Универсальный справочник 29 страница

9.Петров, И.Ю., Бецкии, О.В. Изменение потешшалов плазматических мембран клеток листа зелёного растения при электромагнитном миллиметровом излучении //Доклады АН СССР. Т 105. № 2. С. 474-480

10. Самбиев, А.Х. Стимуляция роста сине-зелёных водорослей при действии электромагнитного излучения миллиметрового диапазона низкой активности // Миллиметровые волны в биологии и медицине: Сб ст. под ред. И.Д Девяткова. - М.: ИРЭ АН СССР, 1989. С. 35^12.

//. Чукова, ЮП Научный комментарий к некоторым аспектам исследования биоэффектов миллиметрового излучения // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника 2001. № I! С 32-44

12.Сгшгщын, НИ., Петросян, В И, Рлкин, В А Особая роль системы «миллиметровые волны - водная среда» в природе // Биомедшршская радио-■электроника. 1999 №1 С. 35-48.

13.Шиян, А А К механизму влияния структуры внешнего низкоинтенсивного воздействия на биосистсмы // Биофизика, 1996 Т 41 № 3 С 765-766

14.См,: Гапеев, А.Б, Соколов, П А Анализ особенностей действия модулированных электромагнитных полей на клеточном уровне / Биофизика 2001 ЛЬ 4 Т 46. С 661-675, Катаев, А А, Александров, A.A., Тихонова, ЛИ, Бере-стовский, ГН Частотнозависимое влияние миллиметровых волн на ионные токи водоросли Niteflopsis. Нетспловыс эффекты // Там же ¡993 Вып 3 Т. 38 С 446-462; Chiabrera, A., Bmnko, В., Moggin, Е. // Proc Of the COST 244 Meeting Biomedical Effects of Electromagnetic Fields. Kiiopio Sept. 3-4 1995. P 7-16

15.Чижевский, А Л Земное эхо солнечных бурь. - М: Мысль, 1976,

16.Шкловский, И С Вселенная, жизнь, разум. - М.: Наука, 1987,

17.Пуишкавский, Ы С Фибрилляция предсердий. -СПб.: Фолиант. 1999.

18.Космическая биология и медицина /Совм. росс,-амер. издание/. - М.: Наука, [997. Т. 1-5.

19.См.: Кузнецов, А 11 Биофизика электромагнитных воздействий. - М.: Энергоатомиздат, 1994; Думанский, 10 А., Сердюк, AM, Лось, 411 Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека. - Киев: Здоровье, 1975; Фи.1иппова, ТМ, Алексеев, СИ Влияние электромагнитного излучения радиочастотного диапазона на хсморецситорные структуры. Биофизика. 1995 Т 40. С 624-638

20.Электромагнитные поля в биосфере // Под ред. Н.В. Красногорской. -М.: Наука, 1984. T.I. С. 375. Т. 2. С. 326.

21.Лоренс, Р, Рош, П Дж, Ичоуден, Д.ж Магнитотерапня. - М." Крон-пресс, 1998.

22.

Глава 28

Связь наблюдаемых явлений с магнитным резонансом

Обратите внимание на некоторые исключительно важные для современного естествознания проблемы, не нашедшие удовлетворительного научного обоснования.

• Наличие мистической «протоматерии» - души, ауры, астральных, морфогенетических, био- и иных полей неустановленной природы, - задающей виртуальную систему координат в пространстве-времени, управляющей развитием живого (из клеток, семян, спор...), -не доказано,

• Целостность, «холизм», коммуникационное единство нашего мира (опыты Аспека и др.), телепатия, телекинез... - физическом природа не ясна...

• Всеобщая неуловимая связь земной жизни (биосферы) с Космосом: биоритмы, влияние Луны (её фаз), смены дня и ночи... -механизмы до конца не выяснены.

• Магнитное поле Земли, электромагнитный фон естественного и искусственного происхождения - физические поля, сопровождающие эволюционный процесс «с колыбели», каков их вклад в эволюцию?

• Сознательные функции материального - физическая природа не установлена.

• Системный характер всех болезней: клетки новые - болезни старые.

• Фундаментальная роль воды в живом - в чём состоит её «жизненная сила»? С водой, вероятно, связана загадка геомеопатии.

• Каталитическая активность ферментов, квантовомеханическое туннелирование - отсутствует обоснованный баланс энергии в реакциях.

• Симметрия в живой природе, свойства энантиомеров - выходят за рамки химических представлений.

• Экстрасенсорное восприятие, телепатия, телекинез... и др.

•

Что общего у всех этих проблем?

При анализе просматриваются прямые и косвенные указания на связь этих явлений со спиновой динамикой (магнитным резонансом):

• Метаболическая активность биосистем напрямую связана с концентрацией магнитоактивных элементов и изотопов, свободных радикалов. В этом «тупике» мы всегда встречаем протоны, другие магни-тоактивные элементы и изотопы, свободные радикалы и электроны, парамагнитные атомы.., т.е. системы, обладающие магнитным моментом.

Протоны и электроны - элементарные магнитные системы - пер-воматерия Вселенной; ионизированный водород - самый мощный катализатор; водородные связи играют центральную роль в биохимии; избыток или недостаток протонов (параметр рН) в плазме крови и других органах и системах имеет большое патофизиологическое и клиническое значение.

Вода - основа и источник биологической жизни. Вода (протоны) дает сильный сигнал ЯМР.

• Высокооднородное поле Земли является всеобъемлющим, задает направление магнитного «смещения» для всех биохимических процессов живой материи на Земле. Магнитные моменты электронов и ядер чутко откликаются (подобно стрелкам компаса) на малейшие флуктуации этого поля.

• Электромагнитное излучение, участвующее в магниторезо-нансных взаимодействиях, наилучшим образом отвечает земным условиям с точки зрения распространения, рассеяния, минимальных потерь в биоструктурах.

• Именно на этот диапазон приходится почти весь спектр электромагнитного излучения искусственного и естественного происхождения у поверхности Земли.

• Вероятность спонтанных переходов в этом диапазоне мала, мы имеем дело только с вынужденным поглощением и испусканием; коэффициенты Эйнштейна примерно на 4 порядка ниже, чем в случае электрических дипольных переходов.

• Магнитное взаимодействие гораздо слабее электрического, но зато на низких частотах можно прикладывать гораздо более сильные (на несколько порядков величины) осциллирующие магнитные поля, чем в случае волн оптического диапазона.

• Естественная ширина линии магнитного резонанса ничтожна и может быть измерена с большой точностью. Это же можно сказать и о фазе. Электромагнитное поле рассматривается в классическом представлении, что позволяет говорить о точной фазировке (настройке) большого ансамбля частиц.

• Многие процессы живой (и неживой) материи, представляющие собой конденсированные неравновесные системы, к примеру ферментативный катализ, не могут быть объяснены известными кинетическими и статическими законами, в основе которых примитивный разогрев и сжатие материала, неупорядоченные тепловые столкновения, т.е. статистический беспорядок. По всей видимости, необходимым условием подобных явлений будет одновременное кооперативное действие частиц с тонкой регулировкой фазы их волновых функций и дальний порядок, что должно приводить к результату /и-и/, а не /или-или/, т.е. к произведению, а не к сумме.

• Во многих случаях энергия активации не играет главной роли в химических превращениях, отсутствует объяснимый баланс энергии. Подбарьерный перенос (квантовомеханическое туннелирование) становится основным теоретическим объяснением. Есть указание на присутствие и влияние низкочастотных мод колебаний, вызывающих в ряде случаев размывание, «качание» электронных уровней и др.

• Вывод, полученный из обширных данных по наблюдению влияния электромагнитного излучения на человека (об этом говорилось ранее), о необходимости учитывать электромагнитную совместимость человека и окружающей среды. Недостаток в организме электромагнитной энергии является признаком нарушения гомеостаза.

• Указание на то, что физические процессы в микромире сами являются объектом направленного физиолого-биохимического регулирования, т.е. зависят от условий их протекания в организме, среды обитания. Биологические закономерности видны уже на низших уровнях организации живого.

• Магнитооптические эффекты и др.

Возможные механизмы естественной реализации

Физика магниторезонансных явлений даёт ответ на целый ряд поставленных ранее вопросов.

Магнитный резонанс связывает воедино (через условие резонанса) магнитное поле (Н₀), электромагнитное излучение (v), и гиромагнитное отношение (у) атомной (молекулярной) системы, благодаря чему обеспечивается:

• высокая чувствительность к слабым изменениям напряженности магнитного поля и его направления, частоты и амплитуды магнитного компонента электромагнитного излучения и степени его поляри

зации, состоянию атомной (молекулярной) системы и её окружения. Возможно, именно здесь следует искать ответ на вопрос, как (каким образом?) слабые флуктуации постоянного магнитного поля Земли, порождаемые различными причинами (суточные, лунные, солнечные, вековые и т.п., регулярные и нерегулярные вариации), влияют на земную жизнь таким всеобъемлющим образом;

• высокая избирательность (разрешающая способность) настройки каналов для приёма и передачи энергии (информации). Линии спектра магнитного резонанса могут быть разрешены с точностью 0,1 Э и менее.

Физика процесса объясняет тот наблюдаемый факт, что биосистема, благодаря явлению насыщения спектрального перехода, откликается только на слабые воздействия и защищена от воздействия большой мощности. Энергия спинового ядерного перехода в поле Земли имеет порядок 10"⁵эВ. Это, по-видимому, явилось причиной того, что явление по энергетическим соображениям не рассматривалось в качестве активного агента биохимических реакций.

Резонансный процесс обеспечивает коллективное, сфазированное действие ансамбля частиц в виде спиновой индукции, спинового эхо, в режиме усиления и генерации электромагнитных волн, что определяет иное качество реакций, где работает не энергия статистического теплового беспорядка, а результат упорядоченного, когерентного взаимодействия волновых функций. Этот эффект может иметь отношение к таким реакциям, как квантовомеханическое туннелирование, ферментативный катализ, биолюминесценция, высокотемпературная сверхпроводимость, холодный ядерный синтез, феномен сознания в его высших проявлениях и др.

Парамагнитная система в инверсном состоянии способна усиливать и генерировать электромагнитные волны (режим мазера). Таким образом могут строиться каналы обмена энергией и информацией как внутри организма (между клетками, органами, системами), так и каналы т.н. телепатической связи, экстрасенсорного воздействия, управляемых усилием воли, мысли.

Ядерный магнитный резонанс обеспечивает прямое электромагнитное взаимодействие с водой - универсальной и всеобщей средой для биологической жизни, которой испокон веков приписываются чудодейственные свойства: это и «живая и мёртвая» вода, освящённая и омагниченная, талая и кремниевая... Па необъяснимых свойствах воды зиждется и гомеопатия.

Процесс обеспечивает прямой выход на самые активные в химическом отношении агенты: магнитоактивные ядра и свободные радикалы.

Здесь мы имеем дело с радиоволнами низкочастотного диапазона. Во-первых, низкочастотные и особенно ультранизкочастотные волны обладают исключительной проникающей способностью; во-вторых, это до настоящего времени слабо изученный участок природного спектра, особенно по отношению к биологическим объектам.

Напряжённость дипольного магнитного поля Земли изменяется почти в два раза при удалении от экватора к полюсам. С этим связаны зависимость резонансной частоты биоактивных элементов от широты местности, и, возможно, здесь кроется объяснение многих, не вполне понятных феноменов, связанных с географическим положением.

Аналогичным образом изменение напряженности магнитного поля и спектра электромагнитного излучения вследствие вращения Земли (для дневной и ночной сторон) при лунных и солнечных затмениях (через изменение резонансных условий) приводит ко многим необъяснимым последствиям.

Ухудшение самочувствия метеозависимых людей при резких хаотических изменениях геомагнитного поля, например во время магнитных бурь, может быть объяснено значительным рассогласованием резонансных условий, нарушающих космоизотопные связи.

Хорошо известна связь физико-химических свойств крови и состояния иммунной системы человека с фазами луны. Удовлетворительного объяснения этому факту нет. Таинственное влияние Луны (её фаз) на земную жизнь также, я полагаю, связано с изменением спектра отражённого от Луны света, но, что ещё важнее, с изменением степени поляризации этого излучения, что может быть причиной модуляции интенсивности магниторезонансных процессов.

Важнейшая характеристика биологической системы - параметр рН, - связаннвя с динамикой протонов, весьма чувствительна к мор-фофизиологическим изменениям и патологии. И в этом случае протонный резонанс может быть ответственным за самые тонкие эффекты.

Пример. Экспериментально установлено, что загадочное во всех отношениях мумие имеет уникальные, но вполне физические свойства. Непрерывное измерение р[ I в течение нескольких недель показало, что временные измерения рН раствора мумиё подчиняются суточным, недельным и, видимо, месячным ритмам, а также геомагнитным возмущениям, электромагнитным воздействиям. Если это так, то мумиё не иначе, как через протонный резонанс, подозревается в роли посредника в передаче управляющей информации из Космоса.

ЯМР(ЭПР)-взаимодействием химических элементов тела человека с внешними электромагнитными полями могут быть объяснены экстрасенсорные способности человека.

Изоляция человека в камере с глубокой магнитной экранировкой (до 10° от величины напряжённости геомагнитного поля) приводит к заметным изменениям в психике человека. Это говорит о том, что где-то здесь спрятан доступ к ментальным процессам и, вероятно, на этом пути следует искать вполне материальные возможности принципиально нового подхода в лечении психических заболеваний.

В этом отношении особого внимания заслуживают:

Вода и водородные связи. «Истинно, истинно говорю тебе: если кто не родится от воды и Духа, не может войти в Царство Вожие» (Евангелие от Иоанна, гл. 3, п. 5). В древнем эзотеризме вода символизирует астральную, необычайно пластичную материю...

Молекулы взаимодействуют друг с другом при участии сил нескольких типов. Особый тип межмолекулярного взаимодействия, представляющий для нас интерес, - водородная связь (Н-связь). Н-связь слаба, освобождающаяся при её образовании энергия порядка 0,1 эВ. К примеру, перестройка сильной ковалентной связи требует энергии примерно в 20 раз больше. Л это значит, что на молекулу необходимо сконцентрировать довольно значительную энергию столкновения (ак-тивационную энергию). Живой организм не может решать эту задачу увеличением температуры, потому что неупорядоченное тепловое движение неразборчиво и может преобразовывать вовсе не то, что нужно. В клетке такие химические реакции, при которых образуются или разрушаются ковалентные связи, осуществляются при участии специфических катализаторов, называемых ферментами.

Именно из-за своей энергетической малости связь посредством водородного мостика играет центральную роль во всей биохимии. Достаточно сказать, что связи двух звеньев в молекулах ДНК, вторичная структура (конформация) белков осуществляются с помощью водородных мостиков. Поскольку в ЯМР мы непосредственно влияем на протон, важно в этой связи рассмотреть химические процессы, идущие через Н-связи.

Если говорить о некоем глобальном синхронизирующем влиянии геомагнитного поля на биологические и физико-химические реакции, то возникает вопрос, с чем связана подобная универсальность действия? Основной субстанцией, определяющей универсальность действия ГМП на живые организмы, может быть только вода. Причиной этого считается изменение под влиянием ГМП свойств воды - общего компонента этих реакций в живых и неживых системах.

При комнатной температуре вода должна быть газом, однако из-за наличия водородных связей её точка кипения аномально высока и равна 373,15 К при I атм. Для воды £/„,_с = 36,12 кДж/моль. Энергия акти

вации (для разрыва П-связи) = 20 кДж/моль при 298 К. Благодаря своей асимметрии молекула воды становится поляризованной. По этой причине молекула воды способна соединяться электростатически со всеми электрически заряженными или поляризованными группами. Такие группы получили название гидрофильных. В отличие от них нсполяр-ные группы не имеют сродства с водой; они гидрофобны, т.е. отталкивают воду. Это явление всем нам хорошо известно: так, масло с водой не смешивается. Строго говоря, гидрофобные группы воду не отталкивают; они выталкиваются водой в результате сильной гидрофильности самих молекул воды, тесно соединенных друг с другом водородными связями. Молекулы воды испытывают колебательные движения около

положения равновесия с периодом колебаний т = 2,7 10 ¹² с. Важнейшие физико-химические свойства воды не вполне ясны¹.

Вода принимает непосредственное участие в формировании структуры важнейших биомолекул, а также в процессах самосборки сложных надмолекулярных структур. Небольшие изменения в количестве и состоянии относительно небольшой фракции молекул воды, образующих гидратный слой макромолекулы, приводят к резким изменениям термодинамических и релаксационных параметров всего раствора в целом. Быстрый процесс вовлекает все фракции воды, включая молекулы, находящиеся во внутренних слоях белка. Все это делает систему биополимер-вода единой кооперативной системой, в которой любые изменения в состоянии как растворителя, так и макромолекулы носят взаимосвязанный и взаимообусловленный характер. Незаменимая роль воды в живой природе наводит на мысль, что «основное назначение воды более важное - быть информационной основой биологической жизни во Вселенной». На это указывает и необъяснимый феномен памяти воды, гомеопатии. И ещё. Жизнь утверждалась из океана (из водной среды) в теснейшем контакте с внешним миром и космосом. Поэтому эволюционно должна сохраниться рудиментарная связь живого со средой обитания (с космосом) не иначе как через воду, а значит, через протоны и ЯМР.

Н-связи стабилизируют вторичную структуру полипентидных цепей. Связь осуществляется между атомом водорода, химически связанным с одной молекулой, и электроотрицательными атомами О, Тч", Р, С1, принадлежащими, как правило, другой молекуле.

Природа водородной связи сложна и не сводится только к электростатическому притяжению, хотя оно и даег основной вклад в энергию связи. Исследования показали, что потенциальная функция Н-связи имеет вид асимметричной кривой с двумя минимумами, локализованными вблизи злектроотридательных атомов, между которыми протон может совершать туннельные переходы.

Магнитоактивные химические элементы и изотопы: Натрий. Он в виде соли N301 - основной компонент плазмы крови и лимфатической жидкости, в которых протекают многочисленные ферментативные реакции процессов метаболизма. Причём все эти реакции согласованы во времени и протекают с заданными скоростями. Учитывая магнитоактивные свойства Ыа²³, можно представить себе, что хлористый натрий в живом организме будет жёстко, безынерционно откликаться на изменение электромагнитного фона биосферы и тем самым обеспечивать постоянство физико-химических свойств раствора хлористого натрия как «поля», на котором разыгрываются многочисленные биохимические процессы с участием калия, магния и кальция. По-видимому, отклик этого физико-химического «поля» должен быть синхронным с изменением внешнего электромагнитного сигнала во избежание отклонений от нормы скоростей биохимических реакций.

Калий. Роль калия в живых организмах представляет особый интерес. Содержание калия в клетках живых организмов в 10 раз больше, чем ионов N8. Концентрация калия вне клеток (во внутриклеточном пространстве) в 20 раз ниже. Например, в плазме и сыворотке крови концентрация калия 4-5 ммоль/л, а в кровяных тельцах - 95 ммоль/л (для калия 1 ммоль/л = 39 мг/л). Постоянство концентрации ионов калия внутри клеток поддерживается за счёт активного переноса калия из межклеточной жидкости. Установлено, что внутриклеточная концентрация ионов калия в зависимости от возраста организма составляет 100-150 ммоль/л. Изотопный состав калия: К³⁹- 93,08%, К⁴⁰ - 0,01%, К⁴¹ - 6,91%. В отличие от всех химических элементов, встречающихся в живом организме, среди трёх магнитоактивных изотопов калия содержится один долгоживущий радиоактивный изотоп - К⁴⁰ с периодом

полураспада 1,26-10⁹лет. Общее содержание калия в теле человека массой 70 кг (при концентрации 100 ммоль/л) составляет 273 г. В 1 г калия (за счёт К⁴⁰) происходит 32 акта радиоактивного распада в 1 с. Следовательно, в человеческом организме ежесекундно происходит приблизительно 8-9 тысяч распадов. Учитывая постоянство концентрации ионов калия в клетках любого происхождения (растительных и животных), можно предположить, что К⁴⁰ в биосфере выполняет роль своеобразного «генератора тактовой частоты», согласующего ритмы биохимических процессов не только клетки, но и всего организма в целом. Какова истинная роль изотопа К⁴⁰ в жизни на Земле, остаётся загадкой.

Поглощённая доза излучения в 500 рад считается летальной для человека массой 70-100 кг. И хотя энергетический эквивалент такой дозы слишком мал (равен 80-120 кал; для сравнения такая энергия необходима для нагревания примерно 100 г воды на 1 °С), тем не менее

такая доза приводит к смерти. В то же время калий, без которого не протекает ни одна ферментативная реакция в организме человека, содержит радиоактивный изотоп К⁴" (общая масса составляет примерно 0,03 г). По этой причине человек естественным образом является источником радиоактивного излучения (8-9 тысяч распадов в 1 с). За счёт этого внутреннего источника человеческий организм получает дозу примерно 0,1 рад в год, что совпадает с известными оценками дозы облучения человека за счёт космической радиации и природных изотопов. И если внешнее облучение совсем не обязательно для жизни человека, то без собственного облучения К⁴⁰ он существовать не может. Если в том и в другом случае мы имеем дело с некой информацией, то следует признать, что излучение калия несёт в себе созидательную, животворящую информацию, а например, радиоактивное излучение искусственных изотопов - разрушительную, губительную. Ясно и то, что главную роль играет не энергетическая мощность излучения, а именно его информационная сущность. Радиоактивное излучение в 500 рад, приводящее к летальному исходу, несёт в себе некую разрушающую информацию для любого живого организма, вызывая при этом лишь незначительный (но сравнению с радиационно-повреждёнными химическими соединениями) радиолиз.

Выходит, жизнедеятельность любого организма обеспечивается как минимум по двум направлениям (каналам): энергетическому (пищевому) и информационному.

Кальций. Ионы Са играют важную роль в передаче нервных импульсов.

Ни один ферментативный процесс в живых организмах не протекает в отсутствие ионов М.£, К., Са. Учитывая их малое содержание, они, по-видимому, играют роль пусковых систем для инициирования соответствующих ферментативных реакций, тем самым обеспечивая плавное регулирование скоростей биохимических реакций. Если бы их

содержание было таким же, как у Ыа²⁷ ■ (100%), то мы имели бы безынерционную систему отклика, и скорость биохимических реакций могла бы регулироваться только за счёт изменения концентрации ионов этих элементов в широком диапазоне. Поскольку их концентрация в организме почти не меняется, то наиболее вероятна именно инициирующая (и регулирующая) роль этих элементов.

Квантовомеханическое туннелирование. В ряде случаев биохимические реакции идут и тогда, когда необходимый запас энергии активации отсутствует. Транспорт электрона может происходить на относительно большие расстояния и независимо от поступательного движения молекул донора и акцептора электрона, что отличает эти процессы от окислительно-восстановительных реакций в растворе. Предполагается, что при этом имеет место квантовомеханическое туннелирование. Концепция туннельного транспорта электрона между отдельными белковыми молекулами-переносчиками, отделенными энергетическим барьером, привлекается для объяснения многих важных явлений в химии и биологии.

Ещё' в 1965 году Лоуден² высказал мысль о том, что генетические дефекты, старение и рост опухолей могут быть результатом квантово-механического туннелирования. Генетическая информация закодирована в молекулах, в которых имеются водородные связи между основаниями в специфических парах нуклеотидов. Путем туннелирования протона от одного основания к другому в процессе репликации, нормальные пары оснований могут претерпевать таутомерные превращения, что приводит к появлению ошибок в генетическом коде. Детальные расчеты показывают, что потенциальные барьеры между двумя минимумами в системе, образованной парой оснований, не настолько высоки и широки, чтобы туннельный переход был редким событием.

В пользу подбарьерного переноса электрона по туннельному механизму говорит и тот факт, что он может происходить и при низких температурах (77 К и ниже). В этих условиях поступательное движение больших белковых молекул замедлено, и, следовательно, обычные физико-механические механизмы реакций в растворе по типу сталкивающихся частиц, обладающих избытком кинетической энергии, заведомо не могут осуществляться с высокой скоростью. В ряде случаев безак-тивационное туннелирование преобладает при Т< 100 К, а температурные зависимости таких реакций имеют ярко выраженный двухфазный характер.

Электронный переход, включающий перенос электрона или миграцию энергии электронного возбуждения между двумя состояниями в системе двух дискретных уровней, может осуществляться только при наличии диссипативных процессов на акцепторе. Смысл таков: энергия возбуждения электрона (его часть) должна рассеиваться на акцепторе за время пребывания на нем. Это приводит к «расстройке» резонанса уровней в акцепторе и доноре за определенное (короткое) время, и обратный перенос от акцептора к донору станет невозможным. Между состояниями Д (донор) и А (акцептор), разделенными потенциальным барьером, при отсутствии диссипативных процессов совершаются квантовомеханические колебания. Если же конечное (А) состояние является квазистационарным (уровень - метастабильным) в силу определенных диссипативных процессов и характеризуется комплексной энергией, то процесс перехода (переноса) из начального в конечное состояние имеет необратимый характер, т.е. имеет место туннелирова-ние. Диссипация части энергии может происходить за счет процессов дальнейшего туннелирования электрона через стенки барьера в ближайшее окружение акцептора или под влиянием окружающей среды, взаимодействующей с электронами, что приводит к «дрожанию» энергетического уровня и потере когерентности состояний волновой функции за счет сбоя фазы колебаний. И вот самое для нас интересное: уширение электронных уровней в сложных молекулах может достигаться в результате движения ядер и электронно-колебательных взаимодействий, приводящих к потере части электронной энергии по колебательным степеням свободы.

Вывод: при рассмотрении туннельного переноса электрона в реальных молекулах необходимо учитывать состояние ядер, при движении которых изменяются энергетические уровни электронов. Квантовый характер движения ядер приводит к тому, что колебательная энергия молекулы меняется скачком, колебательным подуровням соответствуют колебательные кванты. Есть указание на то, что в реальных процессах переноса электрона в белках существенную роль должны играть не только квантовые акцептирующие моды, но целый набор низкочастотных мягких мод, присущих белковой молекуле. Сопряжение мягких мод может повлиять на образование акцептирующей моды и всего Д-А комплекса. Именно этим обстоятельством, отражающим активную роль белкового окружения, можно, в частности, объяснить большое различие в наблюдаемых температурных зависимостях переноса электрона в реакционных центрах фотосинтеза на разных объектах³.

Квантовохимические исследования позволили выявить ряд новых особенностей движения ядер частиц, составляющих молекулу. Так, было обнаружено наличие множественных минимумов на потенциальных поверхностях, разделенных сравнительно невысокими потенциальными барьерами. Кроме того, обнаружена высокая чувствительность электронного строения молекул в возбужденных состояниях к изменению конфигурации их ядер и малым внешним возмущениям. В исследовании межмолекулярных взаимодействий задачи квантовой химии заключаются в нахождении потенциалов взаимодействия, создании моделей, позволяющих учесть влияние среды на свойства молекул и механизмы элементарных процессов.

Ферментативный катализ. Прямое отношение к рассматриваемому вопросу, на наш взгляд, имеют химические катализаторы и ферменты.

В основе активности многих каталитических систем лежат механизмы переноса электронов и протонов. В первом случае типичным катализатором служат переходные металлы и их соединения. При одно-электронном переходе образуются свободные радикалы. Во втором случае в качестве катализатора используют вещества, способные принимать и передавать протон. Удивительная реакционная способность ферментов не имеет убедительного теоретического объяснения; не хватает какой-то связки, координации, скорости, энергетического баланса...

В биохимии известны модели «ключ-замок» Фишера, «рука-перчатка» Кошланда, модель «дыбы», «белок-машина» и др. Термодинамическая сущность указанных моделей состоит в том, что потенциальная свободная энергия связывания (сорбции) субстрата на ферменте должна тратиться на понижение барьера свободной энергии активации последующей химической реакции. Однако остается неясным, в какой конкретной форме и по каким механизмам энергия сорбции может запасаться в белковой глобуле и концентрироваться на атакуемой связи. Для объяснения самого механизма катализа выдвигают предположение: фермент устроен так, что его структура обеспечивает когерентный характер распространения флуктуационных изменений конформации от поверхности белка к его активному центру. Тем самым обеспечивается и обмен свободной энергией между макромолекулой и её' окружением. В ферментативном катализе многоступенчатый характер превращений субстрата обеспечивается за счет синхронного, кооперативного их протекания в единой полифункциональной системе. Основой всех «динамических» моделей является предположение о возникновении когерентного состояния с одной колебательной модой и бездисси-пативном переносе энергии по белковой глобуле к активному центру по определенным степеням свободы.