Удивительная энергия возбужденного хлорофилла

 

 

Чрезвычайно интересный и еще не выясненный до конца процесс производства энергии зелеными растениями сегодня представляется следующим образом. Квант света, поглощаясь молекулой хлорофилла, сообщает энергию ее электронам, которые переходят на возбужденные уровни. Оттуда они совершают путешествие по другим молекулам, связанным с хлорофиллом в единую цепочку генерации энергии. Если бы не было такого «содружества» то электроны, поднятые на высокие энергетические уровни, просто опустились бы на прежние места, а поглощенная энергия рассеялась бы. Иными словами, молекула испустила бы квант энергии, не совершив никакой химической работы. Произошло бы примерно то же, что происходит, когда подскакивает стальной шарик. Он падает, не совершив почти никакой работы, разве что на преодоление трения воздуха и удар о землю. Иное дело, если бы шарик, подпрыгнув, например, замкнул бы собою электрическую цепь, тем самым заставив зажечься лампочку. Здесь тоже потерялась бы какая-то доля энергии, но зато была бы выполнена полезная работа, хотя шарик и вернулся бы в конце концов в исходное состояние.

Нечто подобное происходит и с возбужденными электронами молекулы хлорофилла. Израсходовав избыток энергии, сообщенной им квантом света, они возвращаются на прежние уровни. Кому же передают свою энергию возбужденные электроны? Нашим хорошим знакомым — цитохромам, вырабатывающим основную энергетическую валюту организма — АТФ. Заметим, что фотосинтетическая эстафета передачи энергии светового кванта происходит с весьма высоким кпд, примерно 97 %, а весь процесс фотосинтеза совершает полезную работу несколько меньше 30 %.

Мы не зря привели эти цифры. Выработка АТФ клеткой поразительно совершенна. На единицу массы; живое существо производит энергии гораздо больше, чем Солнце. Любопытно, что человек, весящий 70 кг, вырабатывает АТФ до 75 кг в день, то есть больше собственного веса! Такое же количество АТФ, выпускаемое промышленностью для технических нужд, стоит ни много ни мало 150 тыс. долларов.

Производство энергии — это, так сказать, одна из сторон деятельности хлорофилла, не выходящая за пределы организма. Более впечатляюща другая сторона, характерная начальными и конечными продуктами фотосинтеза. В результате этого процесса из углекислого газа и воды под действием света образуются органические соединения и кислород. Благодаря хлорофиллу ежегодно на Земле происходит усвоение 200 млрд. т углекислоты, что дает 100 млрд. т органических веществ и около 145 млрд. т свободного кислорода.

Сегодня уже общепризнано, что благодаря фотосинтезу первых зеленых организмов, появившихся примерно три миллиарда лет назад, сформировалась современная атмосфера и появились условия для образования биосферы (выше мы уже об этом говорили). Вот такие чудеса творит магний в порфириновом кольце

 

 

И нам нужен магний

 

 

 

Как мы уже знаем, магний необходим не только зеленым растениям. 20 г этого металла, содержащиеся в нашем организме, тоже для чего-то нужны. Прежде всего ион двухвалентного магния является прекрасным биологическим активатором и, вероятно, поэтому он входит в состав большой группы ферментов, которые называются киназами и выполняют важную функцию переноса фосфатной группы от молекулы АТФ на различные субстраты. За это их еще называют фосфотрансферразами. Хотя известно довольно большое количество киназ, но пока они изучены недостаточно подробно. Молекулярная их масса различна и обычно составляет от 40 до 80 тыс.

Важную роль играют ионы магния, связывая между собой субъединицы рибосом — внутриклеточных частиц, состоящих из рибонуклеиновых кислот, участвующих в синтезе белка. Особое значение, как установили медики в последнее время, имеет магний для состояния сердечнососудистой системы. Недостаток его способствует заболеванию инфарктом миокарда — очень распространенным недугом нашего беспокойного времени. Переутомление и раздражение — тоже весьма частые наши спутники — также зависят от содержания магния в организме: в крови уставших людей концентрация его падает ниже нормы. То же самое происходит тогда, когда мы нервничаем и раздражаемся. Не случайно возбудимые люди чаще страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Любопытный факт установлен статистикой: жители районов с теплым климатом меньше подвержены спазмам сосудов, чем северяне. Это объясняется вот чем. В условиях юга больше возможностей питаться овощами к фруктами, а ведь именно они содержат необходимые соли магния. Особенно богаты ими абрикосы, персики, цветная капуста, а также помидоры и картофель.

Нашим организмом обычно усваивается не больше половины магния находящегося в пище. Поэтому в пищевом рационе должно содержаться не менее 0,5 г магния. Этот металл наряду с кальцием совершенно необходим и для построения нашего скелета.

О жизненной важности магния можно говорить долго. Об использовании его свойств для будущего человечества можно строить лишь различные предположения. Но ясно одно: он всегда будет играть большую роль в жизнедеятельности человеческого организма.