авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

«Довгуша В.В. ВОДОГАЗОВЫЕ СТРУКТУРЫ В ПРИРОДЕ, БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ Санкт-Петербург 2011 УДК 613.83 В монографии ...»

-- [ Страница 4 ] --

В табл. 2.9 приведены значения коэффициентов раствори мости инертных газов и азота в воде, оливковом масле и жире че ловека, а также значения отношения растворимости этих газов в оливковом масле к их растворимости в воде. Как видно из данных табл. 2.9 растворимость инертных газов в воде и оливковом мас ле, а также их отношение возрастают по мере увеличения моле кулярного веса газа. Отношение растворимости инертного газа в жире к его растворимости в воде имеет важное физиологическое значение. В дальнейшем будет показано, что скорость кровотока и именно этот параметр лимитируют скорость сатурации и деса турации жировых тканей человека от инертного газа.

Растворимость инертных газов в жировых тканях человека и в оливковом масле одинакова. Также практически полностью совпадает растворимость этих газов в цельной крови с их раство римостью в воде. Расчёты, выполненные Ван Слайком и соавт.

(Van Slyke et al., 1934), показывают, что растворимость азота в цельной крови человека всего лишь на 1-2 % больше, чем в воде. Это небольшое увеличение растворимости азота в цельной крови по сравнению с растворимостью азота в воде, несмотря на «высаливание» газа из плазмы, обусловлено сравнительно высо кой растворимостью азота в гемоглобине эритроцитов и отчасти в липидах плазмы.

Поскольку концентрация липидов в крови составляет в сред нем 0,58 об.%, то липиды, содержащиеся в 1 мл цельной крови, мо гут растворить в себе (0,0610,0058) 0,0004 мл азота. В то же время общее содержание азота, растворённого в 1 мл крови при давлении 1 кгс/см2, составляет 0,0130 мл. Таким образом, липиды плазмы со держат в себе всего лишь 0,0004/0,013 1/32 часть (3 %) от обще го количества азота, растворённого в крови. Как отмечают Манн и Гилди (Man, Gildea, 1932), даже после приёма пищи, содержащей большое количество липидов, их концентрация в крови возрастает не более чем вдвое. Поэтому «послеобеденные» липиды не могут существенно увеличить «азотную ёмкость крови». Однако, если бы человек дышал криптоно-кислородной или ксеноно-кислородной смесью, то липиды плазмы оказывали бы более значительное влия ние на ёмкость крови по инертному газу, поскольку отношение рас творимости указанных газов в липидах к их растворимости в воде гораздо больше аналогичного параметра для азота.

При газовом равновесии организма с внешней средой пар циальное давление инертного газа в крови и в тканях практически одинаково с его парциальным давлением в альвеолярном воздухе.

В связи с этим при количественной оценке концентрации инерт ного газа в различных тканях организма по соотношению C = P можно использовать значение парциального давления этого газа в альвеолярном воздухе.

Таблица 2. Растворимость инертных газов в воде, оливковом масле и жире человека и равновесное распределение инертных газов в теле человека при дыхании смесью 21 % О2 – 79 % инертного газа Содержание Wтж/(Wтв + Отношение раствори- мости в мас Wтж), % инертного Коэффициент раство газа** в теле ле к растворимости в воде римости* в человека ве Молекулярный вес сом 70 кг в оливковое масло при жире человека при Газ водосо-держащих жировых тканях тканях (Wти), л воде при 38 °С (Wтж), л 38 °С 37 °С Водород 2 0,0130 0,040 - 3,1 0,48 0,31 Гелий 4 0,0086 0,015 - 1,7 0,32 0,13 Неон 20 0,0097 0,019 0,20 2,1 0,36 0,15 Азот 28 0,0130 0,061 0,62 5,1 0,48 0,50 Аргон 40 0,0260 0,140 - 5,3 0,96 1,15 Криптон 84 0,450 0,430 0,410 9,6 1,66 3,50 Ксенон 131 0,850 1,700 1,600 20 2,14 13,2 * По данным Рота (Roth, 1966);

** Расчётные данные В.П. Николаева (1971).

Вполне понятно, что общее содержание инертного газа в ор ганизме человека зависит от веса тела и соотношения между ве сом жировых и водосодержащих тканей. В среднем у человека на долю водосодержащих тканей и крови приходится 70 % веса тела, а на долю жировых и липидных тканей -10 % (Behnhe, 1945;

Best, Taylor, 1950). В.П. Николаевым (1971) приведены расчёты равно весного распределения инертного газа в теле человека весом кг при дыхании смесью 21 % О2 – 79 % инертного газа при давле нии 1 кгс/см2. Результаты этих расчётов представлены в табл. 4.1.

Так, например, в обычных для человека условиях обитания и его теле содержится около 1 л азота. Причём в крови, составляющей 7,7 % веса тела, растворено лишь около 50 мл азота. С увеличе нием молекулярного веса инертного разбавителя кислорода в ды хательной смеси возрастает общее содержание инертного газа в организме и большая его часть депонируется в жировых тканях.

При растворении движение газовых молекул от поверхно сти жидкости в её толщу происходит путем диффузии. Именно с помощью этого кинетического процесса осуществляется вырав нивание концентрации и парциального давления растворяемого газа в неподвижной жидкости и тем самым достигается термо динамическое равновесие между свободным газом и раствором.

Внутренним механизмом диффузии является хаотическое тепло вое движение молекул.

Диффузия любого вещества всегда происходит из мест с большей в места с меньшей концентрацией. Согласно основному закону диффузии Фика, диффузионный поток (q) через поверх ность (S), перпендикулярную направлению диффузии (r), опреде ляется следующим соотношением:

q = -SD, где D – коэффициент диффузии;

dC/dr – градиент концен трации вещества.

Из фундаментальных законов атомно-молекулярного строе ния вещества следует, что коэффициент диффузии пропорциона лен скорости теплового движения молекул и длине их свободного пробега. Коэффициент диффузии имеет размерность квадратный сантиметр в секунду.

Тепловая природа диффузии предопределяет все характер ные свойства этого явления. Коэффициент диффузии газа в жид кости возрастает пропорционально квадратному корню из абсо лютной температуры. Относительные скорости диффузии газов при одних и тех же условиях обратно пропорциональны квадрат ному корню из молекулярного веса (закон Грэхема). Кроме того, отношение коэффициента диффузии газа в какой-либо физиче ской жидкости к его коэффициенту диффузии в воде должно быть одинаково для всех инертных газов.

В табл. 2.10 приведены значения коэффициентов диффузии инертных газов в воде, оливковом масле, полутвёрдом жире, сы воротке и агаровом геле.

Таблица 2. Коэффициенты диффузии инертных газов Газ Коэффициенты диффузии, х10-6 см2/с в воде в оливко- в полу- в сыво- в агаро вом масле твёрдом ротке вом геле жире Водород 110,9 26,0 13,0 80,6 99, Гелий 79,2 18,6 9,28 57,6 71, Азот 30,1 7,04 3,50 21,7 27, Аргон 25,2 5,92 2,94 18,2 22, Криптон 17,5 4,10 2,08 12,6 15, Ксенон 13,9 3,27 1,62 10,1 12, Неон 34,8 8,34 4,15 25,7 32, Поскольку концентрация газа в растворе связана с его пар циальным давлением и коэффициентом растворимости, то соот ношение для диффузионного потока газа в жидкости принимает вид:

q = -SD, где D – коэффициент диффузии газа в жидкости, см2/с;

– коэффициент растворимости газа в жидкости, (кгс/см2)-1;

S – пло щадь поверхности, перпендикулярная направлению диффузии, см2;

dР/dr – градиент парциального давления газа, кгс/см3 (Про блемы космической биологии. Том. 39. Действие гипербариче ской среды на организм человека и животных. –М.: Наука, 1980).

Малая скорость диффузии газов в жидкостях и тканях орга низма не лимитирует длительность процессов его насыщения и рассыщения от инертных газов.

Структура капиллярной сети системы кровообращения та кова, что, несмотря на большие размеры тела человека, газовым молекулам путём диффузии приходится преодолевать в организ ме весьма незначительные расстояния. Так путь диффузии газа из альвеолярного пространства лёгких в кровь легочных капил ляров не превышает 5-7 мкм, т.е. 5710-4 см, расстояние между тканевыми капиллярами и самыми удалёнными участками обслу живаемых ими тканей составляет 0,31,010-2 см. Молекулы всех инертных газов (а также О2 и СО2) способны преодолевать столь малые расстояния за секунды и доли секунды. Длительность установления газового равновесия между организмом и внеш ней средой практически не лимитируется скоростью диффузии инертных газов (Черниговский В.Н. (ред.), 1980).

Итак, движение индифферентного газа в организме проис ходит по законам диффузии – процесса, при котором газ в системе распределяется из области большого давления (концентрации) к областям меньшего давления, что приводит к выравниванию дав ления содержащихся в системе молекул газа. Применительно к организму человека и животных скорость данного процесса опре деляется прежде всего градиентом давления газа, его физически ми свойствами и характеристикой биологических мембран, через которые происходит диффузия.

Градиент давления, являющийся одним из важнейших по казателей скорости диффузионного процесса, может быть опре делён как разность парциальных давлений (напряжений) газа по обе стороны биологической мембраны. Так, например, при по вышенном проникновении азота в кровь легочных капилляров этот градиент р, или, как мы будем его называть, насыщающий перепад, представляет разность между возросшим парциальным давлением азота в альвеолярном воздухе, раN2 и его исходным на пряжением в крови лёгочных капилляров, ркN2, то есть р = р аN2 – ркN2.

Чем больше процентное содержание (или глубина погру жения) газа, тем больше насыщающий перепад и, следовательно, больше скорость диффузии газа в кровь.

Как только напряжение газа (N2, Xe и др.) в крови сравняет ся с его парциальным давлением в альвеолярном воздухе (то есть при р = 0), наступает состояние динамического газового равнове сия: число молекул газа, проходящее через альвеоло-капиллярную мембрану в кровь, становится примерно равным числу молекул газа, диффундирующему из крови в альвеолярный воздух.

Избыточно насыщенная индифферентным газом артериаль ная кровь при движении по организму приходит в соприкоснове ние с межтканевой жидкостью (другими биологическими жидко стями), а через неё – с клетками тканей и органов. Возникающие таким образом новые насыщающие перепады обуславливают вы ход молекул газа из артериального отрезка капилляра и снижение его содержания в крови. Поэтому когда эта «рассыщенная» кровь вновь попадает в лёгкие, напряжение индифферентного газа в ней вновь оказывается более низким по сравнению с его парци альным давлением в альвеолярном воздухе, что приводит к даль нейшему поступлению молекул газа в кровь и т.д. При установ лении динамического газового равновесия для данной величины парциального давления индифферентного газа, которое отлича ется от исходного подвижного равновесия только сравнительно большими концентрациями газа, растворённого во внутренних средах организма. Подобное состояние переводит организм на новый уровень функционирования – с непривычным для него по вышенным содержанием, атомным весом и т.п., газом.

При снижении концентрации, прекращении подачи газовой смеси или снижении окружающего давления происходит одновре менное падение парциального давления индифферентного газа во всём организме, что приводит к возникновению рассыщающего перепада, например для азота, р =ркN2 раN2 или р = ркХе раХе и повышенной диффузии молекул индифферентного газа из лё гочных капилляров в альвеолы, а из них – во внешнюю среду. С каждым новым кругооборотом крови происходит постепенное освобождение тканей от избыточных молекул индифферентного газа (табл. 2.11).

Таблица 2. Схема насыщения и рассыщения организма ксеноном при нормальном давлении Давление, кПа Процентная концентрация в альвеоляр (70 % Хе – 30 % О2) в тканях ном воздухе Исходное состояние равновесия 0,000008 0, при нормальном давлении Начальный момент подачи смеси 0,8 0, Полное насыщение организма 0,8 0, Прекращение подачи смеси (на 0,000008 0, чальный момент) Восстановление исходного состоя 0,000008 0, ния при нормальном давлении Отношение растворимости в жировой ткани к растворимо сти в крови для разных инертных газов различно. При неизмен ном кровообращении одна и также жировая ткань насыщается и рассыщается от гелия, неона, водорода, аргона, криптона и ксено на со скоростью, составляющей соответственно 0,33;

0,41;

0,61;

1,04;

1,88 и 3,82 скорости её насыщения или рассыщения от азо та. Таким образом, насыщение или рассыщение жировой ткани от тяжёлых инертных газов (Ar, Kr, Xe) происходит медленнее, чем её насыщение и рассыщение от азота.

Характерно, что жировая ткань дополнительно насыщается водой, в которой сатурирован ксенон. Уменьшается фильтрация воды через стенку кишечника крысы в присутствии наркотиче ских концентраций ксенона.

Скорость процесса насыщения (рассыщения) в различных участках организма неодинакова. Тонкая альвеоло-капиллярная мембрана не представляет сколько-нибудь существенной прегра ды для перехода индифферентного газа даже при весьма малых градиентах диффузии: выравнивание его концентрации по обе стороны мембраны происходит практически мгновенно.

По мнению ряда исследователей, динамика насыщения ор ганизма индифферентным газом и время его полного насыщения определяется не особенностями его тканевых структур, а разли чиями в скорости установления динамического газового равно весия на всём протяжении цилиндрического участка ткани, снаб жаемого отдельным капилляром.

Скорость процесса диффузии во многом зависит от при роды индифферентного газа. В соответствии с законом Грэхема скорость диффузии молекул газа обратно пропорциональна ква дратному корню из его плотности. Так как известно, что плот ность прямо пропорциональна молекулярному весу, то следует, что скорость диффузии оказывается обратно пропорциональной квадратному корню из молекулярного веса газа. Иными словами, чем «тяжелее» индифферентный газ, чем больше его молекуляр ный вес, тем медленнее он проникает во внутренние среды орга низма и достигает состояния полного насыщения. Так, например, насыщение организма ксеноном потребует гораздо больше вре мени, чем насыщение аргоном, тогда как гелий будет проникать в организм (и покидать его) примерно в 2 раза быстрее даже азота.

В организме человека весом 70 кг при нормальном атмос ферном давлении (1 ата, рN2 = 0,8 ата) растворено около 1000 см азота – примерно на 70 % больше, чем может раствориться в эк вивалентном по весу количестве крови. Эта величина колеблется у разных лиц в довольно значительных пределах (от 750 до см3 и более) в зависимости от количества жировой ткани в орга низме человека. При всех практических расчётах содержание ин дифферентного газа в тканях организма выражается в единицах напряжения (мм рт.ст, ата, МПа, кгс/см2).

Прирост процента насыщения жидкости (уменьшение де фицита насыщения) протекает по убывающей геометрической прогрессии, то есть по экспоненциальной зависимости.

В простейшем виде уравнение экспоненциального закона может быть представлено выражением:

S = (1 – 0,5n)100, где S – величина насыщения, %;

n – условные единицы вре мени. За условную единицу времени (период полунасыщения) принимается время, необходимое для достижения 50 % насыще ния системы газом. В табл. 2.12 представлены величина насыще ния и динамика прироста насыщения при различных значениях n.

Из табл. 2.12 видно, что полное (100 %) насыщение тканей организма наступает через весьма длительное время. Поэтому в практических расчётах за полное насыщение тканей индиффе рентным газом принимают их насыщение на 98,43 %, что проис ходит за 6 условных единиц времени.

Процесс рассыщения тканей от индифферентного газа под чиняется тем же закономерностям, что и процесс насыщения. Не обходимо помнить, что при проведении сеанса ксенонотерапии в самолёте процесс рассыщения может осложниться выделением из растворённых молекул газа самостоятельной газовой фазы, что приводит к развитию декомпрессионной болезни.

При подаче газовой смеси Хе – 70 %, О2 – 30 % в организме сразу же начинается «вымывание» азота, который в первые мину ты элиминирует в количестве 1000 см3. Замена в кластере азота ксеноном, во-первых, «утяжеляет» кластер, во-вторых, это отра жается на функционировании организма (нарушается привычное природное, эволюционное внутреннее взаимодействие). Возника ют ксеноновые, а после десатурации – постксеноновые эффекты.

Рассыщение после полного насыщения продолжается, как прави ло, несколько дольше, чем после частичного насыщения.

Таблица 2. Динамика растворения газа в жидкости по экспоненциальной зависимости Условная единица Величина насыщения, Прирост (дефицит) на времени % сыщения, % 1 50,00 50, 2 75,00 25, 3 87,50 12, 4 93,75 6, 5 96,87 3, 6 98,43 1, 7 99,21 0, 8 99,60 0, 9 99,80 0, 10 99,89 0, В ходе десатурации напряжение инертных газов в тканях организма уравновешивается окружающем давлением, а рассы щающий перепад в этом случае равен парциальному давлению кислорода в дыхательной газовой смеси или азота – при дыхании воздухом.

10. Постксеноновые эффекты Простота и доступность компонента-хозяина (вода в биоло гических жидкостях), низкая энергия взаимодействия гость-хозяин и эволюционно созданная система отношений с атмосферными газами определяет большое многообразие и неотъемлемую часть в биологическом взаимодействии организма с внешней средой.

От процентного соотношения газов в смеси напрямую зави сит структура, состав, плотность, устойчивость кластеров биоло гических жидкостей. В таком же соотношении газы присутствуют в кластере (СО2 и некоторое увеличение потребления О2 за счёт связывания с гемоглобином пока во внимание не берётся).

Перед началом сеанса ксенонотерапии мы производим вен тиляцию лёгких чистым кислородом в течении 1,5-5 мин. Этим мы достигаем максимального «вымывания» из организма азо та, вместо которого в пустотах водных структур биологических жидкостей освобождаются полости для молекул О2. По своим массогабаритам эти газы почти равноценны и влиять на физико химические характеристики кластеров не должны.

Разложение кластера возможно при снижении давления (концентрации). При этом необходимая для разложения энергия используется за счёт самого газогидрата.

При прекращении подачи газовой смеси в организме нару шается процесс массопередачи, нарушается гидратообразование, исчезает дипольный момент, проходят симптомы наркоза.

Необходимо различать непосредственные эффекты ксенона (его водных структур – кластеров) и постксеноновые (водных ас социатов).

Непосредственные эффекты ксенона используются при проведении анестезии, наркоза, лечении алкогольной и наркоти ческой зависимости, онкологии и др.

После того как ксенон (инертный газ) покидает полости, об разованные молекулами воды биологических жидкостей, они (ас социаты) изменяют свои основные линии в спектре, а изменение пространственной структуры молекул воды совершенно не без различно живым системам. В данном случае вода безреагентно изменяет свои свойства и физико-химические характеристики.

Создается парадоксальное явление – только за счет измене ния энергетического, пространственного состояния происходят биофизические реакции, способствующие возникновению нар коза. При этом расходуются не реагирующие элементы, не соз даются новые продукты реакции, а изменяется их качественное состояние. Исходное количество элементов (газ-вода) после взаи модействия сохраняется.

Разрушение кластера инертного газа ведет к нарушению поляризации, изменению частной характеристики излучения и к прекращению наркоза. Остаётся новая структура – ассоциат мо лекул воды, обладающий повышенной энергией, которая была передана метастабильным атомом (молекулой) инертного газа.

Предположительно получается, что из кластера инертный газ десатурирует, отдав часть своей энергии, а выдыхается уже в своем основном (инертном) состоянии. Это обратный фазовый переход.

Постксеноновые эффекты совершенно противоположны ксеноновым, это разнонаправленные процессы и это не гомеопа тический механизм действия, когда минимальные (10-15-10-18) раз ведения или полное отсутствие молекул вещества продолжают оказывать фармакологическое или подобное действие на функ ции организма. Еще раз акцентируем, что ксеноновые и постксе ноновые эффекты – это разнонаправленные взаимодействия с от личающимися характеристиками.

Десатурация газа закончилась, а физиологические, метабо лические эффекты продолжают регистрироваться.

Значимость постксеноновых (постгазовых) эффектов обрат но пропорциональна растворимости (от Н2, Не, Ne они почти не проявляются).

Чем больше растворимость (вода – жиры), тем более отчет ливы эффекты поствоздействия.

Водород, гелий, неон обладают физико-химическими ха рактеристиками, не способствующими созданию газогидратов.

При нормальном атмосферном давлении с ними не происходят фазовые переходы, происходит чисто механическое насыщение жидкости.

Эффекты последствия ксенона способствуют ускорению ле чения заболеваний (язвы желудка, панктеатитов, гепатитов и т.п.) в 2-2,5 раза, повышению выносливости спортсменов (без допин га). Оба эффекта используются, например, в геронтологии, сня тии хронической усталости и стресса.

Судя по эффектам – механизмы действия в каждом конкрет ном случае разнонаправленные – от торможения, прекращения метаболических реакций до серьёзного повышения уровня био логических процессов. Знать это надо обязательно.

Молекулы воды и её различные структуры в биологической жидкости – это, своего рода, недолгоживущие жидкие нанострук туры, оказывающие серьёзное биологическое влияние на живое.

Вместе с тем, следует отметить, что к однозначному сопо ставлению степени структурирования воды и её благотворно го влияния на человеческий организм необходимо относиться с большой осторожностью. Во-первых, наличие упорядоченной структуры свидетельствует лишь о том, что в ней может содер жаться определённая информация, но из этого совсем не следует, что она полезна для человеческого организма вообще и для каж дого конкретного человека в частности.

Область применения эффектов инертных газов:

- профилактика заболеваний (повышение резистентности);

- сокращение (в 1,5-2,0 раза) сроков лечения общесоматиче ских болезней;

- реабилитация (ускоренный вывод) из состояния стресса, при авариях, боевой травме;

- при подготовке к плановым оперативным вмешатель ствам;

- в машинах скорой помощи (снятие болевого стресса);

- снятие хронического утомления, боевого стресса;

- возможен (не исследовано) хороший эффект при онкозабо леваниях и СПИДе;

- имеются первые данные об эффективности при лечении гепатита С, без применения фармакологических средств;

- возможность лечения резистентных к общепринятой тера пии заболеваний.

Перспективные направления (эффекты): может использо ваться во всех учреждениях здравоохранения на доклиническом и стационарном этапах;

в спортивной медицине (отсутствует антидопинговый эффект);

космической медицине, на подводных лодках и глубоководных аппаратах по освоению шельфа (нефте газодобывающая отрасль).

11. Наркоз инертными газами – поляризация инертных газов и возникновение дипольного момента В 1936 г. Н.В. Лазарев пришёл к выводу о существовании обратно пропорциональной зависимости между наркотическим действием и полярностью молекул наркотика. Затем он разра ботал теорию физиологического действия неэлектролитов, к которым относятся азот, водород и инертные газы. Эта теория основывается на закономерности, выявленной Г. Мейером (1899) и Е. Овертоном (1901), о том, что всякое вещество, инертное в химическом отношении, но растворимое в жирах и липидах, яв ляется наркотиком. Азот в жирах и липидах растворяется хорошо (в 5,24 раза лучше, чем в воде). Расчеты, выполненные Н.В. Ла заревым (1943), показали, что азот является сильным наркотиком, превосходящим по силе наркотического действия этиловый спирт и стоящим близко к этиловому эфиру. Было установлено (Лазарев Н.В., 1941;

Сапов И.А., Карев И.С., 1971;

Bennett Р.В., 1975), что чем больше относительная молекулярная масса индифферентно го газа и чем больше он адсорбируется на мембранах, тем более выраженным является его наркотический эффект.

Согласно «липидной теории» любое химически индиффе рентное вещество, растворимое в липидах, является анестетиком.

Сила наркотического действия таких веществ зависит от жиро водного коэффициента, который представляет собой отношение количества вещества, растворившегося в липидах, к его количе ству, растворившемуся в воде. H. Meyer (1899) и E. Overton (1901) высказали мнение, что все газообразные или летучие вещества вызывают наркоз, если они проникают в липиды клеток в опреде ленной молярной концентрации.

В результате дальнейших исследований была выдвинута гипотеза (Sears D.F., 1962), согласно которой растворенные в ли пидах анестетики закрывают поры мембраны и снижают её про ницаемость для ионов, угнетая способность клеток к генерации возбуждения. Однако с позиции «липидной теории» остаются непонятными различия в анестетическом действии целого ряда веществ с близкими химическими свойствами и значениями овертон-мейеровского коэффициента (Дерябин Т.М., Головчин ский В.Б., 1972).

В соответствии с «теорией водных микрокристаллов»

(Claussen W, 1951;

Pauling L., 1951) молекулы анестетиков ори ентируют вокруг себя с помощью водородных связей молекулы воды, образуя многогранники («клатраты», «айсберги»), которые могут блокировать синаптическую передачу и закупоривать поры мембраны клетки. Однако несоответствие взаимозависимости анестетического действия и способности к образованию «айсбер гов» (Miller S.L., 1963) не позволяет рассматривать происхожде ние гипербарической анестезии с позиции данной концепции.

Согласно «мембранной теории» (Hober R., 1907;

Bernstein J., 1912, цит. по «Проблемы космической биологии», 1980, Т. 39) анестетики вызывают стабилизацию мембраны нервной клетки, уменьшая её проницаемость для ионов натрия, что препятствует возникновению потенциала действия, особенно в области синап сов (Tasaki J., 1953;

Miller S.L., 1963).

В 70-х годах прошлого столетия возникла гипотеза «кри тического объема» (Miller К.А. и соавт., 1973), согласно которой клеточная анестезия происходит в результате растворения индиф ферентного газа в гидрофобной части мембраны, что вызывает её расширение и по достижении увеличения объема на 0,4 % приво дит к нарушению ионной проницаемости. Несмотря на серьезные возражения (Halsey M.J. и соавт., 1978;

Беннетт П.Б., 1988), гипо теза «критического объёма» остается в настоящее время одной из наиболее распространенных гипотез, объясняющих гипербари ческую анестезию на клеточном уровне.

Говоря о наркозе, нужно вспомнить, что некоторые вещества обладают сильными наркотическими свойствами, а их оптические изомеры – нет. Кроме того, при анализе некоторых гомологиче ских рядов оказалось, что наркотическая сила возрастает лишь до определенной длины углеродной цепочки, после чего резко теря ется (феномен cut-off). Многие, в том числе летучие анестетики, разупорядочивают липидный бислой, но такой же способностью обладают и многие вещества, не являющиеся наркотиками, а дан ный мембранный процесс искажается изменением температуры в десятые доли градуса.

При рассмотрении медиаторных процессов, наркотиче ские вещества, в том числе и азот, под повышенным давлением, должны были бы в первую очередь подавлять возбуждающую передачу и/или активировать тормозную, чего на самом деле не происходит. С другой стороны, при изучении свойств рецепто ров тормозного медиатора -аминомасляной кислоты (ГАМК) оказалось, что сайты связывания барбитуратов и стероидов, об ладающих наркотическими свойствами, различны. При сочетан ном действии некоторых наркотических средств на никотиновый холинорецептор и многие другие мишени оказалось, что если воздействие каждого из этих веществ обладало угнетающими свойствами, то совместное действие этих препаратов приводило к дестабилизации эффекта.

Из соответствующих работ последних лет можно выделить 20-летнее исследование N.P. Franks and W.R. Lieb. Еще в 1978 г.

они предположили, что сам по себе липидный бислой не может являться сайтом связывания анестетиков, который должен цели ком или хотя бы частично состоять из белка и обладать как по лярными, так и неполярными характеристиками. В 1980 годы они сделали вывод о том, что анестетики конкурируют с молекулой субстрата за возможность связывания с белком, а мишенью это го связывания являются так называемые гидрофобные белковые карманы, которые имеют как полярную, так и неполярную ча сти. В 1991 г. эти исследователи выдвинули гипотезу о том, что в определенных концентрациях летучие анестетики могут быть селективны и на клеточном, и на молекулярном уровнях.

Инертные газы способны взаимодействовать с водой, да вая принципиально новые вещества с характерными только для них свойствами. Однако Полинг установил неожиданную зако номерность – парциальное давление, необходимое для достиже ния определённой степени анестезии у мышей, пропорциональ но давлению кристаллизации гидрата применяемого анестетика при 0 °С.

Сформулированная эмпирическая закономерность говорит о многом, однако она не объясняет, каким образом взаимодей ствие анестетика с водой внутри организма может приводить к анестезии.

Ни одна из рассмотренных теорий полностью не соответ ствует действительности, поскольку наркотический эффект опре деляется природой, физико-химическими характеристиками вды хаемого газа и его давлением (концентрацией).

Мы не отвергаем действующие на настоящее время мем бранную теорию и теорию критического объёма, а предлагаем рассмотреть их в свете волновых взаимодействий в организме.

Ряд исследователей, пытавшихся объяснить механизм нар котического действия различных веществ химическими или физико-химическими взаимодействиями, пришли к прогрессив ным и перспективным выводам. Вот некоторые из них:

- окончательный механизм действия наркотических веществ должен быть одинаковым;

- данный механизм не сопровождается химическим взаимо действием;

- имеется зависимость от коэффициентов растворимости в воде и жирах;

- существуют различия в механизмах действия на нервные и соматические клетки;

- зависимость от полярности молекул и других физических характеристик.

Как известно, индифферентные газы применяются в каче стве разбавителя кислорода с целью предупреждения его ток сического действия. Индифферентность таких разбавителей от носительная, ибо при повышенном парциальном давлении они обладают наркотическим действием. Биологическое действие индифферентных газов при повышенном парциальном давлении связано с увеличивающейся их плотностью в дыхательной сме си и количеством в организме.

Необходимо учитывать, что в условиях длительного пре бывания под повышенным давлением биологический эффект ин дифферентных газов резко возрастает, так как они обладают вы сокой поверхностной активностью.

Сила наркотического действия инертных газов как в нор мальных условиях, так и под давлением, в значительной мере зависит и от их молекулярного веса. Чем больше молекулярный вес, тем больше сила наркотического действия газа.

Н.В. Лазарев наркотическое действие инертных газов рас сматривал как частный случай биологического действия под на званием неэлектролитное.

Под наркотическим действием индифферентных газов пони мается патологическая реакция организма на воздействие повы шенных парциальных давлений или концентраций индифферент ных газов в газовой среде (смеси), характеризующаяся изменение функций ЦНС и соматических клеток.

Биологическое действие повышенных парциальных давле ний (концентраций) индифферентных газов обычно квалифици руется как наркотическое, поскольку не происходит изменений не только химической структуры газов, но и химической структуры подвергающихся их действию тканей. При снижении давления (концентрации) этот эффект является обратимым.

Результаты исследования по изучению действия аргона на организм человека свидетельствуют о большом сходстве его действия с действием на организм повышенного парциального давления азота. Однако пороговые давления у них разные: при действии кислородно-азотной смеси выраженные изменения про являются начиная с давления 6-8 кгс/см2, тогда как при дыхании кислородно-аргоновой смесью – начиная с 4 кгс/см2. Отмечено, что наличие аргона в газовых смесях и средах при малых величи нах давления (концентрации) способствует улучшению процес сов приспособления к гипоксии.

Анализ физико-химических свойств неона показывает, что по рог наркотического действия неона может быть значительно мень ше, чем у гелия, но больше чем у азота и особенно у аргона. В не онсодержащей среде не было отмечено тенденции к увеличению продолжительности сна, которая имелась в гелийсодержащей среде.

Первые признаки наркотического действия, например крип тона, у людей наблюдаются при дыхании газовой смесью, содер жащей 80 % криптона и 20 % кислорода в условиях нормального давления. Наркотический эффект смеси в этих условиях эквива лентен наркотическому действию воздуха, сжатого примерно до 0,7 МПа (6 атм). Наркоз у животных наступал при парциальном давлении криптона 0,3-0,4 МПа.

Наркотическое действие аргона начинает проявляться при давлении 1220 мм рт.ст., криптона – 350, а ксенона всего при 160. Таким образом, фазовые переходы жидкость – новая жид кость (газогидрат) в биологической жидкости, сопровождаемые процессами перестройки структуры в тонких слоях воды на по верхности клеточных мембран, могут объяснить многие важные эффекты конкурентного ингибирования токсического и наркоти ческого действия растворимых в воде веществ, а также ряд эф фектов типа постксенонового или гомеопатического.

Действие на организм инертных газов, как наркотических веществ, свидетельствует об отсутствии химических процессов или реакций. Молекулы наркотического вещества в процессе взаимодействия с нервной клеткой ничего не окисляют и не вос станавливают, сами химически не изменяются, но тем не менее, вызывают наркоз. Действительно, для протекания любой хими ческой реакции почти наверняка требовалось бы участие фер ментов, а поскольку ферменты стереоспецифичны, то левая и правая формы наркотического вещества вели бы себя при этом различно. Собственно говоря, в контексте рассматриваемого нами вопроса, они и ведут себя по-разному – одни вещества, на пример левовращающий изомер морфина, обладают сильными наркотическими свойствами, а их оптические правовращающие изомеры – нет. По-видимому, определённые изомеры биологиче ски активных веществ, в т.ч. и наркотиков, пространственно со ответствуют реакционным центрам рецепторов мембран. Основ ную роль при этом, вероятно, играет поляризованное излучение кластеров.

Чёткое восприятие частотных характеристик от кластерных образований подтверждается и фактом попытки синтезировать ещё более сильный галюциноген, чем ЛСД, успеха не имели: но вые пристройки к ЛСД либо снижали его активность, либо при водили к получению неактивных соединений. Объяснить этот факт также можно с позиции волновых взаимодействий на осно ве представления о том, что существует зависящий от гидратной структуры волновой предел восприятия, начиная с которого кла стерный тип гидратации перестаёт реализовываться. Эти же по ложения относятся и к обонянию, и к вкусу.

Каждая клетка в живом организме обладает только ей при сущим генератором и приёмником ЭМП в широком диапазоне.

Энергетичность живых структур, соответствующих по сложности организации техническим, весьма мала: энергетичность клеточ ных структур (для нетепловых взаимодействий) составляет 10- см2 или 10-19 Вт (см2/Гц), что соответствует энергии менее 10-5 эВ.

Электрофизическими свойствами биологических соедине ний (образований) определяется реакция различных анализато ров (структур) на действие внешних факторов.

Молекулярная цитология давно утверждает, что каждая клетка живого организма имеет свой индивидуальный ритм ко лебаний. Совокупность клеток отдельных биологических систем колеблется с одинаковой частотой, задаваемой клеткой лидером.

Клетки, молекулы, атомы, участки клеточных мембран живых ор ганизмов различной сложности от бактерии до человека – имеют спектр когерентных (согласовано протекающих во времени не скольких колебательных процессов) электромеханических авто колебаний в диапазоне 10…100…1000 ГГц. Эти колебания клет ки используют для общения между собой с целью коллективного управления процессами обмена веществ, восстановления нару шенных функций, повышения устойчивости организма к небла гоприятным воздействиям.

При изменении структуры молекул воды биологических жидкостей смещается и её динамическое равновесие. А нарушение этого равновесия приводит ко многим функциональным сдвигам.

К объяснению возможности возникновения наркоза ин дифферентными газами необходимо подходить с двух позиций:

1) анализа состояния инертного газа в момент попадания в ор ганизм;

2) физических, химических и биофизических характери стик индифферентных газов, способствующих возникновению наркоза при создании в биологических жидкостях совместных водных структур.

При нарушении равновесного распределения энергии в результате повышения давления или увеличения концентрации инертного газа в дыхательной смеси повышаются скорости дви жения молекул (атомов) газа и количества столкновений. Это при водит к увеличению богатых энергией молекул (активированных, метастабильных). Энергия молекул газа под давлением всегда от личается от энергетического состояния этих молекул в обычных условиях и именно это отличает характер взаимодействия.

Важно представлять, что энергия электронных возбужде ний составляет основной процент всех биофизических реакций, что очень существенно для биологических систем.

Если скорость химических (метаболических) реакций определяется изменением концентрации реагирующих веществ во времени, то скорость биофизических реакций зависит от ка чественного состояния (состава) метастабильных реагентов на уровне слабых и сверхслабых волновых взаимодействий и коли чественно в ходе взаимодействия практически не изменяется.

Скорость биофизических реакций зависит от концентрации метастабильных реагирующих веществ, давления, температуры, электромагнитного воздействия и т.п.

Каждая биофизическая реакция может идти как в прямом, так и обратном направлении. Реакция в прямом направлении про исходит при увеличении энергии электронных состояний, изме нении колебательной энергии реагирующих веществ, в обратном, соответственно, при уменьшении энергии.

Для кинетики газовых биофизических реакций характерно наличие двух или нескольких стадий, следующих одна за другой, в прямую и в обратную стороны (ксеноновые и постксеноновые эффекты). В первой стадии образуется большое количество ме тастабильных атомов (молекул), затем возникают различные во дные кластеры, временные диполи инертных газов, достигается уровень «наркозной» концентрации, возникает стадия наркоза.

При прекращении подачи газовой смеси (уменьшении давления) инертный газ десатурирует, исчезают кластеры, диполи, возника ют плотные ассоциаты воды (постксеноновые ассоциаты).

Исследования различных биофизических реакций приво дят к заключению о большой сложности их механизма. Одним из критериев и признаков сложности биофизического механизма реакции является образование промежуточных структур в ходе реакции. Промежуточных не в смысле элементарного изменения состава взаимодействующего вещества, а в плане энергетическо го, пространственного, конформационного состояния. При этом расходуются не реагирующие элементы, а изменяются их каче ственные характеристики (состояние). Количество элементов ре агирующих веществ сохраняется.

Характерным для биофизических реакций является то, что, как правило, они носят коллективный, кооперативный характер и хорошо анализируются (контролируются) ИК-спектрометрией.

Границы биофизических реакций гораздо шире химических, когда релаксационный процесс идёт благодаря резонансному ха рактеру (колебательные кванты разнятся на ±40 см-1).

Практически в любом случае в основе механизма волнового взаимодействия газов лежит совокупность процессов, отвечаю щих превращению наименьшего колебательного кванта в систе ме в увеличение колебательной, поступательной энергии или воз буждения низшего колебательного уровня.

Колебательная релаксация электронно-возбуждённых ато мов (молекул) осуществляется быстрее колебательной релакса ции тех же молекул в основном электронном состоянии.

Вопрос о влиянии растворённых неполярных (в том числе инертных) газов на структуру воды и биологических жидкостей имеет фундаментальное значение для оценки их роли в стабиль ности биологических систем. Растворение благородных газов сопровождается такими перестройками в воде и биологической жидкости, которые приводят к общему росту упорядоченности системы, причём упорядочивающий эффект тем больше, чем бо лее структурирована вода и чем больше размер гидратирующих частиц (Крестов Г.А., Абросимов В.К., 1964;

Абросимов В.К., Крестов Г.А. с соавт., 1986).

Авторами на основании данных по парциальным моляр ным объёмам неполярных газов в водных растворах рассчитаны структурные составляющие энтропии гидратации важнейших компонентов атмосферного воздуха (N2, O2, He, Ar, Kr и H2) при 282-323° К. Показано, что растворённые газы оказывают ста билизирующее влияние на локальную структуру жидкой воды.

При этом для газов Ar, Kr, N2, O2 структурный эффект не ограни чивается только стабилизацией, он связан и с дополнительным развитием зон упорядоченности, что объясняет скачкообразное увеличение растворимости при переходе от «легких» газов к бо лее «тяжёлым». При уменьшении температуры этот эффект уси ливается.

Гидратация неполярных газов является энтропийно и струк турно контролируемым процессом. Концепция гидрофобной ги дратации остаётся лидирующей при трактовке термодинамиче ских и структурных данных, относящихся к водным растворам неполярных веществ. Растворение гидрофобных молекул в воде изменяет её локальную структуру либо путём стабилизации, либо путём перестройки в клатратоподобную. Очевидно, что во втором случае энтропийные эффекты будут более значительными.

Стабилизация существующей водной структуры характер на для газов, размеры молекул которых не превышают размеров полостей в структурной матрице растворителя. Из рассматривае мых здесь атмосферных газов это водород и гелий. Для остальных газов структурный вклад в энтропию гидратации скачкообразно возрастает (становится более отрицательным) в 2-3 раза.

Перестройка структуры воды в квазикларатную приводит не только к возникновению микрокластеров с додекаэдрическим каркасом, но и сопровождается образованием дополнительных водородных связей и увеличением доли участков упорядоченной структуры с полостями, подходящими для размещения в них не полярных частиц. Молекулы кислорода и, по-видимому, азота мо гут взаимодействовать с молекулами воды с образованием двух видов кластеров: с водородной связью и без неё, причём второй вид конфигурации более предпочтителен. Это вывод подтвержда ют данные расчётов, которые свидетельствуют о том, что моле кулы воды ориентированы относительно молекул N2 и О2 таким образом, что образовавшаяся ячейка не имеет результирующего дипольного момента, т.е. полностью симметрична (при нормаль ном атмосферном давлении).

Промотирование собственной структуры воды является, ве роятно, следствием кооперативности водородных связей и объ ясняет скачкообразное увеличение растворимости при переходе от Н2, Не к Ar, O2 и другим газам. А также взаимное увеличение растворимости газов при их совместном растворении. Данные по парциальным молярным объёмам смесей неполярных газов также указывают на усиление структурирующей способности молекул растворённого газа в присутствии других идентичных молекул.

Это явление получило название аутосинергического эффекта рас творимости (Абросимов В.К. с соавт., 2000).

Как отмечалось выше, молекулы кислорода, азота взаимо действуют с молекулами воды с образованием двух видов класте ров – с водородной связью и без неё, причём второй вид конфигу рации более предпочтителен.

Мы считаем, что эти положения справедливы для указанных температур при нормальном атмосферном давлении и обычной концентрации. При повышенном давлении окружающей среды или увеличении процентного содержания инертных газов во вды хаемой смеси возникают кластеры преимущественно с наличием водородных и ван-дер-ваальсовых связей. Именно следствием ко оперативности этих связей и объясняется скачкообразное увели чение растворимости при переходе от «лёгких» газов к Ar, Kr, Xe и другим газам, а также объясняют усиление структурирующей способности указанных газов в присутствии других идентичных и неидентичных молекул.

За счёт повышения давления или увеличения концентрации (процентного содержания в газовой смеси) увеличивается коли чество столкновений атомов (молекул) инертного газа друг с дру гом. Это приводит к повышенному образованию метастабильных атомов и молекул газа. Метастабильные состояния обладают по вышенной энергией, реакционной способностью и т.п. В дан ном случае активированные молекулы газов, проникая в полости молекул воды, группируются в большие кластеры, которые пре пятствуют или замедляют рекомбинацию (дезактивацию) атомов и молекул инертных газов и тем самым создают условия для нако пления энергии в определённом объёме (полости). При этом при обретается способность за счёт гидратирования присоединять электроны в кластере и делаться энергонесущими.

Рассматривая этиопатогенез наркотического действия ин дифферентных газов необходимо отметить, что азот, аргон, ге лий, водород и неон относятся к числу метаболически индиффе рентных газов, т.к. они не вступают в организме в биохимические реакции. При нормальном атмосферном давлении они являются нейтральными газами для организма. При повышенном парци альном давлении эти газы вызывают ряд биологических ответных реакций организма, которые могут быть приспособительными и патологическими.

Криптон, ксенон и радон также метаболически индиффе рентные газы для организма. Однако при нормальном давлении и повышенном содержании в газовой смеси (концентрации) они также вызывают наркотический эффект.

В первую очередь такое поведение инертных газов указывает на зависимость эффектов от размеров атомов (молекул), способ ности внедряться в полости воды, возможности проникновения внутрь клетки или трансмембранного действия от их количества в организме.

Кластеры инертных газов в биологической жидкости нахо дятся в неустойчивом равновесии.

Все молекулы инертных газов гидрофильны и способны проникать в пустоты молекул воды биологических жидкостей.

Вероятность и скорость рекомбинации зависит от степени гидра тации и кластеризации.

Ассоциаты воды, как правило, неполярны, в них отсутству ет ориентационный эффект. В кластерах электроотрицательность инертных газов больше, чем электроотрицательность молекул Н2О. В этом случае молекулы воды имеют положительный эффек тивный заряд (0, но +1), атом инертного газа – соответствую щий отрицательный заряд. Связи в кластере носят чисто ионный характер.

Между неполярным атомом инертного газа и полярными молекулами воды возникает индукционное (деформационное) взаимодействие. При этом электрическое поле полярных моле кул Н2О ассоциата вызывает смещение центра тяжести зарядов инертного газа и создают диполь, ориентированный своим поло жительным полюсом к отрицательным полюсам молекул воды.

Электрические поля соответственно ориентированных молекул Н2О могут вызвать дополнительное смещение центров тяжести зарядов и тем самым усиливать дипольное взаимодействие. Кла стер поляризуется. Полярность кластера оценивается величиной момента диполя, представляющего собой произведение рас стояния между центрами зарядов (длины диполя) на величину электрического заряда. Количественной мерой поляризуемости кластера кроме этого является эффективный заряд атома инерт ного газа (у ксенона наибольший).

Тепловое движение в русле крови нарушает ориентацию по лярных кластеров. Повышение температуры ослабляет ориента ционное взаимодействие, повышение давления усиливает его.

Поляризация, изменение дипольного и индукционного мо ментов оказывает значительное влияние на сетку водородных связей и коллективные эффекты как в кластере инертного газа, так и в целом в биологических жидкостях. При этом почти в два раза увеличивается время релаксации водородных связей.

Создание кластеров приводит к накоплению энергии в структуре «газ – вода» и способности излучать волны от нано метрового до миллиметрового диапазона. В молекулах воды но сителями магнитного момента являются только протоны, тогда как ядра атомов кислорода ни спина, ни магнитного момента не имеют. Наибольшая величина магнитного поля, создаваемого од ним протоном в месте расположения второго протона в молекуле воды, достигает 10-11 Э.

Анализируя тормозящее влияние гидратной оболочки и зна чительные скорости диффузии молекул газа в кристаллогидратах трудно понять, что может помешать биологической макромоле куле изменить свою конфигурацию. Имеет также значение тот факт, что характерный для кристаллов дальний порядок в биоло гической системе отсутствует (не проявляется). В отсутствие же дальнего порядка и следующих из него коллективных эффектов не может быть резкого изменения скорости биохимических реак ций при упрочении гидратной оболочки. Изменить, приостано вить ход биохимических реакций может только излучение этих кристаллогидратов – кластеров с длиной волны более 750-800 нм, когда прекращаются все метаболические реакции.

Сохраняющийся ближний порядок, т.е. характерная для клатратов клеточная структура водных кластеров, включающих в свои пустоты «молекулы-гостей» инертных газов и создаёт эти осцилляторы.

Эффект Максвелла-Вагнера или структурная поляризация имеет место на границе раздела неоднородных сред. Вклад этого эффекта в диэлектрический нагрев как микро-, тем более длинно волновом диапазоне минимален. Кластер инертного газа, ассоци ат водных молекул является нелинейным поляризованным про странственным резонатором, когда длина его волны сравнима или гораздо больше характерных размеров резонатора. Распределение волновой энергии является мономодовым. При этом потери энер гии ещё более минимальны. Вращательная и колебательная энер гия изолированных кластеров и ассоциатов квантована, поэтому излучения поглощается или излучается на строго определённых частотах, соответствующих разностям энергии между соседними уровнями.

Нормальная клетка на 85 % состоит из структурных форм воды, поверхностное натяжение её составляет 2,8104, т.е. сила тя жести в клетках не играет заметной роли. Гораздо большую роль здесь играют взаимодействия на разделе двух сред (вода – твёрдое тело, вода – газы и т.п.) и электростатические, электромагнитные силы микроуровня. Цитоплазма клеток не просто гелеобразна, а высокоструктурирована. Она вся пронизана нитями цитоскеле та, разделена мембранами, имеет большое число субклеточных структур – хромосомы, микротрубочки, микрофиламенты. За счёт локальной структуры водных молекул вдоль них передаются электромагнитные сигналы.

Основная роль электромагнитных волн миллиметрового диапазона заключается в том, что их активное биологическое воздействие проявляется при крайне низком нетепловом уровне мощности. Тоже самое относится к низкочастотным низкоинтен сивным электромагнитным излучениям. Как правило, эти взаи модействия передаются посредством резонанса. При этом интен сивность и частота излучения на принимающем веществе чётко характеризует его свойства и состояние.

Изменения в биологической жидкости состоят из образова ния и преобразования ассоциатов различной формы, прочности и количества. Изменение внутренней жидкой среды приводит к изменению модуляции волн возмущения (воздействия) и измене нию биологического состояния. При этом воспринимающая сре да (биожидкость) обладает рядом требований: захвату частоты, синхронизации, кооперативным возможностям и др.

Кластеры ксенона эффективны только на резонирующей длине волны (частоте). Ведущую роль при этом играет насыщен ность газом биологических жидкостей. Нейроны имеют харак терный размер около 1000. Кластеры Хе, Kr, Ar имеют одно ребро около 12. Таким образом, около 90-100 кластеров инерт ного газа блокируют нервную клетку, увеличивают дипольный момент наружного слоя мембраны. Налицо чисто биофизическое неспецифическое воздействие.

Наркотический эффект газовой смеси Хе/О2 (80/20 %) при нормальном давлении равен (эквивалентен) наркотическому дей ствию воздуха, сжатого до 0,7 МПа.

Можно предполагать, что у азота при этом давлении физи ческие характеристики сдвигаются до уровня ксенона при нор мальном давлении, особенно при создании азотных кластеров.

Азот проникает внутрь клетки, ксенон – нет. При превы шении давления до 0,7 МПа образуются кластеры составом (N2)16(H2O)46 и более.

Чем больше относительная масса инертного газа, тем мень ше его частотные характеристики. Эквивалентность энергии и массы справедлива для любого вида излучения. Это значит, что чем больше основные линии в атомном спектре, тем меньше ча стота колебаний атома и, соответственно, кластера им образуе мого, тем выраженнее биоэффекты торможения. Остальные фи зические характеристики у ксенона при нормальном давлении в несколько раз значимее, чем у азота и других инертных газов.

При декомпрессии (десатурации) N2 симптомы наркоза про ходят. Количество азота увеличивается в венозной крови, при определённых условиях (резкое снижение давления) возможно образование газовых пузырьков (декомпрессионная болезнь).

Наркотические концентрации различных газов в объёмном или весовом выражении различаются гораздо значительнее, чем концентрации, выраженные в физико-химических терминах, от ражающих растворимость и степень межмолекулярного взаи модействия этих веществ. Важную роль играет и величина мо лекулы наркотического вещества, и величина кластера, общий эффективный объём молекул, а также их число (на примере азота) и расположение в водном ассоциате (кластере). Наркоз вызывает большее количество молекул азота, которые затем, могут вызвать и газообразование в тканях организма.

В данном случае используется естественная способность организма переносить при больших давлениях большие пересы щения.

При прекращении подачи газовой смеси резко снижается на пряжение индифферентных газов в артериальной системе, а в веноз ной, наоборот, значительно повышается. Наркоз ксеноном возникает при равенстве его концентраций в артериальной и венозной крови.

«Выход» из наркоза происходит тогда, когда это равновесие нару шается в сторону увеличения концентрации в венозной крови. Кла стеры ксенона от мембран клеток уходят быстро, как только умень шается количество ксенона в артериальной крови. У азота процесс более длительный, т.к. ему необходимо ещё покинуть клетку.

Имеется необъяснимый ранее факт, что наибольший пери од полурассыщения в организме морской свинки имеют какие то ткани и среди (помимо жировой ткани, коленного сустава и мочи). Об этом свидетельствует процесс рассыщения от гелия целой тушки морской свинки, который завершался через 28, минуты против 20 минут для жира, 12,2 минут для мочи. В та ком же соотношении находятся периоды полурассыщения наибо лее «медленных» компонент мочи и целого организма человека.

Таким образом, можно утверждать, что в организме человека и животных присутствуют среды и ткани более медленные, чем те, которые характеризуются медленной компонентной процесса рассыщения мочи (Волков Л.К., Юнкин Ю.П.,1986;

Головяшкин Г.В., 1985;

Нессирио Б.А.,2002 и д.р.).

По нашему мнению, такая ситуация возможна и имеет пра во при задержке индифферентного газа в полостях молекул воды биологических жидкостей. Причин этому может быть много.

Частица инертного газа как атом обречена на вечное одино чество, но как молекула при известных условиях может войти в коллектив себе подобных и даже иных молекул (Н2О). Дело в том, то, помимо химической (межатомной) связи, существуют физи ческие силы взаимодействия между молекулами. Благодаря этим силам происходит сцепление молекул (вода, жидкий инертный газ и др.);

без них распались бы кристаллы твёрдых тел, а жидкость превратилась бы в твёрдое тело. Это силы электрического (элек тромагнитного) происхождения, хотя и способны проявляться в различных формах. В связи с тем, что атомы и молекулы инерт ных газов электрически нейтральны – силы взаимодействия воз никают у них только в результате поляризации молекул, то есть, смещения внешних электронных слоев относительно ядер, что приводит к неравномерному распределению электронной плот ности в молекуле. Многие неполярные молекулы могут временно стать полярными, если они очутятся в электрическом поле сосед них полярных молекул (например, Н2О). При этом заряды (+ и -), в молекуле инертного газа смещаются, сама она деформируется, в ней появляется наведённый (индуцированный) диполь. Уплотне ние молекул сопровождается выделением энергии;

уменьшается потенциальная энергия системы, она становится более устойчи вой (например, кластер с несколькими молекулами ксенона).

Кроме электростатического притяжения диполей существу ют ещё и дисперсионные силы (силы Лондона). Они возникают также вследствие взаимной поляризации молекул, но и тут уча ствуют особого рода диполи, появляющиеся периодически, очень часто и на ничтожно короткое время. Такие состояния обязаны своим происхождением повторяющимся временным смещением части электронных орбит относительно ядер.

Дисперсионные силы универсальны – в большей или мень шей мере они проявляются при взаимодействии любых молекул.

Например, в энергии сил межмолекулярного взаимодействия воды они составляют 19 %, а у инертных газов все 100 %. От носительная слабость дисперсионных сил и способность их по являться лишь в наиболее тесном контакте молекул может объ яснить их тесное взаимодействие в кластере. Тем более что силы межмолекулярного взаимодействия у тяжёлых инертных газов выражены более значительно, особенно у ксенона и радона, т.к.

дисперсионные силы обладают ещё и свойством аудитивности.

Это значит, что величина их тем больше, чем значительнее масса взаимодействующих молекул.

В термодинамике фигурирует функция, именуемая энтропи ей (S). Это всеобщая мера беспорядка в системе, мера рассеивания его энергии. Величины энтропии простых веществ являются пе риодической функцией их атомных номеров, а максимальной эн тропией в каждом периоде обладают именно инертные газы (Фин кельштен Д.Н., 1979). Чем больше величина энтропии вещества, тем значительнее та часть его энергии, которую невозможно пре вратить в работу, в т.ч. и химическую (биохимическую) работу.

Поскольку силы сцепления между атомами инертных газов и воды очень малы, то и рассыщение происходит легко и бы стро, без затраты энергии. Оставшиеся без инертного газа пусто ты воды в биологической жидкости (ассоциаты) становятся более компактными за счёт сокращения водородных связей, изменения углов соединения этих связей и оставшейся после молекул инерт ных газов потенциальной энергии. Это более активные формы ас социатов (плотностей молекул Н2О) с излучением 350-550 нм.

Образовавшийся кластер инертного газа со своим диполь ным моментом обусловливает притяжение соседних аналогич ных кластеров, которое проявляется тем больше, чем больше дипольный момент атомов инертного газа. Чем больше размер атома инертного газа или чем больше их встраивается в пустоты ассоциата, тем больше дипольный момент кластера им образо ванного, тем сильнее взаимодействие между собой и дипольными молекулами мембраны нервной клетки.


Метастабильные состояния атомов и молекул – такие состо яния, которые не могут распадаться с высвечиванием фотона или же обладают большими излучательными временами жизни. При этом надо различать излучение фотона с электроном или без него.

Диссипативное излучение ассоциатов и кластеров воды происхо дит без излучения фотона с электроном, а только фотона. Запрет на излучение фотона из метастабильного состояния снимается за счёт релятивистских и других типов взаимодействия.

Следует отметить, что для атомов и ионов с большим чис лом электронов взаимодействия типа спин-орбитального стано вятся значительными.

Метастабильные атомы инертных газов обладают более вы сокой энергией возбуждения, а структура их электронных оболо чек существенно отличается от основного (привычного) состоя ния. Именно эти два фактора определяют дальнейшую специфику взаимодействия инертного газа (вообще газа) с живым организ мом. Обладая метастабильностью, атомы играют важную роль в биохимических и биофизических реакциях. Возможна передача энергии возбуждённых атомов инертного газа молекулам воды.

Механизм передачи энергии электронно-возбуждёнными атома ми газовой фазы биологическим структурам остаётся открытым.

Низкая реакционная способность инертных газов как в основном, так и метастабильном состоянии даёт возможность оценивать их влияние на организм почти без метаболических про явлений. Большие излучательные времена жизни делают их удоб ными для исследования процессов в биологических системах.

Многие экспериментальные данные свидетельствуют, что действие инертных газов несёт скорее общую функциональную недостаточность, чем структурные (метаболические) нарушения (тем более на первоначальных этапах).

Выше мы уже отмечали (глава 6), что в шестиграннике (Н2О)6 внутри скрыто около 11 единиц потенциальной энергии.

Имея такой запас энергии нейтральный шестигранник воды мо жет использовать её при первом же искажении симметрии. В пер вую очередь это искажение происходит при внедрении тяжёлых инертных газов и азота в пустоты водных структур биологиче ских жидкостей.

Атомы Хе имеют отчётливое различное состояние в разных полостях и в газовой фазе (Дядин Ю.А., Удачин К.А., Бондарюк И.В., 1988).

Чем больше длина молекулы (атома), тем больше создавае мый дипольный момент, тем больше полярность атома инертного газа.

Поляризуемость инертных газов уменьшается от Хе до Ne и Не в несколько раз.

Поляризуемость – это количественная мера наведённого ди польного момента, который пропорционален внешнему полю.

У инертных газов поляризуемость увеличивается потому, что от Не до Хе падает потенциал ионизации, т.к. при этом элек троны занимают уровни с более низкой энергией связи (принцип Паули – низкие уровни уже заняты). При этом радиус атома инерт ного газа увеличивается, ослабевает связь внешних электронов с ядром – они наиболее подвержены сдвигу во внешнем поле.

Существует три вида поляризации и соответствующей им поляризуемости – электронная, ядерная и ориентационная. По следняя зависит от температуры и от постоянного дипольного мо мента молекулы (атома), возникновение которого связано с разно стью электроотрицательностей связанных (взаимодействующих) атомов и смещением электронной плотности (заряда) от менее к более отрицательному атому.

Электронная поляризуемость является мерой деформации электронных орбиталей и она имеет тот же порядок, что и раз меры орбиталей – порядок r3 (r – Боровский радиус).

Существует три типа сил ван-дер-ваальса: ориентацион ные, индукционные и поляризационные.

Индукционные (поляризационные) силы действуют между полярной (Н2О) и неполярной молекулой (атомом) инертного газа.

Индукционные силы возникают в тех случаях, когда нейтральная молекула реального газа находится в электрическом поле, создан ном другой (другими) молекулами. Молекулы должны обладать высокой поляризуемостью.

Под поляризацией атомов понимается смещение электриче ских зарядов в атомарных системах под действием электрическо го поля Е. В результате такого смещения у этих частиц (атомов) появляется дипольный момент р. Такой индуцированный диполь ный момент р исчезает при выключении поля (разрушении, на пример, кластера инертного газа). В жидкости к внешнему полю добавляется Евнутр., создаваемое окружающими частицу зарядами других атомов и молекул.

В относительно слабых полях зависимость р от Е является линейной р = 0Е, где – количественная мера поляризуемости (поляризуе мость), имеет размерность объёма;

Е – электрическое поля в ме сте нахождения атома инертного газа. Статистическому полю от вечает статическое значение поляризуемости (Богословский С.В., 2001).

Для инертных газов характерно индукционное взаимодей ствие с молекулами Н2О водной полости. Именно оно возникает при взаимодействии неполярных молекул (атомов) с полярными.

Полярные молекулы воды действуют на неполярный атом инерт ного газа и вызывают в нём образование так называемого индуци рованного дипольного момента (инд = F, где F – напряжённость поля, – поляризуемость молекулы) имеет то же направление, что и постоянный диполь.

Энергия этого взаимодействия убывает пропорционально шестой степени расстояния (u ~ 1/r и не зависит от температуры.

Это связано с тем, что ориентация наведённого диполя не может быть хаотичной, она определяется направлением как у постоян ного диполя.

Именно такие процессы происходят при взаимодействии инертных газов с водой (и в биологической жидкости) и оно зна чительно для атомов с лёгкой поляризуемостью (например, Кr, Хе). Индукционное взаимодействие не аддитивно. Это становится очевидным, если рассмотреть неполярный атом в поле действия симметрично расположенных молекул Н2О (диполей). Каждый из них, действуя самостоятельно, вызвал бы индукционный эффект, но совместное их действие создаёт два диполя, равных по вели чине, но направленных противоположно.

На практике это происходит под влиянием дисперсионных сил, а взаимодействие называется дисперсионным. Например, атом инертного газа можно представить в виде положительно за ряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, т.е. как полюса мгновенного диполя. Направление этих диполей меняет ся с частотой = 1015 циклов в сек. Поэтому атом не обладает дипольным моментом постоянного направления. В среднем ди польный момент атома равен нулю. При встрече атома инертного газа с молекулой воды с большим дипольным моментом проис ходит переориентировка мгновенных диполей инертного атома и диполи ориентируются на водный диполь (относительно друг друга). Возникают микродиполи, которые и взаимодействуют.

Это уменьшает потенциальную энергию системы на величину энергии дисперсионного взаимодействия.

Особенностью дисперсионного взаимодействия является его всеобщность – во всех атомах и молекулах есть движущиеся электроны. Оно является главным и практически единственным источником сил ван-дер-ваальса для неполярных молекул. Имен но оно вносит вклад в энергию ионных связей и оно аддитивно.

Вклад различных видов взаимодействия в энергию ван-дер ваальса можно проследить на следующем примере:

Ориен Веще- Индук- Диспер- Суммар, d тацион ство ционное сионное ное ное Аr 0 1,63 0 0 8,49 8, Н 2О 1,84 1,48 36,4 1,93 9,0 47, Отчётливо видно, что наибольший вклад в силы межмолеку лярного взаимодействия вносит дисперсионное взаимодействие.

И только в воде явно преобладают силы ориентационного взаимо действия, что указывает на их необычный характер.

Силы межмолекулярного взаимодействия растут с увеличе нием поляризуемости атомов инертных газов (табл. 2.13).

С увеличением объёма атомов увеличивается и поляризуе мость, возрастают и силы межмолекулярного взаимодействия, растёт и Ткип.

Таблица 2. Силы межмолекулярного взаимодействия инертных газов Атом Ткип, К Не Nе Аr Кr Хе Rn Для неполярных молекул силы притяжения определяют ся в основном дисперсионным взаимодействием. Именно оно ответственно за притяжение между атомами инертных газов на больших расстояниях. Дисперсионное взаимодействие обу словлено корреляцией между флуктуациями дипольных момен тов взаимодействующих систем (Химическая энциклопедия).

Электрическое поле не только ориентирует молекулы, но и создаёт в молекулах дополнительный дипольный момент (эффект Керра). Это очень существенно для инертных газов, атомы которых в отсутствие поля не обладают дипольным моментом. В результа те действия поля в веществе возникает определённая ориентация частиц. Тепловое движение препятствует ориентации атомов и мо лекул, поэтому постоянная Керра убывает с ростом температуры и, вероятно, уменьшением концентрации в кластерах инертных газов, что позволяет вымывать их из углублённой клеточной мембраны.

Мерой энергии межмолекулярного взаимодействия (эта энергия в 100 раз меньше энергии химической связи) может слу жить теплота испарения жидкостей или теплота возгонки кристал лов. Это количество энергии, расходуемое на превращение жид кости в пар при преодолении сил межмолекулярного притяжения.

Например, для Ar, Kr, H2O они имеют, соответственно, величину:

7,607, 9,029, 40,66 исп. КДж/моль. Особенно велики теплоты испарения у так называемых ассоциированных жидкостей.

Инертные газы обладают очень малой химической активно стью, что объясняется жёсткой восьмиэлектронной структурой внешнего электронного слоя. Однако, как известно, с увеличени ем числа электронных слоёв поляризуемость атомов растёт. Уве личивается и растворимость этих газов (табл. 2.14).

В воде (биологической жидкости) у атомов индифферентных газов за счёт индукционного взаимодействия возникает диполь ный момент, суть которого состоит в том, что в одной части ато ма, например Хе, «скапливается» – перераспределяется – больше электронов, чем в другой. Это приводит к разности потенциалов в различных её областях. Сила притяжения между различными зарядами усиливает связь с окружающими молекулами воды. Чем больше атом инертного газа, тем легче образуется диполь.

Таблица 2. Некоторые физические характеристики инертных газов Первый Относитель- Энергия воз Радиус ато- потенциал ная поляризу- буждённого Элемент ма, нм ионизации, емость атома, электрона, эВ усл. ед. эВ Гелий 0,122 24,58 1 Неон 0,160 21,56 2 16, Аргон 0,192 15,76 3 11, Криптон 0,198 14,00 12 9, Ксенон 0,218 12,13 20 8, Ассоциаты молекул воды и встроенные в их полости ато мы инертных газов создают кластеры. Стабильность этих об разований определяется несколькими факторами, главными из которых являются тип и прочность внутренних связей (ван-дер ваальсовых, ионных, водородных), абсолютная температура, ха рактер окружающих атомов и молекул, парциальное давление газа (концентрация), давление и т.п.

При взаимодействии атомов инертных газов и молекул Н2О необходимо учитывать их квантово-механические свойства – корпускулярно-волновой дуализм.

Фазовые переходы Хе из газового состояния в газогидрат и об ратно сопровождаются перестройкой электронной структуры моле кул Н2О ассоциата, в который он внедряется, и сильным объёмным эффектом. Интересно, что с подобными особенностями (объёмным эффектом, изменением характера химической связи) связана также феноменальная устойчивость алмаза – метастабильной в нормаль ных условиях модификации углерода. Модификация Хе несколь ко другого рода – от инертного до диполя. Причём параметры его и Н2О в кластере почти не отличаются от нормальных (обычных) параметров. Меняются только объёмные характеристики. В таком состоянии эти метастабильные структуры могут оставаться относи тельно недолго, т.к. термодинамически это невыгодное состояние.

Все зависимости радиусов () дают наглядное представ ление о характере поведения поляризуемости как свойства ато мов к упругой деформации в ряду закономерного изменения их радиусов. По мере увеличения радиуса поляризуемость начинает быстро расти, отражая факт ослабления связи внешних электро нов с ядром. С другой стороны, поляризуемость сильно зависит от выбора расстояния ядра до места локализации электронного заряда, т.е. от выбора типа радиуса атома.

Поляризуемость атомов благородных газов от «различных»

радиусов представлена в таблице 2.15.

Многочисленные исследования подтверждают простую связь между поляризуемостью и радиусом атомов и ионов (По тапов А.А., 2004) е = к3 или е = () Таблица 2. Поляризуемость и радиусы атомов благородных газов (Потапов А.А., 2005) · 1024, Атом о е к В в м см H 0,667 0,53 0,87 - 1,2 0,26 He 0,205 0,29 0,58 0,96 1,25 1,1 Ne 0,396 0,354 0,73 1,18 1,60 1,3 0, Ar 1,640 0,66 1,18 1,45 1,92 1,83 0, Kr 2,484 0,79 1,41 1,60 1,98 2,1 1, Xe 4,0 0,99 1,58 1,77 2,18 2,47 1, - Радиусы: о – орбитальный;

е – «поляризационный»;

к и в – кинетические;

В – ван-дер-ваальсов;

м – магнитный.

где е – электронная поляризуемость атомов и ионов;

к – ко эффициент рнавный 1, или больше, или меньше её.

Формулу можно объяснить тем, что в силу сферической симметрии атомов (и ионов) у них проявляется только один вид поляризации – электронный, а для описания их структуры доста точно лишь одного параметра – радиуса. Таблица рассчитана при к =1. Электронной поляризуемостью обладают все без исключе ния вещества.

Свойства и динамика водных кластеров (Н2О)n – предмет активных исследований. В отличие от металлических кластеров с размером от нескольких до нескольких десятков молекул даже при температурах ниже комнатной, остаются жидкими: у таких кластеров есть много равноправных форм, между которыми они непрерывно перескакивают. Такая особенность водных кластеров отражается и на их электрических свойства. Как известно уже бо лее полувек, молекула воды полярна. Положительные и отрица тельные заряды в ней слегка смещены друг относительно друга, и в результате она обладает довольно большим дипольным момен том и создает вокруг себя электрическое поле.

Результаты экспериментов, проведенных исследовательской группой из Университета Южной Калифорнии и опубликован ные в статье R. Moro et al., Physical Revitw Letters, 97, 123401 ( September 2006), доказали, что кластеры, содержащие от 3 до молекул воды, тоже обладают большим дипольным моментом.

Непосредственное измерение дипольного момента класте ров разного размера уже само по себе имеет большое значение для понимания структуры воды. Действительно, получается, что когда кластеры воды «складываются» в сплошную среду, они чувствуют друг друга не только через непосредственный контакт, но и через электрическое взаимодействие диполей. Ха рактер движения молекул оказывает влияние на устойчивость и структуру водного агрегата. Кластеры, содержащие от 10 до 50 молекул воды. обладают дипольным моментом, достигаю щим значения 15 Д. Кластеры воды, содержащие десять и бо лее молекул электрически более упорядочены, чем маленькие и остаются жидкими в окрестности, температуры 233 К (Рахмано ва О.Р., 2009).

Переход вещества из одной среды в другую – фазовый пере ход – всегда связан с качественными изменениями свойств агре гатного состояния вещества или переходы, связанные с измене ниями в составе, строении и свойствах вещества.

В данном случае мы имеем фазовый переход второго рода, который не связан с поглощением или выделением теплоты и изме нением объема. Этот переход характеризуется постоянстовом объ ема и энтропии, но скачкообразным изменением телпоемкости.

Согласно трактовке Л.Д. Ландау (1908-1968) фазовые пе реходы второго рода связаны с изменением симметрии: выше точки перехода система (инертный газ) обладает более высокой симметрией.

Переход инертного газа (например, ксенона) из одной фазы в другу., из основного состояния в метастабильное, поляризаци онное с образованием диполя при изменении концентрации, маг нитного и электрического полей внутри ассоциатов воды биоло гической жидкости может иметь место. Этом, в первую очередь, способствует низкий потенциал возбуждения внешних электро нов (8,2 эВ), высокий диполь молеул Н2О и ее ассоциатов, ши рокие возможности кооперативных эффектов этих процессов, поляризация внешних электронов инертного газа электрическим полем внутри водной полости и т.д. При этом происходит каче ственный скачок на энергетическом (диполь) уровне.

Фазовые переходы подчиняются определенным закономер ностям, в основе которых лежит понятие равновесия фаз. Это рав новесие характеризуется константой равновесия, которая зависит от температуры и давления (концентрации). Константа фазового равновесия элемента характеризуется отношением мольной доле компонента в газовой фазе к мольной доле этого компонента в жидкой фазе, находящейся в равновесном состоянии с газовой фазой. Для определения равновесного состояния газожидкостных смесей используются законы Дальтона и Рауля.

В данном случае можно говорить о квантовом фазовом пере ходе (квантовое фазовое превращение) – переход инертного газа из основного состояния (одной термодинамической фазы) в состо яние с приобретением заряда (диполя) происходящее при отсут ствии тепловых флуктуаций. Таким образом, система перестраива ется под действием нетепловых параметров (например, давления, концентрации, магнитного и электрического полей). Квантовые флуктуации могут переводить систему в другую биофазу.

Характерной особенностью фазового превращения инерт ного газа в биологической жидкости является резкое изменение его свойств (как в прямом, так и в обратном превращении).

Фазовые переходы могут быть связаны с изменением давле ния (концентрации) (Ландау Л.Д., 1937)*. Вблизи точки фазовых переходов второго рода, фазы мало отличаются друг от друга. Одна ко, такой фазовый переход для инертного газа (биофаза), каким бы необычным он не был, все же есть постоянное фазовое превраще ние всей системы (биологической жидкости), поскольку он суще ственным образом сказывается на всех биологических параметрах.

После всех фазовых переходов взаимодействующие ве щества (Хе и Н2О) сохраняют исходное состояние. В процессе фазового перехода Хе преобразуется в диполь, что обусловле но переходом наружных электронов Хе из состояний S2p2 в Sp3.

Окружающие атомы молекул воды, имеющие иное электронное строение, при таком принципиальном изменении первоначальной структуры Хе будут испытывать существенное воздействие, отра жающееся на их объёмной плотности. Именно при таких состоя ниях происходят изменения в характере химической водородной и ионной связях!

* Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статическая физика. – М.: – 1976, изд. 3, ч. 1.

Значение вектора поляризации кластера Хе (ассоциата Н2О) в эффекте возникновения наркоза прямо доказывает, что сигнал от кластера Хе представляет собой электромагнитную волну, взаи модействующую с существующими комплексами на поверхности мембраны нервной клетки (внутри клетки), который также форми рует монохроматические излучения дискретных волн (поля). При прохождении волнового сигнала, например от кластера наркоти ческого вещества, к воспринимающей структуре на мембране нерв ной клетки (белковым головкам) необходим однонаправленный с полем организма вектор поляризации, иначе при движении сигнала в поле, имеющем противоположный вектор, левовращающий век тор сильного поля организма и правовращающий вектор сигнала от кластера (например D-изомера морфина) сложатся, и сигнал от кластера исчезнет, не дойдя до воспринимающей структуры.

Зависимость результата (силы наркоза) от концентрации (парциального давления) кластеров благородных газов указывает на значение интенсивности потока излучения (волн) от кластера для достижения порога активации структур на клеточной мем бране (в данном случае – активации торможения). Известно, что информативные дозы излучений оптического диапазона клетками имеют низкую интенсивность (от нескольких десятков до сотен фотонов на 1 см2;



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.