими законами, в основе которых примитивный разо­
грев и сжатие материала, неупорядоченные тепловые столкновения,
т.е. статистический беспорядок. По всей видимости, необходимым ус­
ловием подобных явлений будет одновременное кооперативное дейст­
вие частиц с тонкой регулировкой фазы их волновых функций и даль­
ний порядок, что должно приводить к результату /и-и/, а не /или-или/,
т.е. к произведению, а не к сумме.

■ Во многих случаях энергия активации не играет главной роли в химических превращениях, отсутствует объяснимый баланс энергии. Подбарьерный перенос (квантовомеханическое туннелирование) ста­новится основным теоретическим объяснением. Есть указание на при­сутствие и влияние низкочастотных мод колебаний, вызывающих в ряде случаев размывание, «качание» электронных уровней и др.

о Вывод, полученный из обширных данных по наблюдению влияния электромагнитного излучения на человека (об этом говори­лось ранее), о необходимости учитывать электромагнитную совмести­мость человека и окружающей среды. Недостаток в организме элек­тромагнитной энергии является признаком нарушения гомеостаза.

65535. 
       Указание на то, что физические процессы в микромире сами
       являются объектом направленного физиолого-биохимического регули­
       рования, т.е. зависят от условий их протекания в организме, среды
       обитания. Биологические закономерности видны уже на низших уров­
       нях организации живого.
       

65535. 
       Магнитооптические эффекты и др.
       

Возможные механизмы естественной реализации

Физика магниторезонансных явлений даёт ответ на целый ряд по­ставленных ранее вопросов.

Магнитный резонанс связывает воедино (через условие резонанса) машитное поле (Н_о), электромагнитное излучение (v), и гиромагнитное отношение (у) атомной (молекулярной) системы, благодаря чему обеспечивается:

« высокая чувствительность к слабым изменениям напряженно­сти магнитного поля и его направления, частоты и амплитуды магнит­ного компонента электромагнитного излучения и степени его полярп-

401

зации, состоянию атомной (молекулярной) системы и её окружения. Возможно, именно здесь следует искать ответ на вопрос, как (каким образом?) слабые флуктуации постоянного магнитного поля Земли, порождаемые различными причинами (суточные, лунные, солнечные, вековые и т.п., регулярные и нерегулярные вариации), влияют на зем­ную жизнь таким всеобъемлющим образом;

• высокая избирательность (разрешающая способность) на­стройки каналов для приёма и передачи энергии (информации). Линии спектра магнитного резонанса могут быть разрешены с точностью 0,1 Эй менее.

Физика процесса объясняет тот наблюдаемый факт, что биосисте­ма, благодаря явлению насыщения спектрального перехода, откликает­ся только на слабые воздействия и защищена от воздействия большой мощности. Энергия спинового ядерного перехода в поле Земли имеет порядок I0'⁵ эВ. Это, по-видимому, явилось причиной того, что явле­ние по энергетическим соображениям не рассматривалось в качестве активного агента биохимических реакций.

Резонансный процесс обеспечивает коллективное, сфазированное действие ансамбля частиц в виде спиновой индукции, спинового эхо, в режиме усиления и генерации электромагнитных волн, что определяет иное качество реакций, где работает не энергия статистического тепло­вого беспорядка, а результат упорядоченного, когерентного взаимо­действия волновых функций. Этот эффект может иметь отношение к таким реакциям, как квантовомеханическое туннелирование, фермен­тативный катализ, биолюминесценция, высокотемпературная сверх­проводимость, холодный ядерный синтез, феномен сознания в его высших проявлениях и др.

Парамагнитная система в инверсном состоянии способна усили­вать и генерировать электромагнитные волны (режим мазера). Таким образом могут строиться каналы обмена энергией и информацией как внутри организма (между клетками, органами, системами), так и кана­лы т.н. телепатической связи, экстрасенсорного воздействия, управ­ляемых усилием волн, мысли.

Ядерный магнитный резонанс обеспечивает прямое электромаг­нитное взаимодействие с водой - универсальной и всеобщей средой для биологической жизни, которой испокон веков приписываются чу­додейственные свойства: это и «живая и мёртвая» вода, освящённая и омагниченная, талая и кремниевая... На необъяснимых свойствах воды зиждется и гомеопатия.

Процесс обеспечивает прямой выход на самые активные в химиче­ском отношении агенты: магнитоактивные ядра и свободные радикалы.

402

Здесь мы имеем дело с радиоволнами низкочастотного диапазона. Во-первых, низкочастотные и особенно ультранизкочастотные волны обладают исключительной проникающей способностью; во-вторых, это до настоящего времени слабо изученный участок природного спек­тра, особенно по отношению к биологическим объектам.

Напряжённость дипольного магнитного поля Земли изменяется почти в два раза при удалении от экватора к полюсам. С этим связаны зависимость резонансной частоты биоактивных элементов от широты местности, и, возможно, здесь кроется объяснение многих, не вполне попятных феноменов, связанных с географическим положением.

Аналогичным образом изменение напряженности магнитного поля и спектра электромагнитного излучения вследствие вращения Земли (для дневной и ночной сторон) при лунных и солнечных затмениях (через изменение резонансных условий) приводит ко многим необъяс­нимым последствиям.

Ухудшение самочувствия метеозависимых людей при резких хао­тических изменениях геомагнитного поля, например во время магнит­ных бурь, может быть объяснено значительным рассогласованием ре­зонансных условий, нарушающих космонзотопные связи.

Хорошо известна связь физико-химических свойств крови и со­стояния иммунной системы человека с фазами луны. Удовлетвори­тельного объяснения этому фату нет. Таинственное влияние Луны (её фаз) на земную жизнь также, я полагаю, связано с изменением спектра отражённого от Луны света, но, что ещё важнее, с изменением степени поляризации этого излучения, что может быть причиной модуляции интенсивности магниторезонансных процессов.

Важнейшая характеристика биологической системы - параметр рН, - связанная с динамикой протонов, весьма чувствительна к мор-фофизиологическим изменениям и патологии. И в этом случае протон­ный р&онанс может быть ответственным за самые топкие эффекты.

Пример. Экспериментально установлено, что загадочное во нсех отноше­ниях мумие имеет уникальные, по вполне физические снойстиа. Непрерывное измерение рН в течение нескольких недель показало, что временные измерения рН раствора мумиё подчиняются суточным, недельным н, пилимо, месячным ритмам, а также геомагнитным возмущениям, электромагнитным воздействи­ям. Если это так, то мумие' не иначе, как через протонный резонанс, подозрева­ется в роли посредника в передаче управляющей информации из Космоса.

ЯМР(ЭПР)-взаимодействием химических элементов тела человека с внешними электромагнитными полями могут быть объяснены экст­расенсорные способности человека.

403

Изоляция человека в камере с глубокой магнитной экранировкой (до I0"⁵ от величины напряжённости геомагнитного поля) приводит к заметным изменениям в психике человека. Это говорит о том, что где-то здесь спрятан доступ к ментальным процессам и, вероятно, на этом пути следует искать вполне материальные возможности принципиаль­но нового подхода в лечении психических заболевании.

В этом отношении особого внимания заслуживают:

Вода и водородные связи. «Истинно, истинно говорю тебе: если кто не родится от воды и Духа, не может войти в Царство Божие» (Евангелие от Иоанна, гл. 3, п. 5). В древнем эзотеризме вода символи­зирует астральную, необычайно пластичную материю...

Молекулы взаимодействуют друг с другом при участии сил не­скольких типов. Особый тип межмолекулярного взаимодействия, пред­ставляющий для пас интерес, - водородная связь (Н-связь). Н-связь слаба, освобождающаяся при её' образовании энергия порядка 0,1 эВ. К примеру, перестройка сильной ковалентной связи требует энергии примерно в 20 раз больше. А это значит, что на молекулу необходимо сконцентрировать довольно значительную энергию столкновения (ак-тивационную энергию). Живой организм не может решать эту задачу увеличением температуры, потому что неупорядоченное тепловое движение неразборчиво и может преобразовывать вовсе не то, что нужно. В клетке такие химические реакции, при которых образуются пли разрушаются ковалентные связи, осуществляются при участии специфических катализаторов, называемых ферментами.

Именно из-за своей энергетической малости связь посредством водородного мостика играет центральную роль во всей биохимии. Дос­таточно сказать, что связи двух звеньев в молекулах ДНК, вторичная структура (конформация) белков осуществляются с помощью водо­родных мостиков. Поскольку в ЯМР мы непосредственно влияем на протон, важно в этой связи рассмотреть химические процессы, идущие через И-связи.

Если говорить о некоем глобальном синхронизирующем влиянии геомагнитного поля на биологические и физико-химические реакции, то возникает вопрос, с чем связана подобная универсальность дейст­вия? Основной субстанцией, определяющей универсальность действия ГМП на живые организмы, может быть только вода. Причиной этого считается изменение под влиянием ГМП свойств воды - общего ком­понента этих реакций в живых и неживых системах.

При комнатной температуре вода должна быть газом, однако из-за наличия водородных связей её точка кипения аномально высока и рав­на 373,15 К при 1 атм. Для воды U_ILC= 36,12 кДж/моль. Энергия акти-

404

вацни (для разрыва Н-связи) = 20 кДж/моль при 298 К. Благодаря своей асимметрии молекула воды становится поляризованной. По этой при­чине молекула воды способна соединяться электростатически со всеми электрически заряженными или поляризованными группами. Такие группы получили название гидрофильных. В отличие от них неполяр­ные группы не имеют сродства с водой; они гидрофобны, т.е. отталки­вают воду. Это явление всем мам хорошо известно: так, масло с водой не смешивается. Строго говоря, гидрофобные группы воду не отталки­вают; они выталкиваются водой в результате сильной гидрофилыюсти самих молекул воды, тесно соединенных друг с другом водородными связями. Молекулы воды испытывают колебательные движения около положения равновесия с периодом колебаний х = 2,7-10"¹² с. Важней­шие физико-химические свойства воды не вполне ясны¹.

Вода принимает непосредственное участие в формировании струк­туры важнейших биомолекул, а также в процессах самосборки слож­ных надмолекулярных структур. Небольшие изменения в количестве и состоянии относительно небольшой фракции молекул воды, образую­щих гидратный слой макромолекулы, приводят к резким изменениям термодинамических и релаксационных параметров всего раствора в целом. Быстрый процесс вовлекает все фракции воды, включая моле­кулы, находящиеся во внутренних слоях белка. Все это делает систему биополимер-вода единой кооперативной системой, в которой любые изменения в состоянии как растворителя, так и макромолекулы носят взаимосвязанный и взаимообусловленный характер. Незаменимая роль воды в живой природе наводит на мысль, что «основное назначение воды более важное - быть информационной основой биологической жизни во Вселенной». На это указывает и необъяснимый феномен па­мяти воды, гомеопатии. И ещё. Жизнь утверждалась из океана (из вод­ной среды) в теснейшем контакте с внешним миром и космосом. По­этому эволюционно должна сохраниться рудиментарная связь живого со средой обитания (с космосом) не иначе как через воду, а значит, через протоны и ЯМР.

Н-связи стабилизируют вторичную структуру полипептидных це­пей. Связь осуществляется между атомом водорода, химически связан­ным с одной молекулой, и электроотрицательными атомами О, N, F, С1, принадлежащими, как правило, другой молекуле.

Природа водородной связи сложна и не сводится только к элек­тростатическому притяжению, хотя оно и дает основной вклад в энер­гию связи. Исследования показали, что потенциальная функция Н-связи имеет вид асимметричной кривой с двумя минимумами, локали-

405
зованными вблизи электроотрицательных атомов, между которыми протон может совершать туннельные переходы.

Магнитолктивные химические элементы п изотопы: Натрий. Он в виде соли NaCI - основной компонент плазмы кро­ви и лимфатической жидкости, в которых протекают многочисленные ферментативные реакции процессов метаболизма. Причём все эти ре­акции согласованы во времени и протекают с заданными скоростями. Учитывая магнптоактивные свойства Na^2j, можно представить себе, что хлористый натрий в живом организме будет жёстко, безынерцион­но откликаться па изменение электромагнитного фона биосферы и тем самым обеспечивать постоянство физико-химических свойств раствора хлористого натрия как «поля», на котором разыгрываются многочис­ленные биохимические процессы с участием калия, магния и кальция. По-видимому, отклик этого физико-химического «поля» должен быть синхронным с изменением внешнего электромагнитного сигнала во избежание отклонениГ! от нормы скоростей биохимических реакций.

Калий. Роль калия в живых организмах представляет особый ин­терес. Содержание калия в клетках живых организмов в 10 раз больше, чем ионов Na. Концентрация калия вне клеток (во внутриклеточном пространстве) в 20 раз ниже. Например, в плазме и сыворотке крови концентрация калия 4-5 ммоль/л, а в кровяных тельцах - 95 ммоль/л (для калия 1 ммоль/л = 39 мг/л). Постоянство концентрации ионов ка­лия внутри клеток поддерживается за счёт активного переноса калия из межклеточной жидкости. Установлено, что внутриклеточная концен­трация ионов калия в зависимости от возраста организма составляет 100-150 ммоль/л. Изотопный состав калия: К³⁹- 93,08%, К⁴⁰ - 0,01%, К⁴¹ - 6,91%. В отличие от всех химических элементов, встречающихся в живом организме, среди трёх магнитоактивпых изотопов калия со­держится один долгоживущий радиоактивный изотоп - К с периодом полураспада [,26 • 10⁹лет. Общее содержание калия в теле человека массой 70 кг (при концентрации 100 ммоль/л) составляет 273 г. В 1 г калия (за счёт 1С¹⁰) происходит 32 акта радиоактивного распада в 1 с. Следовательно, в человеческом организме ежесекундно происходит приблизительно 8-9 тысяч распадов. Учитывая постоянство концен­трации ионов калия в клетках любого происхождения (растительных и животных), можно предположить, что 1С¹⁰ в биосфере выполняет роль своеобразного «генератора тактовой частоты», согласующего рит­мы биохимических процессов не только клетки, но и всего организма в целом. Какова истинная роль изотопа К.'¹⁰ в жизни на Земле, остаётся загадкой.

406

Поглощённая доза излучения в 500 рад считается летальной для человека массой 70-100 кг. И хотя энергетический эквивалент такой дозы слишком мал (равен 80-120 кал; для сравнения такая энергия не­обходима для нагревания примерно 100 г воды на 1 °С), тем не менее такая доза приводит к смерти. В то же время калии, без которого не протекает ни одна ферментативная реакция в организме человека, со­держит радиоактивный изотоп 1С¹⁰ (общая масса составляет примерно 0,03 г). По этой причине человек естественным образом является ис­точником радиоактивного излучения (8-9 тысяч распадов в 1 с). За счёт этого внутреннего источника человеческий организм получает дозу примерно 0,1 рад в год, что совпадает с известными оценками дозы облучения человека за счёт космической радиации и природных изотопов. И если внешнее облучение совсем не обязательно для жизни человека, то без собственного облучения 1С¹⁰ он существовать не мо­жет. Если в том и в другом случае мы имеем дело с некой информаци­ей, то следует признать, что излучение калия несёт в себе созидатель­ную, животворящую информацию, а например, радиоактивное излуче­ние искусственных изотопов - разрушительную, губительную. Ясно и то, что главную роль играет не энергетическая мощность излучения, а именно его информационная сущность. Радиоактивное излучение в 500 рад, приводящее к летальному исходу, несёт в себе некую разру­шающую информацию для любого живого организма, вызывая при этом лишь незначительный (по сравнению с раднашюнно-повреж-дёнными химическими соединениями) радиол из.

Выходит, жизнедеятельность любого организма обеспечивается как минимум по двум направлениям (каналам): энергетическому (пи­щевому) и информационному.

Кальций. Ионы Са играют важную роль в передаче нервных им­пульсов.

Ни один ферментативный процесс в живых организмах не проте­кает в отсутствие ионов Mg, К, Са. Учитывая их малое содержание, они, по-видимому, играют роль пусковых систем для инициирования соответствующих ферментативных реакции, тем самым обеспечивая плавное регулирование скоростей биохимических реакций. Если бы их содержание было таким же, как у Na²³ ■ (100%), то мы имели бы безы­нерционную систему отклика, и скорость биохимических реакции мог­ла бы регулироваться только за счёт изменения концентрации ионов этих элементов в широком диапазоне. Поскольку их концентрация в организме почти не меняется, то наиболее вероятна именно иниции­рующая (и регулирующая) роль этих элементов.

407

Квантовомеханическое туннелирование. В ряде случаев биохи­мические реакции идут и тогда, когда необходимый запас энергии ак­тивации отсутствует. Транспорт электрона может происходить на от­носительно большие расстояния и независимо от поступательного движения молекул донора и акцептора электрона, что отличает эти процессы от окислительно-восстановительных реакций в растворе. Предполагается, что при этом имеет место квантовомеханическое тун-нелпрование. Концепция туннельного транспорта электрона между отдельными белковыми молекулами-переносчиками, отделенными энергетическим барьером, привлекается для объяснения многих важ­ных явлений в химии и биологии.

Ещё в 1965 году Лоуден² высказал мысль о том, что генетические дефекты, старение и рост опухолей могут быть результатом квантово-механического туннелирования. Генетическая информация закодиро­вана в молекулах, в которых имеются водородные связи между осно­ваниями в специфических парах нуклеотидов. Путем туинелирования протона от одного основания к другому в процессе репликации, нор­мальные пары оснований могут претерпевать таутомерные превраще­ния, что приводит к появлению ошибок в генетическом коде. Деталь­ные расчеты показывают, что потенциальные барьеры между двумя минимумами в системе, образованной парой оснований, не настолько высоки и широки, чтобы туннельный переход был редким событием.

В пользу подбарьерного переноса электрона по туннельному ме­ханизму говорит и тот факт, что он может происходить и при низких температурах (77 К и ниже). В этих условиях поступательное движение больших белковых молекул замедлено, и, следовательно, обычные фи­зико-механические механизмы реакций в растворе по типу сталкиваю­щихся частиц, обладающих избытком кинетической энергии, заведомо не могут осуществляться с высокой скоростью. В ряде случаев безак-тивационное туннелирование преобладает при Т< 100 К, а темпера­турные зависимости таких реакций имеют ярко выраженный двухфаз­ный характер.

Электронный переход, включающий перенос электрона или ми­грацию энергии электронного возбуждения между двумя состояниями в системе двух дискретных уровней, может осуществляться только при наличии диссипативных процессов на акцепторе. Смысл таков: энергия возбуждения электрона (его часть) должна рассеиваться на акцепторе за время пребывания на нем. Это приводит к «расстройке» резонанса уровней в акцепторе и доноре за определенное (короткое) время, и об­ратный перенос от акцептора к донору станет невозможным. Между состояниями Д (донор) и А (акцептор), разделенными потенциальным

408

барьером, при отсутствии диссипативных процессов совершаются квантовомеханнческие колебания. Если же конечное (А) состояние является квазистационарным (уровень - метастабильным) в силу опре­деленных днесипатнвных процессов и характеризуется комплексной энергией, то процесс перехода (переноса) из начального в конечное состояние имеет необратимый характеррт.е. имеет место туннелирова­ние. Диссипация части энергии может происходить за счет процессов дальнейшего туннелпрования электрона через стенки барьера в бли­жайшее окружение акцептора или под влиянием окружающей среды, взаимодействующей с электронами, что приводит к «дрожанию» энер­гетического уровня и потере когерентности состоянии волновой функ­ции за счет сбоя фазы колебаний. И вот самое для нас интересное: уширение электронных уровней в сложных молекулах может дости­гаться в результате движения ядер и электронно-колебательных взаи­модействий, приводящих к потере части электронной энергии по коле­бательным степеням свободы.

Вывод: при рассмотрении туннельного переноса электрона в ре­альных молекулах необходимо учитывать состояние ядер, при движе­нии которых изменяются энергетические уровни электронов. Кванто­вый характер движения ядер приводит к тому, что колебательная энер­гия молекулы меняется скачком, колебательным подуровням соответ­ствуют колебательные кванты. Есть указание на то, что в реальных процессах переноса электрона в белках существенную роль должны играть не только квантовые акцептирующие моды, но целый набор низкочастотных мягких мод, присущих белковой молекуле. Сопряжение мягких мод может повлиять на образование акцептирующей моды и всего Д-А комплекса. Именно этим обстоятельством, отражающим ак­тивную роль белкового окружения, можно, в частности, объяснить боль­шое различие в наблюдаемых температурных зависимостях переноса электрона в реакционных центрах фотосинтеза на разных объектах³.

Квантовохимические исследования позволили выявить ряд новых особенностей движения ядер частиц, составляющих молекулу. Так, было обнаружено наличие множественных минимумов на потенциаль­ных поверхностях, разделенных сравнительно невысокими потенци­альными барьерами. Кроме того, обнаружена высокая чувствитель­ность электронного строения молекул в возбужденных состояниях к изменению конфигурации их ядер и малым внешним возмущениям. В исследовании межмолекулярных взаимодействий задачи квантовой химии заключаются в нахождении потенциалов взаимодействия, соз­дании моделей, позволяющих учесть влияние среды на свойства моле­кул и механизмы элементарных процессов.

409

- • •;.•■•

Ферментативный катализ. Прямое отношение к рассматри­ваемому вопросу, на наш взгляд, имеют химические катализаторы и ферменты.

В основе активности многих каталитических систем лежат меха­низмы переноса электронов и протонов. В первом случае типичным катализатором служат переходные металлы и их соединения. При одно-электронном переходе образуются свободные радикалы. Во втором случае в качестве катализатора используют вещества, способные при­нимать и передавать протон. Удивительная реакционная способность ферментов не имеет убедительного теоретического объяснения: не хва­тает какой-то связки, координации, скорости, энергетического баланса...

В биохимии известны модели «ключ-замок» Фишера, «рука-перчатка» Кошланда, модель «дыбы», «белок-машина» и др. Термоди­намическая сущность указанных моделей состоит в том, что потенци­альная свободная энергия связывания (сорбции) субстрата на ферменте должна тратиться на понижение барьера свободной энергии активации последующей химической реакции. Однако остается неясным, в какой конкретной форме и по каким механизмам энергия сорбции может за­пасаться в белковой глобуле и концентрироваться на атакуемой связи. Для объяснения самого механизма катализа выдвигают предположе­ние: фермент устроен так, что его структура обеспечивает когерентный характер распространения флуктуацнонных изменений конформацнп от поверхности белка к его активному центру. Тем самым обеспечива­ется и обмен свободной энергией между макромолекулой и её окруже­нием. В ферментативном катализе многоступенчатый характер пре­вращений субстрата обеспечивается за счет синхронного, кооператив­ного их протекания в единой полифункциональной системе. Основой всех «динамических» моделей является предположение о возникнове­нии когерентного состояния с одной колебательной модой и бездиссп-пативном переносе энергии по белковой глобуле к активному центру по определенным степеням свободы.

Ни одну из упомянутых моделей нельзя считать общепринятой. Актуальным остается вопрос о переносе и концентрации энергии, ба­лансе энергии. Всё чаще упоминается протон, «протонная помпа». Не­большой избыток протонов (параметр рН) в плазме крови имеет боль­шое патофизиологическое и клиническое значение. Фундаментальная важность и критичность таких параметров, как рН, в подавляющем большинстве биохимических процессов позволяет говорить о том, что протоны в живой материи правильнее рассматривать как некую ответственную за «жизненную силу» жидкость (fluid). Преимуще-

410

ство «протонпровшпюго» водорода заключается в том, что он способен близко подойти к электроотрицательным атомам. Лишенный элек­тронного окружения, атом водорода не встречает электромагнитного сопротивления при сближении с другими атомами, имеющими элек­троотрицательное облако, перенося с собой энергию возбуждения или момент количества движения «под крышу» молекулы. Остаётся в мо­мент реакции сфазировать «систему фермент-субстрат» (вставить «ключ в замок») при минимальной энергии действия. В условиях маг­нитного резонанса все волновые функции протонов могут быть сфази-рованы, а это уже совсем иное качество, иные скорости.

Кибернетические аспекты в биофизике. Биосистемы могут функционировать о нескольких устойчивых стационарных состояниях. Важной особенностью биосистем является их способность переклю­чаться из одного режима функционирования в другой. Способность биосистем к переключениям (триггерный эффект) явилась, как пола­гают, предпосылкой к дифференциации тканей (генетический триггер). Переключение триггера возможно двумя способами: силовым, т.е. пу­тем резкого изменения самой переменной величины - он называется специфическим, либо неспецифическим, параметрическим, когда не­посредственному воздействию подвергаются не переменные, а пара­метры системы, например изменение Т, рН... и др. Переход из одного устойчивого состояния в другое может происходить разными путями в зависимости от направления изменения значении параметра. Здесь мы наблюдаем не что иное, как гистерезис, который, в свою очередь, мо­жет объяснить наличие динамической памяти, присущей всем биоло­гическим объектам.

Влияние геомагнитного поля на ритмичность всех процессов, со­вершающихся в живом организме и биосфере в целом, суточную рит­мику радиочувствительности, т.е. изменение эффективности облучения ионизирующей радиацией в течение суток, отмечают многие радио­биологи. Что является синхронизирующим элементом, «спусковым крючком» - не ясно⁴.

Триггерные свойства ферментативных систем играют решающую роль в регулировании внутриклеточных процессов метаболизма. Хо­рошо известны триггерные свойства систем, осуществляющих транс­портную функцию, например перенос растворов через пористые мем­браны. При некоторых критических концентрациях субстрата (или продукта реакции) меняется (переключается) информационное со­стояние фермента, что влечет за собой резкое снижение активности фермента и скорости химического процесса.

АН

Нелинейность кинетики важнейших биохимических процессов обусловливает возможность существования в бносистемах, наряду с триггерными режимами и гистерезисом, незатухающих периодических колебаний (автоколебания) причем амплитуда этих колебаний опреде­ляется свойствами самой системы, а не начальными условиями. На­глядным примером такой реакции может служить реакция Белоусова -Жаб от ин с ко го.

Реальные бпосистемы подвергаются бесконечному числу случай­ных внешних и внутренних влияний, однако в устойчивом режиме функционирования динамический характер системы сохраняется.

Существует кибернетический подход к проблеме жизни (теория А.А. Ляпунова). Ляпунов характеризует жизнь как «высокоустойчнвое состояние вещества», использующее для выработки «сохраняющихся реакций» информацию, кодируемую состоянием отдельных молекул. Для изменения состояния подобной молекулы недостаточно энергии беспорядочного теплового движения бпосистемы. Теория предполагает наличие некоего канала связи с внешним миром. Информация о внеш­них воздействиях воспринимается веществом в виде кодированных сигналов. Материальным воплощением такого сигнала может быть, например, некоторый физический процесс. Но такой процесс до на­стоящего времени не установлен, если не считать того, что во всех гре­хах мутаций и естественного отбора подозревается жесткая радиация.

И наконец, отметим, что одним из четырех условии, необходимых для возникновения процессов пространственно-временной самоорга­низации, наряду с требованием термодинамически открытой среды, нелинейности системы, минимальной амплитуды воздействия, являет­ся кооператпвность микроскопических процессов в системе. Из совре­менной термодинамической теории комплексов активных молекул-переносчиков, представляющих собой «молекулярные машины», также следует, что скорости процессов переноса и трансформации энергии в таких системах зависят от конкретных молекулярно-кинетических ме­ханизмов кооперативных взаимодействий.

Примечания к гл. 28:

/. Аскоченскст, Н.А., Истрой, Н.С. Структура поды и ей роль н биологиче­ских системах // Успехи coop. биол. 1972. Т. 73. С. 28Н-305.

2. 
   Low din, P. Advances in Quantum Chemistry // Academic Press Inc.: New
   York, 1965. V. 2. P. 216.
   

2. 
   Pvniin, А.Б. Биофизика. - M.: Высшая школа, 1987. Т. 1, 2.
   

2. 
   Троицкий, B.C. Кибернетика живого. Биология и информация. - М.:
   Наука, 1984. С. 131-139.
   

412

Часть IX

М АГНИТОРЕЗОНАНСНЫЕ ЭФФЕКТЫ



С периодичностью от сотен тысяч до нескольких миллионов лет

на Земле происходит смена полярности магнитного поля.

Периодичность массовых вымираний на Земле происходит

в среднем через каждые 30 миллионов лет