Движение вещества через клетки и организмы легко воспринимается нашим сознанием как потребность в пище, воде, воздухе и удалении отходов. Движение же энергии практически неощутимо. На клеточном уровне оба этих потока согласованно взаимодействуют в той чрезвычайно сложной сети химических реакций, которая составляет клеточный обмен веществ. Процессы жизнедеятельности на любом уровне, от биосферы до отдельной клетки, в сущности, выполняют одну и ту же задачу: превращают питательные вещества, энергию и информацию в увеличивающуюся массу клеток, отходы жизнедеятельности и тепло.
Способность захватывать энергию и приспосабливать ее для совершения разных видов работы, по-видимому, и есть та самая жизненная сила, которая с незапамятных времен волнует философов. В середине XIX в. физика сформулировала закон сохранения энергии, согласно которому в изолированной системе энергия сохраняется; в результате тех или иных процессов она может преобразовываться в иные формы, но ее количество всегда будет постоянным. Однако живые организмы представляют собой незамкнутые системы. Каждая живая клетка хорошо об этом «знает» уже сотни миллионов лет и непрерывно пополняет свои энергетические запасы.
За год растения суши и океана манипулируют колоссальными количествами вещества и энергии: они усваивают 1,5 ; 1011 т углекислого газа, разлагают 1,2 ; 1011 т воды, выделяют 2 ; 1011 т свободного кислорода и запасают 6 ; 1020 калорий энергии Солнца в виде химической энергии продуктов фотосинтеза. Многие организмы, такие как животные, грибы и большинство бактерий, не способны к фотосинтезу: их жизнедеятельность целиком и полностью зависит от органического вещества и кислорода, которые продуцируются растениями. А потому можно смело утверждать, что в целом биосфера существует за счет солнечной энергии, и античные мудрецы нисколько не ошибались, провозглашая, что солнце — основа жизни.
Клеточная энергетика
Механизм создания АТФ оставался загадкой долгие годы, пока не обнаружилось, что данный процесс по сути своей является электрическим. В обоих случаях: и для дыхательной цепи (набора белков, которые осуществляют окисление субстратов кислородом) и для аналогичного фотосинтетического каскада, — генерируется ток протонов через мембрану, в которую погружены белки. Токи обеспечивают энергией синтез АТФ, а также служат источником энергии для некоторых видов работы. В современной биоэнергетике принято считать АТФ и протонный ток (точнее, протонный потенциал) альтернативными и взаимно конвертируемыми энергетическими валютами. Некоторые функции оплачиваются одной валютой, другие – второй.
К середине XX в. биохимики точно знали, что в бактериях и митохондриях электроны переходят от восстанавливаемых субстратов к кислороду через каскад электронных переносчиков, называемых дыхательной цепочкой. Загадка была в том, каким способом сопряжены перенос электрона и синтез АТФ. На протяжении 10 с лишним лет надежда открыть секрет вспыхивала и вновь угасала. Решающую роль сыграло не преодоление технических трудностей, а концептуальная разработка. Сопряжение оказалось в принципе не химическим, а электрическим. В 1961 г. английский ученый П. Митчелл опубликовал в журнале «Nature» радикальную идею для разрешения биохимической загадки века: хемиосмотическую гипотезу. Идея Митчелла была поистине революционной сменой парадигм, трансформацией концептуальной основы и поначалу вызывала бурные споры.
В 1966 г. Митчелл пишет свою первую книгу «Хемиосмотическое сопряжение в окислительном и фотосинтетическом фосфорилировании». В том же году российские ученые, биофизик Е. Либерман и биохимик В. Скулачев, придумали, как экспериментально подтвердить правоту Митчелла. С помощью синтетических ионов, проникающих через биологическую мембрану, они показали, что дыхание и фосфорилирование, действительно, связаны через протонный потенциал. Еще один серьезный шаг в поддержку Митчелла сделали биофизики биофака МГУ А. Булычев, В. Андрианов, Г. Курелла и Ф. Литвин. Используя микроэлектроды, они зарегистрировали образование трансмембранной разности электрических потенциалов при освещении крупных хлоропластов.
Еще несколько лет споров и дотошных проверок в разных лабораториях по всему свету — и идеи Митчелла, наконец, были признаны. Он был принят в Королевское общество Великобритании (и соответственно, стал сэром), получил множество престижных международных наград, а в 1978 г. был удостоен Нобелевской премии, которая, вопреки традициям, на сей раз была вручена не за открытие нового явления, а за догадку о его существовании, и здесь на правах автора я позволю себе заметить что мы ничего нового не открываем, а лишь подтверждаем существование физико-химических и квантовых процессов в закономерностях природы.
Более того, оказалось, что принцип Митчелла используется группами живых клеток для сопряжения производства энергии одной клеткой с совершением работы в соседней. Необходимое условие такой кооперации – наличие между клетками каналов, пропускающих значительные потоки ионов и метаболитов без утечек во внешнюю среду
Важнейшее «открытие» сделали цианобактерии: около 3 млрд. лет назад они приобрели способность использовать в качестве донора электронов не сероводород (как пурпурные бактерии), а вездесущую воду.
Побочным продуктом фотосинтеза у цианобактерий и растений является молекулярный кислород. Нарастание его концентрации в атмосфере привело к появлению у живых клеток особых ферментов, убирающих этот сильный окислитель, опасный для жизнедеятельности. В ходе эволюции аэробные микроорганизмы научились извлекать пользу из данного процесса: они создали дыхательную цепь электронного транспорта, сопряженного с откачкой протонов, причем принцип устройства и работы дыхательной цепи в основных чертах повторил фотосинтетическую цепь.
При появлении сложно организованных эукариотических клеток, из которых состоят тела растений и животных, «энергетическими подстанциями» растительных клеток стали цианобактерии (они превратились в хлоропласты). Животные клетки, в свою очередь, «захватили» в плен аэробных бактерий, превратив их в митохондрии – «энергетические подстанции» другого типа. К слову, у митохондрий своя ДНК и такой симбиоз оправдан законами Вселенной. Однако и здесь есть очевидный пробел в "достижениях" так как мы не учли, а точнее не можем учитывать в связи с отсутствием приборов, частоты на которых работают эти органеллы - митохондрии.
Вероятно, гораздо проще отрицать очевидное так как если мы этого не видим, значит этого не существует!
Такова сложившаяся в ходе исследований различных организмов многоплановая картина функционирования и эволюции систем преобразования энергии живыми клетками. В настоящее время строение большинства белков, осуществляющих трансформацию энергии, и их взаимное расположение в биологических мембранах детально изучено. Получены основные представления о путях движения электронов по молекулярным комплексам. Теперь необходимо понять, как на уровне сложного многоклеточного организма (например, человека) контролируется точность работы молекулярных трансформаторов энергии и как происходит управление интенсивностью работы систем энергообеспечения. Для этого придется тщательно проанализировать огромную массу молекулярно-биологических сведений вместе с результатами расшифровки генетических последовательностей, цитологическими и биофизическими данными. Успешное развитие представлений в области энергетики живых систем крайне важно для понимания человеком своего места во Вселенной.
Сознание.
И все- таки есть в живой клетке что-то такое, чего мы не можем измерить! Мы называем это что-то «жизненной силой» и пытаемся объяснить ее как своеобразное движение. Но, по сути, мы ничего не объясняем. МЫ смогли дать название явлению, и только, но без осознания процесса как такового…
Мы не способны в простейшей физико-химической формуле выразить простейшее проявление живой энергии. И пока мы не в состоянии этого сделать, мы строго логически не имеем права считать жизненные процессы тождественными с физико-химическими.
Можно признавать философский «монизм», но мы не имеем никаких оснований принимать, то и дело навязываемый нам физико-химический монизм, который отождествляет жизненные и психические процессы с физико-химическими. Наш ум может прийти к абстрактному заключению о единстве физико-химических, жизненных и психических процессов. но для науки, для точного знания, эти три рода явлений стоят совершенно отдельно.
Даже если в физико-химических, жизненных и психических процессах действует одна и та же сила, можно предположить, что она действует в разных сферах, лишь отчасти соприкасающихся друг с другом.
Если бы наука обладала знанием единства, хотя бы только жизненных и физико-химических явлений, она могла бы создавать живые организмы.
В этом утверждении нет ничего чрезмерного. Мы строим машины и аппараты гораздо более сложные, чем простой одноклеточный организм. И однако же организм мы построить не можем. Это значит, что в живом организме есть что-то такое, чего нет в безжизненной машине.
Мы с полным правом можем назвать это «что-то» одинаково необъяснимым и неизмеримым. Рассматривая человека, мы вполне можем задаться вопросом: - чего в человеке больше- измеримого или неизмеримого?
Две главные функции, жизнь и мысль человека, лежат в области неизмеримого. Вообще мы так мало и так плохо знаем, что такое человек, так много в нас загадочного и не понятного с точки зрения геометрии трех измерений. что мы не вправе отрицать четвертое измерение, даже мы имеем полное основание искать четвертое измерение именно в себе. Мы должны ясно и определенно сказать себе, что мы абсолютно не знаем, что такое человек. Необходимо искать способ пространственного выражения временных понятий, пространственного понимания времени. Осознать до конца, логически домыслить пространственное понимание времени, что переведёт этот вопрос в область компетенции науки, так как - Индивидуальное время клетки, отдельное время клетки - это всегда замкнутый круг, замкнутая кривая. Если мы представим время в виде круга, или иной замкнутой кривой, вечность будет означать вечное движение по этой кривой, вечное повторение....
Закон квадратуры круга на картине Леонардо Да Винчи это символ двух виртувианских человеков, а точнее одного, только в разных состояниях, ну а сам же человек в целом есть замкнутая система, в которой энергия тела соизмерима с энергией сознания. В любом действии человека есть структура и для того чтобы её понять нужно разобраться всего лишь в слове - «Сознание». Этим, казалось бы, простым вопросом задавался ещё Аристотель. Безусловно, Учёный Муж, великий человек не мог понять: - так как же сознание прикрепляется к телу ? До сих пор ответа нет, во всяком случае никто не берётся сформулировать ответ точно так же односложно как и вопрос.
Вы знаете, лично я давно вышел из того возраста, вырос из критерий понимания того что значит «Пограничное состояние», т.е. я не моден в популярном способе удручающе – нормальной категории нашего Социума, быть дисгармоничным. Я недостаточно – Псих, но и далёк от общепринятой нормы. У меня другие настройки, другие акцепторы электронов и их полярность, в конце концов - спиновое взаимодействие и наверняка всё дело в Уме, Я мало живу им. В квантовой механике есть уникальное определения принципа: «Квантового туннелирования». Так вот в нём приводится аналогия сравнения поведения электронных частиц, их Спинов при определённом температурном режиме. Координация Однонаправленных Действий не всегда есть выбранный диапазон частот. Вот точно с таким подходом я понимаю работу моего Сознания, а не Ума. Как точно отметил профессор Любищев: "…идиот – не подобен автомобилю, у которого не хватает какой либо важной части, а такому, у которого все гайки завинчены так крепко, что автомобиль двигаться не может". К вашему удивлению, либо разочарованию "мой автомобиль" движется довольно уверенно и за рулём однако, находится не Ум, но Рассудок! Вероятнее всего у меня другой тип мышления и я мыслю в другой системе координат, в четвёртом измерении и в этой иерархии пространства нас уже много.
Прошу Вас, уважаемый читатель не путать (не подменять) понятие типа мышления с исключительностью, которым бравируют "некоторые" индивиды провозглашая превосходство своей нации перед остальными, населяющими нашу планету. Прошу прощения, за отступление (оффтоп), но из уважения к ощущениям читателей и справедливости ради это важное замечание считаю уместным.
Пятое же измерение пространства есть движение по кругу. повторение, возвращение,
Шестое же измерение есть выход из этого круга . а это уже спираль той принадлежности круга вверх, а чаще вниз над поверхность.
Круговая линия времени становится спиралью. где в каждой точке может быть ответвление!!!
Дополнительная литература:
1. А.Д. Виноградов. Преобразование энергии в митохондриях. СОЖ. №9. 1999.
2. Е.А. Либерман. «Живая клетка». М. «Наука». 1982.
3. А.Б. Рубин. Первичные процессы фотосинтеза. СОЖ. №10. 1997.
4. В.П. Скулачев. «Рассказы о биоэнергетике». М. «Молодая гвардия». 1985.
5. В. П. Скулачев. Эволюция биологических механизмов запасания энергии. СОЖ. 1997. №6. c.11–19.
6. А.Н. Тихонов. Трансформация энергии в хлоропластах — энергопреобразующих органеллах растительной клетки. СОЖ 1996.
7. В.А. Шувалов. «Преобразование солнечной энергии в первичном акте разделения зарядов в реакционных центрах фотосинтеза». М.: Наука, 2000.
8. Л.М. Колчанов. "Обратная трансформация раковых клеток". 2005.(Разработка, копия находится у автора этой публикации).
9. F. M. Harold. «The Vital Force: A Study of Bioenergetics». W.H. Freeman. N.-Y. 1986.
10. C.P. Fall, E.S. Marland, J.W. Wagner & J.J. Tyson (Eds.).Computational Cell Biology. Springer. 2002.