Абсолютное топливо

-Для энергетического обмена клетки очень важны так называемые сопряженные химические реакции. В каждой такой реакции связываются воедино два различных процесса: один, сопровождается выделением энергии, и другой, требующий ее затрат. В результате оказывается, что первый (энергодающий) процесс становится движущей силой для второго процесса, потребляющего энергию, - тут, я его перебил.

-Так, это же есть суть проявления закона взаимодействия сил Инь и Ян на уровне клетки. Ян (мужской) – энергодающий процесс, а Инь (женский) – энергопотребляющий и наоборот.

-Можно сказать и так, - согласился мой оппонент.

-АТФ представляет собой азотистое основание (аденин), соединенное с сахаром (рибозой) и цепочкой из трех остатков фосфорной кислоты (-Р). Аденин + рибоза = 3(-Р)= аденозин –Р-Р-Р. В клетках живых организмов АТФ служит универсальной валютой. Различные реакции освобождения энергии в клетке всегда сопряжены и одной и той же реакцией, а именно синтезом АТФ из ее предшественников – аденозиндифосфорной кислоты (АДФ) и неорганической ортофосфорной кислоты. С другой стороны, реакция расщепления (гидролиза) АТФ до АДФ Н3РО4 сопряжены с совершением различных типов полезной работы. Другими словами, образование АТФ служит универсальным накопителем энергии, а расщепление АТФ под действием ферментов – универсальным поставщиком энергии.

9; Итак, клетка использует энергетические ресурсы, чтобы получить АТФ. А затем тратит этот АТФ, чтобы оплатить различные виды работы.

-Хорошо, убедительно, все понятно, - воспрял я духом. Где и как образуется АТФ?

9; Где и как образуется АТФ?

-Первой системой, для которой выяснили механизм образование АТФ, оказался гликолиз – вспомогательный тип энергообеспечения, включающийся в условиях нехватки кислорода. При гликолизе молекула глюкозы расщепляется пополам и полученные обломки окисляются до молочной кислоты.

-Такое состояние возникает при длительной и интенсивной нагрузке: например бег на длинные дистанции или восхождение в горы, организму не достает кислорода – наступает гипоксия. Это так? – спросил я.

-Да, она компенсируется учащенным дыханием, что бывает недостаточно. Организм вынужден получать энергию без кислорода и поэтому он включает анаэробное – бес кислородное дыхание. В отсутствии кислорода глюкоза распадается с образованием молочной кислоты, которая вызывает боль в мышцах, и выделяется энергия правда в 15 раз меньшая, чем при обычном дыхании сгорании глюкозы в кислороде. Интенсивный расход глюкозы приводит к ее нехватке – гликогликемии, что смертельно опасно, и организм начинает синтезировать глюкозу сам, расщепляя жировые отложения. Для этого опять таки нужен кислород: расход его увеличивается, наступившая кислородная недостаточность – гипоксия компенсируется анаэробным дыханием. Критический момент компенсации гипоксии и гликогликемии при физической нагрузке называется «мертвая точка» и переносится крайне тяжело: человеку кажется, что если он будет продолжать бежать, подниматься в гору, то умрет.

-Все доходчиво объяснил. Но такое состояние наступает у нетренированных людей. А у тренированных? Да и что такое тренировка?

-Тренировка – это занятие, упражнение, служащее для усовершенствования навыков, умения. Адаптация – приспособление организма к изменившимся внешним условиям.

-Что же происходит в организме при тренировке, каков механизм возникновения адаптации? –не унимался я.

-Систему тренировки разрабатывали еще древние греки, это на Западе, а на Востоке мастера, практикующие боевые искусства. Да, это ты знаешь лучше меня. Оздоравливающее действие на тело и дух: купание в холодной воде было известно со времен Иоана Крестителя. А горные монахи для этого использовали практику Тумо. И лишь в конце 60-х годов ХХ столетия известный патофизиолог Феликс Меерсон экспериментально и теоретически показал, что физическая тренировка, закаливание, адаптация – эти приспособления к возникшему в результате физической нагрузки кислородному голоданию.

-Так, что получается?! Монахи «борятся» с гипоксией?

-Вот именно так. АТФ – универсальный аккумулятор жизненной энергии в клетке. Для синтеза АТФ митохондриям – энергетическим станциям клетки – требуются фосфор и глюкоза. Систематическая нехватка кислорода и, как следствие, глюкозы приводит к увеличению выработки специальных белков, служащих строительным материалом митохондрий. В результате «поправившиеся» митохондрии успевают произвести АТФ в достаточном количестве и освободить энергию необходимую для совершения работы в более сжатые сроки. К тому же количество эритроцитов и гемоглобина в горных условиях рефлекторно увеличивается.

-Из собственного опыта я знаю, что для приспособления к гипоксии необходима постоянная физическая нагрузка в течении как минимум шести месяцев. Прекращение тренировок не сопровождается немедленной потерей адаптации. Она сохраняется еще полгода, а затем постепенно убывает. При возобновлении регулярных тренировок организм приспосабливается к нагрузке за более короткий срок.

-Еще могу, добавит, - перебивает меня Влад. Через два года постоянной тренировки масса митохондрий больше не увеличивается, но эффективность их работы продолжает повышаться.

Закаливание организма, холодными процедурами, в том числе и моржевание также связано с адаптацией к гипоксии. Дело в том, что окисление глюкозы идет только при физиологической температуре. При температуре ниже 360 С включается механизм бес кислородного расщепления глюкозы, что приводит к гипогликемии и, в конце концов, к гипоксии клеток эпителия кожи.

Адаптация по системе Тумо развивается практически в те же сроки, что и при беге на длинные дистанции. Такая тренировка закаляет тело и дух.

Достигнутая любым способом адаптация к гипоксии противостоит стрессу, предотвращает возникновение и лечит такие болезни, как гипертония, сахарный диабет, язва желудка, рак, бронхиальная астма.

-Интересный способ повышения работоспособности «подсмотрела» у «моржей», спортивная медицина. У спортсменов легкоатлетов, в подготовительный период берут кровь 150-200мл, затем помещают ее в пониженные температурные условия, как бы «закаляют» и выдерживают некоторое время в бес кислородных условиях, а затем перед соревнованиями вводят обратно в организм. У спортсменов возникает, как они сами говорят: «тяга». Особое питание с повышенным содержанием глюкозы дает значительный эффект при интенсивной работе и повышает выносливость организма. Какой механизм здесь задействован, мы уже знаем.

Изучая различные системы подготовки по школе «Дракон-Тигр», прибывая в Китае, я знакомился с некоторыми методиками из «72 истинных искусств Шао Линя», обратил внимание, что большинство из них требует приема специальных лекарственных препаратов, которые обеспечивают повышенную устойчивость к различным физическим нагрузкам. Это так называемые, растительные адаптогены. Наиболее часто используются корни элеутерококка колючего, женьшеня, левзеи, аралии манжурской, радиолы розовой, заманихи, которые принимаются в виде настойки, - поделился, я своими наблюдениями.

-Адаптация требует большой воли, много времени и терпения. Поэтому большинство людей избегают нагрузок, ленятся, приобретают лишний вес и болезни. Для них можно предложить эти лекарственные средства, о которых ты говорил. Но такая адаптация не стойкая, она сохраняется только, пока принимаются адаптогены.

-Спасибо дружище! Прекрасная лекция. Много сведений почерпнул о молекулярном механизме одной из важнейших функций живого организма –

функции энергообеспечения. Теперь мне предстоит засесть за учебники и проштудировать литературу, которую ты мне указал, - поблагодарив, Влада Труша, договорившись, о новой встречи мы расстались.

Как примерный студент, стал регулярно посещать научную библиотеку. Изучал «Анатомию человека», «Физиологию», «Спортивную медицину», «Электроакупунктуру» и даже современную астрологию. Но главной темой моих поисков было найти механизмы медитации.

Удалось выяснить, что окисление в клетке сопряжено с присоединением фосфорной кислоты к каждому из фрагментов молекулы глюкозы, то есть с их фосфорилированием. Последующий перенос фосфатных остатков с фрагментов глюкозы на АДФ дает АТФ.

Также интересно было узнать, что ферменты, катализирующие эти процессы, встроены в биологические мембраны – тончайшие пленки, состоящие из белков и фосфорилированных жироподобных веществ фосфолипидов.

Мембраны – важнейщий структурный компонент любой живой клетки. Внешняя мембрана клетки отделяет протоплазму от окружающей клетку среды. Клеточное ядро окружено двумя мембранами, которые образуют ядерную оболочку – преграду между внутренним содержимым ядра (нуклеоплазмой) и остальной частью клетки (цитоплазмой). Кроме ядра в клетках находятся еще несколько структур, окруженных мембранами. Это эндоплазматическая сеть – система мельчайших трубочек и плоских цистерн, стенки которых образованы мембранами. Это, наконец, митохондрии – шарообразные или вытянутые пузырьки размером мельче ядра, но крупнее компонентов эндоплазматической сети. Диаметр митохондрий обычно около микрона, хотя иногда митохондрии образуют ветвящиеся и сетчатые структуры протяженностью в десятки микрон. Каждая из этих структур выполняет свою, специфическую биологическую функцию. Так, ядро – вместилище ДНК. Здесь происходят процессы, лежащие в основе генетической функции клетки, и начинается сложная цепь процессов, приводящая в конечном итоге к синтезу белка. Этот синтез завершается в мельчайших гранулах – рибосомах, большая часть которых связана с эндоплазматической сетью. В митахондриях происходят окислительные реакции, совокупность которых назывется внутриклеточным дыханием.

Следующая встреча с моим другом-биологом, состоялась только через шесть месяцев на кафедре высшей нервной деятельности КГУ. Все это время я подвергал себя различным закаливающим процедурам, включая медитационную практику Тумо.

-В прошлый раз, мы говорили о двух путях окисления, о двух режимах,- поднаторев, в терминологии и без предварительных расшаркиваний начал я. Один дает накопление энергии (образуется АТФ), другой ведет к рассеянию энергии (образуется тепло). Первый путь полезен, второй бесполезен, если не вреден: ведь это растрата топлива.

-Не справедливо то, что полезность клеточного дыхания видеть только в его способности поставлять АТФ, - в место приветствия, возразил Влад. Ведь бывает же и противоположная ситуация, когда не АТФ, а тепло оказывается необходимым в первую очередь. Я, не зря пригласил тебя к нам в лабораторию. Сейчас мы поставим животное на грань замерзания и посмотрим, не переключит ли оно свое дыхание на холостой ход? Этот опыт ставший уже классическим проводил Член-корреспондент Академии наук СССР В.П. Скулачев – человек известный в кругу биоэнергетиков. Начал с того, что стриг голубей и в результате обнаружил новый путь окисления питательных веществ, в клетках тканей животных.

9; Подвел меня к холодильнику, в котором сидел голубь без оперения. Градусник остановился на –200 С. Спустя пол часа после начала опыта вынули из холодильника полумертвую птицу с температурой тела 30 градусов вместо нормальной для голубя 41,5. Лаборанты измерили дыхание и синтез АТФ в мышечных митохондриях. Оба показателя были близки к норме. Дыхание по-прежнему сопровождалось синтезом АТФ.

9; На следующий день поведение голубя разительно отличалось от той трагической картины, что мы видели накануне. Снизив температуру тела на два-три градуса, голубь умудрился таким образом остановить дальнейшее остывание тела. Через три часа после начала охлаждения, заглянув в очередной раз в холодильник, мы обнаружили, что голубь ведет себя вполне бодро. Проверили его митохондрии. Дыхание отключилось от синтеза АТФ. Энергия больше не накапливалась, а тотчас превращалась в тепло.

9; Так вот стриженый голубь открыл нам один из секретов горных монахов практикующих Тумо.

-Давай, мы тебя обследуем, - предложил Влад. Ты будешь выполнять практику Тумо, а мы измерять температуру твоего тела до, во время и после медитации.

-Так это, что получается? Наиболее опасные эксперименты проводим на менее ценных членах «экипажа», - пошутил я и дал согласие.

-Для этого у нас есть все необходимое. Холодильник, вентилятор и «комфортные условия» создадим. Ну, скажем температурку –4о С, с ветерком.

-Ты, что пингвина из меня сделать хочешь? – но отступать уже было поздно, да и молоденькие лаборантки весело хихикали, предвкушая веселый эксперимент.

Поместили меня в холодильную камеру, раздели, правда дали белый медицинский халат – это вместо простыни, подсоединили какие–то датчики и усадили на подстилку. Закрыли дверь и я, приступил к медитации. Сначала ощутил дискомфорт, это пронизывающий ветер гулял по камере. Выпрямил спину и стал выполнять ритмические дыхания по трем шарам. Обычно полный цикл состоит из ста таких дыханий. На это уходит примерно 45 минут. Представил себе огненный шар в низу живота и приятное тепло, сразу же откликнулось на мою визуализацию. Оставалось только удерживать этот огненный шар и запустить его по микрокосмической орбите. К концу сеанса было ощущение, что от меня исходит тепло, заполняющее всю холодильную камеру.

-Понимаешь, что-то непонятное, но очень интересное зафиксировали приборы, - начал Влад, после того как выпустил меня на «волю». Сначала температура упала на 1,5оС, затем восстановилась до нормы, и даже чуть-чуть увеличилась. Температура кончиков пальцев также увеличилась, хотя должна была снижаться, чтобы сохранить тепло, но она продолжала увеличиваться.

9; Слушай, иди ко мне работать на пол ставки «пингвином», будем тебя студентам показывать. Здесь скрыт еще какой-то механизм, который активизирует тепло посредством визуализации на огненном шаре. Так эти ваши энергетические системы по школе «Дракон-Тигр» клад для наших исследований, - с восторгом предложил мне Влад.

9; Затем перевели в другую комнату, которая была уставлена компьютерами и различными электронными приборами. Усадили в кресло и подключили к специальному прибору, который следил за кровеносными сосудами расположенными близко к поверхности кожи, а специальной камерой тепловидения наблюдали за моей рукой. На дисплее голубой цвет показывает низкую температуру, оранжевый достаточно высокую, а белый очень высокую. Эта картинка руки в обычном состоянии.

-Давай проверим, как визуализация влияет на кровеносные сосуды, - сказал Влад. Представь себе какую-нибудь стрессовую ситуацию. Например, неприятный разговор с начальником, который мешает тебе работать и развивать дело твоей жизни.

9; Через некоторое время исследователь заявил, что данные полученные после сканирования руки показывают, что сосуды, сокращаются, и прилив крови к пальцам уменьшается. При этом камера фиксирует изменение цвета пальцев. Это изменение цвета произошло через, несколько секунд. Цвет кончиков пальцев становится темным. Другими словами, они холодеют.

-Теперь задачу изменим. Представь себе, что ты отдыхаешь на южном берегу Крыма. Ясная, солнечная погода и ласковое теплое море плещется у твоих ног, - описал живописную картину неутомимый исследователь.

-Ура! Пошел обратный процесс, - сообщил мне Влад. Кровеносные сосуды, расширяются и камера, фиксирует, что пальца становятся светлее. Значит, температура повышается. Процесс опять идет очень быстро. Отсюда можно сделать вывод, что ты не пытаешься мысленно разогреть или охладить пальцы, но твоя нервная система, отвечающая, за циркуляцию крови реагирует на изменение эмоционального состояния.

Давай еще один эксперимент, пока аппаратура подключена. Какое изменение оказывает музыка на температурный баланс? – не унимался ученый.

После эксперимента выяснилось, что рок музыка имеет охлаждающий эффект, а расслабляющая и духовная музыка нагревают пальцы. Эти результаты показали, что нервная система может контролировать температурный баланс.

-Да, но область, на которой следует концентрировать внимание и представлять огненный шар или «золотой зародыш» - это Дан-тянь. Можно проверить и другие энергетические зоны, чакры, - с исследовательским предложением выступил я.

Теперь моего друга было трудно удержать. Мы проверили все известные нам энергетические центры, которые располагаются на срединном меридиане. Эффект был тот же. Особое повышение температуры было выявлено в верхней части спины от четвертого грудного позвоночника до основания черепа. В этой зоне располагаются островки жировой ткани необычного для жира коричневого цвета. Они облегают крупные кровеносные сосуды, идущие к головному мозгу. Коричневый цвет, обусловлен митохондриями, которыми буквально забиты клетки бурого жира, а они то проявляют активное участие в терморегуляции. Бурый жир, как и мышцы, способен при охлаждении переводить свое дыхание на холостой ход, то есть выделять тепло.

Митохондрии бурого жира содержат почти в 10 раз меньше синтезирующего АТФ фермента по сравнению с митохондриями других тканей. В то же время количество ферментов дыхания находится на обычном уровне. Тем самым система, ответственная за освобождение энергии, оказывается в огромном избытке по сравнению с системой запасания энергии. Уже сам по себе этот факт свидетельствует, что не синтез АТФ, а образование тепла – главная функция митохондрий бурого жира.

Из собственного опыта практических занятий могу поделиться наблюдениями. Выполняя первый элемент Чи - энергетическое упражнение по школе «Дракон-Тигр», необходимо особенно тщательно контролировать переход от максимальной задержки дыхания к выдоху. В позиции, стоя с абсолютно выпрямленной спиной и шеей, задержка дыхания выполнятся на верхнем шаре. Длительность задержки контролируется по самочувствию. Выполняя выдох и опуская голову, чувствуется мощный тепловой поток от середины спины до черепа и заполняющий всю голову. Если выдох выполнять резко, то можно потерять сознание.

Кислородное голодание – гипоксия, которая наступает при задержке дыхания, переводит бурый жир на холостой ход. В этой связи становится понятной своеобразная локализация бурого жира в организме: он согревает кровь, притекающую к мозгу. Поэтому и монахи практикующие Тумо и использующие технику первого элемента Чи способны разогревать свое тело до нужной, температуры не испытывая неудобств от холода.

-А, скажи мне друг, - после не продолжительных рассуждений спросил я. Наши внутренние источники энергии нельзя считать неиссякаемыми. Ведь для пополнения энергетических ресурсов клетки должна существовать еще одна или несколько систем?

-Да, это протонный потенциал и внутриклеточный калий-натриевый градиент! – начал свое повествование Влад. Но, чтобы понять их принцип действия необходимо сказать несколько слов и о мембранах.

Фундаментальнейшее отличие живого организма от неживых объектов заключается в наличии активной оболочки. Ее роль – строго избирательное разделение частиц (молекул, ионов, электронов) между внешней средой и организмом. Для этого в оболочке имеются своего рода клапаны. Они должны пропускать внутрь питательные вещества, препятствовать проникновению вредных, выводить отработанные продукты и не выпускать наружу жизненно важные соединения.

Оболочкой живых клеток служит мембрана из двойного слоя жировых молекул – липидов. А пропускными клапанами в ней являются особые белковые молекулы или целые молекулярные комплексы. Они почти свободно плавают в мембране, выставив один конец наружу, а другой – внутрь клетки. Но часто просто открытия клапана недостаточно, молекула не пойдет сама, ее надо протолкнуть, для этого, естественно требуется энергия.

-Вот тут и встает вопрос: откуда ее брать?

-Согласно одному из распространенных взглядов на зарождение жизни, организмы с самого начала использовали энергию окисления («сжигания») подходящих веществ, имевшихся в окружающей среде. Ими могли быть и неорганические соединения, если их удавалось окислять достаточно эффективно. Но многие первожители Земли питались, конечно, более калорийными органическими молекулами - продуктами химической эволюции. Когда готовая пища стала иссякать, им пришлось искать другие источники энергии. Тогда они потянулись к Солнцу.

Энергия света не может непосредственно поддерживать жизнедеятельность растений и животных. Ее надо зафиксировать, запасти в виде энергии химических связей.

-Так, что получается, энергию Солнца мы «поглощаем», когда принимаем растительную пищу, которая химически преобразуется в клетках растений.

-Вот именно так, это и происходит в световой стадии, ключевой в фотосинтезе, которая заканчивается получением АТФ. А синтез глюкозы из СО2 уже, в общем то, и не является фотопроцессом, так как идет в темноте за счет разрыва энергонасыщенных связей молекул АТФ.

-Таким образом, в клетках активизировались белковые молекулы, способные так или иначе, реагировать на свет и взаимодействовать с фотонами? – ты это, хочешь сказать.

-Существовали они, скорее всего, изначально. Видимо, одним из первых таких белков и стал бактериородопсин. Выставленный наружу пигментный компонент его молекулы - ретиналь – при поглощении кванта света не отдает электрон, как хлорофилл, а просто меняет свою форму (научно выражаясь – конформацию). При этом он, подобно рычагу, выталкивает из клетки ион водорода – протон.

По-своему строению молекула хлорофилла похожа на другой пигмент того же класса порфинов – гем, который придает красный цвет гемоглобину в нашей крови: четыре кольца с атомами азота в их вершинах, а центре – ион металла. В геме таким металлом является железо, а в хлорофилле - магний. Под действием кванта света – фотона – он отдает электрон, то есть окисляется.

Таким образом, ионы водорода – протоны накапливаются в процессе обмена веществ и повышают кислотность внутриклеточной среды, что очень вредно. Сами собой протоны не выходят наружу, ведь кислотность внешней среды обычно во много раз выше. Теперь с помощью бактериородопсина клетка начала удалять протоны за счет солнечной энергии. А чтобы использовать это движение еще эффективнее, другой конец рычага стал служить для переноса в клетку молекул питательных веществ. При этом, система срабатывает только тогда, когда оба конца рычага заняты. Тем самым запирается обратный ток протонов, извне и поглощаются питательные вещества даже из разбавленных растворов.

На следующем этапе идет синтез АТФ. Изгнанные протоны вместе с «чужими» под влиянием перепада концентраций настойчиво стремятся внутрь, в среду с меньшей кислотностью. Чтож, всякое стремление лучше использовать, чем противиться ему. Протоны впускаются, но не задаром: путь возвращения открыт только через АТФазу, в которой им приходится отдавать свою энергию для синтеза АТФ.

Кстати, практически все организмы получают свою АТФ именно таким путем – пропуская протоны через АТФазу. Этот процесс назван хемиосмотическим, то есть химическим под действием осмоса (концентрированного давления). Этот «протонный насос» очень важен для всего живого.

Все известные сегодня процессы переноса веществ, через мембрану митохондрий происходят за счет протонного потенциала. Двигаясь под действием электрического поля или разности концентрации, ионов Н+. Треть всей энергии, потребляемой митохондрими для синтеза АТФ, так сказать на экспорт, для немитохондриальных частей клетки, идет не на реакцию образования АТФ как таковую, а на концентрирование АДФ и фосфата внутри митохондрий, и откачку синтезированного АТФ, из митохондрий в цитоплазму. Движущей силой этих транспортных процессов служит протонный потенциал.

Даже такая специфическая функция, как образование дополнительных количеств тепла при охлаждении, и та оказалась связанной с использованием протонного потенциала.

Итак, протонный потенциал может совершать различные виды химической, осмотической, механической работы, а также служит источником образования тепла. Если учесть, что первичная форма протонного потенциала – это разность электрических потенциалов на мембране, то можно сделать вывод: протонный потенциал наряду с АТФ есть конвертируемая валюта в живой клетке.

-За счет чего можно создать разность потенциалов на мембране клетки и тем самым улучшить или активизировать работу протонного потенциала? – спросил я.

-Для этого надо выяснить, в каких случаях происходит наибольшее насыщение крови кислородом? – вновь пустился в рассуждения мой друг. Наш выдох насыщен углекислым газом. Хочу отметить, что свойство углекислого газа тормозить (ингибировать) создание (генерацию) активных форм кислорода клетками тканей человека было открыто учеными Московской медицинской академии имени И.М. Сеченова.

-А, что собственно, за штука эти активные формы?

-К активным формам относятся гидроксильные анионы, перекись водорода, кислород с возбужденными электронами, то есть побочные продукты, на образование которых расходуется 5% поступающего в каждую клетку кислорода. А остальные 95% идут на дыхание, точнее, на синтез АТФ, основного внутриклеточного энергоносителя. Роль активных форм кислорода вообще двоякая: с одной стороны, они в малых количествах защищают органы и ткани от микробов и даже некоторых опухолей, с другой – при высоких концентрациях – могут разрушать клетки. Все зависит от количества.

Исследования показали, что в той концентрации, в которой углекислый газ обычно присутствует в крови, он резко тормозит реакции образования активных форм кислорода, тем самым, предохраняя клетки от разрушения.

Двуокись углерода обладает сосудорасширяющим эффектом. Чем больше в крови углекислого газа, тем больше углекислоты, а, следовательно, и сильнее сдвиг кислотно-щелочного равновесия (КЩР) крови в кислую сторону, что лучше (качественнее) способствует насыщению крови кислородом и облегчению отдачи его оксигемоглобином в ткани. При этом углекислый газ и его концентрация в крови влияют на насыщение кислородом крови и его отдачи тканям.

-Но, этого можно добиться различными дыхательными упражнениями. Особенно сильно на парциальное давление кислорода в крови, влияет мышечная работа и повышенная работа органов, приводящая к повышению температуры, значительному образованию углекислого газа, естественно, большему сдвигу в кислую сторону и понижению напряженности кислорода, - подытожил я.

-Вот именно в этих случаях происходит наибольшее насыщение крови кислородом и всего организма в целом.

-Поэтому дыхательные упражнения, используемые в практиках Цигун, на длительный вдох (-6 с) и длительный выдох (-6 с), с задержкой дыхания на вдохе и выдохе помогают при лечении отдельных форм бронхиальной астмы.

-А, может создаться такая ситуация, когда скорость потребляющих потенциал процессов, над скоростью его воссоздания (генерации) приведет к исчезновению потенциала и остановке всех систем, питаемых потенциалом в клетке? – спросил с некоторой иронией я.

-Зачем клетка поглощает ионы калия и выбрасывает ионы натрия, создавая дорогостоящую асимметрию в распределении этих близких по свойствам ионов между цитоплазмой и окружающей средой? – вопросом на вопрос ответил биолог.

Да дело в том, - продолжал мой друг, что практически в любой живой клетке ионов калия намного больше, чем ионов натрия, в то время как в среде натрий находится в огромном избытке над калием.

Известно, что между цитоплазмой клетки и внешней средой существует разность электрических потенциалов, поддерживаемая работой белков генераторов в клеточной мембране. Откачивая протоны изнутри клетки наружу, белки-генераторы тем самым заряжают ее внутренность отрицательно. В этих условиях накопление ионов К+ внутри клетки могло бы происходить за счет электрофореза – движения положительно заряженного иона калия в отрицательно заряженную цитоплазму клетки.

-Но, тогда получается, что поток калия должен разряжать мембрану, предварительно заряженную протонными генераторами. В свою очередь, разрядка мембраны должна немедленно активизировать работу генераторов, - вывод напрашивался сам, собой.

-Это означает, что энергетические ресурсы, затрачиваемые на генерацию разности электрических потенциалов между клеткой и средой будут использованы для концентрирования ионов К+ внутри клетки. Конечным балансом такого процесса окажется обмен внутриклеточных ионов Н+ на внеклеточные К+ ( ионы Н+ откачиваются белками генераторами наружу, ионы К+ поступают внутрь, двигаясь в электрическом поле, созданном движением ионов Н+).

-Стало быть, внутри клетки будут создаваться не только избыток ионов К+, но и дефицит ионов Н+? – ведь так?

-Да, этот дефицит можно использовать для откачки ионов Na+. Для этого Природа придумала следующий механизм. Известно, что клетки располагают особым переносчиком ионов натрия, обменивающим Na+ на Н+ (этот переносчик носит название Na+/Н+-антипортера). В условиях нехватки Н+ в цитоплазме антипорт может компенсировать протонный дефицит, перенося Н+ из внешней среды внутрь клетки. Произвести такой антипорт переносчик может только одним способом: обменяв внешний Н+ на внутренний Na+.

-Значит, движение ионов Н+ внутрь клетки может быть, использовано для откачки из той же клетки ионов Na+.

-Да, конечно таким образом и создается калий натриевый градиент: внутри клетки накопили К+ и откачали оттуда Na+. Движущей силой этих процессов был создаваемый белками-генераторами протонный потенциал (направление потенциала таково, что внутренность клетки заряжается отрицательно и там возникает нехватка ионов водорода).

-А, что если протонные генераторы по какой-то причине выключились. Что произойдет в этих условиях с калий-натриевым градиентом?

-Конечно же он рассеется: ионы К+ вытекут из клетки в окружающую среду, где их мало, ионы Nа+ войдут внутрь, где эти ионы в дефиците. Но вот что интересно. Рассеиваясь, калий-натриевый градиент сам окажется генератором протонного потенциала того направления, что образовывался при работе белков-генераторов.

Действительно, выход иона К+ как положительно заряженной частицы создает диффузионную разность потенциалов на клеточной мембране со знаком “минус” внутри клетки. Вход Na+ при участии Nа+/Н+-антипортера будет сопровождаться выходом Н+, то есть созданием дефицита Н+ внутри клетки.

-Подожди, что же получается? Ведь принцип работы клетки это: закон проявления взаимодействия Инь-Ян. Когда белки-генераторы работают, создаваемый ими протонный потенциал расходуется на образование калий-натриевого градиента. Зато когда они выключены (или их мощности недостает, чтобы удовлетворить многочисленных потребителей потенциала), калий-натриевый градиент, рассеиваясь, сам начинает генерировать протонный потенциал, - высказал предположение я.

Инь-Ян образуют двойственность всего проявленного во Вселенной. Но они не взаимоисключающие понятия. Чтобы мог существовать «плюс» должен существовать «минус». Они постоянно находятся во взаимодействии, порождают друг друга. Чтобы родился новый день, ему должна предшествовать ночь. Полуденный день проявляет в себе элемент ночи, угасания и полуночная тьма несет в себе пробуждения утренней зари, и возрождение, нового дня.

Человечество возникло одновременно из Инь-Ян. И мы все есть суть проявления этих двух понятий. Если бы у нас не было разности потенциалов и взаимодействия между полярными противоположностями внутри и снаружи клетки, то не было бы движения ни внутри нас, ни в остальной Вселенной. Жизнь это неустойчивое равновесие между Инь-Ян, - немного восточной философии отвлекло нас от сложности хитросплетения клеточных структур.

-Ну, хорошо! Если есть разность потенциалов на мембране клетки, то должна быть и передача энергии вдоль мембраны, - продолжил свои рассуждения я. Разность электрических потенциалов весьма удобна для транспорта энергии в пределах клетки. Скорее всего, это так.

-Да, так. Дело в том, что вся гуморальная жидкость (межклеточная) и внутриклеточная представляют собой солевые растворы. Система из двух солевых растворов, разделенной мембраной с ее свойствами превосходного изолятора действует в режиме электрического кабеля. Солевые растворы – проводники с очень низким сопротивлением, мембрана – структура, сопротивление которой очень велико. Поэтому электрическое поле созданное, например, переносом Н+ через мембрану в какой-то ее точке, должно немедленно распространиться по всей мембране.

Транспортабельность – необходимое свойство конвертируемой формы энергии. Поскольку разность электрических потенциалов является достоянием мембраны в целом, она должна объединять тысячи вмонтированных в нее генераторов и потребителей протонного потенциала в единую систему энергообеспечения клетки, митохондрии и других биологических структур.

Аналогия мембраны с электрическим кабелем давно используется нейрофизиологами: распространение нервного импульса вдоль весьма протяженных мембран аксона происходит как по кабелю. Однако это передача сигнала, а не электрической мощности, которую необходимо использовать для совершения работы. Да и протонных генераторов нет в аксоне.

После длительных поисков и многочисленных опытов удалось выяснить, что в клетке вместо десятков и сотен округлых митохондрий есть всего одна гигантская сетчатая митохондрия, более всего напоминающая авоську. Она располагается под внешней мембраной клетки по всей ее протяженности, так что размер митохондрии соизмерим с размером самой клетки.

-А, как обстоит дело с изучением мышечных митохондрий? – поинтересовался я.

-Клетка мышцы достигает огромных размеров. Ее энергетические потребности очень велики, а диффузия АТФ и окисляемых соединений затруднена ввиду того, что клетка буквально набита плотно упакованными структурами – тяжами сократительного белка актомиозина.

Для мышечных метохондрий, располагающихся в клеточных мембранах мышцы, придумали название, «reticulum mitochondriale» (митохондриальный ретикулум по аналогии с уже известным эндоплазматическим ретикулумом – системой мельчайших мембран цистерн, ответственных за обратимое поглощение ионов кальция внутри мышечной клетки), что означает внутриклеточная электроповодка. Мышечное волокно пронизано мембранами, которые находятся под напряжением в четверть вольта, то сама Природа велела использовать их для передачи электрической энергии. Такая электропроводка резко облегчает ситуацию в тяжело работающей мышце, испытывающей острый энергетический дефицит.

-Но как это доказать прямым экспериментом? – вопрос опять вопрос. Как говорил Н.К. Рерих «Учитесь задавать вопросы! Так как в корректно поставленном вопросе заключено таинство ответа».

-Наличие протяженных митохондриальных мембран – условие необходимое, но недостаточное, чтобы признать за ними роль электропроводки. Митохондриальный ретикулум – это тончайшая паутинка, вплетенная в структуру мышечного волокна. Поперечник даже наиболее толстых тяжей ретикулума измеряется долями микрона. Передачу электричества по столь тонкому кабелю нельзя измерить прямо: даже самые тонкие электроды слишком громоздки для такой операции.

-Как же вышли из этого трудного положения?

-Этот эксперимент же стал «классическим» и принадлежит группе ученых, которую возглавлял уже известный нам В. Скулачев. Сначала был установлен факт движения нитчатых цианобактерий за счет энергии протонного потенциала.

Многоклеточный организм цианобактерий (трихом) состоит из сотен клеток, соединенных конец в конец. Цитоплазма каждой из них окружена мембраной, в которой есть генераторы протонного потенциала.

Поставили такой не сложный опыт. Были подобраны условия, когда свет служил единственным источником энергии для генерации протонного потенциала цианобактериями. Трихомы были неподвижны пока не включался свет. Вопрос заключался в том, будет ли двигаться трихом, если освещена лишь небольшая его часть? Если между клетками в трихоме существует передача энергии, то, освещая часть трихома, можно образованную там электроэнергию передать в затемненные участки и питать ею все протонные моторы этого трихома.

Луч света сфокусировали таким образом, чтобы световое пятно покрыло всего 4-5 процентов от общей длины трихома. Оказалось, что в этих условиях трихом сохраняет свою подвижность.

К трихомам подвели четыре внеклеточных электрода. Электроды 1 и 4 расположили у противоположных концов, электроды 2 и 3 – на расстоянии 1/3 и 2/3 пути от электрода 1 к электроду 4. Тонким лучом света высветили небольшую часть трихомов вблизи электрода 1 и измерили разность потенциалов между электродами 1-4, 2-4 и 3-4.

Оказалось, что между электродами 1и 4 возникает разность потенциалов, причем ее направление соответствует выходу положительных зарядов (Н+) из клетки во внешнюю среду в освещенной части трихомов, то есть в области электрода 1. Между остальными электродами также возникает разность потенциалов, убывающая от электрода 1 к 4.

-И, что световое пятно действительно вызывает генерацию разности потенциалов?

-Да, таким образом передается мощность вдоль мембран на несколько миллиметров – расстояние, огромное по масштабам клетки.

-Ты, знаешь Владик Труш, - начал я свой рассуждения. Создается впечатление, что мы стоим у ворот «великого» откровения, заключенного в таинстве духовной медитативной практики. Проникнув, в механизм биоэнергетики клетки самое поразительное то, что обменные процессы можно активизировать не только за счет питания, дыхания или атаптационных механизмов, а также воздействием света на клеточные структуры. Ведь, что получается? Главным объектом медитации является концентрация внимания на внутренней энергии организма. Активизировать ее можно с помощью света. Где взять свет? С помощью мысленной визуализации представить яркий солнечный шар внутри себя, в области Дан-тянь. Длительная концентрация на этой области вызовет активизацию (энергии Ци) протонного потенциала на клеточном уровне и передачу электроэнергии по мембранам клеток. После чего следует направить эту энергию по срединным меридианам. Переходя от одного участка к другому, клетки накапливают АТФ не расходуя энергию на выполнение какой либо работы. Создается запас жизненной энергии в виде АТФ, который человек может использовать для развития внутренней энергии и творческого потенциала. Все духовные практики связаны с преобразованием энергетической структуры организма. Эти практики обусловлены способностью управлять, функционированием органов и систем организма, оказывают мощное тренирующее и очищающее воздействие. Медитативные практики осознанной работы с Ци позволяют накопить в организме огромное количество энергии. В результате, по мере того как Ци начинает все свободнее течь в теле, человек осознает новые аспекты бытия, перед ним открываются все более широкие горизонты духовного самоосознания. На этом биофизическом принципе основаны все религиозные духовные практики.

-Глубоко «капнул», впечатляет! – с восторгом отозвался Влад.

Уже было далеко за полночь. Служба охраны неоднократно пыталась выдворить нас из лаборатории. Выйдя из университета, мы спустились по бульвару Т.Шевченко к площади «Победы». В это время суток Киев наиболее величественен. Всю дорогу вели жаркие споры о воздействии внешнего света и «внутреннего» на организм человека.

Нужны были новые данные о целебных свойствах световых лучей, которые оказывают благотворное влияние на организм человека.

Поблагодарив друга, за помощь и участие мы расстались, и две школы одна научная, а другая практическая побрели к своим домам.