Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад

СВЕРХМАЛЫЕ ДОЗЫ — БОЛЬШАЯ ЗАГАДКА ПРИРОДЫ


В нашем журнальчике уже рассказывалось об эффектах сверхмалых доз (смотри выборку материалов в «ЭиЖ» 2 '99, где рассказывалось о сенсационных результатах в этой области исследовательских работ, которые пока с огромным трудом укладываются в рамки представлений современных наук о строении вещества). Но с учетом значимости этого направления Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад, самым конкретным образом связанного с исследованием поразительных параметров обычной воды, с учетом того, что в ближайшее время в средствах массовой инфы все почаще возникают сообщения о «чудесах», творимых теми либо другими определенными субстанциями в сверхмалых либо гомеопатических дозах, мы решили в номере, посвященном в главном «водной» теме, предоставить слово одному из ведущих Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад профессионалов в этой области, чтобы, как говорится, отделить «зерна» от «плевел» и дать очень точную картину вправду необыкновенного явления, заслуживающего самого пристального внимания представителей различных наук.

Об создателе:
Лена Борисовна Бурлакова, доктор био наук, доктор, лауреат Гос премии, заместитель директора, заведующая лабораторией Института биохимической физики им Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад. Н.М. Эмануэля (ИБХФ РАН).

Мировоззрение, высказанное известным французским математиком Ж. Адамаром, что неважно какая система (как изучаемая экспериментально, так и модельная) может считаться корректной (правомерной в научном смысле, имеющей «право» на рассмотрение), если более сильному воздействию соответствует и поболее значимый отклик, властвует в науке очень издавна. Но жизнь Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад показала, что этот базовый принцип нарушается в природе еще почаще, чем можно было представить, и слабенькие воздействия играют наиважнейшую роль в так именуемых бифуркационных переходах систем в новое состояние. Во время таких переходов резко увеличивается роль флуктуаций, от которых зависит, в какое из огромного количества вероятных состояний перейдет система.
Похоже, что эти Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад рассуждения имеют прямое отношение к действию самых разных физических и хим причин в сверхмалых дозах, как в естественных критериях, так и в техногенной среде. Эти воздействия, как представляется сейчас, меняют не только лишь силу существовавших в начальной системе связей, да и их иерархию и картину рассредотачивания.
При Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад таких воздействиях, как показано дальше, не работают системы адаптации, так как организм способен адаптироваться только к «привычным» воздействиям, лежащим в обыкновенном спектре интенсивностей, а это значит, что нарушается управление внутренними и наружными регуляторами, изменяются соотношение положительных и отрицательных оборотных связей, дела меж популяциями и, в итоге, процессы гомеостаза и Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад развития. Неизменное воздействие этих причин либо долгая «память» системы об их воздействиях содействуют тому, что эти слабенькие воздействия могут сыграть решающую роль конкретно при прохождении всей системой критичных точек бифуркации. Эти взаимодействия могут в итоге играть решающую роль и в судьбе таковой глобальной системы, как биосфера.
Но до того Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад как делать выводы, разглядим имеющиеся факты.

История вопроса

В 1983 г., изучая воздействие антиоксидантов на электронную активность изолированного нейрона виноградовой улитки, в ИБХФ получили внезапный итог. Начальная доза продукта (10–3 М) была для нейрона не только лишь активной, да и достаточно ядовитой, потому концентрацию раствора решили понизить. Ко всеобщему удивлению, доза Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад в 10 тыс. раз ниже начальной оказалась не только лишь наименее ядовитой, да и более действенной. Ее предстоящее уменьшение только усиливало эффект, он достигал максимума при 10–15 М, а потом ослаблялся и при 10–17 М пропадал. Похожие результаты следили позднее в макромолекулах, клеточках, органах, тканях, организмах и даже популяциях при воздействии Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад на их противоопухолевых, антиметастатических, радиозащитных и нейротропных препаратов, ингибиторов и стимуляторов роста, гормонов, адаптогенов, иммуномодуляторов, детоксикантов, антиоксидантов, также разных физических причин — ионизирующего излучения и т. п. Выяснилось, что это не особенность какого-то продукта либо био объекта, а новый тип взаимодействия всех био объектов со сверхмалыми дозами (СМД) на биологическом Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад уровне активных веществ (БАВ). Каждое из их может владеть специфичными мишенями, с которыми оно конкретно ведет взаимодействие, механизмом, определяющим это взаимодействие и его усиление в определенных критериях, особенностями метаболизма, но в СМД они показывают общие закономерности. Так как исследователей изучаемых объектов и причин, активных в СМД, становится больше Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад, имеет смысл проанализировать этот парадокс подробнее.
Сначала, нужно уточнить, что такое СМД. Это дозы, эффективность которых необъяснима с современных позиций и просит разработки новых устройств. По воззрению ряда исследователей, разделяемому и создателем, граница СМД определяется числом молекул БАВ на клеточку. В одном моле вещества около 6·1023 молекул, а число клеток Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад в любом многоклеточном организме (к примеру, животного) по порядку величины составляет приблизительно 1010, так что при внедрении БАВ в организм в дозах 10–12–10–13 М на одну клеточку приходится от 10 до одной (!) молекулы БАВ. Потому СМД отвечают концентрации 10-12 М и ниже. Для физических же причин пока нет общего количественного определения. Так, для ионизирующего излучения Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад Международное агентство по атомной энергии считает малыми дозы до 250 мГр (25 Р), а малыми мощностями — 1,5 мГр/мин и ниже. Но такое определение не применимо для радиоустойчивых организмов (бактерии, простые эукариоты) либо растительных клеток. Потому в радиобиологии малыми нередко именуют такие дозы радиации, для которых эффект меняет символ (к примеру, угнетение клеточного Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад роста сменяется стимулированием).

Особенности воздействия малых доз a

Из наших результатов и литературных данных следует, что СМД БАВ и физические причины низкой интенсивности схожим образом оказывают влияние на метаболизм как по формальным признакам (зависимость «доза — эффект»), так и по проявляемым свойствам. Это может разъясняться их воздействием на одни и Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад те же мишени (к примеру, клеточные и субклеточные мембраны) либо особенностями протекания вызванных ими реакций.
Соответствующие черты таких воздействий:
1. Немонотонная, нелинейная (полимодальная) зависимость «доза — эффект». Обычно, максимумы активности наблюдаются в определенных интервалах доз и разбиты собственного рода «мертвой зоной», где система фактически нечувствительна к воздействиям. (Видимо, из-за этого активность Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад СМД не отмечалась до этого, так как, достигнув «мертвой зоны» и убедившись в отсутствии эффекта, исследователи не лицезрели смысла в предстоящем уменьшении дозы и прекращали опыты.)
2. Изменение (обычно повышение) чувствительности объекта к различным факторам: как внутренним, так и наружным, как той же (что и воздействие в СМД Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад), так и другой природы.
3. Эффект наблюдается даже «на фоне» воздействия существенно огромных доз.
4. «Знак» (направленность) эффекта находится в зависимости от тех черт, которыми объект обладал до того, как подвергся воздействию.
5. Характеристики БАВ с уменьшением концентрации изменяются, а именно, при сохранении активности фармацевтических препаратов исчезают побочные эффекты от их внедрения Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад.
6. Для физических причин (к примеру, облучения) эффект усиливается с снижением интенсивности воздействия в определенных границах.
Чувствительность био объектов к действию различных причин в «обычных» дозах и в СМД изменяется очень очень. К примеру, удавалось достигнуть синергизма (неоднократного усиления) деяния 2-ух противоопухолевых препаратов, вводя какой-то из них в СМД. Результирующая Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад активность гербицидов также повышалась, если хотя бы какой-то из них применяли в СМД.
Примерами зависимости «знака» эффекта от исходных черт био объектов могут служить различное воздействие антиоксидантов на потенциалы изолированных нейронов (высочайший — снижают, маленький — увеличивают) либо на характеристики мембран эритроцитов, также воздействие радиации на активность ферментов Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад.
Изменение параметров БАВ с уменьшением концентрации (а именно, ослабление побочных эффектов) отлично видно на примере феназепама — очень пользующегося популярностью транквилизатора. В обыденных дозах феназепам вместе с транквилизирующим действием вызывает сонливость, мышечную слабость, головокружение и тошноту, потому его советуют принимать на ночь. В СМД он остается действенным успокаивающим средством, но стопроцентно лишается ненужных Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад дополнительных параметров. В итоге получен патент на внедрение феназепама в СМД как дневного транквилизатора.


Био действие малых доз радиации

В последние годы совершенно точно подтверждено, что облучение даже в самых малых дозах вызывает бессчетные конфигурации в клеточках. В собственных исследовательских работах мы облучали мышей, используя гамма-источник Cs Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад137. Найден рост эффекта при малых дозах. Величина максимума и соответственная ему доза зависят от специфичности объекта и мощности источника, но общая тенденция налицо: при уменьшении интенсивности облучения максимум достигается при наименьших дозах. При самых малых дозах облучения очень низкой интенсивности отмечено изменение структуры ДНК и клеточных мембран. Конфигурации Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад, произошедшие в итоге облучения, сохранялись в течение долгого времени после его прекращения.
Очень принципиально, что в итоге облучения изменяется чувствительность (как отдельных макромолекул и клеток, так и организма в целом) к дополнительным воздействиям (как той же, так и другой природы). В наших опытах обнаружилось, что у облученных мышей эритроциты Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад разрушались резвее, изменялись чувствительность центральной нервной системы и реакция клеток на разные воздействия, в том числе на повторное облучение.
Вид зависимости «доза — эффект», как считают некие исследователи (создатель принадлежит к их числу), связан с тем, что дозы, вызывающие повреждения в био объектах и приводящие в действие системы их восстановления, очень Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад разнятся. Пока эти системы не действуют полностью, эффект наращивается с повышением дозы, потом — миниатюризируется, когда процессы восстановления в системе активируются, может даже поменять «знак», и вновь наращивается с повышением дозы, когда повреждения превалируют над восстановлением.
В целом же реакция организма на облучение находится в зависимости от дозы, мощности и времени Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад облучения.


Ферменты и дозы

Опыты, в каких исследовалось воздействие СМД БАВ на активность ферментов, проводились как с изолированными ферментами, так и в клеточках либо организмах. На изолированный фермент (протеинкиназу-С), выделенный из сердца животных, действовали антиоксидантом токоферолом, в обыденных дозах (10–4–10–5 М) подавляющим активность фермента.
Мы изучили существенно более Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад широкий спектр концентраций (10–18–10–5 М). Оказалось, что токоферол подавляет активность фермента в интервалах 10–16–10–12 М и 10–4–10–5 М, а в промежутке практически не оказывает влияние на нее.
В другой серии тестов, выполненных сотрудниками Столичного муниципального института им. М.В. Ломоносова, изучалось действие продукта изобруфена на активность фермента простагландинсинтазы. Обнаружилось, что в Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад концентрациях 10–11–10–14 М он увеличивает активность фермента, а в концентрации 10–6 М приметно уменьшает ее. Правда, в СМД изобруфен действовал лишь на клеточки и не оказывал никакого воздействия на изолированный фермент. Наибольший эффект наблюдался при концентрации 10–12 М. Любопытно, что в спектре 10–9–10–6 М, т. е. при переходе от стимуляции к угнетению, эффект Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад пропадал — это была «мертвая зона».
Все эти результаты не объяснимы в традиционной биохимии. Похоже, для БАВ в дозах 10–11–10–18 М нужно пересмотреть механизмы деяния на ферменты, к примеру, беря во внимание возможность конфигурации структуры воды.

Примеры зависимостей "доза - эффект" для различных объектов.


Вероятные механизмы деяния

Чтоб осознать, как СМД Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад БАВ оказывают влияние на био объекты, нужно сначала узнать, как их молекулы ведут взаимодействие с клетками-мишенями. При концентрациях 10–15 М и ниже неприменим закон действующих масс (база хим кинетики) и теряет смысл само понятие «концентрация». Определяющими становятся флуктуации, в особенности для био структур размером 102–103 А.
По воззрению известного русского биофизика Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад Л.А. Блюменфельда, механизм деяния СМД на клеточном и субклеточном уровнях представляет собой параметрический резонанс, т. е. совпадение временных характеристик запускаемых действующим веществом внутриклеточных процессов и соответствующего времени взаимодействия этого вещества с клеткой-мишенью. Сравниваются соответствующие времена подхода (методом диффузии) к поверхности клеточной мембраны (1), время протекания реакции на Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад поверхности и в объеме мембраны (2) и время появления клеточной реакции (3) . При больших концентрациях БАВ, когда время (1) не достаточно, а сами взаимодействия происходят нередко, клеточный фермент (сенсор) находится в состоянии, характеризуемом малой активностью. При очень малых концентрациях, когда время взаимодействия (2) очень велико, практически весь фермент (сенсор) остается в начальном сбалансированном состоянии Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад, в каком его активность также оказывается низкой. И только для доз, при которых время взаимодействия БАВ со собственной мишенью (2) и временные характеристики запускаемых им внутриклеточных процессов (3) совпадают, можно ждать увеличения активности. Расчеты демонстрируют, что ее пик приходится на дозы от 10–11до10–15 М.
Но имеют право на жизнь и другие разъяснения парадоксов Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад СМД. А именно, может рассматриваться «игра», в какой фермент (сенсор) может содержать несколько центров с разной активностью. При низких дозах БАВ его молекулы «предпочитают» более активный центр. С ростом дозы в «игру» вступает 2-ой центр. Он ведет взаимодействие с первым так, что все молекулы, связанные с Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад первым центром, покидают его. Во всяком случае, схожим образом разъясняют сложную реакцию обонятельного сенсора на изменение дозы субстрата.
Главное же в действии СМД — как оказывают влияние молекулы БАВ на мишени. Как ведет взаимодействие БАВ с белком либо липидом мембраны, если молекул БАВ в 106–109 раз меньше, чем молекул белка?
Есть Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад две точки зрения. Согласно первой, сходство зависимостей «доза — эффект», изменение чувствительности био объектов к различным факторам (внутренним и наружным) свидетельствуют только о наружном сходстве явлений. В каждом случае существует собственный механизм. Сторонники другой (в том числе, создатель), не отрицая специфичности определенных реакций, настаивают на общем нраве отклика био объектов на Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад СМД БАВ, на системном изменении метаболизма под их воздействием.
Сначала появляется желание разъяснить наблюдаемые закономерности воздействием СМД на структурные свойства воды. Выводы бессчетных (приемущественно, теоретических) исследовательских работ роли структуры воды в ее био активности можно поделить на две группы. К первой относятся заключения о том, что долгоживущие структурные кластеры находятся в Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад самой воде вначале либо индуцируются вводимыми БАВ. По воззрению других исследователей, СМД не порождают новые постоянные структуры в воде, а только оказывают влияние на ее взаимодействие с биополимерами (клеточными мембранами и др.), меняя, таким макаром, их активность.


Внимание: структура воды!

В ряде работ выделены вероятные типы иерархических структур связанной Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад воды, совпадающих с морфологическими структурами, более нередко встречающимися в живой природе, и содействующих образованию пространственных структур в био объектах, подвергающихся воздействию СМД БАВ. При всем этом конкретное взаимодействие лигандов с био мишенями может смениться их взаимодействием по направленным водородным связям, напоминающим по форме спирали. Другими словами, СМД БАВ Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад действуют на типичный каркас из спиралей связанной воды.
Достойные внимания результаты получены при исследовании люминесценции дистиллированной воды. Ее диапазон возбуждения имеет максимумы при 280 и 310 нм, диапазон излучения — при 360 и 410 нм. Интенсивность люминесценции находится в зависимости от времени хранения воды, также от малых примесей, тотчас владеющих своей люминесценцией. Судя по Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад диапазонам люминесценции, структура воды только через несколько суток после изготовления смесей становится сбалансированной. Ее изменение в течение сих пор может быть однообразным либо колебательным. Интенсивность люминесценции оказалась чувствительной к действию слабеньких электрических полей. Реакция аква смесей на наружное поле находится в зависимости от состояния раствора в момент включения Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад поля и максимальна, когда система далека от равновесия.
По воззрению создателя, структура воды и аква смесей — основной объект воздействия СМД БАВ и слабеньких полей. В свою очередь, ее изменение меняет характеристики био мембран, а стало быть, и активность клеток.
Некие исследователи вообщем считают, что вода — единая структура (наподобие кристалла), и Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад при растворении хоть какого вещества в ней появляются типичные «дефекты», которые длительно сохраняются в смесях сколь угодно малой концентрации. Другие спецы главным звеном механизма воздействия СМД считают гидратацию белков и изменение водно-белковых взаимодействий, меняющее структуру белков и их активность. По воззрению третьих, при воздействии на био объекты в смесях Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад БАВ либо электрическими полями в воде появляются активные формы кислорода, и конкретно они оказывают такое воздействие.
Итак, существует много моделей, пытающихся разъяснить реакцию био объектов на СМД БАВ конфигурацией структуры воды. Но экспериментальных доказательств пока недостаточно (главное же в этих подтверждениях — убедиться в том, что структурные кластеры Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад в смесях сколь угодно малой концентрации могут сохраняться довольно длительно).
На данный момент пришло время активного исследования структуры воды и ее роли в разъяснении эффектов СМД. Определенные надежды связаны с исследованием веществ, близких по структуре и идиентично активных в «нормальных» дозах (10–5–10–4 М), но ведущих себя по-разному в Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад СМД. Квантово-химический анализ этих веществ позволяет найти различие меж ними, но имеет ли оно определяющее значение в эффектах СМД, можно ли его связать с особенностями воздействия этих веществ на структуру воды — еще не ясно.


Применение эффекта малых доз

В специальной литературе уже возникают сообщения о фармацевтических субстанциях в СМД, которые Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад разрешены для мед внедрения (адгелон) либо переданы на утверждение в Фармакологический комитет (феназепам в СМД).
О преимуществах таких фармацевтических средств коротко говорилось выше. В особенности необходимы они онкологам. Не тайна, что основная неувязка химиотерапии злокачественных новообразований — токсичность противоопухолевых препаратов. Потому подлинной революцией в химиотерапии стало бы создание Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад средств, «избирательно» действующих на опухоль и не повреждающих другие органы и ткани.
Исследования проявили, что цитостатики, а именно адриамицин в СМД (10–10–10–20 М), владеют противоопухолевой активностью, близкой к той, что свойственна для этих препаратов в обыденных терапевтических дозах (10–2–10–3 М). В перспективе — клинические тесты адриамицина в СМД при лечении рака. Есть также данные об Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад антиметастатическом действии ряда фармацевтических препаратов в СМД.
Таким макаром, уже сейчас можно гласить о применении результатов этих исследовательских работ. Что все-таки касается устройств деяния СМД, то над этой загадкой природы ученым еще предстоит поломать голову.


Воздействие СМД на биосферу

Биосфера — это огромная многомерная нелинейная система. Исходя из убеждений Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад экологии, в особенности принципиально знать, как оказывают влияние на биосферу разные возмущающие причины, как она размеренна, как адаптируется к этим воздействиям, ворачиваясь в свое начальное состояние квазиравновесия.
В 1970-х годах в Академии СССР под управлением академика Н.Н. Моисеева началось систематическое исследование биосферы как единой всеохватывающей системы. В Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад компьютерных модельных опытах анализировались квазиравновесные состояния, которыми могло бы закончиться крупномасштабное воздействие человека на биосферу, а именно война с применением атомного орудия.
Было установлено, что если интенсивность воздействия добивается некого порога (энергия воздействия порядка 2–3 тыс. Мт тротилового эквивалента), биосфера уже не ворачивается в начальное состояние. Изменялись циркуляция атмосферы Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад, структура океанических течений, рассредотачивание осадков и температуры, а означает — и биота. По выводам группы ученых, представивших 1-ые количественные оценки подобного катаклизма, получившего заглавие «ядерной зимы», биота если и сохранится, то в очень обедненном виде и, полностью может быть, — без человека.
Но, как справедливо подчеркивает один из создателей концепции Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад «ядерной зимы» Н.Н. Моисеев, схожая высококачественная перестройка биосферы вероятна не только лишь в итоге ядерной войны. Переход в новое высококачественное состояние вероятен и за счет малозначительных, но повсевременно действующих возмущений, что в особенности принципиально и в особенности небезопасно, ибо на исходных шагах он незаметен. Таким макаром, биосфера может приспособиться Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад к самым различным наружным и внутренним стимулам средней силы, пока они не добиваются порога, при котором адаптация уже невозможна. В то же время низкоинтенсивные, но продолжительно действующие причины, не запуская адаптационные механизмы, могут интенсивно оказывать влияние на состояние биосферы через бифуркационные процессы. В какое состояние перейдет при всем этом система, будет Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад зависеть от огромного количества слабеньких взаимосвязанных конфигураций, которые мы пока не способен по-настоящему учесть.
Огромные последствия малых доз принуждают пересмотреть многие обычные представления и требуют новых подходов. Но сначала — самого сурового дела. Малым дозам нужно огромное внимание.

Перечень использованной литературы :

Журнальчик "Экология и жизнь". СтатьяЕ.Б Сверхмалые дозы - большая загадка природы - доклад. Бурлаковой.



sverdlovskij-oblastnoj-gosudarstvennij-filmofond-annotirovannij-katalog-kinovideofilmov-stranica-6.html
sverdlovskogo-oblastnogo-suda-stranica-3.html
svereno-s-sinteticheskim-schetom-rascheti-s-podotchetnimi-licami.html