Люстра Чижевского - прибор долголетия - [9]

Вот тут-то и было обращено пристальное внимание на кислород. До того времени уже устоялось представление о том, что он используется живым организмом как окислитель для получения энергии в ходе окислительно-восстановительных реакций и как химический элемент, входящий в состав органических соединений.

Радикалы кислорода: супероксид. ОО и гидроксильный радикал ОН (точка означает неспаренный электрон) могут быть побочными продуктами биохимических реакций, они химически активны, могут нанести существенный ущерб живой клетке, и их нужно удалять. Но дело в том, что в организме существует фермент НАДФН-оксидаза, который обычный молекулярный кислород О₂, переводит в супероксидную форму! Причем переводит много — до 10 %.

Картина получалась ошеломляющая. Организм сам специально производит супероксидные радикалы. ОО, чтобы их тут же дисмутировать, то есть по сути дела — уничтожить при помощи повсеместно в нем присутствующего (и очень активного) фермента СОД.

Дальнейшее изучение особенностей молекулы кислорода, ее так называемых активных форм (АФК) привело к пересмотру роли кислорода в биохимии.

Парадоксы кислородного дыхания

Динамика роста научной литературы, посвященной активным формам кислорода, свободным радикалам, окислительным процессам с их участием, говорит о стремительно растущем к ним интересе биологов и медиков. В большинстве публикаций по проблемам, связанным с активными формами кислорода, подчеркивается их деструктивное действие на мембраны, нуклеиновые кислоты и белки.

В то же время вне поля зрения большинства исследователей оставался громадный массив данных, свидетельствующих об абсолютной необходимости АФК для процессов жизнедеятельности. Так, при пониженном содержании в атмосфере супероксидных радикалов животные и человек заболевают, а при длительном их отсутствии — гибнут. На производство АФК в норме идет 10–15 %, а в особых обстоятельствах — до 30 % потребляемого организмом кислорода. Становилось также ясным, что определенный «фон» АФК необходим для реализации действия на клетки биорегуляторных молекул, а сами АФК могут имитировать действие многих из них. Именно поэтому все более широкое применение находит «окситерапия» — лечение широкого спектра заболеваний путем искусственной аэроионизации воздуха, обработкой крови такими активным формами кислорода, как озон и перекись водорода.

Таким образом, многочисленные эмпирические данные вошли в противоречие со сложившейся в классической биохимии схемой, в рамках которой АФК видятся лишь как сверхактивные химические частицы, которые могут нарушать стройный ход нормальных биохимических процессов. В то же время не принималась во внимание главная особенность реакций с участием АФК — их чрезвычайно высокий энергетический выход, достаточный для генерации электромагнитных волн. Но благодаря именно этой особенности они могут формировать своеобразные биоэнергетические потоки, необходимые для запуска.

Особые свойства молекулы кислорода

Кислород необходим для всех» организмов, а для жизни человека в особенности. Всего несколько минут без кислорода приводят к необратимому повреждению мозга. Мозг человека, составляющий лишь 2 % от массы его тела, потребляет около 20 % получаемого организмом кислорода. Считалось, что почти весь О₂, потребляется при окислительном фосфорилировании в митохондриях, но их содержание в нервной ткани не больше, если не меньше, чем в других энергозависимых тканях. Следовательно, существует другой путь утилизации О₂, и мозг должен потреблять его на этом пути активнее, чем другие ткани. Альтернативный путь использования О₂, для получения энергии — его одноэлектронное восстановление. Свойства молекулы О₂, в принципе позволяют получать энергию и на этом пути.

Кислород уникален среди важных для жизнедеятельности молекул. Он содержит два неспаренных электрона на валентных орбиталях.

Такие частицы обладают значительно большим запасом энергии, чем молекулы в невозбужденном состоянии, когда все их электроны спарены. Избыточная энергия О₂, (180 ккал/моль) освобождается, когда он восстанавливается до двух молекул воды, получив с атомами водорода четыре электрона, полностью уравновешивающих электронные оболочки обоих атомов.

Несмотря на большой избыток энергии, кислород с трудом реагирует с окисляемыми им веществами, поскольку молекула О₂ находится в энергетически устойчивом состоянии… Если же О₂, тем или иным способом приобретает дополнительный электрон, то последующие он может получить уже легко. На пути одноэлектронного восстановления О₂ и образуются промежуточные соединения, названные АФК благодаря их высокой химической активности. Получив первый электрон, О₂ превращается в супероксид-анион радикал О^-₂. Добавление второго электрона (вместе с двумя протонами) превращает последний в перекись водорода, Н₂О₂. Перекись, будучи не радикалом, а малоустойчивой молекулой, может легко получить третий электрон, превратившись при этом в чрезвычайно активный гидроксил-радикал ОН-, который легко отнимает у любой органической молекулы атом водорода, превращаясь в воду.

Свободные радикалы отличаются от обычных молекул не только высокой химической активностью, но и тем, что порождают цепные реакции. «Отобрав» доступный электрон у оказавшейся рядом молекулы, радикал превращается в молекулу, а донор электрона — в радикал, который может продолжить цепь дальше. Действительно, когда в растворах биоорганических соединений развиваются свободнорадикальные реакции, немногочисленные исходные свободные радикалы могут вызывать повреждение громадного числа биомолекул. Именно поэтому АФК традиционно рассматриваются в биохимической литературе как чрезвычайно опасные частицы. Их появлением в среде организма объясняют многие заболевания и даже видят в них основную причину старения.