ЖИВАЯ ВОДА

«Сами яко камение живо зиждитеся в храм Духовен (1 Петр 2, 5); егда же приидет слава Моя, и положу тя в разселине камине, ... и тогда узриши задняя Моя (Исх 33, 22); удариши в камень, и изыдет из него вода, и да пиют людие (Исх 17, 6)» КАК ПОЙМАТЬ НЕЙТРИНО http://www.sciteclibrary.ru/rus/ca... больше
20
Просмотров
Научные работы > Другая тематика
Дата публикации: 2015-06-12
Страниц: 18

ЖИВАЯ ВОДА (Для здравомыслящих) А.С. Холманский «Сами яко камение живо зиждитеся в храм Духовен (1 Петр 2, 5); егда же приидет слава Моя, и положу тя в разселине камине, ... и тогда узриши задняя Моя (Исх 33, 22); удариши в камень, и изыдет из него вода, и да пиют людие (Исх 17, 6)» КАК ПОЙМАТЬ НЕЙТРИНО http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/6372.html Изучили аномалии температурной зависимости (TD) оптической активности (хиральности) водных растворов глюкозы, декстрана и желатина в диапазоне 2-40 оС. Все TD имеют излом в районе 21-23 оС. Из аррениусовской аппроксимации TD хиральности растворов сахаров ниже точки излома получена энергия активации ~0,34 кДж/моль, близкая к энергиям маятниковых колебаний молекул в кластерах и к энергии первых вращательных уровней орто и пара спин-изомеров воды. В диапазоне 2-25 оС обнаружены флуктуации хиральности растворов с аномальной амплитудой и временами жизни от ~1 до ~60 мин. Анализ полученных и известных TD показал, что динамика и кинетика релаксационных процессов в растворах зависит от химической структуры и концентрации растворенных молекул. Экстремальный характер TD и аномальные флуктуации хиральности растворов сахаров при температурах ниже 25 оС связали с квантово-кооперативными эффектами в надмолекулярной структуре воды. Ключевые слова: вода; сахара; хиральность; флуктуации; аномалии. 1.ВВЕДЕНИЕ 1.1. Вода как матрица Вода в живых организмах является матрицей и метаболитом. Ее аномальные физические свойства в процессе эволюции сыграли ключевую роль в возникновении и адаптации живых организмов к условиям внешней среды. Прежде всего, это относится к аномалиям плотности (ρ) и изобарной теплоемкости (СР) воды. Температурные зависимости (ТDs) ρ и СР имеют экстремумы при Тех=4 и 35оС [Kholmanskiy, 2015], соответственно. Данные Тех предопределили температурный диапазон жизнедеятельности для большинства


растений и животных. Семена многих растений во влажной среде пробуждаются при 3-5оС (стратификация). Спектр оптимальных Т прорастания семян имеет максимум в диапазоне 20-25оС (Рис 1), а жизнедеятельности теплокровных животных в диапазоне 30-40оС. Вода как матрица живой системы обеспечивает ее целостность на макроуровне и динамичность на микроуровне. Функции матрицы реализуются благодаря высокому содержанию воды в составе физиологических жидкостей (PHL) и динамике гидратных оболочек биомолекул. Под PHL подразумеваются соки растений, плазма крови, лимфа, ликвор, синовия и другие жидкости живых организмов. При гидратации меняются физико-химические свойства метаболитов и самой воды. Таким образом, от состояния воды на макро и микроуровне зависят структура и реология PHL, проницаемость клеточных мембран и кинетика внутриклеточной биохимии. Рис 1. Распределение оптимальных температур прорастания семян растений Северного полушария (в скобках число видов): зерновые (19), овощи (47), цветы (20), деревья и кустарники (21), сорные травы (47). Большинство метаболитов в составе PHL оптически активны (хиральны) или состоят из хиральных фрагментов (молочная и гиалуроновая кислоты, аминокислоты, белки, сахара). Хиральность PHL и аномальные свойства воды, очевидно, внесли свой вклад в генезис диссимметрии биосферы и латеральной асимметрии высших млекопитающих. В ряде работ [Кизель, 1985; Твердислав, 2013; Холманский, 2009, 2010, 2011] обсуждается возможность участия в филогенезе диссимметрии живых организмов универсального хирального фактора (СF), физическая природа которого до сих пор не установлена.

1.2. Два типа аномальной термодинамики воды Свойства PHL в той или иной степени сочетают в себе физико-химические свойства воды и растворенных молекул. Последние при определенных условиях могут играть роль маркеров молекулярной динамики и структуры воды. Жидкую воду обычно представляют моделью из двух фракций с различной локальной плотностью и организацией водородных связей (НВs) [Kholmanskiy, 2014, 2015; Zakharov, 2011,2012]. А-фракцию в этой модели образует флуктуирующая сетка из тетраэдрических НВs. Сетка включает кластеры с гексагональной льдоподобной структурой (W6-кластеры) и кластеры, изоморфные спиральным цепочкам из НВs (Wα-кластеры, Рис 2) и гидратным оболочкам метаболитов. Согласно расчетам [Shimkevich, 2011] Wα- о кластеры при 15-40 С могут включать 10-12 молекул воды, после соответствующей трансформации двух циклов W6-кластеров. Основу более плотной В-фракции составляют димеры воды [Kholmanskiy, 2014]. Перестройки структур А- и В-фракций подразделяют на два типа в зависимости от энергии активации (ЕА) молекулярных движений, лимитирующих ТD того или иного свойства воды [Kholmanskiy, 2015]. К I-типу относятся перестройки сетки НВs с разрывом НВ. Данный тип лимитирует ТD динамической вязкости (η), коэффициента диффузии (D) и времени диэлектрической релаксации воды (τ). Значения ЕА для этих ТD меняются от 13 до 21 кДж/моль в зависимости от диапазона ТD. Перестройки структур А- фракции относят к II-типу [Kholmanskiy, 2015]. Их лимитируют вращательно- ориентационные движения в кластерных структурах и квантово-кооперативные эффекты. Величины ЕА перестроек II-типа составляют от 0,6 до ~6 кДж/моль, что сравнимо с энергией маятниковых колебаний молекул воды (0,18-1,0 кДж/моль [Zakharov, 2011]). Перестройки II-типа в основном определяют термодинамику аномальных ТD скорости звука, ρ и CР.


Рис 2. Структуры Wα- и W6-кластеров воды и метаболитов. a) – Модель спиральной цепочки из 12 молекул воды, связанных тетраэдрическими водородными связями (пунктирные линии). Рисунок а) из работы [Shimkevich, 2011]; атомы водорода (красные шарики), когерентно флуктуирующие между атомами кислорода (синие шарики), розовые – атомы водорода не входящие в структуру спиральной цепочки. b) – Кристаллическая структура льда; с) – глутаминовая кислота; d) – глицин; е) – глюкоза; f) – трегалоза. 1.3. Диэлектрические свойства воды и растворов Из водных растворов, моделирующих PHL наибольший интерес представляют растворы NaCl, глюкозы (GL), трегалозы (TG), декстрана (DX) и аминокислот – глицина (G) и глутаминовой кислоты (GA) (Рис 2). Физико- химические свойства этих метаболитов позволяют использовать их в модельных растворах в качестве маркеров аномальных свойств воды. Вариации структуры и концентрации (С) метаболитов могут избирательно влиять на динамику и кинетику релаксационных процессов в воде. Дополнительную информацию можно получить, преобразовав зависимость от С в зависимость от расстояния между метаболитами (R) с помощью соотношения: R = 1,18 C–1/3, (1) где С выражается в моль/л, а R в нм.

Исследования [11] ТDs низкочастотного спектра тангенса диэлектрических потерь (tg δ) чистой воды и раствора NaCl низкой С показали следующее. В интервале 0-20оС в частотном спектре tg δ раствора NaCl наблюдается полоса с максимумом на частоте (νmах) 20 кГц. При повышении Т до 40оС эта интенсивность полосы падает вплоть до исчезновения, при этом в спектре tg δ появляется полоса с νmах 50 кГц. Поскольку полоса при 20 кГц характерна для спектра tg δ льда, ее в случае жидкой воды отнесли к спектру tgδ W6-кластеров. Полосу с νmах при 50 кГц связали с кварцеподобной структурой НВs воды, изоморфной тетраэдрическим цепочкам на Рис 2а. Оцифровав графики на Рис 3.11 из [Семихина, 2015], получили значения tgδ на νm=20 кГц при 20, 30, 50оС. В относительных единицах (r.u.) они составили 79, 67, 45, соответственно. Из аррениусовской аппроксимации этой зависимости следует ЕА = 15 кДж/моль, которая совпадает с величиной ЕА для τ и D воды в диапазоне 25-90оС [Kholmanskiy, 2015]. Отсюда следует, что термодинамика аномалий tgδ чистой воды лимитируется флуктуациями НВ и вклад в нее перестроек кластерных структур А-фракции несущественен. Частотный спектр tg δ растворов GL с концентрацией вплоть до насыщенных близок к спектру tg δ чистой воды. На основании этого заключили [Семихина, 2015], что молекулы GL внедряются в сетку НВs воды с минимальным ее возмущением. Этому способствует подобие и соразмерность структур GL и W6 (Рис 2). Молекула G воде приобретает форму цвиттериона (ZG) с дипольным моментом ~10 дебай [Кондратьев и соавт., 2005], а GA становится анионом. Данные особенности электронных структур молекул проявились на спектрах tgδ растворов G и GА (0,03 М/л) при 35 оС [Семихина, 2015]. В случае G полоса при 50 кГц спектра tgδ Wα-кластеров А-фракции воды сместилась к 75 кГц. В спектре раствора GA наблюдается только полоса с νmах при 25 МГц, характерная для В-фракции воды и растворов электролитов.

Рис 3. Аррениусовская зависимость частоты νmax водного раствора глицина (1 моль/л). Стрелками показано направление изменения температуры раствора. Исходные данные взяты из [Семихина, 2015]. Преобразование TD lgνmах раствора G (1 М/л) на Рис 3.32 из [Семихина, 2015] в аррениусовскую зависимость (Рис 3) позволило оценить ЕА для трех интервалов Т: 24 (0-25); 28 (35-70); 26 кДж/моль (40-20оС). Различие в ЕА на первом и втором линейных участках TD νmах, очевидно, обусловлено скачком в TD νmах чистой воды в районе 35-40оС [Семихина, 2015]. Увеличение ЕА TD νmах в 1,7 раза для раствора G (1 моль/л, R~1 нм) по сравнению с ЕА TD tgδ для чистой воды свидетельствует о существенном влиянии ZG на структуру воды и динамику флуктуаций НВs. В [Семихина, 2015] получена линейная зависимость диэлектрической проницаемости (ε) раствора G от С на частоте 15 кГц. Величина ε линейно росла в интервале от 0,1 до 2 моль/л и затем падала при 2,5 моль/л. При таких СG величина R составляет ~2,5-0,87 нм, что сравнимо с размерами ZG с учетом его гидратной оболочки, включающей 12-17 молекул воды [Кондратьев и соавт., 2005]. Поскольку С согласно (1) пропорциональна R–3, то увеличение ε с ростом С свидетельствует о влиянии на τ воды взаимодействия диполей ZG. Очевидно, что при СG>2 моль/л ZG ассоциируют в димеры с малым дипольным моментом и при этом высвобождается из гидратных оболочек до половины молекул воды, что и приводит к снижению эффекта ZG на ε раствора. 1.4. Концентрационные эффекты дисахаридов Для растворов GL и TG с весовой долей (wt) не превышающей содержание сахаров в PHL известно следующее. Величина ЕА флуктуации НВ воды в растворе GL составляет 19-23 кДж/моль в интервалах Т 13-65 оС и wt 30-60%

[Gallina et al. 2008]. В растворе TG с wt 0-33% величина ЕА флуктуации НВ воды составила 14-16 кДж/моль в интервале 0-100оС [Lerbret et al. 2010]. Эти значения для воды хорошо согласуются с величинами ЕА для D, η и τ, равными 21 и 15-17 кДж/моль в диапазонах 0-25 и 25-90оС, соответственно [Kholmanskiy, 2015]. При wt TG больше 33% величина ЕА флуктуации НВ воды резко возрастала, достигая 30 кДж/моль при 66% [Lerbret et al. 2010]. Рис 4. Зависимости энергии активации вращательной релаксации TG от мольного отношения TG/вода. Исходные данные взяты из [Lerbret et al. 2010]. (1) – деполяризованное рассеяние света, (2) – ЯМР. Стрелкой показана концентрация равная wt 33%. Оцифровав зависимости на Рис 2 из [15], оценили ЕА процесса вращательной релаксации TG при Т=25, 35, 45оС для разных мольных отношений TG/вода (Рис 4). Зависимость ЕА от СTG оказалась подобна полученной в [Lerbret et al. 2010] зависимости ЕА флуктуаций НВ воды от концентрации TG, мальтозы и сахарозы. Резкое возрастание ЕА вращательной релаксации TG и флуктуаций НВ в растворах дисахаридов начинается при С>0,8 М/л или R<1 нм. Такие величины R сравнимы с размерами дисахаридов с учетом первого слоя их гидратной оболочки, включающей до 17 молекул воды [Gallina et al. 2010]. 1.5. Структура и динамика воды в живых системах Относительно структуры и динамики PHL in vivo известно следующее. Для большинства растений спектр tg δ связанной воды имеет максимум при 20-25 кГц. Учитывая этот результат и эпитаксиальный эффект гидратных оболочек биомолекул [Твердислов, 2013], можно полагать преобладание в PHL растительных тканей структур А-фракции воды. В работе [Прокофьев, 1982]

методом ЯМР установили, что в гидратных оболочках структурных белков ЕА спин-спиновой релаксации протонов воды равна 7,6, а в оболочках полисахаридов – 12,6 кДж/моль. В растительных плодах и в набухших семенах есть свободная вода [Kholmanskiy et al. 2010]. Спектр tg δ этой воды, а также PHL сочных плодов, грибов и примитивных животных (червей, личинок жуков) имел максимум при 20-25 МГц, совпадающий с максимумом спектра tg δ раствора NaCl (0,9%) [Семихина, 2015]. Следовательно, в структуре свободной, объемной воды в растениях и в примитивных животных при Т~20оС доминирует В-фракция. С усложнением структуры организма животного (например, в ряду червь, лягушка, мышь) в спектре tgδ их PHL происходит замена максимума при 20-25 МГц на максимум при 50 кГц, характерный для Wα-кластеров [Семихина, 2015]. Более того у мыши в состояние сна вместо максимума при 50 кГц появляется максимум при 20 кГц, характерный для W6-кластеров. Поскольку эта трансформация спектра tgδ обратна трансформации, вызванной повышением Т [Семихина, 2015], то ее можно связать с понижением Т тела животного во сне. Очевидно, что в генезисе функциональной асимметрии мозга аномалии воды и чувствительность РHL организма человека к CF сыграли свою роль. Значению оптимальной Т тела 36,6 оС соответствует существенное влияние квантовых эффектов на реологию крови [Холманский, 2010]. Синовия и стекловидное тело содержат 0,73% NaCl, 0,053–0,075% сахара, около 1% гиалуроновой кислоты и коллагена. Измерения хиральности РHL показали следующее [Холманский, 2005]. У физраствора плазмы крови (~5%) хиральность не обнаруживалась. У физраствора L-лактата (физиологической концентрации) α~0,08о. Величина α физраствора гиалуроновой кислоты (~0,8%) равнялась –0,82о. Механизм чувствительности РHL к внешним факторам, завися от термодинамического состояния воды, по-видимому, будет меняться при вариациях Т в течении суток (снижение во сне), а также в процессе мышления и овуляции.

Таким образом, вода способствует установлению в живых системах ближнего и дальнего порядка, что повышает вероятность квантово- кооперативных эффектов, лежащих в основе адаптивной физиологии живых организмов. Анализ известных данных показал, что влияние растворенных метаболитов на надмолекулярную структуру и динамику воды существенно зависит от их электронной структуры, концентрации и температуры. При этом важную роль играет изоморфизм между структурами метаболита и кластера А- фракции воды. На основании этих данных можно полагать, что хиральные метаболиты при участии их гидратной оболочки способствуют формированию в PHL Wα-кластеров воды и они вносят свой вклад в механизм чувствительности живых организмов к внешним факторам. В настоящей работе с целью выяснения механизмов самоорганизации воды в живых системах исследовали зависимость оптической активности (хиральности) физиологических растворов сахаров и желатина от температуры. 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Данные по оптимальным Т прорастания семян типичных растений Северного полушария брали из различных сельскохозяйственных справочников и научных работ опубликованных в интернете. Исследовали физиологические растворы GL, декстрана (DX) и пищевого желатина (GE). На 100 мл воды для инъекций растворы содержали: GL – 40 г декстрозы моногидрата; 0,1 М НCl до рН 3,0-4,0; 0,26 г NaCl; DX – 10 г декстрана с молекулярной массой от 30000 до 40000 и 0,9 г NaCl; GЕ – 4 г пищевого желатина и 0,9 г NaCl. Угол вращения плоскости поляризации (α) света (λ589 нм) измеряли на круговом поляриметре СМ-3 (точность прибора ±0,02о, ошибка измерения ±0,04о) с кюветами длиной 10 и 20 см. Измерения проводили при комнатной (Тr = 24±2оС) и уличной Т (на балконе), которая менялась в диапазоне 2-25оС в течении марта-мая 2015 года.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 3.1. Характеристики TD и флуктуаций хиральности растворов. Из графиков, приведенных на Рис 5,6 следует, что при снижении Т величина α растворов GL и DX незначительно возрастает и при этом резко увеличивается частота и амплитуда флуктуаций (|∆α|). TDs α растворов GL и DX имеют изломы и минимальные значения при Теx~21 и ~23оС, соответственно (Рис 6). При Т>Тех величина α не менялась, сохраняя значение, соответствующее Тr на Рис 5. Аномальные величины |∆α| на Рис 6 для раствора GL были в ~2-3 раза больше, чем перепад α на границах диапазона 2-Тех оС. Для раствора DX эти величины были сравнимы. Из аррениусовских аппроксимаций TDs для Т<Тех (Рис 6) получены оценки EА – 0,33 и 0,36 кДж/моль для GL и DX, соответственно. Эти величины хорошо согласуются с EА, полученными в помещении при изменении Т с помощью термостата [Холманский, 2007]. Рис 5. Зависимости Т и α растворов GL (40%, кювета 10 см) и DX (10%, кювета 20 см) от времени. С 29 марта прибор стоял на балконе.

Рис 6. Зависимости α растворов GL (a) и DX (b) от температуры (линия – средние значения) и обратной температуры (линия – экспоненциональная аппроксимация). В рамках указаны даты и время наблюдения аномальных флуктуаций α раствора GL и параметры экспонент. Время жизни флуктуаций меняется в диапазоне от минуты до часа, а величины |∆α| составляют 0,1-0,4о (Рис 7). Аномальные |∆α| возникают только при низкой активности геомагнитного поля (ГМП), характеризуемой значениями трехчасового индекса Ki ≤ 3 и почти синхронно с локальными возмущениями ГМП неизвестной природы. При их отсутствии и в периоды магнитных бурь (Ki ≥ 4), вызванных солнечным ветром значения α приближались к средним и значения |∆α| были существенно меньше, чем при Ki ≤ 3.

Рис 7. Зависимости кинетики флуктуаций хиральности раствора GL(40%, кювета 10 см) от даты, времени, температуры и трехчасового индекса активности ГМП (Ki). 3.2. Температурные гистерезисы хиральности растворов В циклических TDs α растворов GL и DX (Рис 8a,b) ветви охлаждения и нагревания практически совпадают в пределах |∆α|. TD раствора GЕ имела петлю гистерезиса, подобную гистерезису TD νmах раствора G (1 моль/л) на Рис 3. Кроме того на ветви нагревания TD раствора GЕ наблюдается излом в районе 300К, аналогичный излому при той же Т на ветви нагревания TD νmах раствора G (Рис 3). В аминокислотном составе GЕ каждый третий фрагмент является остатком G, а расстояние между аминокислотными фрагментами в полипептидной цепи составляет ~0,9 нм [Миз и соавт., 1973]. В растворе G при СG ~1 моль/л R~1,2 нм и можно полагать, что ZG эффективно ассоциируют с образованием различных конгломератов [Стовбун,

2011], в том числе хиральных и комплиментарных полипептидным цепочкам GE. Отсюда следует подобие TDs α и νmах растворов GE и G. Наличие петли гистерезиса в обеих TDs, очевидно, обусловлено образованием при низких Т устойчивых конфигураций из гидратированных полипептидных цепей GE и ассоциатов ZG. Рис 8. Зависимости хиральности растворов от температуры: а) – глюкозы (40%), время измерения 1700-2000, 29-08-2005; b) – декстрана (10%), 2000-2300, 14-09-2005; с) – желатина (4%), 2000-2200, 01-09-2005. Кюветы везде 20 см, стрелки показывают направления изменения температуры. 3.3. Возможный механизм аномалий хиральных растворов Зависимость надмолекулярной структуры воды PHL от Т и С метаболитов проявляется и на TDs хиральности растворов GL и DX. Величины ЕА 0,33-0,36 кДж/моль, полученные из TDs α в диапазоне 0-40оС характерны для перестроек кластерных структур А-фракции II-типа. Вращательно-ориентационные движения и квантово-кооперативные эффекты в перестройках II-типа лимитирует термодинамика орто (OI) и пара (РI) спин-изомеров воды [Pershin, 2008; Zakharov, 2012]. Равновесное OI/РI отношение для свободных молекул воды согласно квантовой статистике равно 3:1. PI в основном состоянии не

вращаются и поэтому эффективно образуют НВ. Первый вращательный уровень OI имеет энергию 0,29 кДж/моль относительно его нулевого уровня. Кванты энергии (hΩ) возбуждения первого вращательного уровня PI и второго уровня OI близки к 0,38 кДж/моль [Tikhonov, 2002]. Очевидно, что в структуре кластеров А-фракции будут преобладать PI, а включение в кластер OI или вращательно возбужденного PI сопряжено с излучением hΩ. Обратный процесс разрушения кластера требует поглощения молекулами воды hΩ. Близость значений ЕА, полученных из TD α к энергии первого уровня OI и к величинам hΩ согласуется с отнесением термодинамики аномалий хиральности PHL ко II- типу. Переходы между кластерами и фракциями воды можно охарактеризовать количественно, используя энтропию (S), как меру упорядоченности А-фракции. Осцилляции между W6- и Wα-кластерами в чистой воде и в растворах при Тех (4, ~21-25, ~35 оС) будут инициировать переходы между А- и В-фракциями по механизму фазовых переходов первого рода [Zakharov, 2011]. Вариации степени упорядоченности сетки тетраэдрических НВs можно выразить через изменения энтропии и тепловой энергии системы: ΔS = |ΔQ|/Tех ≈ Сp(|ΔT|/Tех), (2) где |ΔQ| – тепловой эффект перехода; Сp – значение в Тех, а |ΔT|/Т ≈ (|Т-Тех|)/Tех << 1. Возрастание α и |Δα| при Т<35оС можно связать с переходами между А- и В-фракциями, в результате которых растут концентрации и степень организованности W6- и Wα-кластеров и уменьшается отношение OI/PI. Соответствующее снижение S будет сопряжено с излучением системой кластеров избыточной тепловой энергии ΔQ и со снижением локальной Т. Амплитуда флуктуаций возрастает при приближении Т к Тех [Dyson et al., 1973]. Согласно (2) аномальные флуктуации при кооперации кластеров А-фракции в Тех должны проявляться аномальными ΔT. Действительно, при мониторинге температуры воды Байкала нейтринным детектором Baikal-GVD, регистрируют нерегулярные всплески ΔT = 0,02–0,03 оС на глубинах 400–1000 м, где Т близка

к 4 оС [Буднев и соавт., 2002]. Аномальные ΔT наблюдают также при калориметрии процесса охлаждения чистой воды в точках, соответствующих Тех TD сжимаемости (45 оС) и скорости звука (75 оС) [Кузнецов и соавт., 2008]. Кулоновские и диполь-дипольные взаимодействия в упорядоченных структурах А-фракции растворов модулируют динамику флуктуаций НВs и отношение OI/РI [Dyson et al., 1973; Zakharov, 2012]. Данные модуляции способствуют корреляциям вращательно-ориентационных движений молекул в системе кластеров в макромасштабе. Соответственно возрастают амплитуда и времена жизни флуктуаций сетки НВs в хиральных растворах, что и манифестируют аномальные |Δα| при Т≤25оС. Можно полагать, что снижение Т мозга на ~1 оС в процессе ночного сна способствуют увеличению доли Wα-кластеров в А-фракции. При этом динамика глаз в состоянии «сна с быстрым движением глаз» может манифестировать флуктуации хиральности PHL, которые модулируют нейрофизиологию мозга в этом состоянии. Вариации базальной Т, очевидно, обеспечивают упорядочивание PHL женской яйцеклетки, необходимое для адекватной передачи генной информации в процессе ее оплодотворения и формирования генома нового человека. При этом несоответствия на уровне хиральности могут проявиться в дальнейшем извращениями в сексуальной ориентации человека. 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Проведенные исследования зависимости оптической активности (хиральности) водных растворов от температуры, концентрации и химической структуры метаболитов показали следующее. Температурная зависимость хиральности растворов сахаров имеет экстремальную точку в районе 20-23 оС. Возрастание хиральности при температурах ниже этой точки связали с увеличением плотности спиральных кластеров в сетке тетраэдрических водородных связей. Соответствующая перестройка надмолекулярной структуры воды имеет энергию активации, сопоставимую с энергией возбуждения первых вращательных уровней орто и пара спин-изомеров воды. Корреляции спиновых состояний молекул воды в кластерах, вызванные

внутренними и внешними факторами ответственны за аномальные флуктуации хиральности растворов сахаров при температурах близких к экстремальным точкам воды 4, 25, 35 оС [Kholmanskiy, 2015]. Таким образом, квантовые и кооперативные эффекты могут лежать в основе механизма сенсибилизации физиологических жидкостей к действию внешнего хирального фактора [Холманский, 2009 ] при температурах ниже 40 оС. ЛИТЕРАТУРА 1. Н.М. Буднев и др. Некоторые особенности динамических процессов на оз. Байкал // http://bsfp.iszf.irk.ru/bsfp2002/articles/Parfenov.htm 2. В.А. Кизель, Физические причины диссимметрии живых систем. Moscow. 1985. 3. М.С.Кондратьев, А.А.Самченко, В.М. Комаров, А.В.Кабанов, Некоторые аспекты структуры и конформационной лабильности природных l- аминокислот и модельных олигопептидов. (2005). http://www.mce.su/archive/doc15592/doc.pdf 4. Кузнецов Д. М., Смирнов А. Н., Сыроешкин А. В. Акустическая эмиссия при фазовых превращениях в водной среде // Российский химический журнал, 52 (2008) 114—121. http://www.chem.msu.su/rus/jvho/2008-1/114.pdf 5. К.Миз К., Т.Джеймс, Теория фотографического процесса. Ленинград. Химия. 1973. 6. А.А. Прокофьев, Физиология семян. Moscow.1982. 7. Л.П. Семихина, Диэлектрические и магнитные свойства воды в водных растворах и биообъектах в слабых электромагнитных полях. Тюмень. 2005. 8. С.В. Стовбун, Формирование струн в слабых растворах хиральных веществ // Хим. физика. 30 (2011) 3 9. В.А.Твердислов, Хиральность как первичный переключатель иерархических уровней в молекулярно-биологических системах // Биофизика, 58 (2013) 159-164

10.А.С. Холманский, Оптическая активность сахара и космофизика // Физико- химический анализ свойств многокомпонентных систем. 3. (2005): http://fh.kubstu.ru/fams/issues/issue03/st0302.pdf 11.А.С.Холманский, Д.С. Стребков, Зависимость оптической активности растворов сахаров от температуры // Доклады РАСХН. 5 (2007) 57 12.А.С. Холманский, Зависимость ресурса функциональной асимметрии мозга от внешних условий // Асимметрия. 3 (2009) 51-62. http://j-asymmetry.com/2011/12/holmansky_1_2009_1/. 13.А.С.Холманский, Хиральность и квантовые эффекты как факторы морфогенеза // Математическая морфология. 9 (2010): http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-28-html/kholmanskiy- 2/kholmanskiy-2.htm 14.А.С. Холманский, А.А. Минахин, Физические факторы асимметрии биомеханики опорно-двигательного аппарата // Математическая морфология. 10 (2011); \http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-32- html/holmanskiy/holmanskiy.htm 15.M.E. Gallina, L. Comez, S. Perticaroli, et al. Density fluctuations of water– glucose mixtures studied by inelastic ultra-violet scattering // Philosophical Magazine, 88 (2008) 3991–3998 16.M. E. Gallina, L. Comez, A. Morresi, et al. Rotational dynamics of trehalose in aqueous solutions studied by depolarized light scattering // J. Chem. Phys 132 (2010) 214508 17.F. Dyson, E. Montroll, M. Kac, M. Fisher, Stability and Phase Transitions, Moscow, 1973. 18.А.S. Kholmanskiy, А.Z. Tilov, Е.Yu. Sorokinа, Drying kinetics of plant products: Dependence on chemical composition // Journal of Food Engineering. 117 (2013) 378–382 19.A.S. Kholmanskiy, Кinetic factor of extreme temperature dependences of the properties of water // Int. J. Alternat. Energy Ecol. 6 (2014) 66–74.

20.А. Kholmanskiy, Activation energy of water structural transitions // Journal of Molecular Structure. 1089 (2015) 124-128 21.A. Lerbret, F. Affouard, P. Bordat, et al. Slowing down of water dynamics in disaccharide aqueous solutions. (2010) http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1005/1005.5327.pdf 22.S.M. Pershin, Coincidence of Rotational Energy of H2O Ortho-Para Molecules and Translation Energy near Specific Temperatures in Water and Ice // Phys. Wave Phenom. 16 (2008) 15–25. 23.A. Shimkevich, I. Shimkevich, Adv. Condens. Matter Phys. (2011) 5, http:// dx.doi.org/10.1155/2011/871231 (Article ID 871231). 24.V.I. Tikhonov, A.A. Volkov. Separation of water into its ortho and para isomers // Science. 296 (2002) 2363. 25.S.D.Zakharov, I.V. Mosyagina, The Cluster Structure of Water (review), FIAN. 2011. http://preprints.lebedev.ru/wp-content/uploads/2011/12/35_11_pr.pdf. 26.S.D. Zakharov, Ortho/Para Spin-Isometry Isomerism of H2O Molecules as the Leading Formation Factor of Two Structural Types in Water. (2012) http://www.biophys.ru/archive/h2o-00025.pdf

Chkmark
Всё

понравилось?
Поделиться с друзьями

Отзывы