http://lechebnaya-glina.ru » Материя организма

Отсутствие обоснованных физических механизмов интерпретации процессов биоэнергетики

Автор: lenka   Май 7, 2015 Нет комментариев

Важность физических представлений в описании функционирования живых систем становится особо ясной в тех разделах биофизики, которые посвящены непосредственно биоэнергетике и на неё опираются.

То что энергетический фактор играет важнейшую роль в существовании живых систем, так или иначе признаётся всеми авторами, исследующими феномен жизни. Даже там, где непосредственно вопросы биоэнергетики не рассматриваются, постоянно встречаются слова «поток энергии», «источник энергии», «энергетика системы» и т. д. Однако слово «биоэнергетика» в различных публикациях биологического и биофизического направлений используется неоднозначно, и в различных работах в него может вкладываться совершенно разное содержание. Как уже говорилось в главе 3, наиболее часто понятие «биоэнергетика» используют в рассмотрении двух биохимических процессов. Вопервых, это процесс фотосинтеза, т. е. синтеза растениями высокоэнергетичных органических веществ на базе простых неорганических соединений и непосредственно используемой энергии излучения Солнца (см. 2.6). Вовторых, это процесс последующего потребления синтезированных органических веществ животными в качестве пищи, завершающим моментом которого является синтез уже в митохондриях клеток организмапотребителя универсальных носителей энергии — молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).
В этой существующей в настоящее время достаточно всеобъемлющей картине биоэнергетики, охватывающей всю сумму
процессов от излучения Солнца до поддержания жизни живого организма, отсутствует всего несколько деталей, обычно опускаемых даже в наиболее полных по содержанию монографиях и учебниках биологического направления. Эти детали касаются обсуждения физических принципов, лежащих в основе межмолекулярной передачи энергии в живых системах, т. е. ответа на вопрос: «Как это происходит?». И только А. СентДьерди, всегда умевший смотреть именно в суть проблемы, по этому поводу высказался следующим образом: «Как энергия управляет жизнедеятельностью — мы этого не знаем. Ослеплённые нашими успехами, мы часто даже забываем ставить такие вопросы».
Не рассматривая здесь процессов фотосинтеза, рассмотрим далее общепринятую концепцию передачи химической энергии молекулой АТФ биополимерам в контактной биохимической реакции. Молекула АТФ содержит три фосфатных группы, при гидролизе каждой из которых выделяется примерно по 10 ккал/моль свободной энергии. Энерговыделяющая реакция АТР АDР + Рi
(Р — химический символ фосфора) является реакцией гидролиза, т. е. идет с поглощением воды, тогда как все основные реакции биосинтеза сопровождаются отщеплением воды. В связи с этим реакция гидролиза АТР АDР легко сопрягается с синтезом биополимеров. В процессе, именуемом гидролизом и проходящем с участием ферментов, молекула АТФ, в рассматриваемой концепции часто именуемая «электронпереносящий комплекс», через возбуждённый ортофосфат передаёт функциональным биомолекулам высокоэнергетичные электроны. Соответственно энергообеспечение процессов жизнедеятельности с участием АТФ, связываемое ни больше ни меньше, как с «кругооборотом электронов в биосфере», получило громкое имя «электронная схема жизни». Эта общепринятая схема хороша тем, что демонстрирует участие электронов во всех энергетических процессах, связанных с живыми организмами. В предлагаемом механизме электроны перемещаются по цепям биомолекул для того, чтобы в определенных точках этих молекул принять участие в соответствующих химических эндоэргических реакциях. Основываясь на нём, в современной биохимии живого считают, что именно привнесённая электронами энергия обеспечивает участникам реакции возможность преодолевать потенциальный барьер тех реакций, в которые они вступают.
Движение электронов по цепям биомолекул, отвечающее «электронной схеме жизни», в биофизической литературе описывается с привлечением идей квантовой механики и представлений об облаках электронов. В тех же случаях, когда налицо имеется разрыв в этих облаках, в ход идет модель миграции энергии как по цепям биополимеров, так и межмолекулярной. Однако здесь имеется очередной парадокс существующих сегодня биофизических представлений: факт собственно движения энергии отрицать невозможно, и этот эффект под названием «миграция» описывается во всех учебниках по биофизике, но вот физического механизма миграции в тех же учебниках не приводится. Действительно, невозможно отрицать быстрое движение энергии по цепи биополимера, если оно легко и красиво демонстрируется экспериментально. Такие эксперименты, проводимые начиная с 1940х годов, позволяли наблюдать, как энергия, поглощённая в одной области глобулярного биополимера, вызывает химическую реакцию совсем в другой его части. Например, в [96] было продемонстрировано, как квант света, поглощенный миоглобином, вызывает диссоциацию СО, связанного с гемом, причём практически немедленно, а такой результат невозможно трактовать без принятия представления о быстрой миграции энергии по цепи биополимера. Невозможно также отрицать и межмолекулярную миграцию энергии
в экспериментах, подробно описанных А. СентДьерди [80]. Все перечисленные (и другие, подобные им) экспериментальные результаты стимулировали попытки теоретического описания миграции энергии, т. е. её движения как по цепям биополимеров, так и через среду, в которой находятся молекулы. Однако ни одного удовлетворительного механизма, основанного на какихлибо бесспорных физических идеях, в эти годы предложено не было, и биофизика, описывая «электронную схему жизни», продолжает обходиться без её механизмов так, как будто бы с физикой здесь «всё в порядке».

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Еще не оценили)
Загрузка...

Выразить свое мнение:

Копирование и использование материалов сайта разрешено только при наличии прямой ссылки на источник.
Голубая глина и белая для масок для лица и волос. Фитотерапия и спирулина