Лекции.Орг

Поиск:


БЕЗ СОЛНЦА НЕТ ЖИЗНИ!




А как же таинственные существа, живущие в глубинах океанских впадин, куда не проникает ни один луч Солнца, или слепые подземные и пещерные жители, никогда не видящие света? Они же живут без Солнца!

Живут, но за счет тепла Земли или воды. Они не получают энергию непосредственно от солнечных лучей, но косвенным путем через ее трансформацию в каскаде преобразований. Собственно, так же получают энергию и большинство живых существ. Они не могут напрямую поглощать энергию Солнца, нужен промежуточный носитель энергии. В качестве такого носителя выступают электроны.

Первичные Электроны Жизни образуются растениями. Пожалуй, это единственная биологическая субстанция, напрямую питающаяся энергией Солнца, то есть фотонами. В растениях фотоны поглощаются хлорофиллом, электроны которого, получив дополнительную энергию, переходят в возбужденное состояние. Молекулы, имеющие такие "активные" электроны, могут взаимодействовать с другими веществами, образуя с ними сложные органические комплексы. Для этой созидательной работы нужен постоянный приток новых электронов, которые в основном поставляются из воды. Отбирая электроны у воды, фотосистема окисляет ее до молекулярного кислорода. Так атмосфера Земли непрерывно обогащается кислородом, а водород используется для построения органических соединений. За счет колоссального притока электронов из двуокиси углерода, воды, нитратов, сульфатов и прочих сравнительно простых веществ создаются высокомолекулярные соединения: углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты.

С научной точки зрения это можно выразить следующим образом: при переносе подвижного электрона по цепи структурно связанных между собой макромолекул он тратит свою энергию на анаболические и катаболические процессы в растениях, а при соответствующих условиях, и у животных. По современным представлениям, межмолекулярный перенос возбужденного электрона происходит по механизму туннельного эффекта в сильном электрическом поле.

Этот процесс — круговорот и превращение энергии в биологических системах — называется ЭЛЕКТРОННАЯ СХЕМА ЖИЗНИ1.

______

1 Самойлов В.О. Медицинская Биофизика. С.-Петербург: Спецлит, 2007.

 

Образующиеся вещества составляют биомассу растений. Растения поедаются животными, и активные электроны переходят к ним, обеспечивая условия для формирования белковых тел. В ходе катаболических процессов, также обеспечиваемых электрон-транспортными системами, освобождаются электроны примерно в таком же количестве, в каком они захватывались органическими веществами при их фотосинтезе. Электроны, освобождаемые при катаболизме, переносятся на молекулярный кислород дыхательной цепью митохондрий. Здесь окисление сопряжено с фосфорилированием — синтезом АТФ посредством присоединения к АДФ остатка фосфорной кислоты (то есть фосфорилирования АДФ). Этим обеспечивается энергоснабжение всех процессов жизнедеятельности животных и человека.

Находясь в клетке, биомолекулы "живут", обмениваясь энергией и зарядами, а значит, информацией благодаря развитой системе делокализованных р-электронов. Делокализация означает, что единое облако р-электронов распределено определенным образом по всей структуре молекулярного комплекса. Это позволяет им мигрировать не только в пределах своей молекулы, но и переходить с молекулы на молекулу, если они структурно объединены в ансамбли.

Благодаря этому именно р-электроны способны аккумулировать и конвертировать солнечную энергию, за счет чего с ними связано все энергообеспечение биологических систем. Поэтому р-электроны принято называть "электронами жизни".

Конечным продуктом окислительно-восстановительных реакций в дыхательной цепи митохондрий является вода. Она обладает наименьшей свободной энергией из всех биологически важных молекул. Говорят, будто с водой организм выделяет электроны, лишенные энергии в процессах жизнедеятельности. На самом деле запас энергии в воде отнюдь не нулевой, но вся энергия заключена в у-связях и не может быть использована для химических превращений в организме при температуре тела и других физико-химических параметрах организма животных и человека. В этом смысле химическую активность воды принимают за точку отсчета (нулевой уровень) на шкале химической активности.

Благодаря поглощению фотонов электроны достигают наивысшего биопотенциала в фотосистемах растений. С этого высокого энергетического уровня они дискретно (по ступенькам) спускаются на самый низкий в биосфере энергетический уровень — уровень воды. Энергия, отдаваемая электронами на каждой ступеньке этой лестницы, превращается в энергию химических связей и таким образом движет жизнью животных и растений. Электроны воды связываются растениями, а клеточное дыхание вновь порождает воду. Этот процесс образует электронный кругооборот в биосфере, источником которого служит Солнце.

Рассмотренные представления показывают, что основным резервуаром свободной энергии в биологических системах являются электронно-возбужденные состояния сложных молекулярных комплексов. Эти состояния непрерывно поддерживаются за счет кругооборота электронов в биосфере, источником которого является солнечная энергия, а основным "рабочим веществом" — вода. Часть состояний тратится на обеспечение текущего энергоресурса организма, часть может запасаться впредь, подобно тому, как это происходит в лазерах после поглощения импульса накачки.

Иными словами, понятие переноса "энергии", характерное для представлений восточной медицины и режущее слух человеку с европейским образованием, может быть ассоциировано с транспортом электронно-возбужденных состояний по молекулярным белковым комплексам.

При необходимости совершения физической или умственной работы электроны, распределенные в белковых структурах, транспортируются в нужное место и обеспечивают процесс окислительного фосфорилирования, то есть энергетического обеспечения функционирования локальной системы. Таким образом, организм формирует электронное "энергетическое депо", поддерживающее текущее функционирование и являющееся базисом для совершения работы, требующей мгновенной реализации огромных энергоресурсов или протекающей в условиях сверхбольших нагрузок, характерных, например, для профессионального спорта.

Такие понятия позволяют нам связать самые современные представления биофизики с древними идеями Востока. В понятии жизненной энергии нет ничего мистического, это биофизический процесс, детально изученный современной наукой.

Мы существуем за счет круговорота электронов в организме, генерируемого энергией солнца и питаемого водой. В принципе человек тоже может напрямую питаться водой и солнечной энергией. Достаточно долго. Энтузиасты занимаются лечебным голоданием по 20-30 суток. Как говорят, это не только не вредит организму, но и способствует избавлению от многих напастей. Ходят слухи, что в теплых странах есть люди, которые вообще живут за счет утренних лучей солнца и воды. Наверное, это возможно, особенно в прелом возрасте, но очень уж скучно! Пища является для нас не только источником энергии и минеральных веществ, но и источником удовольствия! Кулинария является одним из высших достижений цивилизации, и чем более развита культура, тем выше кулинарное искусство. Во всех цивилизациях праздники отмечались торжественными трапезами. Основные бизнес-переговоры проводятся за ланчем или обедом, и в туристском бизнесе появилось специальное направление "кулинарного туризма". Так что, лишая себя хорошей пищи, мы теряем одну из радостей нашей жизни.

Не вызывает сомнения, что основным источником жизненной энергии для человека является пища. Самые замечательные продукты и вещества, попадая в организм, разлагаются до исходных молекул, и из них извлекаются активные электроны. Эти электроны способствуют формированию активных молекул АТФ, которые и обеспечивают энергетику мышечных клеток, обеспечивая сокращение волокон и энергетику нервных клеток, подпитывающих разряды нервных клеток при передаче возбуждения. Особенно энергозатратен наш мозг. Он потребляет до 30% всей энергии организма.

Мозг активен всегда. Память — это динамический процесс передачи нервного импульса с одного нейрона на другой. Поддержание как наследуемой (видоспецифической), так и приобретенной памяти крайне энергозатратно. Многие органы чувств работают, постоянно воспринимая и обрабатывая проходящий сигнал из внешней среды, что тоже требует непрерывного расходования энергии. Но все же потребление энергии мозгом в разных физиологических состояниях сильно различается. Чем более активна деятельность человека, тем большую энергию потребляет его мозг. Наибольшие энергозатраты у людей творческих, которые сознательно используют свой мозг для решения какой-то задачи.

Для теплокровных животных с относительно большим мозгом становится критичным размер тела. Маленьким "головастикам" без высококалорийного интенсивного питания просто не обойтись. Мелкие насекомоядные съедают ежедневно огромное количество пищи. Бурозубка ежедневно потребляет в несколько раз больше массы собственного тела. Обильно питание мелких летучих мышей и птиц. У более крупных млекопитающих отношение масса нервной системы/масса тела увеличивается в пользу тела. Вместе с уменьшением относительных размеров нервной системы снижается и доля потребляемой ею энергии. В связи с этим крупное животное с большим мозгом находится в более благоприятном положении, чем небольшое.

Энергетические затраты на содержание мозга становятся ограничителем интеллектуальной активности для мелких животных. Допустим, что американский крот-скалепус решил попользоваться своим мозгом так же интенсивно, как приматы или человек. Крот массой 40 г обладает головным мозгом массой 1,2 г и спинным мозгом вместе с периферической нервной системой массой примерно 0,9 г. Имея нервную систему, составляющую более 5% массы тела, крот затрачивает на ее содержание около 30% всех энергетических ресурсов организма. Если он за думается над решением шахматной задачи, то расходы его организма на содержание мозга удвоятся, а сам крот моментально погибнет от голода. Мозгу крота потребуется столько энергии, что возникнут неразрешимые проблемы со скоростью получения кислорода и досушки компонентов обмена веществ из желудочно-кишечного тракта. Появятся трудности с выведением продуктов метаболизма нервной системы и ее охлаждением. Таким образом, мелким насекомоядным и грызунам не суждено стать шахматистами.

У многих небольших животных с относительно большим мозгом возник механизм защиты организма от перерасхода энергии — торпидность, или впадание на несколько часов в спячку. Мелкие теплокровные вообще могут находиться в двух основных состояниях: гиперактивности и спячки. Промежуточное состояние малоэффективно, поскольку энергетические расходы не компенсируются поступающей пищей. В физиологии крупных млекопитающих торпидность невозможна, но все же крупные теплокровные тоже различными способами защищают себя от повышенных энергозатрат. Всем известна длительная зимняя псевдоспячка медведей, которая позволяет не расходовать энергию во время неблагоприятного для добычи пищи периода. В отношении экономии энергии еще более показательно поведение кошачьих. Львы, гепарды, тигры и пантеры, как и домашние кошки, основное время проводят в полудреме. Подсчитано, что кошачьи около 80% времени неактивны, а 20% тратят на поиск добычи, размножение и выяснение внутривидовых отношений. Но у них даже спячка не означает почти полной остановки жизненных процессов, как у небольших млекопитающих, амфибий и рептилий. Так что спите себе на здоровье, за это время ваш организм набирает энергию и решает массу интеллектуальных задач. Когда же, наконец, люди научатся эффективно обучаться во сне? Так бы хорошо было осваивать языки в приятной полудреме...

Все изложенные выше представления доказаны наукой и не вызывают сомнений. Но, как это часто бывает в науке, они не исчерпывают всего многообразия процессов и не позволяют ответить на все вопросы. И прежде всего — откуда спортсмены или военные черпают энергию в условиях сверхбольших нагрузок, почему тореро остается активным после двух часов корриды, как наша психика может резко увеличивать энергоотдачу? Рассмотрим противоречия современной науки на относительно простом примере.






Дата добавления: 2015-05-06; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 483 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов


Читайте также:

Поиск на сайте:

Рекомендуемый контект:




© 2015-2021 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.003 с.