ВВЕДЕНИЕ В КВАНТОВУЮ ФОНОННУЮ БИОЛОГИЮ. АЛКОГОЛЬ И ДРУГИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ РАСТВОРИТЕЛИ.

07-07-2023

Резюме: В рамках и на базе данных приведённых в ранее опубликованной “Молекулярно-механической модели строения и функционирования биологических мембран” рассмотрено влияние алкоголя и ряда других чужеродных молекул на клеточные мембраны. Предложен новый механизм опьянения под действием алкоголя и других органических растворителей. Обсуждается нетрадиционный механизм передачи информации по нервам и возможные причины его нарушения под действием алкоголя, наркотиков и иных воздействий.

Материалы данной работы базируются на результатах и базовых выводах, кратко изложенных в работе “Молекулярно-механическая модель строения и функционирования биологических мембран” (далее – Модель), и носят дискуссионный характер, т.к. позволяют взглянуть на ряд хорошо известных явлений с нетрадиционной точки зрения.

Приведённые в этих статьях результаты говорят о том, что воздействие звука (фононов, а не “звуковых волн”, что не одно и тоже) на клетки изменяет свойства клеточных мембран, как целой системы, так и её отдельных компонент, в частности, мембранных белков. При таком воздействии звук необходимо рассматривать как квантовые квазичастицы фононы (бозоны).

По сути, выше упомянутая брошюра является введением в квантовую биологию. Основными действующими частицами или квантами “квантовой” биологии являются фононы. Главное их отличие от привычного всем света, для которого и строилась квантовая механика, в том, что они обладают целыми спинами. А это означает, что одновременно с мишенью (в данном случае – объектом биомембраны) может взаимодействовать одновременно несколько фононов. Строго говоря, на одном энергетическом уровне системы может находиться одновременно произвольное число частиц, в то время как для Фермионов, к которым относятся фотоны, это число не может превышать 2.

Известно, что музыка (особенно ритм) оказывает заметное воздействие на эмоциональное состояние человека. Кроме того, известно что, часть звуков вызывает резкую реакцию организма, и не только у человека. Их характерная черта – это резкие и/или громкие звуки. Чем-то они близки к звукам ударных, в частности барабанов, бубнов – инструментов, которые практически всегда используются в “ритуальной музыке”.

Однако прежде чем переходить к рассмотрению воздействия звука на клетки, немного остановимся на свойствах биомембран, которые, очевидно, также подвергаются воздействию звука, являясь существенной частью клетки и одновременно средой, в которой также распространяется звук.

В статье “Квазистатика”* кратко описан механизм действия алкоголя, местных анестетиков и некоторых органических “растворителей” на биологические мембраны. Эти соединения “разжижают” внутреннюю углеводородную область липидного бислоя биологических мембран, нарушая при этом функционирование мембранных белков, препятствуя их активации и/или возвращению (релаксации) в исходное состояние после выполнения ими элементарного акта своего функционирования. При этом так же может нарушаться процесс обмена сигналами между различными белковыми молекул внутри биологической мембраны.

Вообще говоря, упомянутые выше соединения, всегда ухудшают условия передачи сигнала вдоль биологических мембран. Это обусловлено тем, что их внедрение в биомембрану нарушает квазикристаллическую структуру липидного бислоя, необходимую для нормальной передачи фононного сигнала (см. “Квазистатику”). Причём такое нарушение структуры пропорционально количеству дефектов в структуре квазикристалла, что показано в классических работах по физике твёрдого тела.

Передача сигнала всё ухудшается и ухудшается, до тех пор, пока не сравняется с температурным шумом, который существует всегда, так как существует температура. И так, выпил – координация стала хуже, реакция замедлилась. Добавил – всё ещё хуже. Ещё добавил, потом ещё. Потом, с трудом справился со стаканом и упал. Всё – отключился. Сигналы больше не передаются! Они сравнимы с тепловым шумом самой мембраны. Если заменить “выпил” на “понюхал” (для токсикоманов), то на клеточном уровне ничего абсолютно не изменится.

Отсюда напрашиваются несколько выводов:

Для простоты изложения в данной работе опушены ряд моментов, таких как влияние примесей на фазовые диаграммы липида, и некоторые другие моменты (из теории передачи информации, её помехоустойчивости и т.д.), говорящие о том, что в ряде случаев слабое воздействие на клетку может приводить к существенному изменению её состояния.

Считать состояние “отключения” сном нельзя. Это именно отключение, отключение внутренних связей в организме на уровне клеток. Грубо, организм становится не единым организмам, состоящем из органов, которые состоят из клеток, а простым сборищем одноклеточных, которые гораздо менее живучи, чем их простые одноклеточные аналоги в природе. Это плата за специализацию органов и тканей, соответственно, и за клеточную специализацию.

При наборе некоторого критического времени таких отключений мы увидим, что происходит необратимое разрушение отдельных органов и/или их деградация. (Это реально видим на примере алкоголиков.) Часть клеток становится “самостоятельными”, потеряв связь с организмом. (Подробнее это рассмотрено отдельно.) Реально, можно сказать, что происходит частичное самоубийство, плавно переходящее у некоторых в полное. При этом действие рассматриваемых соединений (алкоголя и прочих органических “растворителей”) приводит к тому, что клетка воспринимает их присутствие, как действие повышенной температуры, которая также приводит к возникновению дефектов в квазикристаллической матрице биомембраны. Это уже тепловые дефекты, возникающие за счет увеличение теплового движения молекул. Что, как показано для микроорганизмов (см. “Квазистатику”), запускает клеточные адаптационные механизмы. Состояние такого опьянения организм воспринимает, как воздействие повышенной температуры. Соответственно, что бы его компенсировать, клетка меняет жирно-кислотный состав биомембраны. Жирнокислотный состав клеточных липидов модифицируется таким образом, что бы компенсировать “кажущееся” повышение окружающей температуры. Но это повышение температуры только “кажущееся”, реально организм живёт в тех же условиях, что жил и раньше, но воспринимает эти условия как ненормальные (более горячими, чем они есть на самом деле). Это характерно для случая систематического употребления рассматриваемых соединений. Поэтому, в частности, с похмелья у алкоголиков и наблюдается дрожь (реакция организма на “замерзание”) – субъективная реакция организма на отсутствие растворителей, но не в крови, а непосредственно в клеточных мембранах. Кровь служит только транспортным средством, поставляющим растворители в мембраны различных клеток организма. Поэтому, при наступившем отключении в результате употребления растворителей, последнее, что помнит ещё работающее сознание, это то, что в организме “выработано” излишнее количество тепла. Следовательно, нужно уменьшить его выработку и усилить охлаждение организма – усилить ток охлаждающей жидкости – крови. Максимальный охлаждающий эффект, как следует из физики, достигается при использовании “радиаторов” (систем со специально созданной большой поверхностью для теплообмена охладителя с окружающей средой). Такими идеальными радиаторами в организме являются лёгкие. Кроме того, для усиления охлаждения самого “радиатора” нужно испарение воды с его поверхности, что в лёгких не проблема. Этот эффект используют многие животные для охлаждения своего организма. Таким образом, организм в состоянии алкогольного отключения, теряет много жидкости через испарение в лёгких. Отсюда, после такого состояния “отключения” наблюдается сильная жажда, связанная с потерей организмом жидкости на свой “кажущийся перегрев”. (Это объясняет и такой общеизвестный факт, как запотевание окон в автомобиле, где находится человек в состояние алкогольного опьянения.) Для охлаждения двигателей внутреннего сгорания мы используем тот же принцип, а если датчик температуры не работает, то и испортить двигатель можно легко. А последующие сигналы о том, что уже стало холодно, не воспринимаются. Так при опьянении растворителями и замерзают, даже если и не холодно, что в иных условиях организм переносит достаточно легко.

Отсюда ясно, что при граничных экстремальных температурах: север и пустыня, там, где организм работает на гране своих адаптационных возможностей – растворители – смерть. Вот почему чукчи и иже с ними практически мгновенно спиваются, а жителям пустынь Коран запрещает употреблять спиртное. Это подтверждается и очевидным фактом, что в жару пьянеют гораздо быстрее, а при холоде – замерзают. Может и есть у этих жителей механизм адаптации к алкоголю, вот только времени и возможности запустить его – нет!

Способность клетки изменять свой жирнокислотный состав ограничена тем, что изменение доли ненасыщенных липидов в мембране за пределы некоторого диапазона делает мембрану нестабильной. Наличие или отсутствие алкогольдегидрогеназы ещё ни о чём не говорит. Различия в активностях этого фермента у разных рас и народов не превышают 10 раз. Эта величина примерно равна ехр2 – примерно минимальное различие, которое может быть, что бы энергия активации процесса позволяла ему не происходить самопроизвольно из-за температурного шума (температурных флуктуаций плотности упаковки липида в биологических мембранах). Данных о клее или бензине, которые можно нюхать, для этих условий не нашёл.

Любопытная аналогия. Органические растворители вызывают отключение организма от восприятия внешнего воздействия (окружающего мира). На это направлена и Йога, задача адептов которой – достичь отключения своего разума (этот термин использую в контексте Северного Буддизма – Тантры) от всяческих внешних воздействий. При этом в начальной йоге – йоге ТУММО (йоге ВНУТРЕННЕГО ТЕПЛА) – ставится задача добиться разогрева организма в холоде и его охлаждения в жару. Данных по сопоставлению этих состояний не нашел, возможно, что их и нет, даже и не слышал о таких аналогиях.

Дополнение № 1.1.

Сопоставление действия алкоголя на поведение живых многоклеточных организмов и его молекулярным действием на клетки, где алкоголь локализуется в липидной матрице биомембран, в классических рамках указывает только на то, что алкоголь как-то влияет на проведение нервного импульса.

Предложенная “Модель…” указывает, что (возможно) передача сигнала нервами осуществляется путем обмена фононами, которые распространяются по миелиновой оболочке нервного волокна. Эта клеточная структура наиболее подходит для этих целей. Естественно, что в процессе передачи сигнала происходит его ослабление и искажение. Для восстановления, усиления и/или переключения сигнала на другую линию (нервную клетку), как и на телефонной линии, необходимо использовать промежуточные усилители. Такие усилители и располагаются периодически вдоль нервного волокна. Вот их работа и сопровождается наблюдаемыми на опыте различными электрическими эффектами. Вот здесь и работает активный и пассивный транспорт ионов через возбудимые мембраны. Сначала белковые системы усиливают поступивший по миелиновой оболочке фононный сигнал. Быстрый процесс, требующий затраты энергии от белковой системы – усилителя. В результате происходит инактивация данной системы. Затем эту систему нужно перевести в исходное состояние. (Этот процесс схематично изображен на рисунке в статье “КВАЗИДИНАМИКА”, см. указанную выше ссылку.) Тут уже нужна трансформация иной формы энергии (химической и/или электрической), для которой необходимо действие уже других белковых систем (или подсистем). Это стадия, возвращения в начальное состояние – относительно медленная стадия, быть может, протекающая в несколько шагов или промежуточных состояний.

Такая система становится логичной и позволяет обеспечивать высокоскоростную и качественную передачу информационного сообщения. Одновременно, наличие усилителей делает систему более уязвимой для внешнего воздействия. Достаточно разрушить или нарушить работу одной станции, что бы вывести из строя всю линию и/или внести дезорганизацию в её работу. Возможно, что это может затронуть работу и соседних нервных клеток. Вот где-то здесь и должна быть мишень для “атаки” наркотиков.

Вносить искажения в передачу на “станциях усиления и коррекции” сигнала можно несколькими способами, хорошо известными в работах, связанных с проблемами передачи различных сигналов – перегружать усилитель количеством входных сигналов – специфическая музыка; вносить нарушения и искажения в работу самого усилителя – наркотики. На этом фоне алкоголь и другие органические растворители – это просто замена хороших линий связи на плохие. В конечной стадии алкоголизма – это продажа своих собственных “кабелей” на пунктах приёма вторсырья.

Текст написан в такой популярной форме сознательно, что бы не перегружать его научной терминологией. Терминов и результатов пришлось бы использовать много из разных областей науки, техники и медицины. С непривычки, они поставленные рядом с трудом воспринимаются специалистами из разных областей знаний.

ВЫВОД: Предварительные результаты указывают на возможность применения ряда описанных в патенте методик и оборудования для безлекарственной анестезии. Известно, что существуют ситуации, когда использование общих или местных анестетиков является не желательным.

Естественно, что на данном этапе сложно предсказать все возможные варианты использования предлагаемых методик и оборудования. Нужны дополнительные исследования, которые можно провести только с использованием предлагаемых методик и оборудования.

СПРАВКА. В настоящее время только в США занимается нейробиологий не менее 25000 человек. Близкими вопросами занимается ещё гораздо большее количество медиков. Алкоголизм и наркомания являются давними медицинскими проблемами. А похмелье лечить не могут до сих пор. Неудачи в лечении наркомании и алкоголизма известны всем. Пока есть много слов, но нет результата.

Хотели сделать всемирный проект “НЕРВНЫЙ ИМПУЛЬС”, но посчитали более актуальным сделать проект “ГЕНОМ”. Проект “ГЕНОМ” пока не дал того результата, который хотели получить. Это был не первый неудачный проект. Потратили не менее 10 – 15 лет.

Предложенная МОДЕЛЬ и разработанное на её основе предлагаемое изобретение дает новые пути и оборудование для решения и этих вопросов тоже. А потребность в оборудовании видна хотя бы по тому, сколько людей только в США занимаются вопросами, связанными с передачей нервного импульса.

Автор: С. Н. Семёнов

По материалам сайта "SciTecLibrary.ru"

Другие статьи по теме: