Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.6. Биологическая роль воды
Много работ посвящено особенностям структуры, связанных с водой. Остановимся на некоторых аспектах ее биологической роли.
Методами ИК-спектроскопии, пьезограветрии исследован процесс формирования структур и гидратного окружения ДНК из микроорганизмов в тканях с контролируемым содержанием воды. Изменения энтальпии испарения гидратной воды и ИК-спектроскопические данные позволяли найти распределение гидратной воды связанной с ДНК, что дало возможность оценить вклад молекул воды (до 70 %) и водородных связей в уотсон-криковских парах (до 30 %) в общую энергию спиральной В-формы ДНК [47–50].
Влияние структуры связанной воды на строение молекул белков являлось предметом большого количества исследований. Предложены различные теории и структурные модели взаимодействия белковых молекул и воды [51–52].
При взаимодействии воды с различными молекулами электролитов и неэлектролитов изменяется колебательное время жизни молекул воды и в определенном концентрационном интервале происходит разрушения сетки водородных связей.
Воде в жидкой фазе свойственны регистрируемые тонкие структурные изменения в физиологическом диапазоне температур, связанные с изменением объема и заполняемости системы полостей в структурообразующей льдоподобной решетке. Данные структурные изменения могут запускать процессы в живых системах, особенно в ограниченном (клеточном) объеме, посредством нехимической «структурной» или конформационной модификации макромолекул и изменением подвижности низкомолекулярных веществ и ионов. Примером таких механизмов являются так называемые неденатурационные конформационные изменения структуры белков связанные с изменением поверхности макромолекулы, доступной для растворителя. В основе структурных изменений воды лежат некоторые различия системы межмолекулярных взаимодействий свойственных двум модификациям молекул воды в жидкой фазе. Таковым модификациями могут являться орто- и пара-модификации молекул воды, различающиеся по ряду физических параметров.
Воду и водные растворы рассматривают как неравновесные системы с динамическим хаосом, способные к самоорганизации, а также структуру воды и водных растворов можно рассматривать как первичную мишень для малых концентраций растворенных веществ, а также для слабых внешних полей и, по-видимому, не только электромагнитной природы. Индуцированное изменение структуры воды сказывается на свойствах биологических мембран, что, в свою очередь, приводит к изменению гомеостаза клетки. Таким образом, воду следует рассматривать как структурно-динамический сенсор и как преобразователь гидрофильно-гидрофобных равновесия в биологических системах.
Вода и живые системы обладают свойствами макростатической когерентности, квантово-механической по своей природе. Эти свойства могут порождать память частоты, эффект дальнодействия и запутанности определенные первоначально. Они вносят ключ к пониманию физики, гомеопатии, акупунктуры, электро- и химической чувствитель-
ности [42, 51–52].
Способы получения активированной воды
Наиболее распространенными способами получения активированной воды является обработка постоянными и переменными магнитными полями, электрохимическая (при помощи электролиза), а также замораживание и ее последующее оттаивание [53–55].
Известны способы и установки для получения биологически активной воды с пониженными концентрациями дейтерия. В них используются два технологических процесса обработки воды:
а) вода – пар – лед – вода
б) вода – лед – пар – лед – вода.
Исследованиями, показано, что такая вода, имеющая в своем составе пониженные (на 8–10 %) концентрации дейтерия, обладает антимутагенным, геропротекторным и радиопротекторным действием. Также существует установка, технологическая схема которой включает электролизеры первой и второй ступеней, устройство для окисления электролизных газов (водорода и кислорода), конденсаторы паров воды и сборников бездейтриевой воды. При этом достигается 60 % снижение содержания дейтерия. Оценка количества дейтерия в воде и получение легкой воды достаточно трудоемкие и сложные процессы, поэтому ведется поиск других способов биологической активации воды.
Повышение БАВ путем ее замораживание с последующим оттаиванием является наиболее широко используемым способом. Исследования талой воды ведутся достаточно давно. Доказана специфика межмолекулярных взаимодействий, характерная для структуры льда, сохраняется и в талой воде, так как при плавлении кристалла разрушается только 15 % всех водородных связей. Такие перестройки способствуют качественным изменениям свойств воды, что можно использовать для управления жизнедеятельностью организмов [27].
Воздействия на воду различными факторами
В случаях воздействия на воду и водные растворы различных электромагнитных колебаний первичной мишенью является водная компонента растворов. В магнитных и электрических полях вода находится в метастабильном состоянии вследствие ее стехиометрического состава, наличия в ней упорядоченных цепочек молекул и больших кластеров. Кинетика линейно-упорядоченных цепочек описывается нелинейными возбуждениями, солитонами. Таким образом, биологическая активация происходит при участии водородных связей и заряд-дипольного ассоциирования. Следует отметить действие прочих факторов, таких как температура, освещение, посторонние электромагнитные поля различных частот природного и промышленного происхождения. Рассматривая энергетический аспект обработки, следует иметь в виду малую мощность потребляемой энергии [56].
Эффект долговременной памяти воды связаны с существованием не разрушающихся структурных компонентов воды (мод). Системами с хаосом можно управлять при очень низкой затрате управляющих ресурсов сравнительно с результатам управления. Частным случаем такого управления является действие магнитного поля на воду [57].
При воздействии магнитных полей на растворы происходит увеличение водородных связей и снижение термического возмущения воды. Эмпирически установлено, что в сильных пространственно-неоднородных полях дистиллированная вода приобретает аномальные физико-химические свойства, в частности, зависимости окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) от рН и дипольного момента от температуры, не укладывающиеся в рамки классических описаний. Такая модифицированная вода приобретает повышенную биологическую активность.
При воздействии ЭМП на аминокислоты происходит формирование устойчивых молекулярных комплексов, отличных по ряду физико-химических характеристик от свободных молекул, и существенно ускоряются процессы гидролиза ряда белков и пептидов (Новиков, 1994). Установлено, что эффекты ЭМП на аминокислоты: передаются через предварительно обработанный растворитель и проявляются в присутствии ряда ингибиторов протеаз и ферментов – инактиваторов перекисей [58].
Обработанная вода оказывает зависимое от частоты магнитных полей (МП) влияние на белки. Обнаружена практически полная передача информации через раствор. В растворе после магнитной обработки образовывалась достаточно крупный и устойчивый молекулярный ассоциат, обладающий совокупностью свойств и характеристик всего раствора, приобретенных в результате воздействий на него магнитных полей.
Исследование физико-химических свойств водных растворов, полученных в результате мембранного электролиза, показало наличие трех основных действующих факторов: образование устойчивых химических соединений (кислот в анолите и щелочей в католите), изменение рН жидкости, формирование неустойчивых (метастабильных) суперактивных соединений. Анолит дистиллированной воды обладает активирующими свойствами. Наблюдается уменьшение биологической активности в процессе релаксации католита и анолита создает трудности при их применении [53–54].
Биологическую активность воды также изменяет действие лазера, инфразвуковых и звуковых колебаний, ионизирующего излучения и т.д. [59].
Влияние инфразвуковых колебаний на электропроводность дистиллированной воды и оптическую плотность водного раствора ДНК обладает неоднозначной чувствительностью к воздействию различных параметров. Инфразвуковые и низкие звуковые частоты понижают удельную электропроводность (УЭП) до 15,7 %, раствор ДНК снижает оптическую плотность. Воздействие лазером приводит к изменению числа водородных связей в структуре воды и, соответственно, к изменению ее биологической активности [59].
Существуют предположения о возможности взаимодействия
КВЧ-излучения, с водой. Изучаются механизмы воздействия доз ионизирующего излучения на водную среду [60].