Водные структурно-информационные матрицы оптически активных веществ и смесей - комплементарная медицина
Происхождение, физический смысл и механизмы поддержания хиральности биосистем составляют одну из наиболее фундаментальных проблем современной биофизики [194], которая имеет и медицинский аспект. В самом деле, структурно-функциональная асимметрия организма у человека и животных в значительной степени определяет ход ряда основополагающих жизненных процессов, в том числе таких, как эпигеномное наследование, нервнотрофическая регуляция и обучение [29, 31] (см. также подраздел 3.6.1).
Область проявления свойства хиральности охватывает, можно полагать, всю иерархию уровней организации материи. В частности, в организме человека и животных она простирается от структурнофункциональной асимметрии полушарий головного мозга до ферментативной селекции (+)- или (-)-стереоизомерных молекул.
В начале настоящего раздела уже были высказаны некоторые общефизические и биофизические соображения о происхождении и смысле хиральности, основанные на материале главы 2. Однако получить сколько-нибудь конкретное представление об этой проблеме едва ли можно без изучения основного проявления хиральности биохимических систем — молекулярной стереоизометрии и отражающей ее оптической активности. В то же время едва ли можно сегодня всерьез сомневаться в том, что наиболее универсальным (из вещественных) структурно-информационным посредником между биологическими макромолекулами и супрамолекулярными образованиями является вода. Поэтому мы полагаем наиболее перспективным подходом к решению проблемы происхождения роли и механизмов поддержания хиральности в биосистемах изучение закономерностей формирования ВСИМ оптически активных веществ.
Эксперименты, описанные в настоящем подразделе, проводили на том же приборе и при тех же условиях измерения, что и предыдущие. Для создания ВСИМ пользовались прибором &ldquo-Bicom&rdquo- и устройством &ldquo-Jet&rdquo- фирмы &ldquo-Brugemann&rdquo- (Германия). Они дают возможность передавать структурную и функциональную информацию с живого объекта или химического препарата на другой живой объект или препарат (субстрат). Информация передается в виде модулированных ЭМИ или переменных электрических токов (подобно тому, как это делается в гомеопунктуре) в частотном диапазоне от 10 Гц до 150 кГц. Кроме того, прибор &ldquo-Bicom&rdquo- снабжен микропроцессором, обеспечивающим преобразование амплитудно-частотных характеристик ЭМИ исходного объекта в адаптационном режиме. В частности, возможна инверсия последних, что было особенно важно для наших экспериментов. В табл. 19 —22 настоящего подраздела программа, инвертирующая амплитудно-частотные характеристики, обозначена Ai (All inverse), прямая программа — A (All) в соответствии с обозначениями, принятыми в инструкции к прибору.
Предварительные исследования, проведенные без использования прибора &ldquo-Bicom&rdquo-, показали (см. предыдущий подраздел), что:
а) исследуемая вода имеет отличную от нуля оптическую активность, суммарная по видимой части спектра величина которой ни в одном из опытов не превысила ±1 &ldquo-J-
б) оптическая активность воды характеризуется по крайней мере двумя группами спектральных экстремумов (предположительно двумя областями с эффектом Коттона), из которых одна расположена в красно-оранжевой области, другая — в более высокочастотной-
в) оптическая активность воды существенно зависит от физических условий измерения: температуры, давления, содержания растворенных газов, воздействия ЭМИ.
Таким образом, предположение о существовании стереоизомерных супрамолекулярных структур в свободной жидкой воде было подтверждено. Одновременно небольшая абсолютная величина углов оптического вращения и сохранение оптически активных структур при высокой температуре (см. табл. 18) свидетельствуют в пользу предположения Н. А. Бульенкова [61] о высокой жесткости водного фрактала.
Кроме того, было показано, что при расстворении в воде оптически активного вещества ((+)сахарозы) в растворителе (воде) часто возникает зеркальная (-) структурная реакция. В результате при строго 2-кратном увеличении длины оптического пути показатель вращения раствора возрастает несколько менее чем вдвое. В наши опытах при 2-кратном увеличении оптического пут показатель вращения 1 %-ного (W/V) раствора сахарозы возрастал в 1,64 — 1,8 раза. Разность между расчетным и истинным изменением угла вращения существенно зависит от условий измерения, но при комнат ной температуре в белом свете всегда статистически значима. Понят но, что кратность возрастания угла оптического вращения при увеличении оптического пути в N раз растет вместе с концентрацией раствора и в пределе, для чистого вещества, стремится к N. Следует отметить, что этим эффектом вода принципиально отличается oт большинства органических растворителей, для которых, как известно [127], характерна не обратная, а прямая индукция оптической активности под действием оптически активных растворенных веществ.
В дальнейшем были предприняты попытки создания BCHN оптически активных веществ с помощью прибора &ldquo-Bicom&rdquo- (виг программы, коэффициент усиления и длительность воздействия указаны в таблицах и примечаниях к ним). В качестве оптически активных веществ использовали 10 %-ный (W/ V) раствор D-(+) глюкозы или экстракт арники, который обладает (-)-активностью. В отношении экстракта арники были предприняты также попытки со здания ВСИМ с помощью устройства &ldquo-Jet&rdquo- (табл. 19 —21). Каждое из чисел, приведенных в этих таблицах, есть результат статистической обработки 60 или 120 результатов индивидуальных отсчетов, произведенных на четырех аликвотах образца. Как видно из табл. 19 —21, во всех случаях, когда наблюдаемые изменения оптической активности воды были статистически значимы, их направленность была противоположна знаку оптической активности исходного раствора. Такой эффект, насколько можно судить, может быть объяснен достаточно просто.
В исходном растворе оптически активного вещества мы имеем дело с двумя источниками структурной информации: а) системой ковалентных связей растворенного вещества, резонансные частоты которых лежат в основном в ультрафиолетовой, отчасти в видимой и верхней инфракрасной областях- б) зеркальной реакцией воды, зафиксированной в системе водородных связей, резонансные частоты которых лежат в области от миллиметровых радиоволн до инфракрасного излучения. Использованные нами устройства работают на сравнительно низких частотах, не выше сотен килогерц. На спектральной шкале расстояние от этого диапазона до резонансных частот водородных связей во много тысяч раз меньше, чем до резонансных частот ковалентных связей.
Таблица 19. Оптическая активность ВСИМ глюкозы (°5), М±т
Примечание. Воздействие проводилось, с помощью прибора &ldquo-Bicom&rdquo-, длительность 15 мин, коэффициент усиления 64. Здесь и в табл. 20—22: (*) — отличие от контроля воды достоверно (Р < 0,05).
Таблица 20. Омическая активность ВСИМ экстракта арники (°5), М ± т эксперимент №1
Примечание. Все воздействия прибором &ldquo-Bicom&rdquo- проводились в течение 10 мин при коэффициенте усиления 64, &ldquo-Jet&rdquo- — в течение 10 мин.
Таблица 21. Оптическая активность ВСИМ экстракта арники (°5), М± т, эксперимент № 2
Примечание. Резкое отличие контрольного значения в столбце 3 от аналогичных значений из табл. 19 и 20 связано с погодными условиями.
Однако очевидно, что если, например, излучение с частотой 105 Гц будет взаимодействовать с двумя системами, имеющими резонансные частоты 1012 и 1020 Гц, то эффект взаимодействия со второй из них будет практически полностью замаскирован эффектом взаимодействия с первой. Поэтому в наших экспериментах были созданы ВСИМ не столько растворенного вещества, сколько зеркально отреагировавшей на это вещество системы водородных связей растворителя (воды). Особо отметим, что, создавая инвертированную матрицу (ПА) при подаче на вход прибора информации с флакона IA, мы произвели инверсию амплитуд практически лишь в пределах частотного диапазона водородных связей. Поэтому полученная матрица IIAi также оказалась инвертированной относительно активности исходного вещества (табл. 19). Вместе с тем структурная информация, обусловленная системой ковалентных связей, не теряется полностью. Об этом свидетельствует тот факт, что в матрице IAi, полученной от правовращающего вещества (табл. 19), статистически значимые изменения оптической активности по сравнению с контролем воды отсутствуют и, более того, имеется небольшая тенденция к правому смещению.
Понятно, что сформулированное выше гипотетическое объяснение инвертированности ВСИМ нуждалось в дополнительной проверке. С этой целью был проведен следующий эксперимент. С помощью прибора &ldquo-Bicom&rdquo- были сформированы ВСИМ типа IA от 5 %- ных водных растворов следующих веществ: L-(—)-пролина, -(+)- арабинозы и D-(—)-маннита.
Таблица 22. Oптическая активность ВСИМ 1А некоторых оптически активных веществ (°5), М±т
Если изложенное выше объяснение правильно, то следовало ожидать, что полученные ВСИМ окажутся инвертированными по отношению именно к оптической активности, а не к молекулярной конфигурации исходных веществ (табл. 22).
В целом эти данные подтверждают высказанную гипотезу. Исключение составляет лишь неинвертированное смещение оптической активности ВСИМ -(+)-арабинозы после нагревания до 40 °С и последующего охлаждения до комнатной температуры. Объяснить этот последний факт сегодня затруднительно. Однако целесообразно обратить внимание на то, что единственным в наших опытах случаем, когда при всех использованных условиях измерения оптическая активность ВСИМ была практически одинаковой, оказалась именно ВСИМ IA от -(+)-арабинозы. Это означает, что именно в этой ВСИМ равновесие между (+)- и (—)-компонентами водного фрактала по некоторой причине (которую еще предстоит установить) оказалось необычно устойчивым. Поэтому можно полагать, что неинвертированное смещение оптической активности указанной ВСИМ по отношению к контрольной воде есть лишь кажущийся эффект, обусловленный характерным смещением после нагревания в контроле и отсутствием такого смещения в опытном образце.
Следует о отметить и следующий немаловажный факт. Смещение активности всех полученных ВСИМ по отношению к контрольной воде оказалось сходным по порядку величины. При этом активности исходных растворов различались весьма резко. В частности, активность исходного раствора D-(-)-маннита была по порядку величины сходна с контролем воды. Это еще раз свидетельствует, что
конфигурация водного фрактала изменяется достаточно легко, но лишь в жестко ограниченной узкой области.
Таким образом, описанные в настоящем подразделе эксперименты продемонстрировали возможность создания инвертированных ВСИМ оптически активных веществ и смесей с помощью ЭМИ (в частности, модулированного и транслированного коммуникаторами &ldquo-Bicom&rdquo- и &ldquo-Jet&rdquo-).
