8
19280

Биохимия. Владимир Воейков (Vladimir Voeikov)

Компас является разделом проекта о ученых, работающих в науках о "живых системах". Их деятельность определяет будущее.

на сайте с 12 мая 2008
Профессор Владимир Воейков / фото с сайта: http://www.lifescientists.de/members/vlv.htm ВЛАДИМИР ЛЕОНИДОВИЧ ВОЕЙКОВ -
доктор биологических наук,
профессор,
зам. зав.кафедрой биоорганической химии биологического ф-та МГУ им. М.В. Ломоносова.
Почетный работник высшего профессионального образования РФ.
Член Всероссийского биохимического общества;
Научного Совета Международного института биофизики (Нейсс, Германия);
Международного Союза Биоэлектрографии;
SPIE /International Society for Optical Engineering/(Калифорния, США).

Научные интересы:
физико-химические основы биологической активности, клеточная
биология и физиология крови, роль воды и свободно-радикальных реакций в биоэнергетике, биофотоника, препаративная биохимия.

Автор более 300 научных публикаций, 20 патентов на изобретения, 5 монографий.

Интервью Владимира Воейкова

Вопросы_Елена Ветрова
Москва, июль-август, 2008
Эрвин Бауэр /фото с сайта: http://bio.1september.ru/article.php?ID=200103107 В 30-е годы XX века выдающийся биолог Эрвин Бауэр (Ervin Bauer) в своей оригинальной работе «Теоретическая биология» предпринял попытку сформулировать Общую теорию живой материи и обосновать принципы ее существования.
Бауэр предположил, что любая живая система - в том числе, и человек - находится в непрерывном процессе развития, который, прежде всего, определяется собственной жизненной активностью биосистемы, и лишь во-вторую очередь, средой и генетикой.
Владимир Леонидович, когда Вы впервые заинтересовались теорией Бауэра?
Об Эрвине Бауэре я узнал очень давно, лет сорок назад, когда
в издательстве Ленинградского Университета вышла книга Бориса Токина «Теоретическая биология и творчество Э.С. Бауэра».  Это было первое издание о талантливом биологе, оригинальном мыслителе и о его драматической судьбе.
Более, чем драматической. Ведь его пригласили работать в
СССР. Он откликнулся, приехал. А в 37-м оказался в ГУЛАГе.



фото с сайта: http://www.bookman.ru/book1272189.html И все-таки, в конечном итоге, свою самую главную книгу «Теоретическая
биология» (1935) он написал в России, работая во Всесоюзном институте экспериментальной медицины (ВИЭМ), в Ленинграде. Эта его монография была переиздана в 2001 году в Ижевске, а в 2002 в Санкт-Петербурге.
Ее чтение - занятие не из легких. Книга написана очень сложно. Возможно, это одна из причин, почему мало кто знает о существовании теории устойчивого неравновесия живых систем. А те, кто знают, тоже нередко испытывают сложности с восприятием бауэровской теории.
И я, в общем-то, сравнительно недавно понял, почему она так сложно воспринимается даже теми, кто относится к ней с большой симпатией.
Почему?
Симон Эльевич Шноль / фото с сайта: www.oko-planet.spb.ru/.../$FILE/1.jpg Наш современник, невероятно оригинальный ученый, биолог,
биофизик Симон Эльевич Шноль из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино), много лет
занимается такими глобальными проблемами, как колебательные процессы в биологических системах, космофизические корреляции биологических и физико-химических процессов, теория эволюции… Так вот он, один из тех, кто очень хорошо знает труды Бауэра. В 1990 году Шноль организовал и провел в Пущино научную конференцию «Эрвин Бауэр. Теоретическая биология. К 100-тию со дня рождения». Ему удалось собрать людей, которые знали что-либо о Бауэре. Но при всем пиетете к бауэровской теории со стороны присутствующих, общий рефрен выступлений был приблизительно такой: да, Бауэр еще в середине 30-х годов, задолго до Нобелевского лауреата Ильи Пригожина показал, что живые системы - это открытые системы, и поэтому они могут развиваться. Да, он молодец, всех опередил, но потом пришел Пригожин, разработал учение о неравновесной термодинамике в открытых системах и наметил дальнейшее развитие.
Но я уже давно понимал, что теории Бауэра и Пригожина в корне разные. Принципиальная разница заключается в том, что у Бауэра живой организм обладает собственной активностью, за счет которой происходит его развитие, самоорганизация, усиление его способности совершать определенную работу.
А у Пригожина?
Илья Пригожин/ фото со страницы: him.1september.ru/2006/04/9-1.jpg Илья Романович Пригожин не очень претендовал на то, чтобы объяснить сущность жизни. Тем не менее, многие биологи ухватились за его теорию, из которой следует: если биосистема обменивается со средой веществом и энергией, но при этом источник энергии, движущая сила, лежит вне системы, то в ней будет наблюдаться самоорганизация.
То есть, по Пригожину самоорганизация биосистемы идет принудительно. А по Бауэру она происходит за счет собственной активности живого организма, который должен за счет собственных ресурсов извлекать вещество и энергию из среды.
Как видите, разница принципиальная.
Бауэр сформулировал три основополагающих принципа: «устойчивого неравновесия», «работы структурных сил» и «увеличивающейся внешней работы». Как эти принципы работают на практике?
Из принципа устойчивого неравновесия, как мы уже сказали,
следует, что все живые системы никогда не бывают в равновесии, относительно среды, благодаря некому энергетическому фонду, так называемой, свободной энергии. У Бауэра это звучит так: "Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях".
Откуда берется этот энергетический фонд?
Недавно я сделал доклад на ежегодной Школе по Биофотонике при Международном институте биофизики в Нейссе (Германия) и мне, в своем докладе: «Вода - первооснова живого состояния и витальных функций» ,
как раз, пришлось разъяснять и этот вопрос.
...Вы совершенно правильно спросили: откуда берется эта
исходная энергия в зерне, яйцеклетке или в семечке?
фото с страницы: news.bbc.co.uk/.../html/1.stm На рисунке: Увеличенная в 680 раз яйцеклетка человека.


По бауэровской теории: если яйцеклетка или зерно уже есть, то дальше с ними все будет в порядке. Они обладают неким запасом свободной
энергии
, т.е. той энергией, что непосредственно превращается в работу по мобилизации, вовлечению в свой оборот, в свой обмен веществ энергии из окружающей среды.
Благодаря этому запасу свободной энергии, организм способен извлекать потенциальную энергию из пищи, из субстратов, которые поглощает и превращать в энергию, с помощью которой опять будет совершать работу по повышению энергетического фонда и т.д. и т.п.
Но организм, «совершая работу», что-то теряет?
Он теряет потенциал, которым исходно эта яйцеклетка или семечка обладает.
Что из себя представляет этот  потенциал?
Когда приходится это объяснять, то проще всего объяснять на аналогиях. Аналогия, безусловно, не есть то, что мы пытаемся объяснить, но она дает возможность понять, каким образом, имея немного энергии с очень большим потенциалом можно вовлечь в процесс работы гораздо большее количество энергии.
…Представьте себе, что вы стоите на вершине заснеженной
горы и у вас в руках снежок. Каков его потенциал? Потенциал снежка – расстояние от вершины горы до ее подножья. Если вы его просто кинете вниз – его потенциальная энергия превратится в кинетическую. Но хотя потенциал снежка велик - его масса мала - и энергии освободится не слишком много. А если вы кинете снежок на снег, лежащий на склоне горы, может сойти лавина. При сползании лавины ее потенциальная энергия падает, потому что расстояние до подножья горы уменьшается, но общее количество энергии чудовищно растет.
фото с www.alpklubspb.ru/ass/a76-1.jpg Таким образом, потенциальная энергия (уже лавины) превращается в
кинетическую. Так вот яйцеклетка (зерно) обладает потенциалом,
способным превращать связанную энергию пищи в свободную, способную совершать работу.
Возникает вопрос: как назвать потенциал живой клетки или, вообще, живой системы? Бауэр назвал его «потенциалом живой субстанции». Я в своей работе "Био-физико-химические аспекты старения и долголетия"  назвал его «биофизический потенциал». Его нельзя просто свести ни к какому-либо известному из физики неживого энергетическому потенциалу, точнее энергетической разности потенциалов, ни к химическому потенциалу.
Не скажешь же, что энергия зернышка составляет столько-то миллионов вольт, или, такое-то огромное количество атмосфер. Поэтому – биофизический потенциал. И только когда он реализован, по конечному результату мы можем понять, насколько он был велик. А Бауэр в «Теоретической биологии» пишет, в чем заключается этот потенциал,
и как он определяет срок жизни индивидуального организма.
Он предложил способ его измерять?
Макс Рубнер /  с www.mc.vanderbilt.edu/.../images/rubner.jpg Бауэр предложил измерять этот потенциал константой Рубнера. …Был такой германский физиолог и гигиенист Макс Рубнер (Max Rubner)
- занимался физиологией питания.
Еще на рубеже XIX - XX веков он сформулировал закон изодинамии пищевых веществ, заложил основы биологической термодинамики. Рубнер предположил, что все млекопитающие (за исключением человека), независимо от того, мышь это или слон, преобразуют одно и тоже количество энергии, деленное на единицу массы и умноженное на время их жизни. И Бауэр назвал эту величину константой Рубнера. Иначе можно сказать: количество энергии, умноженное на время жизни – и есть масса.
Только следует понять, что речь идет о «живой» массе, той, что сама заряжена и способна совершать работу. В этом смысле килограмм жировой ткани отнюдь не может заменить килограмм мышечной, а тем более – нервной. Но в первом приближении слон живет много дольше, чем мышь, хотя константы Рубнера у них близки.
Как измеряется эта константа?
Она меряется по потреблению кислорода: сколько потребляется млекопитающим кислорода на единицу массы за время жизни. Так вот, кстати, даже по этому критерию человек отличается от всех млекопитающих. У него эта константа от 5 до 10 раз больше. И в этом принципиальное биологическое отличие человека от других животных. На это мало кто обращает внимание. Но Рубнер - обратил.
Френсис Крик (справа) и Джеймс Уотсон (слева) / с history.nih.gov/.../photos/03_watCrk_pu.jpg …А так, физиология у нас вся та же самая; биохимия - гормоны,
белки, аминокислоты и т.д. - тоже. Когда секвенировали геном человека,
оказалось, что, по нему, не то Джеймса Уотсона (James Watson Cronin) от Френсиса Крика (Francis Crick), а человека от мыши с трудом можно отличить ( у человека и мыши до 80% генов общие).
..Но кое в чем люди от млекопитающих отличаются. Например, за счет потребления кислорода. У нас только на мозг идет 20%
кислородопотребления. А мозг от всей массы тела составляет всего 2 %. Но там, где больше потенциал, там выше расход кислорода, То есть,
у человека потенциал намного больше.
Другой постулат Бауэра - об увеличении внешней работы, как исторической необходимости в процессе эволюции
Для индивидуального развития увеличение внешней работы – это, прежде всего жизненная необходимость - если ее не будет - не один эмбрион не разовьется до взрослого состояния.
А как это связано со старением?
Из баэуровской теории старение вытекает очень логично.
…Вот представьте себе снова ту же самую снежную лавину. Если она набрала гигантскую скорость, то, хотя ее потенциал снизился, она обладает гигантской свободной энергией и способна многое сделать. Но постепенно скорость лавины снижается, энергия рассеивается, и в
конце пути она превращается в большое количество снега.
…Что-то подобное происходит и в ходе развития живого организма, когда за счет снижения потенциала общий объем «жизненных сил», до определенного предела, нарастает. Но потенциал может снижаться только до какой-то определенной величины, предела роста, после чего организм начинает затрачивать на извлечение из среды вещества и энергии больше, чем получает. Вот этот этап жизненного цикла и есть старение.
Но Бауэр, все-таки, был теоретик. А в эксперименте его выводы были подтверждены?
Правоту Бауэра экспериментально доказал известный физиолог
Илья Аркадьевич Аршавский, умерший в 1996 году, в возрасте 93 лет. Аршавский работал вместе с Бауэром в ВИЭМе и хорошо понимал его теорию.
…Надо сказать, что в 30-е годы в этом Институте сконцентрировались самые мощные научные кадры: такие, как физиолог Иван Павлов, биохимики Владимир Энгельгардт, Ефим Лондон, биолог Александр Гурвич... Кстати говоря, открытое Гурвичем, так называемое, митогенетическое излучение живых организмов полностью согласовывалось с представлениями Бауэра об особом, устойчиво неравновесном, постоянно возбужденном состоянии живой материи. ...В ВИЭМ собралась критическая масса творчески мыслящих людей. Работали все вместе. Когда такие яркие личности собираются, естественно, трений и конфликтов трудно избежать. Но работы друг друга они отлично знали и понимали.
…И вот Аршавский открыл, в общем-то, исходя из теории
Бауэра, (хотя он ссылается на своего учителя, академика Ухтомского и на ученика Сеченова, Николая Введенского) так называемое,
"энергетическое правило скелетных мышц".
Суть открытия в том,что любая мышечная (двигательная) активность, то есть затраченная мышцами энергия на совершение какой-то работы,
потом восстанавливается, но с избытком, и таким образом, обеспечивается рост и развитие организма.
… Илья Аркадьевич был неонатолог, физиолог эмбрионального, детского
развития. И он прекрасно объяснил, почему это происходит. Например, все знают, что маленькие дети необычайно подвижны, энергичны. Это ни что иное, как инстинктивное стремление к увеличению работоспособности. В детской двигательной активности реализуется принцип - работа повышает работоспособность. А это, то о чем писал Бауэр: чтобы что-то получить – необходимо что-то затратить. В этом случае за счет выполнения собственной работы организм получает больше, чем затрачивает – он увеличивает общий фонд энергии, способной совершать работу и, что то же самое – он увеличивает живую массу, заряженную этой энергией.
рисунок со страницы:  children.claw.ru/6_man/CONTENT/skanfoto40/14.jpg Действительно, мы можем совершать механическую работу, поскольку у нас есть мышцы. Когда мышца может сократиться, т.е. совершить работу? Только находясь в состоянии, которое мы называем «расслабленным», а, в действительности, именно в этом состоянии она максимально «заряжена», возбуждена. Когда мышца сократилась и выглядит напряженной, твердой – работа уже совершена и никакую другую работу совершить нельзя, пока мышца снова не расслабится. Поэтому, например, во всех восточных боевых искусствах мышечная расслабленность - ключевое условие и, в конечном счете, преимущество.
Так вот, можно сказать, что живой организм, совершая работу, извлекая из внешней среды вещество и энергию, постоянно накачивает ею все свои структуры и строит новые работоспособные структуры, способные совершать еще большую работу.
Замечательный принцип, но, похоже, он действует в живой
системе до определенного момента.
Это правило действует до тех пор, пока организм не разовьется до
предела своего роста, до предела массы. Причем еще раз подчеркну, что под «массой» подразумевается та, что «заряжена» свободной энергией, т.е. работоспособна. И вот с этой первой стадией развития организма – стадией роста и развития - согласны многие. Тот же Аршавский экспериментально показал, что это реализуется не только у животных, но и у растительных, и у микробных организмов.
Считается, что с этого момента в организме начинается инволюция всех систем.

Действительно, что же дальше? Затухание, как у снежной лавины? Но живой организм - не снежная лавина. Хотя, по мере прироста живой массы биофизический потенциал биосистемы постепенно снижается. А когда предел роста достигнут, организм переходит в компенсационный режим: состояние, при котором диссимиляция компенсирует, но все в меньшей степени, энергетические затраты на ассимиляцию. По существу, речь идет о старении.
То есть, скорость старения, это скорость снижения биопотенциала.
Конечно, но только на том этапе, что наступает по достижении предела роста.
Но, по мнению Бауэра, с достижением предела роста включается «Основной процесс». Как, с т. з. Бауэра меняется развитие
живой системы? Может ли она активно противостоять старению?



Эрвин Бауэр / фото с сайта:http://molbiol.ru/pictures/104948.html Я считаю, что Основной процесс - его колоссальное
предвидение, по непонятным мне причинам, выпавшее из поля зрения большинства исследователей его научного творчества.

Если в соответствии с принципом устойчивого неравновесия развитие живой системы имеет предел, точку роста, после которого начинается старение, то Основной процесс предполагает возможность существенного продления индивидуальной жизни, при сохранении высокой жизненной активности.
В статье «Био-физико-химические аспекты старения и
долголетия»
Вы написали, что: «Благодаря существованию «Основного процесса» каждая индивидуальная живая система имеет возможность многократно «омолаживаться» и вновь вступать в фазу развития, при чем стартовые условия для нового этапа могут быть лучше, чем для предыдущего».
Фактически Бауэр увидел в Основном процессе – специфически
биологическое явление, своеобразный способ борьбы со смертью - когда за счет гибели отдельных клеток, целое возрождается, обновляется.
Он считал, что механизм этого процесса запускается у биосистемы, потенциал которой понизился. В этом случае живой организм на любое
воздействие (раздражение, возбуждение) реагирует перераспределением энергии, флюктуацией ( от лат. fluctuatio - колебание). В каждом отдельном случае происходит концентрация энергии в определенной части данного организма. При этом материя, передавшая свой биофизический потенциал оставшейся части организма, теряет возбудимость (становится мертвой) и отторгается.
То есть, концентрация энергии - это повышение потенциала. Повысился потенциал и снова можно совершать работу, жить дальше. Потом он понижается и надо его опять повышать. В организме, способном на такое обновление, продолжается дальнейшее активное клеточное деление, и т.д. И жизнь продолжается.
Примеры Основного процесса известны… Например, ботаники
знают, чтобы срезанный цветок дольше стоял в воде, надо убрать из соцветия тычинки. Иначе, цветок опылится и оплодотворится, затратив на эти процессы энергию, которую мог бы потратить на поддержание жизни.
Есть точка зрения, что, и у человека, чем больше сил
уходит на репродукцию, тем короче продолжительность жизни.
Всегда существует оптимум. Когда мы подходим к таким сложным
объектам как живой организм - всегда есть определенный оптимум. Известно, что рождение ребенка может привести к тому, что болевшая до того мать, по определенным причинам, выздоравливает. Конечно, если она превратится в «машину» для родов, организм износится быстрее. Везде и всюду есть оптимальные границы.
Какой практический вывод следует из Основного процесса?
Каждая живая система на каждом этапе своего развития имеет возможности для осуществления Основного процесса. Не надо
зря растрачивать энергию и потенциал, надо направлять их в нужное русло. …Наипростейший бытовой пример. Избавляться или не избавляться от лишних вещей в доме? Чем больше накапливаешь чего-либо, тем больше приходится тратить усилий (энергии, потенциала) чтобы это сохранить. И может наступить предел, когда уже никаких сил не хватит.
…Бауэр провел целый ряд экспериментов, подтверждающих это
предположение. Например, живой организм специально травмировали, создавали искусственную незначительную патологию, а он после этого возрождался и жил существенно дольше, чем не травмированный, и т.д. и т.п.
...Бауэровская теория, как теория развития, старения и увеличения продолжительности жизни - самая фундаментальная, из всего, что я знаю. Все остальное - ее проявления, так или иначе. Геронтологи имеют дело с разного рода следствиями, которые вытекают из этой теории.
Например, Бауэр пишет, что биологи привыкли считать, будто живой организм, это организм, у которого есть обмен веществ, размножение, возбудимость и раздражимость. А если в данный момент нет размножения? Если метаболизм почти незаметен, как бывает во время летаргического сна или анабиоза? Или, когда зерно лежит год в хранилище и внешне с ним ничего не происходит… Оно, что, не живое? Любое, какое не возьмешь проявление жизнедеятельности, оно факультативно. А по Бауэру, система живая, пока она отвечает принципу устойчивого неравновесия. И этому тезису трудно что-либо противопоставить.
Почему тогда стройная и логичная теория Бауэра не получила должного признания?
В начале беседы был правильно задан вопрос: откуда яйцо, из которого потом появилась курица?
…Гипотеза о метеоритных дождях, с которыми на землю были занесены прото-организмы (от греч. protos — первый) из Космоса, происхождение жизни Стенли Миллера ( Stanley Lloyd Miller) (живое из неживого) – из школьного курса биологии - этого не объясняют, и объяснить не могут.
Франческо Реди / с home.datacomm.ch/biografien/images/redi.jpg И здесь уместно вспомнить принцип Франческо Реди (Francesco Redi): Omne vivum e vivo / Живое возникает только от живого /.
Если живое только от живого, а живое - это бауэровское состояние устойчивого неравновесия – значит, надо искать принцип устойчивого неравновесия в том, что мы живым не считаем.
…И вот за последнее время произошел целый ряд событий, которые позволили на этот важный вопрос ответить.
Имеется в виду доклад, сделанный Вами  в Германии?
Да, «Вода как первооснова…»
А при чем здесь вода?
Согласно второму принципу Бауэра - принципу работы структурных сил – работа против равновесия осуществляется только за счет энергии самой системы - системными силами. Благодаря им, организм может ассимилировать необходимые ему вещества из пищи и т.д. и превращать их в энергию.
Так вот, по Бауэру, источником неравновесия живой системы являются неравновесные молекулы. Он исходил из того, что основная субстанция живых организмов – белки. В возбужденном состоянии они расслаблены, растянуты, а на самом деле – заряжены, вытянуты, и при переходе в основное состояние сжимаются - совершают работу против равновесия.
Но это его предположение очень сильно критиковали. Считалось, белок есть белок. Как он может находиться в возбужденном состоянии? Это не соответствует химии. Тот же Симон Эльевич Шноль пишет, что никто не видел никакой разницы между живым и неживым белком. И действительно, здесь нужно было приводить много разных косвенных аргументов в пользу того, что белок может длительно существовать в возбужденном состоянии.
Альберт Сент-Дьердьи /  с www4.dr-rath-foundation.org/.../szent-gyorgy.jpg …Между тем, более 30 лет назад крупнейший биолог, биохимик, Нобелевский лауреат Альберт Сент-Дьердьи (Albert Szent-Gyorgy) сказал, что биология забыла о воде или совсем о ней не думает.
Действительно, почему-то есть такая аберрация зрения у подавляющего числа биологов - они не видят главного вещества в живом организме.
А главным веществом в любом организме является вода. …Хотя, сейчас все чаще стали говорить, что вода чрезвычайно важна, потому что, человек на 70% состоит из воды, все биохимические процессы у человека происходят с участием воды, и т. д. ...Начнем с того, что эмбрион человека - это на 95 %- вода. Можно привести в пример и взрослые живые существа, состоящие, фактически из воды.
Медуза аурелия (Aurelia aurita) / с blacksea.orlyonok.ru/images/18.jpg Некоторые медузы состоят из воды на 99, 9 %. Если взять, условно говоря, килограммовую медузу - в ней 999 граммов воды и только 1 грамм
всего остального, включая белки, нуклеиновые кислоты, низкомолекулярные вещества, соли и т.д. То есть – это суперчистая вода. И эта суперчистая вода обладает всеми признаками живого организма. …И тогда к чему мы будем относить принцип устойчивого неравновесия? К возбужденным белкам в медузе? Но белки в этой воде ведь не просто плавают. Если медузу разрезать - из нее литр воды не вытечет.
То есть, вода в медузе каким-то образом, скажем так,
структурирована?
Эта вода структурирована всем тем, что есть у медузы в 0,1 % по массе. Но, в основном, ее структурируют не белки, а углеводы, преимущественно, полисахариды. Они встречаются везде и всюду. Любая клетка, в любом организме, покрыта полисахаридами.
…Вообще, медузы, не единственные из максигидродидов (Hydroidea), состоящие в значительной мере из воды.

Тетра стеклянная  / Prionohrama filigera / с kotipes.com/share/kotipes/img/rt25.jpg


Или, взять хотя бы рыб. Что у них там, в массе, помимо воды? Ну,
скелет. Есть, так называемые, стеклянные рыбы, совершенно прозрачные.
Они, фактически - вода. И получается, что эта вода отличается какими-то
особыми свойствами.
Что позволяет так думать?
Та же медуза живет в воде, в которой воды существенно меньше,
чем в ней самой. Морская вода характеризуется высоким содержанием солей: их в ней, примерно, 3,5% . То есть, в медузе меньше твердого вещества, чем в окружающей ее воде, и между тем медуза с ней не смешивается. Значит, чем-то эта вода отличается.
Чем же?
В учебниках до сих пор написано, что в клетке вода такая
же, как снаружи, и только полупроницаемая перепонка ( мембрана)
ее удерживает, сепарирует, отделяет, не давая перемешиваться
внутреннему раствору с внешними веществами. И в этой перепонке есть
ворота, насосы, каналы.

рисунок с сайта: http://images.google.ru/imgres?imgurl=http://www.anticancer.net/resan/r_mem_can.gif&imgrefurl=http://www.anticancer.net/resan/r_basis.html&h=250&w=430&sz=43&hl=ru&start=2&um=1&usg=__5VIuUittUxrAOzps5newJLVLFUY=&tbnid=553YVrFUVW3a8M:&tbnh=73&tbnw=126&prev=/images%3Fq%3D%25D0%25BC%25D0%25B5%25D0%25BC%25D0%25B1%25D1%2580%25D0%25B0%25D0%25BD%25D0%25B0%26um%3D1%26hl%3Dru%26lr%3D%26newwindow%3D1%26sa%3DN


На рисунке: Мембрана нормальной клетки
Насонов Дмитрий Николаевич / с vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/VRAN/NASSONOV.JPG Но, в конце 30-х годов, наш выдающийся цитофизиолог Дмитрий Николаевич Насонов, работавший в ВИЭМе в то же время, что и Бауэр, а позже основавший Институт цитологии в Ленинграде, занимался изучением воды. Он разработал оригинальные цитологические методы
исследования, благодаря одному из которых, а именно, методу исследования распределения между клеткой и средой органических анионов и катионов, пришел к выводу, что живая клетка отличается от погибшей состоянием в ней воды.
Владимир Яковлевич Александров / с vivovoco.rsl.ru/VV/BOOKS/ALEXANDROV/ALEX.JPG Исходя из результатов исследований Насонов,
вместе со своим другом и коллегой Владимиром Яковлевичем Александровым, выдвинул фазовую гипотезу протоплазмы, предположив, что вода в клетке – это вода, находящаяся в другой фазе, нежели внеклеточная вода.
В другой фазе, это как лед и пар?
Да, и лед -- это H2O, и пар – это H2O. А состояние и структура – разные. Или пример другой природы, кристаллические модификации углерода (С)– графит и алмаз. Чем они друг от друга отличаются? И там углерод, и здесь углерод. Но при этом никто графит за алмаз не выдавать не станет.
И с этой точки зрения внутриклеточная вода другая, чем, внеклеточная.
…Споры на эту тему: о структурах, в которые вода гидратирует, и о
том, насколько сильно они меняют ее свойства - ведутся с конца -30-х годов. И до сих пор продолжаются.
А Вы какой точки зрения в этом вопросе придерживаетесь?
фото с сайта :www.cellsandgels.com/mediac/400_0/media/jerry.jpg Есть такой ученый с мировым именем, специалист в области биохимии и биофизики, биоинженер, профессор Джеральд Поллак (Gerald Pollack).
Еще лет 15 назад он стал задумываться о том, что вода в клетке может быть другая, чем вода вне клетки. На эту тему он написал замечательную книгу: «Клетки, гели и машины жизни»
( Pollack, G.H.: Cells, Gels and the Engines of Life: A New, Unifying Approach to Cell Function. Ebner & Sons), которая вышла в США в 2001 году.
В ней Поллак очень доступно, но абсолютно строго показывает, что все
наши представления о физиологии, биохимии, и т.д., основанные на теории
мембран, и того, что вода в клетке и вода вне клетке тождественны, имеют
мало общего с реальностью.
В чем тут дело?
Мориц Траубе / с upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1b/P... Теорию мембран в середине XIX века выдвинул Мориц Траубе (Moritz Traube), обнаруживший явление полупроницаемости искусственных мембран. Потом для ее спасения была выдвинута следующая гипотеза, потом следующая и т.д. И сейчас избавиться от этой концепции очень трудно.
Почему?
Потому что, за обнаружение всех этих мембранных насосов, каналов
( теория сита) семь Нобелевских премий дали. Но только это
не имеет никакого отношения к интерпретации того, что биологи на самом деле открыли.
…И вот Поллак написал эту книгу. Она вызвала активную реакцию, причем, в основном положительную, потому что противопоставить ей оказалось нечего, кроме того, что все идут в ногу, а один - нет. Но, надо сказать, и не один, потому что, собственных данных Поллака в книге очень мало. Он собрал, обработал и обобщил громадное количество литературы по этому вопросу, начиная с середины XIX века. И ему удалось на этом материале создать целостную картину физиологии клетки, гораздо более адекватную, чем общепринятая концепция. В ней, естественно, тоже полно вопросов, на которые нужно искать ответы, но она, по крайней мере, не шита белыми нитками.
А потом Поллак решил сам ставить эксперименты, пытаясь найти модель, с помощью которой можно увидеть особые свойства клеточной воды.
А на уровне клетки?
На уровне клетки опытным путем сделать это крайне сложно.
…И Поллак задался целью найти модель попроще, где можно
было бы относительно простыми методами изучить, чем отличаются свойства поверхностной (пограничной) воды – воды, находящейся на границе между смачиваемой ей поверхностью и объемной водой, далеко отстоящей от этой поверхности.
Джеральд Поллак в своей лаборатории / с www.uwtv.org/.../images/0408_geraldpollack1.jpg И он такую модель нашел. В 2003 году в авторитетном журнале Physical Review появилась его первая публикация на эту тему, очень интересная. В качестве модели он использовал помещенный в воду кусочек желе, точнее, соприкасающийся с водой гидрофильный полимерный гель.
Ну, то, что в самом желе вода какая-то особая, понятно уже по медузе. А вот на поверхности желе - какая вода?
И, он показал, что эта поверхностная вода может организовываться на расстоянии до многих сотен микрон, а это доли миллиметров. Ее можно увидеть даже невооруженным глазом, а уж тем более под микроскопом. И вода, в этом достаточно толстом слое, отличается от той, что находится в объеме: и по вязкости, и по плотности, практически по всем, известным нам, параметрам.
Во время одного из экспериментов Поллак бросал в заполненный водой «колодец», вырезанный в кусочке желе, маленькие гидрофильные
шарики (микрон, два). Если вода везде одинаковая, шарики должны были
равномерно распределиться по всему объему. Но они уходили от стенок
колодца на сотни микрон, оставляя за собой прозрачный слой «пограничной» воды. В этот слой не проникают красители и многие другие вещества. Поллак назвал эту воду, находящуюся в этом слое, exclusion zone water – вода, обладающая принципом исключения многих растворенных веществ. То есть, они в нее не проникают.
…своеобразная «запретная зона».
И она может распространяться на довольно большие расстояния, до долей
миллиметра, а может быть, и дальше.
Значит ли это, что часть клеточной воды подвижна, а часть
обладает какими-то иными свойствами?
Совершенно верно. Та вода, что прилегает к структурам клетки с развитой поверхностью, должна быть подобна той, что обнаружил в своих модельных
экспериментах Поллак, а та, что находится вдали от этих поверхностей или вблизи сильно изогнутых поверхностей, должна быть гораздо больше похожа на объемную воду, где молекулы воды намного подвижнее. А поскольку протоплазма в живой клетке представляет собой динамическую структуру, вода неизбежно переходит из одного состояния в другое.
А какое это имеет отношение к теории Бауэра?
При чем тут Бауэр, его принцип устойчивого неравновесия, и при чем здесь активный кислород…
Дело в том, эта поверхностная вода отличается от обычной воды не только механическими свойствами, но и тем, что она обладает, если использовать слова Бауэра -структурной энергией.
рисунок с сайта: www.ksu.ru/nilkto/cell/rasdel1/water.gif По Бауэру структурная энергия - это энергия возбужденного
состояния.
Что из себя представляет основное состояние воды (H2O)? Это атомы
водорода, приближенные к атому кислорода. Атомы водорода заряжены, как бы, немного положительно, а на атоме кислорода немного отрицательного заряда. Из-за этой дипольности уже возникает некоторая неравновесность воды, во многом определяющая ее особые свойства.
Неравновесность свидетельствует о том, что вода может производить работу?
Можно сказать и так. Оказалось, что в пограничной воде, воде прилегающей к гидрофильной поверхности, способной ее поляризовать, атомы водорода находятся намного дальше от атома кислорода, чем, в обычной воде. Более того, поляризация может достигать таких значений, что часть ядер водорода просто выталкиваются из пограничной воды, которая обогащается электронами. Пограничная вода становится потенциальным донором электронов, то есть, восстановителем.
Такое свойство устойчивости неравновесному состоянию пограничной воды придает поверхность, с которой она контактирует. Между слоем пограничной воды и удаленной от этого слоя объемной водой образуется разность электрических потенциалов, достигающая 0,15 Вт. Если соединить две эти фазы проводником, по нему потечет электрический ток.
Соответственно,  кто будет акцептором электронов?
Хотя, в пограничной воде заряд - минус, а в прилегающей к ее слою – плюс, экспериментальным фактом является то, что протоны, вытолкнутые из пограничной воды, не нейтрализуются присутствующими в ней избыточными электронами и не превращаются в атомы водорода. И получается заряженная система - конденсатор, в некотором роде. Но электроны из поверхностного слоя отобрать можно, поскольку они подвижные, квази-свободные, и под действием небольших энергетических импульсов могут стать свободными. Но если их никто не перехватит, они вернутся назад. А перехватить их может лишь окислитель. Самый предпочтительный кандидат на роль окислителя, это, конечно, кислород. А воды без кислорода не бывает, поскольку, в отличие от общепринятого мнения, даже такие энергетически слабые воздействия на воду, как механические (звук, течение воды) приводят к тому, что какое-то количество молекул воды расщепляется на кислород и водород. Если же электроны перехватываются кислородом, то с одной стороны эту реакцию можно рассматривать как восстановление воды, а с другой, как восстановление кислорода, т.е. его потребление.
Имеется в виду - процесс дыхания?
В определенном смысле – да. Когда мы говорим о дыхании, мы обычно имеем в виду окислительно-восстановительный процесс, при котором
кислород, поступивший в организм из среды, окисляет питательные вещества. Действительно, это основная форма диссимиляции у живых организмов: когда богатые энергией вещества, углеводы, жиры окисляются до диоксида углерода (СО2) и воды (H2O) при активном участии кислорода (O2).
Но на процесс дыхания можно смотреть и, как, на восстановление
кислорода до воды, когда пищевые субстраты непосредственно отдают свои атомы водорода – электроны – кислороду, и кислород превращается в воду. Эти реакции идентичны процессам горения, и сопровождаются высоким энергетическим выходом. Порции энергии, освобождающиеся в процессе горения, эквивалентны квантам видимого, и даже, ультрафиолетового света, а не теплу, сопровождающему процессы тления.
Так вот, если пограничная вода является донором электронов, а в контактирующей с ней водой присутствует кислород, то сравнительно небольшие по энергии импульсы могут освободить электроны из пограничной воды, и те смогут акцептироваться кислородом. При последовательном восстановлении кислорода четырьмя электронами освобождается энергия, как она освобождается при любых процессах горения, а в качестве конечного продукта восстановления кислорода снова получается вода. Если написать суммарную реакцию восстановления кислорода электронами, отобранными у воды, или, если угодно, сжигания воды кислородом, то с химическое уравнение будет выглядеть довольно необычно:


2H2 O + O2 → 2H2 O + O2 + F (F – свободная энергия)


Слева от стрелки – две молекулы воды и молекула кислорода, и справа от стрелки, вроде бы, то же самое, но откуда-то берется энергия. Но ведь молекулы воды слева принадлежат пограничной, структурированной воде, а молекулы воды справа – гораздо менее структурированной объемной воде. Освободившаяся энергия – это структурная энергия пограничной воды - свободная энергия, которая может использоваться для выполнения работы.
И какую работу может выполнить пограничная вода?
Часть энергии, освобождающейся при восстановлении кислорода, может быть использована для возбуждения CO2 и N2 (газообразный азот), если они присутствуют в этой водной системе. Возбуждение этих молекул позволяет запустить цепные реакции, в ходе которых возникают все более сложные органические молекулы и появляются их полимеры. Гидрофильные полимеры, их ансамбли, возникающие в воде, представляют собой новые поверхности, превращающие обычную воду в пограничную. Насколько эффективно даже небольшое количество биополимеров может превращать обычную воду в пограничную, видно на примере медузы. При развитии этого процесса возрастет общий объем структурной энергии системы, а, значит и ее способность выполнять все больше и больше работы.
С другой стороны, часть энергии, освобождающейся при восстановлении кислорода, может использоваться для поддержания неравновесного состояния пограничной воды – Поллак недавно обнаружил, что при освещении пограничной воды инфракрасными фотонами толщина ее
слоя существенно возрастает. Она становится, и более поляризованной, и более объемной, т.е., ее способность быть донором электронов, увеличивается. А, при протекании в системе указанных химических реакций, часть энергии будет диссипировать(рассеиваться) и в инфракрасной области. В определенном смысле, работа пограничной воды повышает ее работоспособность.
Таким образом, водная система, в которой наличествует, как пограничная, так и объемная вода, которая открыта, как для вещества (СО2, N2, другие атомы и молекулы, помимо Н и О), и для внешних импульсов, запускающих в ней химические процессы - отвечает всем Принципам Теоретической биологии Бауэра – и Принципу устойчивого неравновесия, и Принципу работы системных сил, и Принципу увеличения внешней работы. В определенном смысле, такую водную систему, отнюдь не являющуюся экзотической, можно рассматривать, как прото-организм, обладающий начальным запасом структурной энергии, которую он может использовать на осуществления работы против равновесия.
Все это к вопросу о том, откуда берется начальный потенциал в яйцеклетке или семечке.
иллюстрация с http://www.belkrafting.com/?info=960&cat=1 Возможно, вода является организатором живого состояния всех живых организмов, включая Землю.
Но человек, до сих пор, без особого уважения относится к биосфере,
которая, по сути, является его живым домом. Вот сейчас появились данные
о том, что в недрах земли воды несопоставимо больше, чем на
поверхности. На порядки больше. Значит, для чего-то она там нужна. Но
мы этого не знаем, ни понимаем, ни чувствуем. И беспрерывно залазим к
«себе под кожу», высасывая и нефть, и газ, и другие полезные
ископаемые, замещая их водой, которая может повести себя в этих
условиях совершенно непредсказуемо. Но это незнание может плохо
кончиться.
Как все вышесказанное применимо к такому вопросу: когда
организм достигает предела роста, что делать дальше, чтобы жить дольше?
Включать Основной процесс, чтобы восстанавливать и даже повышать свой потенциал. А этот потенциал, как следует из всего вышесказанного, в значительной мере зависит от состояния воды в организме. Поэтому надо, как минимум не забывать пить воду. Хотя, ее надо пить и до того, как организм достигает предела роста.

...А вот какую воду пить?




И хотя конференции и симпозиумы по этой тематике пока еще проводятся на инициативной основе, интерес к воде возрастает, как и понимание, сколь мало мы о ней знаем. Но исследований и публикаций за последние годы становится все больше.
И, к счастью, кое-что о том, какую воду стоит пить, можно сказать уже сейчас.
Какую же?
эритроциты / с http://www.coral.biz.ua/razg.html Что такое болезни? Фактически все хронические болезни - это тканевая гипоксия (кислородное голодание). А что значит гипоксия? У нас что, эритроциты перестали кислород переносить? Нет, не перестали. Но кислород в организме восстанавливается хуже, окисление органических веществ идет не до конца, и возникает ацидоз (закисление) - недостаток свободных электронов, жизненно-необходимых для протекания биохимических реакций в организме. Ацидоз – это прямая дорога к развитию заболеваний. В закисленной среде прекрасно себя чувствуют вирусы, микробы, простейшие, раковые клетки и т.д.
То есть, кислород есть. Основная проблема в воде. С точки зрения современной медицины, важен “заряд” воды, ее окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал, Eh), который должен быть отрицательным, т.к. клетки человека изначально имеют отрицательный ОВП.
Лайнус Полинг / с www.faqs.org/nutrition/images/nwaz_02_img0185.jpg Конечно, можно есть аскорбиновую кислоту, как Полинг (Linus Carl Pauling), орехи, овощи, фрукты, свежую зелень, так как в них редокс-потенциал отрицательный и много электронов.
Но, это все паллиативы – средства, дающие временное облегчение на уровне симптомов.
В то же время природные воды – это, как правило, карбонатные воды, в
которых содержание электронов повышено. Регулярное потребление такой воды должно, по меньшей мере, способствовать сохранению потенциала, а значит, и эффективному дыханию.
Но если закисление организма (а на самом деле, дефицит в нем электронов) зашло далеко, надо подумать о воде, подвергнутой специальной обработке, позволяющей более эффективно восстанавливать утраченный потенциал. К таким водам относятся электрохимически обработанная вода, часть которой, католит, обогащена электронами и обладает отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом, т.е. способствует восстановлению кислорода.
Есть вода, специально обогащенная активированным кислородом, которая будет легче принимать на себя электроны, а значит, повысит энергетический потенциал организма и восстановление в нем оптимального соотношения пограничной и объемной воды. Есть и другие, разными способами обработанные воды, которые при этом, как утверждают их авторы, «структурируются».
Но вопрос это тонкий, и без специальных исследований, включая клинические, я бы не рекомендовал переходить на какую-либо «структурированную» воду.
А снижение потребления калорий?
Здесь мы снова возвращаемся к Бауэру. По Бауэру, что такое Основной процессОсновной процесс – это, иначе сказать, «самоедство».
Действительно, на модельных объектах доказано, что снижение калорийности пищи (после достижения ими предела роста) увеличивает не только среднюю, но и максимальную продолжительность жизни. При этом удельное потребление кислорода животными не уменьшается, а вот эффективность его использования возрастает. Можно, конечно, заботясь о своем здоровье совсем прекратить есть, но это было бы скучно... Но можно соблюдать баланс.
Было бы хорошо, если бы человек сам распоряжался своим
жизненным процессом.
С точки зрения теоретической биологии, как долго можно возобновлять Основной процесс?
Это очень индивидуально. Зависит от предшествующего опыта
(генетических факторов), от условий существования, от развития потенциала…Хотя, из законов теоретической биологии следует, что любая живая система находится в непрерывном процессе становления, результаты которого определяются, в первую очередь, его собственной активностью, и лишь во-вторую - обстоятельствами среды и
наследственности.
Но в данном случае мы говорим о человеке, как о человеке, а не как о млекопитающем, а это уже не совсем по моей части. Потому что, человек, я уже сказал, принципиально отличается от животного. И Основной процесс у человека, помимо физиологического, включает в себя, видимо, психический процесс. …И мы его тоже постоянно наблюдаем в виде, так называемых, кризисов соответствующего возраста. Это тоже проявление Основного процесса. Но, это уже область гуманитарная.
…Хотя разум тоже не возможен без воды. По крайней мере, мозг - один из самых обводненных органов организма.

с mg3.nnm.ru/imagez/gallery/b/f/2/4/8/bf248c39...


Прочитать по теме:

Комментарии

25 сентября 2008 в 12:14
 
Спасибо.
Действительно, интересный компас.
1 сентября 2009 в 23:41
 
Лада умница, что всё прочитала, теперь можешь писать диссертацию по биохимии!!!

БайБай =))
6 октября 2013 в 19:01
 
очень познавательно

Оставить комментарий

Поделиться с друзьями

Share on Twitter