Современная научная картина мира.

ЖИВАЯ ВОДА

Вся двухсотлетняя практика гомеопатии говорит о том, что чистая по своему химическому составу вода может обладать громадной биологической активностью, причем ее конкретная активность зависит от ее предыстории [Воейков,1997].

Серьезное экспериментальное подтверждение принципы гомеопатии получили лишь недавно. В 1988 г. в ведущем международном журнале Nature была опубликована статья большой группы биологов из разных стран под руководством известного французского иммунолога Ж. Бенвенисте [Davenas et al., 1988], в которой принцип гомеопатии был воспроизведен на относительно простой биологической модели. При добавлении к базофилам (один из типов иммунных клеток человека) специфически взаимодействующих с ними антител наблюдалась бурная реакция клеток. При уменьшении концентрации антител в растворе эффективность их действия, естественно, снижалась. Однако последующие разведения растворов антител, не оказывающих на клетки никакого действия, приводили к возобновлению реакции. При новых разведениях зависимость эффекта от дозы становится совершенно необычной: при некоторых разведениях эффект был, при других он исчезал.

Такое закономерное изменение биологической активности растворов антитела наблюдалось вплоть до разведения 10^-120, при котором вероятность обнаружить в воде хотя бы одну молекулу белка бесконечно мала. Существенным для успеха эксперимента было то, что после каждого разведения новый раствор тщательно встряхивали. Этот способ разведения полностью повторял методику приготовления гомеопатических препаратов, разработанную еще Ганеманом. Авторы высказали предположение, что передача биологической информации осуществляется за счет того, что она запечатлевается в структуре воды, другими словами, они заявили, что существует память воды.

Реакция на статью Бенвенисте и соавторов в академическом научном мире была отрицательной, хотя подтверждение их основных результатов было независимо получено и другими исследователями [Endler et al., 1994; Schiff, 1995, Senekowitsch et al., 1995].

Сам Бенвенисте, работая в созданной им лаборатории, получил еще более удивительные результаты по передаче специфической биологической информации на чистую воду. Информация запоминалась образцом воды, а затем вызывала ответ в биологической тест-системе без прямого контакта с ней. Впервые эти эксперименты начались в 1992 г. [Thomas et al., 1995]. В самое последнее время Бенвенисте поразил мировую общественность тем, что научился записывать биологическую информацию на электронные носители (например, CD-ROM), хранить ее и передавать на любое расстояние с использованием электронных средств связи [Benveniste et al., 1999]. Из опытов Бенвенисте следует очень важный и новый вывод. Поскольку звуковая карта компьютера может записывать частоты лишь в диапазоне от герц до примерно 20 кГц, вся специфическая биологическая информация лежит в ЗВУКОВОМ диапазоне частот, и при этом неважно, какова частота несущей волны, которую они модулируют.

Особую роль звукового диапазона частот в воздействиях на самые разные биологические объекты обнаружили еще несколько десятилетий тому назад ленинградские физиологи под руководством Д.Н. Насонова. В 1940 г. Д.Н. Насонов и В.Я. Александров сформулировали теорию паранекроза. В соответствии с ней реакция живой клетки на любое специфическое или неспецифическое раздражение включает глобальную перестройку состояния ее цитоплазмы. С использованием этого подхода было показано, что озвучивание самых разных физиологических моделей (изолированная мышца, нервно-мышечный препарат, культура клеток) приводит к обратимой паранекротической реакции [Насонов, 1963].

Таким образом, данные и Насонова, и Бенвенисте говорят, что биологический объект независимо от его природы (микроорганизмы, клетки крови, изолированные органы и ткани, наконец, целостный объект = человек) специфически (Бенвенисте) или неспецифически (Насонов) воспринимает колебания в диапазоне их звуковой частоты. Эти объекты объединяет то, что все они = водные системы. Напрашивается предположение, что первичная мишень, с которой взаимодействуют колебания звуковой частоты - это вода, являющейся основным химическим веществом в составе организмов.

В настоящее время показано, что вода живой и мертвой клетки неодинаковы [Воейков и др., 1992, Clegg, 1984]. По данным многих авторов, лишь от одной четверти до трети клеточной воды обладает той же подвижностью, что "обычная" вода. Остальная ее часть мало подвижна, как говорят, "структурированна" [Berenyi et al., 1996]. Таких данных за последние годы становится все больше, и они заставляют пересмотреть многие устоявшиеся представления об организации клеточной цитоплазмы. Выясняется, что цитоплазма = это не некий раствор, компоненты которого взаимодействуют друг с другом при случайных столкновениях. Ее можно сравнить с желе, которое начинает "дрожать" в ответ на внешние воздействия. Но и такое сравнение очень условно, потому что цитоплазма пронизана многочисленными "порами" по которым идут организованные потоки метаболитов к местам их переработки. Благодаря такому строению клетка работает как единое целое: сигналы из одной ее части немедленно передаются во все остальные [Ho, 1993].

Одна из наиболее "привычных" моделей воды, приводимой в большинстве учебников по физической химии = модель Фрэка и Уэна [Frank & Wen, 1957]. В соответствии с ней водородные связи в жидкой воде непрерывно образуются и рвутся, причем эти процессы протекают кооперативно в пределах короткоживущих групп молекул воды, названных "мерцающими кластерами". Их время жизни оценивают в диапазоне от 10^-10 до 10^-11 с. Такое представление правдоподобно объясняет высокую степень подвижности жидкой воды и ее низкую вязкость. Считается, что благодаря таким свойствам вода служит одним из самых универсальных растворителей.

Однако модель "мигающих кластеров" не может объяснить громадного набора уже давно известных фактов, и тех, что стали стремительно нарастать в последнее время.

В настоящее время появились гипотезы о существовании в воде весьма устойчивых образований. Так, согласно гипотезе С.В. Зенина вода представляет собой иерархию правильных объемных структур, в основе которых лежит кристалло-подобный "квант воды", состоящий из 57 ее молекул. Эта структура энергетически выгодна и разрушается с освобождением свободных молекул воды лишь при высоких концентрациях спиртов и подобных им растворителей [Зенин, 1994]. "Кванты воды" могут взаимодействовать друг с другом за счет свободных водородных связей, торчащих наружу из вершин кванта своими гранями. При этом возможно образование уже двух типов структур второго порядка. Их взаимодействие друг с другом приводит к появлению структур высшего порядка. Последние состоят из 912 молекул воды, которые по модели Зенина практически не способны к взаимодействию за счет образования водородных связей. Этим и объясняется, например, высокая текучесть жидкости, состоящей из громадных полимеров. Таким образом, водная среда представляет собой как бы иерархически организованный жидкий кристалл. Изменение положения одного структурного элемента в этом кристалле под действием любого внешнего фактора или изменение ориентации окружающих элементов под влиянием добавляемых веществ обеспечивает, согласно гипотезе Зенина, высокую чувствительность информационной системы воды. Если степень возмущения структурных элементов недостаточна для перестройки всей структуры воды в данном объеме, то после снятия возмущения система через 30-40 мин возвращается в исходное состояние. Если же перекодирование, т. е. переход к другому взаимному расположению структурных элементов воды оказывается энергетически выгодным, то в новом состоянии отражается кодирующее действие вызвавшего эту перестройку вещества [Зенин, 1994]. Такая модель позволяет Зенину объясненить "память воды" и ее информационные свойства [Зенин, 1997].

Американский химик Кен Джордан предложил свои варианты устойчивых =квантов воды°, которые состоят из 6 ее молекул [Tsai & Jordan, 1993]. Эти кластеры могут объединяться друг с другом и со свободными молекулами воды за счет экспонированных на их поверхности водородных связей. Интересной особенностью этой модели является то, что из нее автоматически следует, что свободно растущие кристаллы воды, хорошо известные нам снежинки, должны обладать 6-лучевой симметрией. Несмотря на то, что разные модели предлагают отличающиеся по своей геометрии кластеры, все они постулируют, что молекулы воды способны объединяться с образованием полимеров. Но классический полимер = это молекула, все атомы которой объединены ковалентными связями, а не водородными, которые до недавнего времени считались чисто электростатическими. Однако в 1999 г. было экспериментально показано, что водородная связь между молекулами воды во льду имеет частично (на 10%) ковалентный характер [Isaacs E. D., et al.,1999]. Даже частично ковалентный характер водородной связи разрешает, по меньшей мере, 10% молекул воды объединяться в достаточно долгоживущие полимеры (неважно, какой конкретной структуры). А если в воде есть полимеры воды, то даже слабые воздействия на абсолютно чистую воду, а тем более ее растворы, могут иметь важные последствия.

В химии полимеров хорошо известен тот факт, что под действием механических напряжений, в частности - звуковой обработки, растяжения, продавливания полимера через тонкие отверстия, молекулы полимеров могут рваться. В зависимости от строения полимера, условий, в которых он находится, эти разрывы сопровождаются либо образованием новых беспорядочных связей между "обрывками" исходных молекул, либо уменьшением их молекулярной массы. Такие процессы служат, в частности, причиной старения полимеров. Редко уточняют, что фрагментация полимеров при подобных воздействиях - явление нетривиальное. Так, например, интактные молекулы ДНК, составленных из сотен тысяч и миллионов мономеров-нуклеотидов, легко распадаются на более мелкие фрагменты от простого перемешивания препарата палочкой. При этом, чем меньше фрагменты, тем более высокой плотности требуется энергия для дальнейшего дробления. Во всех случаях = и в длинных и в коротких полимерах разрываются химически идентичные ковалентные связи. Следовательно, если для разрыва ковалентной связи между двумя атомами в малой молекуле необходимо приложить энергию, эквивалентную энергии кванта УФ- или по меньшей мере видимого света, то такая же связь в полимере может разорваться при воздействии на него механических колебаний. В первом случае частота колебаний соответствует величинам порядка 10¹⁵ Гц, во втором = герцам = килогерцам. Значит, молекула полимера может выступать в роли своеобразного трансформатора энергии низкой плотности в энергию высокой плотности. Образно говоря, полимеры превращают тепло в свет. А тогда, если жидкая вода может хоть в какой-то степени рассматриваться как квази-полимер, то и в ней могут осуществляться подобные процессы.

В 1990 г. чл.-корр. АН СССР Г.А. Домрачев (Ин-т металлоорганической химии РАН) и физик Д.А. Селивановский (Ин-т прикладной физики РАН) сформулировали гипотезу о существовании механохимических реакций радикальной диссоциации воды [Домрачев, 1995]. Они исходили из того, что жидкая вода представляет собой динамически нестабильную полимерную систему и что по аналогии с механохимическими реакциями в полимерах при механических воздействиях на воду поглощенная водой энергия, необходимая для разрыва Н-ОН, локализуется в микромасштабной области структуры жидкой воды. Реакцию разрыва Н-ОН связи можно записать так: (Н₂О)_n(Н₂О...H-|-OH) (Н₂О)_m + E _à (Н₂О)_n+1(H·) + (· OH) (Н₂О)_m, где =· ° обозначает не спаренный электрон.

Поскольку диссоциация молекул воды и реакции с участием радикалов H· и OH· происходит в ассоциированном состоянии жидкой воды, радикалы могут иметь громадные (десятки секунд и более) продолжительности жизни до гибели в результате реакций рекомбинации [Blough et al., 1990]. При этом открывается путь для осуществления реакций радикалов с различными растворенными в воде акцепторами. Оказывается возможным протекание реакций, обычно требующих больших затрат энергии, таких как окисления атмосферного азота с образованием нитратов и аммиачных соединений, образования углеводородов и других органических соединений, на пример, аминокислот.

Предположения Домрачева и Селивановского о возможности механодиссоциации воды полностью подтвердились в эксперименте [Домрачев и др., 1993,1995,1999; Вакс и др., 1994]. механическим воздействиям.

Рассчитав эффективность механодиссоциации воды, авторы пришли к чрезвычайно важному выводу о происхождении в атмосфере Земли кислорода, связав его с диссоциацией воды. Если это так, то доминирующая ныне догма о том, что кислород атмосферы исключительно продукт биологического фотосинтеза несостоятельна.

В самое последнее время появились работы зарубежных исследователей, из которых следует, что при определенных условиях разложение воды с образованием в конечном итоге водорода и кислорода, а на промежуточных этапах = радикалов, осуществляется при весьма мягких воздействиях на нее. В 1998 г. были опубликованы две работы японских авторов, в которых сообщалось о каталитическом разложении воды оксидом меди в одном случае при ее умеренном освещении видимым светом [Michikazu et al., 1998], а в другом - просто при ее механическом перемешивании [Shigeru et al., 1998]. При этом выход газообразного водорода был очень велик.

Таким образом, существуют достаточно убедительные свидетельства в пользу того, что в жидкой воде присутствуют весьма устойчивые полимерные структуры. Но само по себе наличие подобных структур, не может объяснить тех явлений, которые ассоциируются со свойствами воды как приемника, хранителя, транслятора, а, быть может, и преобразователя биологически важной информации. Осуществление всех этих функций требует, чтобы вода обладала собственной активностью, чтобы она была в существенной степени неравновесной системой. Но ее неравновесность должна носить не статический (сжатая пружина), а динамический характер. Слабые физические воздействия на воду оставляют в ней след лишь в том случае, если либо сама вода движется (например, относительно магнита), либо если в ней протекают какие-либо внутренние направленные процессы. Более того, наличие следов слабых полевых воздействий на воду наиболее надежно может быть выявлено не при анализе =статических° свойств воды, а при исследовании характера протекающих в ней процессов (например, кристаллизации), или же ее влияния на объекты, в которых осуществляются нелинейные динамические процессы [Kaarianen, 1995].

Информационные процессы в воде определяются главным образом теми свободно-радикальными процессами, которые инициируются, управляются и поддерживаются в ней различного рода воздействиями: слабые и сильные физические поля, изменение агрегатного состояния, при растворении/ удалении любых соединений [Воейков,1999]. С другой стороны, как показано в работах [Cagnon & Rein, 1990; Rein,1995; Rein & Tiller,1996] структурные кристаллографические особенности воды, как квази-полимерной субстанции, являются не только необходимым условием для порождения в ней свободных радикалов, но и условием, определяющим характер протекающих с их участием процессов.

Литература