Полная версия

Главная arrow Экология arrow О роли когерентности в сверхслабых взаимодействиях в биосистемах и биосфере

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

В. Роль корреляций дальнего порядка в водной компоненте биосред в организации динамики ЭВС

Для того чтобы информационная роль ЭВС была возможной, ЭВС должны порождаться и переноситься регулярным, а не хаотическим образом, а в биологической системе должны присутствовать механизмы систематического продуцирования, концентрации и защиты ЭВС от диссипации. Если ЭВС непрерывно присутствуют в системе, система находится в сильно неравновесном электронно-возбужденном состоянии как единое целое [Voeikov, 2006]. Это динамически устойчивое неравновесное возбужденное состояние обеспечивает высокую чувствительность к факторам, чрезвычайно малым по интенсивности. С другой стороны, осцилляции ЭВС могут определять ритм для биологических процессов различных уровней [Voeikov, 2006].

Экспериментально показано, что уже в водных растворах бикарбонатов (необходимый компонент цитоплазмы аэробных клеток и плазмы крови) спонтанно непрерывно генерируются АФК и ЭВС [Воейков и др., 2012]. При этом в бикарбонатных растворах с добавлением перекиси водорода ССИ длится без затухания многие месяцы и даже годы, что означает, что растворы остаются в устойчивом неравновесном возбужденном состоянии столь длительное время [Voeikov et al., 2010а; Воейков и др., 2012]. Установлена чувствительность этих систем к воздействию слабых и сверхслабых физических и химических факторов, в частности к изменениям космофизических факторов. Эти выводы, очевидно, распространяются и на биологические системы.

Возможное объяснение этих явлений основано на следующем. Согласно результатам недавних экспериментов воду можно рассматривать как двухкомпонентную среду: фаза молекул воды с частично нарушенными водородными связями сосуществует с тетраэдрически координированными наноразмерными ассоциатами или кластерами [Nilsson et al., 2012]. Сосуществование организованной воды с менее организованной объемной водой зафиксировано в разных ситуациях [Синицин и Ёлкин, 2007; Синицин и др., 2012; Zheng et al., 2006; Chai et al., 2009; Chai and Pollack, 2010] (см. также главы 1 и 2). Общим моментом выступает наличие разности электрических потенциалов и разделения зарядов между этими фазами. Экспериментально и теоретически показано, что организованная вода непрерывно дотирует электроны, энергия этого процесса обеспечивается разрушением организованной фазы. Эти электроны могут восстанавливать растворенный в воде кислород с генерацией АФК, далее образуются ЭВС продуктов реакций с участием АФК [Воейков и др., 2012]. Релаксация ЭВС обеспечивает поддержание биологических систем в устойчивом сильно неравновесном возбужденном состоянии, что дает возможность их чрезвычайно высокой чувствительности к воздействию факторов сверхнизкой интенсивности, в частности к космофизическим [Там же]. Приток энергии извне, необходимый для формирования неравновесного состояния, может соответствовать тепловой энергии или энергии внешних электромагнитных полей. Передаваемая энергия внешней среды преобразуется в организованной воде в энергию электронного возбуждения «высокого качества» [Там же].

АФК могут появляться не только спонтанно, но и вследствие низкоинтенсивных воздействий на воду: электромагнитных волн, звука, замораживания-оттаивания, диссоциации воды (механохимиче- ские реакции, обусловленные вязким трением) [Там же].

Один из возможных конкретных механизмов, обеспечивающий длительное по времени неравновесное состояние воды после начального возмущения, связан с наличием когерентных областей, спонтанно возникающих в воде вблизи различных наночастиц, находящихся в ней [Marchettini et al., 2010; Brizhik et al., 2011]. Когерентные домены являются донором электронов, и между ними и некогерентными областями должна устанавливаться разность потенциалов порядка сотен милливольт [Marchettini et al, 2010], так что когерентные области туннелируют электроны в некогерентное окружение, где электроны направляются на молекулы кислорода, инициируя цепные реакции с участием АФК. Энергия электронных возбуждений, высвобождаемая в этих реакциях, может поддерживать неравновесное состояние водных систем [Voeikov, 2010а]. Остановимся на этом подробнее.

Когерентные области способны трансформировать любую форму энергии высокоэнтропийного окружения в «упорядоченную низкоэнтропийную» энергию. Они могут запасать ее в электромагнитной форме (п квантов с частотой / переходят в один квант с частотой fn), так как время жизни домена велико. Эта энергия может использоваться для возбуждения химических реакций [Marchettini et al., 2010]. Когерентные области воды в живом организме могут резонансно взаимодействовать с биомолекулами, активируя различные химические реакции, когда энергия, запасенная в электромагнитном поле области, становится равной энергии активации биомолекулы [Там же]. Возможно, роль воды состоит в том, чтобы участвовать в контроле динамики биомолекул в соответствии с фазовой информацией когерентной воды [Del Giudice et al., 2011].

Полагают, что в когерентных доменах фотонами осуществляется обмен энергии. Излучение фотонов вовне возникает при разрушении когерентности, так что, несмотря на слабую интенсивность ССИ вовне, внутреннее излучение («internal light») [Bajpai et al., 2010] может быть достаточно существенным. Не исключено, что внутреннее ССИ сопоставимо с безизлучательным переносом энергии.

Считают, что когерентные водные домены являются рецепторами сверхслабых полевых воздействий и одновременно участвуют в организации химической динамики системы и переносе зарядов [Brizhik et al., 2011]. Энергия в когерентных областях может распространяться в виде солитонов без существенных потерь, но при воздействии внешних электромагнитных полей излучение солитонов интенсифицируется [Там же].

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>