Во всяком
случае, следует отметить, что это выдающееся открытие Архимеда знаменует собой
первое в истории применение физического измерительного метода к контролю и
анализу химического состава без нарушения целостности изделия.
В этих книгах Бойль камня
на камне не оставил от учения Аристотеля о четырех элементах, существовавшего
без малого
ОСНОВЫ МИРОЗДАНИЯ
17
две тысячи лет, Декартова "эфира" и трех алхимических начал.
Эта наука произвела на Пристли такое
большое впечатление, что он, в тридцатилетнем возрасте будучи человеком с
определенным положением, решил приступить к изучению естествознания и проведению
химических экспериментов.
Однако основные явления химии - процессы горения и окисления вообще, состав
воздуха, роль кислорода, строение главных групп химических соединений (окислов,
кислот, солей и прочего) - не были еще объяснены.
Понимание его природы как самостоятельного
газообразного химического элемента позволило французу Антуану Лавуазье
развенчать концепцию флогистона и сформулировать кислородную теорию горения.
В то время еще только предстояло найти основной закон химии, руководящее правило
химических исследований; создать метод исследования, вытекавший из этого
основного закона; объяснить главные разряды химических явлений и, наконец,
развенчать существовавшие фантастические теории.
Однако для того чтобы понять его
значение, нужно признать, что все химические тела имеют вес, что весомое тело не
может превратиться в невесомое, что, наконец, ни единая частица материи не может
исчезнуть или возникнуть из ничего.
Общий результат их можно сформулировать так: Лавуазье дал первую научную систему
химических соединений, установив три главные группы - окислы (соединения
металлов с кислородом), кислоты (соединения неметаллических тел с кислородом) и
соли (соединения окислов и кислот).
Кудрявцев пишет в своей книге: "Природа открытого эффекта была очень
сложна, и при тогдашнем уровне физико-химических наук и физиологии раскрыть
картину явления было невозможно.
68
Так родился спектральный анализ, с помощью которого теперь можно узнавать
химический состав далеких галактик, измерять температуру и скорость вращения
звезд и многое другое.
После опубликования первой статьи Ома Поггендорф посоветовал ему отказаться от
химических элементов и воспользоваться лучше термопарой медь - висмут, незадолго
до этого введенной Зеебеком.
Эти стремления доминировали в нем всю жизнь как
основные черты его научной деятельности
Физические и химические опыты Фарадей стал проделывать еще мальчиком при первом
же знакомстве с физикой и химией.
Так был найден новый источник
электрической энергии, помимо ранее известных (трения и химических процессов), -
индукция, и новый вид этой энергии - индукционное электричество.
Естественно, все эти вещества
содержатся в организме растений не в той форме, в которой они известны в
качестве химических элементов, но они являются составными частями соединений, из
которых построено растение.
Так как опыты с
гальваническими источниками (1841) не давали возможности установить, является ли
теплота, развиваемая током в проводнике, только перенесенной теплотой химических
реакций в батарее, то Джоуль решил поставить эксперимент с индукционным током.
То, что процесс химического взаимодействия зависит от
количества действующих масс, подтверждали факты, поступавшие как из области
органической, так и неорганической химии.
Бунзен (1853), Д
Глэдстон (1855) дали материал для доказательства существования обратимых
химических превращений и возможности изменения направления реакции путем подбора
соответствующих условий ее протекания.
Французский химик Сент-Клер Девиль (1818-
1881) в 1857 году доказал, что разложение химических соединений может начинаться
и ниже температуры их полного разложения.
Позднее в лекциях о диссоциации, прочитанных в 1864 году перед Французским
химическим обществом, Сент-Клер Девиль формулирует конечный вывод своих
экспериментов: "Превращение водяных паров в смесь водорода и кислорода есть
полная перемена состояния, соответствующая определенной температуре, и эта
температура является постоянной при переходе из одного состояния в другое, в
каком бы направлении эти перемены ни происходили".
Они составляют не только "историческую эпоху в
развитии химии", но и "поворот в направлении изучения химии С этих пор началось
опять (почти заброшенное) изучение химических явлений (вместо почти
исключительного изучения состава и строения соединений), т.
Главные работы ученого посвящены изучению природы химического сродства,
химического
основы мироздания
101
равновесия и термохимии В 1864 году Бекетов организовал на физико-математическом
факультете Харьковского университета физико-химическое отделение, где сам читал
систематический курс лекций по физической химии.
На примере одной из реакций - вытеснения водородом металлов из растворов
их солей - показал, что "это действие водорода зависит от давления газа и
крепости металлического раствора, или, другими словами, от химической массы
восстанавливаемого тела".
Бесспорно, данные исследований русского
ученого имели большое значение для развития учения о химическом равновесии и для
подготовки открытия закона действующих масс.
Гульдберг и Вааге писали: "Мы полагаем, что для определения величины химических
сил необходимо исследовать химические процессы всегда в таких условиях, чтобы
одновременно проявлялись их оба противоположных направления.
Если считать, что
при данном химическом процессе действуют две противоположные силы: одна,
стремящаяся образовать новые вещества, и другая - восстановить первоначальные
соединения из новых, то делается очевидным, что, когда эти силы в химическом
процессе становятся одинаковыми, система находится в равновесии".
В 1867 году в своей монографии "Исследования сил химического сродства"
Гульдберга и Вааге показали, что химические реакции протекают как в прямом, так
и в обратном направлении.
Гульдберг и Вааге завершают свой труд так: "Хотя мы и не разрешили проблемы
химического сродства, мы надеемся, что высказали общую теорию химических
реакций, именно рассмотрение тех реакций, при которых имеет место состояние
равновесия между противоположными силами.
Целью нашего сочинения было
показать, во-первых, что наша теория объясняет химические явления в общем, и,
во-вторых, что формулы, основанные на этой теории, согласуются достаточно хорошо
с количественными опытами.
Состояние
равновесия, которое наступает при такого рода химических процессах, есть
состояние подвижного равновесия, так как одновременно имеют место две
противоположные химические реакции: протекает не только образование А'тл В', но
и обратное образование А и В.
Бутлеров
ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ
В начале девятнадцатого века среди
5 западных химиков безраздельно господство-
вала электрохимическая теория Дэви - Берцелиуса.
Согласно теории Йенса
Берцелиуса (1779-1848), в каждом химическом соединении отличали две его части:
одну часть, заряженную электроположительно, другую - электроотрицательно.
В дальнейшем огромным шагом вперед в проблеме развития основных химических
понятий явилась так называемая унитарная система, или теория французских
химиков, Ш.
Однако наиболее принципиальным вопросом, вызвавшим бурные споры между ведущими
химиками Запада, был вопрос о возможности выражать формулами строение химических
соединений.
Великий реформатор химии, как иногда называли Шарля Фредерика Жерара (1816-
1856), пришел к убеждению, что химические явления начинаются лишь тогда, когда
вещество изменяется, т.
Поэтому мы можем
знать, как выражался Жерар, только прошедшее и будущее вещества, и,
следовательно, химические формулы могут выражать не расположение атомов, а лишь
известные аналоги веществ.
Это, прежде всего, определение понятия "химическое
строение", которое Бутлеров формулирует следующим образом
"Исходя из мысли, что каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает
участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным
количеством принадлежащей ему химической силы (сродства), я называю химическим
строением распределение действия этой силы, вследствие которого химические
атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в
химическую частицу".
"Это определение Бутлерова настолько глубоко, - пишет в своей книге академик А Е
Арбузов, - настолько содержательно, что в основном оно не расходится с тем, что
мы разумеем в настоящее время под химическим строением в свете новейших научных
представлений о строении химической частицы (молекулы)
В высшей степени важным, особенно для того времени, является также то место
доклада, где Бутлеров говорит о возможности судить о строении молекул вещества
химическими методами и, прежде всего, методами синтеза органических соединений.
По этому вопросу Бутлеров в своем докладе говорит: "Заключения о химическом
строении веществ, по всей вероятности, можно всего лучше будет основывать на
изучении способов их синтетического образования - и преимущественно - на таких
синтезах, которые совершаются при температуре мало возвышенной и - вообще - при
условиях, где можно следить за ходом постепенного усложнения химической частицы"
Однако наиболее ответственным местом доклада Бутлерова является вопрос о
возможности выражать формулами строение того или иного вещества
По этому принципиальному вопросу научная позиция Бутлерова резко отличалась от
взглядов и убеждений всех его предшественников.
Вместе с женой Мариной, по профессии
инженером, и сыном Паскалем Пригожин живет в
Брюсселе, где возглавляет группу представителей
различных наук, занимающихся развитием и
применением его идей в столь, казалось бы, далеких
областях, как, например, изучение коллективного
поведения муравьев, химических реакций в системах
с диффузией и диссипативных процессов в квантовой
теории поля.
С совершенно иной
ситуацией мы сталкиваемся при рассмотрении
некоторых химических реакций, например в случае,
когда две жидкости, слитые в один сосуд,
диффундируют до тех пор, пока смесь не станет
однородной, или гомогенной.
Например, вдали от равновесия мы
можем наблюдать возникновение химических часов -
химических реакций с характерным когерентным
(согласованным) периодическим изменением
концентрации реагентов.
Действительно, каждый из нас
интуитивно представляет себе, что химическая
реакция протекает примерно следующим образом:
молекулы «плавают» в пространстве, сталкиваются и,
перестраиваясь в результате столкновения,
превращаются в новые молекулы.
Но в случае химических часов мы
сталкиваемся с химической реакцией, протекающей
совсем не так, как нам подсказывает интуиция.
Несколько упрощая ситуацию, можно утверждать, что
в случае химических часов все молекулы изменяют
свое химическое тождество одновременно,
через правильные промежутки времени.
Если
представить себе, что молекулы исходного вещества
и продукта реакции окрашены соответственно в синий
и красный цвета, то мы увидели бы, как изменяется
их цвет в ритме химических часов.
Со своего рода механизмом
предбиологической адаптациимы встречаемся в
простейших химических системах.
Наоборот, жизнь предстает перед нами как
своеобразное проявление тех самых условий, в
которых находится наша биосфера, в том числе
нелинейности химических реакций и сильно
неравновесных условий, налагаемых на биосферу
солнечной радиацией.
5 и 6, например
сведения о периодических химических реакциях,
могли бы быть открыты много лет назад, но
исследование такого рода неравновесных проблем
было подавлено культурным и идеологическим
контекстом того времени.
Этой же цели
призвано служить сродство - особая, сугубо
химическая сила, якобы проявляющаяся при
взаимодействии молекул.
Все остальное - не более чем
изящная словесность (причем зачастую словесность
ньютоновская): гармония, безраздельно царящая в
мире звезд, избирательное сродство и столь же
избирательная враждебность, порождающие видимость
«общественной жизни» химических соединений,
представали как явления, распространяющиеся и на
человеческое общество.
Ньютоновское всемирное тяготение «анимировало»
материю и в более строгом смысле
превращало всю деятельность
природы в наследницу тех самых сил, которые химик
Ньютон наблюдал и использовал в своей лаборатории,
- сил химического «сродства», способствующих илн
препятствующих образованию каждой новой комбинации
материи5.
) Ньютон, по-видимому, ожидал найти
новые силы тяготения только на небесах - силы,
подобные химическим силам и, быть может,
легче поддающиеся исследованию математическими
методами.
Ньютон поставил перед
собой задачу открыть в небе силы, подобные
химическим силам: специфические сродства,
различные для различных соединений, наделяющие
каждое химическое соединение качественно
дифференцированной способностью вступать в
реакции.
Но в результате своих исследований он
обнаружил универсальный закон, применимый, как
подчеркивал сам Ньютон, ко всем явлениям природы -
химическим, механическим или небесным.
В то же время французские химики под
влиянием Бюффона заново открыли странную аналогию
между физическим притяжением и химическим
сродством9.
ньютоновская
программа (сведение всех физико-химических явлений
к действию сил - к гравитационному притяжению
добавилась отталкивающая сила тепла, заставляющая
тела расширяться при нагревании и способствующая
растворению, а также электрическая и магнитная
силы) стала официальной программой лапласовской
школы, занимавшей доминирующее положение в научном
мире в эпоху, когда в Европе господствовал
Наполеон10.
Идеи Максвелла не получили
дальнейшего развития из-за отсутствия подходящих
математических методов для идентификации систем с
особыми точками и отсутствия химических и
биологических знаний, позволяющих, как мы увидим
из дальнейшего, более глубоко проникнуть в
понимание той весьма важной роли, которую играют
особые точки.
Двоякая основа натурализма -
материалистическая, химическая, и вместе с тем
медицинская, которую Дидро противопоставлял физике
своего времени, вновь проявилась в XVIII в.
Вспомним хотя бы о такой
замечательной фигуре, как отец витализма и
создатель первой последовательной химической
систематики Шталь.
Кроме того,
закон Фурье выполняется независимо от химического
состава тела, будь оно из золота или из железа.
В более общем случае систему
можно подвергнуть механическому воздействию
(например, поддерживать постоянство давления или
объема с помощью поршня), тепловому
воздействию (подводить к системе или отводить
от нее некоторое количество тепла) или
химическому воздействию (создавать поток
реагирующих веществ
н продуктов реакции между
системой и окружающей средой).
Как мы уже
упоминали, давление, объем, химический состав и
температура являются классическими
физико-химическими параметрами, через которые
выражаются свойства макроскопических систем.
Вольта построил
химическую батарею: стало возможным получать
электричество с помощью химических реакций.
Затем
был открыт электролиз: электрический ток позволял
изменять химическое сродство и проводить
химические реакции.
Джоулем: он понял, что связи, обнаруженные
между выделением или поглощением тепла,
электричеством и магнетизмом, протеканием
химических реакций, а также
биологическими
объектами, носят характер
«превращения», идея превращения, опирающаяся на
постулат о количественном сохранении «чего-то» при
его качественных изменениях, обобщает то, что
происходит при механическом движении.
Употребление и злоупотребление
Фармакология и наркотики
Классификация наркотиков
Ощущения, даваемые наркотиками
Определение вредного использования наркотиков
Злоупотребление химическим веществом
Наркотическая толерантность и абстиненция Глава 3.
Уже в
дописьменный период мы имеем свидетельства того, что люди знали и
использовали психоактивные химические вещества: алкоголь и растения,
потребление которых влияет на сознание.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в своем докладе в
1981 году определила наркотики в широком смысле как "химическое вещество,
или смесь веществ, отличное от необходимых для нормальной
жизнедеятельности (подобно пище), прием которого влечет за собой изменение
функционирования организма и, возможно, его
структуры".
Поскольку в данной классификации нас
интересует только источник полученного наркотика, то в одну группу
войдут наркотики с различным химическим действием.
По химическому
строению Например, барбитураты (фенобарбитал, амитал, секонол и другие)
- синтетические вещества, полученные на основе барбитуратовой кислоты и
различающиеся реагирующими с ней веществами.
Но исследования последних 30 лет в области фармакологии,
психологии и социологии показали, что эти ощущения - продукт отнюдь не
только фармакологического действия химических
веществ.
К примеру, иногда твердой уверенности в
том, что наркотики должны произвести определенный эффект, достаточно для
того, чтобы эффект состоялся, хотя человек принял какое-нибудь неактивное
химическое вещество (в фармакологии это называется безвредным лекарством,
прописываемом для успокоения больного).
В ней
есть раздел о расстройствах, связанных с употреблением химических веществ
(то есть алкоголя и других наркотиков), в котором содержатся определения
зависимости от химических веществ и злоупотребления химическими
веществами.
Нельзя поставить одному человеку
диагнозы зависимости от какого-то химического вещества и злоупотребления
им одновременно, хотя возможно совмещение диагнозов по разным
веществам.
В критериях злоупотребления химическими
веществами главное место занимают негативные события в различных сферах
жизни (семейной, общественной, профессиональной), связанные с
употреблением химических веществ.
Указанные критерии, которые основываются на
новейших разработках в области расстройств, связанных с употреблением
химических веществ, снимают часть проблемы научного изучения этой темы.
Критерии диагностики злоупотребления психоактивными химическими
веществами и зависимости от них, согласно
DSM-4 Зависимость от
химического вещества Неправильное употребление
химического вещества, ведущее к ухудшению состояния или заболеванию,
которое требует клинического лечения, о чем свидетельствуют три или более
из нижеперечисленных признаков, зафиксированные в 12-й месячный
период.
Абстиненция,
проявляющаяся любым способом из приведенных ниже:
характерный
абстинентный синдром по отношению к данному химическому
веществу;
прием данного
(или близкородственного) вещества для облегчения или избежания
абстинентных симптомов.
Тратится очень
много времени на действия, необходимые для приобретения химического
вещества (например, посещение многих докторов или преодоление больших
расстояний), использования химического вещества (например, непрерывное
курение) или восстановления организма после его
употребления.
Из-за
употребления химического вещества прекращаются или уменьшаются занятия,
связанные с общественной или профессиональной деятельностью, а также
деятельностью, направленной на отдых.
Злоупотребление химическим
веществом
Неправильное употребление химического
вещества, ведущее к ухудшению состояния или заболеванию, требующего
клинического лечения, о чем свидетельствует один или более признаков из
приведенных ниже:
Периодическое
употребление химического вещества, приводящее к невозможности выполнять
важные социальные обязательства, как то: учиться, работать или вести
домашнее хозяйство (например, систематические случаи неявки на работу,
связанные с употреблением вещества, прогулы занятий, продолжительная
неявка или исключение из школы, отсутствие заботы о детях или домашнем
хозяйстве).
Периодическое
употребление химического вещества в ситуациях, когда это опасно для
жизни (например, вождение автомобиля или работа на станке в состоянии
опьянения).
Периодические
проблемы с законом, связанные с употреблением вещества (например, аресты
за противоправные действия, совершенные под влиянием химического
вещества).
Продолжительное
употребление химического вещества, несмотря на постоянные или регулярные
социальные или межличностные проблемы, вызываемые или обостряемые этим
веществом, например, споры с супругой(ом) о последствиях интоксикации,
драки).
То, что мозг, эта физическая сущность, является базисом психической
деятельности, дает нам ключ к пониманию механизма воздействия химически
активных веществ (наркотиков) на психические
процессы.
Теперь известно, что
когда ток достигает нервного окончания, находящиеся в нем химические
вещества (нейромедиаторы) выделяются в синапс, и именно они активизируют
смежный нейрон.
Таким образом, передача нервных
импульсов - электрохимический процесс: электрический, пока ток идет по
аксону, и химический в синапсе.
Это важно, так как можно предположить, что
наркотики воздействуют на нервную систему именно через синапс, поскольку
здесь имеют место химические процессы передачи информации.
В действительности молекулы нейромедиатора
и рецепторы имеют значительно более сложную химическую структуру, чем это
видно из рисунка, и аналогия с ключом и замком не до конца объясняет
процесс.
Таблица
3-1 Нейрохимические механизмы действия
наркотиков Наркотический эффект
производится изменением следующих нейрохимических
систем:
Синтез
нейромедиатора.
Моноамины, и в особенности дофамин,
также составляют биохимическую основу возникновения другого серьезного
психического заболевания - шизофрении.
В конце семидесятых годов
в мозговой ткани млекопитающих были обнаружены вещества, по своим
химическим свойствам сходные с опиатами.
Один из главных каналов
передачи нервных импульсов в срединном узле дофаминный, поэтому
исследователи выдвинули версию, что главное химическое вещество, связанное
со свойством наркотиков доставлять удовольствие, - дофамин.
"Дизайнерские" наркотики и
мозг
Переделанные, или "дизайнерские"
наркотики - синтетические вещества, полученные путем незначительного
изменения химической структуры уже известного наркотика.
Таблица
4-1 Шаги к наркотическому эффекту
Наркотика
определенной химической структуры
Отмеряется
определенное количество.
Но в человеке,
эффект, производимый наркотиком, зависит не только от его химических
свойств и вызываемых физиологических изменений,
Но также от
индивидуальных характеристик человека, таких как генетическая карта,
пол, возраст, особенности характера и толерантность к
наркотикам.
Фармакокинетику можно назвать
транспортным средством для фармакодинамики, которая изучает биохимическое
и физиологическое действие наркотиков и его механизм.
Прием через кожу не особенно эффективен для
большинства наркотиков, потому что кожа представляет собой барьер для
многих химических соединений и она сравнительно непроницаема.
Распространение в
организме
На переноску наркотиков к месту их
действия сильно влияют биохимические свойства как организма, так и
наркотиков.
Объем крови, проходящий через
мозг, настолько велик, что мозг мог бы стать настоящим складом наркотиков
(и других химических веществ), попадающих в организм.
Таким
образом, процессы абсорбции и распространения наркотика показывают, что
попавший в организм наркотик нарушает биохимическое равновесие и вызывает
резонанс во всей системе.
Из-за пониженного
уровня содержания таких медиаторов в дальнейшем может потребоваться
большее количество наркотика для оказания такого же нейрохимического
воздействия.
Они включают
в себя множество различных химических соединений, но особенно среди них
выделяются барбитураты, бензодиазепины, определенное количество
небарбитуратных успокоительных средств и распространенных анестетиков.
Их электрические
и химические сигналы можно обнаружить, зарегистрировать и истолковать;
вещества, из которых они состоят, можно определить; связи, образующие густую
сеть, можно проследить.
Успехи достигнуты отчасти благодаря
усовершенствованным химическим методикам и лучшему пониманию того, как
различные вещества воспринимаются нейронами и передаются в обоих направлениях
вдоль нервных волокон.
Наконец, положение еще больше осложняется тем, что некоторые синапсы
совершенно отличны от обычного химического типа, так как в них не происходит
диффузия медиатора, а течет электрический ток.
Для мозжечка не только
описана в деталях схема связей, но и ясно, какие синапсы возбудительные, а
какие тормозные; для некоторых видов синапсов с достаточной степенью надежности
химически идентифицированы медиаторы.
Каждая складка примыкает к «активной зоне» нервного волокна;
когда к синапсу приходит импульс из этой зоны через «окна» в оболочке,
образованной шванновской клеткой, выделяется химический медиатор ацетилхолин.
Мало кто, знакомый с высоко упорядоченной
специфичностью связей в головном мозгу, принял эту идею всерьез, и тем не менее
немало времени было потрачено во многих лабораториях на то, что животных
обучали выполнению какой-либо задачи, затем растирали их мозг, а далее находили
или химические отличия в их мозге, или «статистически значимое» усиление
способности обучаться тем же задачам у животных, которым был введен экстракт
мозга обученных животных.
Если Коперник
показал, что Земля не является центром мироздания, а Галилей увидел в небе не
ангелов, а звезды и планеты; если Дарвин установил, что человек состоит в
родстве со всеми остальными живыми существами; если Эйнштейн ввел новые
представления о времени и пространстве, о массе и энергии; если Уотсон и Крик
показали, что биологическая наследственность объяснима в физических и
химических понятиях, то наряду с этими открытиями, сужающими границы
сверхъестественного, главное, что еще остается науке решать, — это, очевидно,
проблема мозга и то, представляет ли он собой нечто большее, чем чрезвычайно
сложную великолепную машину.
Хотя они
имеют те же самые гены, то же самое общее строение и тот же самый биохимический
аппарат, что и другие клетки, они обладают и уникальными особенностями, которые
делают функцию мозга совершенно отличной от функции, скажем печени.
Концевая бляшка содержит мелкие сферические образования, называемые
синаптическими пузырьками, каждый из которых содержит несколько тысяч молекул
химического медиатора.
По прибытии в пресинаптическое окончание нервного
импульса некоторые из пузырьков выбрасывают свое содержимое в узкую щель,
отделяющую бляшку от мембраны дендрита другой клетки, предназначенного для
приема таких химических сигналов.
Химически управляемые каналы обнаружены в рецептивной
мембране синапсов: они ответственны за перевод химических сигналов, посылаемых
окончаниями аксона в процессе синаптической передачи, в изменения ионной
проницаемости.
Аксоны обычно не имеют химически управляемых каналов, тогда
как в постсинаптических мембранах дендритов плотность таких каналов
лимитируется лишь упаковкой канальных молекул.
Хотя с химической точки зрения натриевый канал еще не
достаточно хорошо изучен, известно, что он является белком с молекулярным весом
в диапазоне от 250000 до 300000.
Поскольку постсинаптические потенциалы
обусловлены работой каналов, управляемых химически, а не электрически, их
параметры сильно отличаются от параметров нервного импульса.
В абдоминальном ганглии аплизии нейроны варьируют по величине, положению,
форме, пигментации, по характеру импульсации и химическим веществам,
посредством которых они передают информацию другим клеткам.
Определяется
ли знак синаптического действия химической структурой медиатора, выделяемого
пресинаптическим нейроном, или же определяющим фактором служит природа
постсинаптического рецептора.
Таким образом, функциональное свойство химической
синаптической передачи определяется типом рецептора, который находится на
данном постсинаптическом участке следующей клетки.
Gerschenfeld) из Института Марея в Париже, химический медиатор
является лишь разрешающим агентом, а директивным компонентом синаптической
передачи служат природа рецептора и ионные каналы, с которыми он
взаимодействует.
Подобная же
совокупность действий может быть произведена нейроэндокринными клетками —
нейронами, которые выделяют гормоны (химические вещества, обычно переносимые
кровотоком для действия на больших расстояниях).
Исследуя аплизию, мы с Кастеллучи, нашли, что снижение амплитуды
синаптического потенциала действия по мере привыкания идет параллелъно
уменьшению числа выделяющихся химических квантов.
А теперь размеры этих клеток могут оказаться
еще более выгодными для изучения субклеточных и биохимических механизмов
обучения, с одной стороны, и возможных изменений мембранной структуры — с
другой.
Возможно, наиболее важным в этой серии исследований явилось следующее
наблюдение: если клетки из двух или трех областей развивающейся нервной системы
диспергировать (механически или же с помощью мягкой химической обработки),
смешать вместе, а затем оставить реагрегировать в подходящей среде, то они
проявляют тенденцию сортироваться таким образом, что клетки каждой данной
области агрегируют преимущественно с клетками той же области.
Одинаково важными чертами являются также
приобретение нейронами одного из способов проведения сигналов (большинство
нейронов генерирует потенциал действия, а некоторые обеспечивают только
проведение с декрементом) и выбор одного из двух способов взаимодействия клеток
друг с другом (либо посредством формирования традиционных синапсов,
обеспечивающих выделение химического медиатора, либо посредством формирования
щелевых контактов, обеспечивающих электрическое взаимодействие клеток).
Во многих
случаях, однако, кажется, что внутри растущего аксона закодирован тонкий
молекулярный механизм, позволяющий аксону точно реагировать на химические или
структурные указатели на его пути.
Согласно его точке зрения,
большинство нейронов (или, что более вероятно, большинство малых популяций
нейронов) приобретают химические различия на ранней стадии своего развития в
зависимости от занимаемого положения, и эта их дифференцированность выражается
в наличии соответствующих меток, которые и позволяют аксонам узнавать либо
аналогичную, либо комплементарную метку на поверхности нейронов-мишеней.
Эти
результаты объясняются гипотезой, что как ганглиозные клетки сетчатки, так и нейроны-мишени
в тектуме несут химические признаки, помогающие им идентифицировать друг друга.
Эти вещества, в комплексе
отнесенные к трофическим факторам, являются в значительной мере
гипотетическими; только одно (фактор роста нервов) было выявлено и
охарактеризовано химически.
Эти химические системы, наложенные на нейронные цепи головного
мозга, добавляют к его функции еще одно измерение
Нейроны имеют биохимический аппарат, общий со всеми остальными живыми
клетками, в том числе способность генерировать химическую энергию путем
окисления пищевых веществ, а также восстанавливать и сохранять свою
целостность.
Нейроны обладают, кроме того, специфическими свойствами, которых
лишены другие клетки и которые связаны с особой функцией нейронов как
передатчиков нервных импульсов; сюда относятся необходимость в поддержании
ионных градиентов, что требует большой затраты энергии, и свойства, связанные
со способностью нейронов производить и выделять набор химических передатчиков,
называемых нейромедиаторами.
Такими исследованиями установлено, что действие многих
лекарственных веществ и нейротоксинов на поведение основано на их способности
прерывать или модифицировать химическую передачу от нейрона к нейрону.
Поглощенная глюкоза обычно претерпевает быстрые
превращения; ее химический аналог, 2-дезоксиглюкоза, поглощается клетками точно
так же, но не подвергается метаболизму.
Несколько участков мозга не защищены тематоэнцефалическим барьером; к ним
относятся такие структуры, которые специфически реактивны в отношении
содержащихся в крови гормонов, и такие, функция которых состоит в регуляции
химического состава крови.
Дело
не только в том, что медиаторные вещества содержатся в нем в ничтожно малых
количествах, но и в том, что ткань мозга структурно и химически очень сложна, и
выделить для исследования определенную медиаторную систему не легко.
Интересно отметить, что глутаминовая кислота считается кандидатом
в возбудительные медиаторы, тогда как ГАМК, которая отличается от нее лишь на одну
химическую группу, служит тормозным медиатором.
Нейрохимики не только выяснили молекулярную структуру и анатомическое
распределение разных медиаторов, но и достигли больших успехов в понимании
точной последовательности биохимических явлений, участвующих в синаптической
передаче.
Процесс химической передачи проходит через ряд этапов: синтез
медиатора, его накопление, высвобождение, взаимодействие с рецептором и
прекращение действия медиатора.
Каждый нейрон обычно обладает только таким биохимическим
аппаратом, какой ему нужен для синтеза медиатора одного типа, который
выделяется из всех окончаний его аксона.
За последние годы, после того как в мозгу был обнаружен новый класс
химических соединений нейропептиды, число известных систем химических посредников
в головном мозгу резко возросло.
Jessel) в Отделе нейрохимической фармакологии
Британского совета медицинских исследований показали, что энкефалин и препараты
опия способны подавлять выделение вещества Р из сенсорных волокон.
АССЕМБЛЕР: молекулярная машина, которая может быть запрограммирована строить практически любую молекулярную структуру или устройство из более простых химических строительных блоков.
Вначале они связывают один тип нуклеотидов с концом цепи, потом они вымывают лишний материал и добавляют химические вещества, чтобы подготовить конец цепи к связыванию со следующим нуклеотидом.
В то время как инженеры, управляющие химическим заводом, должны работать с цистернами реагирующих химических веществ (которые часто приводят атомы в беспорядок и выделяют вредные побочные продукты), инженеры, работающие с бактериями, могут заставлять их абсорбировать химические вещества, аккуратно изменяя порядок атомов, и сохранять продукт или высвобождать его в жидкость вокруг них.
Карл Пабо, пишущий в журнале Природа, предложил стратегию разработки, основанную на понимании этого, и некоторые биохимические инженеры разработали и построили короткие цепи из нескольких десятков кусочков, которые сворачивались и прилипали к поверхности других молекул так, как планировалось.
Новые ферменты обещают выполнять грязные и дорогие химические процессы более дешево и чисто, а новые белки предложат целый спектр новых инструментов для биотехнологов.
Достаточно удобно, некоторые связи между атомами делают прекрасные подпорки; часть может быть установлена посредством единственной химической связи, которая будет позволять поворачивать её свободно и плавно.
Существующие белки связывают множество меньших молекул, используя их как химические инструменты; заново проектируемые белки будут использовать все эти инструменты и т.
Биологи отказались от неё, потому что они нашли химические и физические объяснения для каждого уже изученного аспекта живой клетки, включая движение, рост и воспроизводство.
Меррифилд, например, использовал химические приёмы для сборки простых аминокислот в рибонуклеазу поджелудочной железы бычка, комплекс ферментов, который разбирает на части молекулы РНК.
Поскольку химические реакции могут связывать атомы различным образом и поскольку молекулярные машины могут направлять химические реакции в соответствии с программными инструкциями, ассемблеры определённо реализуемы.
За три миллиарда лет жизнь развивалась от отдельных клеток, способных впитывать химические вещества, к совокупностям клеток, реализующим разум, способный впитывать идеи.
Он описал небиохимический подход к наномашинам (разработка сверху вниз, шаг за шагом, используя большие машины для построения более маленьких) и заявил, что принципы физики не противоречат возможности манипулирования объектами атом за атомом.
В действительности, конечно, биохимики разрабатывали методы создания ДНК без программируемых наномашин, используя упрощённые методы, основанные на определенных химических уловках.
Предложенные молекулярные технологии аналогично опираются на широкую базу знания, не только геометрии и рычагов, но и химических связей, статистической механики, а также физики в целом.
Атом за атомом (группа за группой), манипулятор передвигает части каждую на свое место, как указывается лентой; химические реакции соединяют их в связанную структуру.
Менее чем за день одни бы весили тонну; менее чем за два дня одни бы стали весить больше, чем Земля; еще через четыре дня одни бы превысили по массе Солнце и все планеты вместе взятые - если бутылка с химическими веществами не опустеет до этого момента.
С правильным программированием и с коммуникациями между нанокомпьютерами для моделирования химических сигналов, такое устройство должно вести себя во многом подобно мозгу.
Построенные ассемблерами системы будут преобразовывать солнечную энергию в химическую, подобно растениям, или солнечную в электрическую, подобно солнечным батареям.
Также как шарики и капельки клея повредили бы машину, так же радиация и химически активные фрагменты повреждают клетку, и разрушая молекулярные машины и склеивая их.
Антитела и волокна хвоста фага T4, а на самом деле все специфические биохимические взаимодействия, показывают, что молекулярные системы, входя в контакт с другими молекулами, могут их распознавать.
Расстроенное мышление иногда имеет биохимические причины, как будто мозг вводил бы себе наркотики или отравлял себя, а другие проблемы возникают из-за разрушения ткани.
В середине 1800-ых, они научились использовать химические вещества, которые вмешиваются в обмен веществ мозга, блокируя сознательную мысль и предотвращая слишком энергичное сопротивление пациентов тому, чтобы их резали.
Хрупкие кости, морщинистая кожа, низкая ферментная активность, медленное заживление ран, плохая память и все остальное - все происходит из повреждения молекулярных машин, химических дисбалансов и нарушения порядка в структурах.
Кажется, что молекулярные инженеры в конце концов объединят улучшенное биохимическое знание с улучшенными молекулярными машинами, и будут учиться исправлять поврежденные структуры тканей и таким образом их омолаживать.
Также, как базовая схема - система ДНК-РНК-белок замерзла несколько миллиардов лет назад, также базовая схема химической сигнализации и ответа тканей, которые управляют развитием млекопитающих, установилась многие миллионы лет назад.
Эти перекрестные связи удерживают молекулярные структуры и машины на одном месте; потом могут быть добавлены и другие химические вещества, чтобы добиться более всеобъемлющей или прочной фиксации.
Исследователи улучшили свои результаты, экспериментируя со смесями криопротекторных химических веществ и тщательно управляемыми скоростями охлаждения и нагревания.
Если кто-то пытался нам сказать, что способность контролировать бактериальную инфекцию буквально за углом, что хирургия на открытом сердце и трансплантация почек могли бы быть возможны в пределах пары десятков лет, что некоторые виды рака будут излечиваться химиотерапией, и что мы вскоре окажемся близи всеобъемлющего биохимического объяснения генетики и генетически предопределяемых заболеваний, мы бы ни капли в это не поверили.
Впечатляющие прорывы в медицине прежде происходили, иногда благодаря новому использованию известных химических веществ, как в случае анестезии и антисептической хирургии.
Также как стакан воды не обязательно содержит все возможные химические вещества (и даже сток химического завода), также другие звезды не обязательно дают убежище цивилизациям.
Сейчас мы можем видеть очертания высокой технологии в человеческом масштабе, мира с машинами, которые не гремят, с химическими заводами, которые не воняют и с производственными системами, которые не используют людей как колесики.
АССЕМБЛЕР: молекулярная машина, которая может быть запрограммирована строить практически любую молекулярную структуру или устройство из более простых химических строительных блоков.
Я выбрал эту должность, потому что она
давала мне возможность работать с натуральными продуктами, тогда как два
других предложения от химических фирм в Базеле означали работу в области
синтетической химии.
Первые химические исследования Моя докторская
диссертация в Цюрихе под руководством профессора Пауля Каррера давала мне
шанс реализовать свой интерес в химии растений и животных.
В
начале моих исследований фирмой Сандоз был уже разработан и применялся в
терапевтической практике фармацевтический препарат, содержащий гликозиды
морского лука, однако химическое строение его активных компонентов, за
исключением их сахаросодержащей части, оставалось во многом
неизвестным.
Моим вкладом в исследования морского лука, в которых я с
энтузиазмом участвовал, было выявление химической структуры общего ядра его
гликозидов, что показало с одной стороны их отличие от гликозидов
наперстянки, а с другой стороны их близкую структурную взаимосвязь с
токсическими веществами, выделенными из кожных желез жабы.
Хотя эрготамин быстро занял важное
место в терапевтической практике (под торговой маркой Гинерген) в качестве
кровоостанавливающего средства в акушерстве и как лекарство от мигрени,
после изоляции эрготамина и определения его эмпирической формулы химические
исследования спорыньи в лабораториях Сандоз были приостановлены.
Я полагаю, что фирма Сандоз
вовремя продолжила химические исследования алкалоидов спорыньи, иначе бы мы
рисковали потерять свою ведущую роль в этой области медицинских разработок,
которая уже тогда становилась столь важной.
Ранние 30-ые стали новой эрой в исследовании спорыньи, начиная с
определения химического строения алкалоидов спорыньи, как упоминалось,
английскими и американскими лабораториями.
Ни одного из тех
физико-химических методов, что находятся в распоряжении сегодняшней химии -
методов, которые изменили образ ее работы, сделав ее более быстрой и
эффективной, и создавших абсолютно новые возможности, прежде всего в сфере
определения строения вещества - просто еще не существовало в те дни.
Для определения строения вещества, которое
сегодня быстро и элегантно осуществляется с помощью методов спектроскопии
(ультрафиолетовой, инфракрасной, рентгеновской) и рентгенокристаллографии, в
первых фундаментальных исследованиях спорыньи нам приходилось полностью
полагаться на старые лабораторные методы химического разложения и
дериватизации.
В этом был не только
научный интерес в плане подтверждения химического строения эргобазина, но
практическое значение, поскольку эргобазин, вещество с характерным маточным
и кровоостанавливающим действием, присутствует в спорынье лишь в
незначительных количествах.
В дальнейшем я применил свою процедуру
синтеза, чтобы получить новые соединения лизергиновой кислоты, не
выделяющиеся маточной активностью, но от которых, основываясь на их
химическом строении, можно было ожидать других интересных фармакологических
эффектов.
Диэтиламид
лизергиновой кислоты мог иметь подобный стимулирующий эффект, поскольку он
сходен по своей химической структуре с другим аналептиком, уже известным в
то время, а именно с диэтиламидом никотиновой кислоты (Корамином).
Один из этих
трех химически однородных алкалоидов эрготоксина оказался идентичен
алкалоиду, выделенному незадолго до этого производственным отделом, который
А.
Мой страх и отчаяние усилились, не только оттого, что
молодая семья должна была потерять своего отца, но потому что я боялся
оставить свою работу, свои химические исследования, которые столько для меня
значили, неоконченными на половине плодотворного, многообещающего пути.
Поскольку психические эффекты ЛСД
продолжаются даже после того момента, когда его уже нельзя обнаружить в
организме, мы должны заключить, что он не активен как таковой, а скорее он
запускает определенный биохимический, нейрофизиологический и психический
механизм, который вызывает состояние опьянения и продолжается уже в
отсутствие действующего вещества.
Тем не менее, вскоре было показано, что
даже некоторые производные ЛСД (соединения, в которых слегка изменено
химическое строение ЛСД), не проявляющие галлюциногенных свойств, тормозят
эффекты серотонина так же сильно, или даже сильнее, чем неизмененный ЛСД.
Однако,
исследования взаимодействия ЛСД с мозговыми регуляторами, такими как
серотонин и допамин, являются примерами того, как ЛСД может служить в
качестве инструмента для исследований мозга, для изучения биохимических
процессов, которые лежат в основе психических функций.
Вскоре после открытия психических эффектов ЛСД, чтобы ускорить
получения химических модификаций ЛСД и дальнейшие исследования в области
алкалоидов спорыньи, ко мне были назначены двое сотрудников.
Работу над
химическим строением алкалоидов спорыньи пептидного типа, к которому
принадлежат эрготамин и алкалоиды группы эрготоксина, продолжил доктор
Теодор Петржилка.
Работая с доктором Францем Трокслером, я получил большое
число химических модификаций ЛСД, и мы попытались проникнуть дальше в суть
строения лизергиновой кислоты, для которой американские исследователи уже
предложили структурную формулу.
Определенные результаты
химических модификаций ЛСД оказались ценными для медицинских исследований;
производные ЛСД были признаны слабо или вообще не галлюциногенными, но
вместо этого проявляли другие эффекты ЛСД в большей степени.
Он стал первым
галлюциногеном или фантастикумом (как называл этот тип действующих веществ
Левин), который был получен как чистое вещество, доступное для изучения
изменений чувственного восприятия, умственных иллюзий (галлюцинаций) и
изменений в сознании, вызываемых химическим путем.
Тем не менее, использую модель ЛСД, возможно исследовать
отклонения от нормальной психики и состояния ума, и наблюдать биохимические
и электрофизиологические изменения, связанные с ними.
Как результат этого, концепция биохимического
происхождения некоторых психических нарушений получила все большую
поддержку, и породила научные исследования в этой области.
Национальные экспертные лаборатории и медицинские
власти запрашивали у нас сведения о его химических и фармакологических
свойствах, устойчивости и токсичности ЛСД, аналитических методах для его
обнаружения в образцах конфискованных наркотиков, а также в человеческом
теле, в крови и моче.
Гигантское количество научных документов,
опубликованных преимущественно в международных биохимических и медицинских
изданиях, и систематизированных в "Библиографии САНДОЗ по ЛСД", а также в
"Каталоге литературы по Делизиду", периодически выпускаемых САНДОЗ, дает
живые свидетельства того, что было достигнуто благодаря этой политике за
приблизительно два десятилетия.
Поскольку
срок последнего патента на ЛСД истек в 1963, не удивительно, что все большее
число торговцев чистыми химическими веществами предлагают ЛСД неизвестного
происхождения его любителям, которые платят за него большие
деньги.
Эта подборка без исключения содержит только отчеты тех
людей, которые не просто попробовали ЛСД из любопытства или как утонченный
наркотик ради удовольствия, но тех, кто экспериментировал с ним в поисках
расширения возможностей восприятия внутреннего и внешнего мира; тех, кто
пытался с помощью этого химического ключа открыть новые "двери восприятия"
(Уильям Блейк); или же, применяя сравнение Рудольфа Гелпке, тех, кто
использовал ЛСД, чтобы преодолеть силу тяжести пространства и времени
привычного восприятия мира, для того, чтобы таким образом прибыть к новой
точке зрения и пониманию во "вселенной души".
Мое объяснение
- что ЛСД, как вещество биохимического действия, только подталкивает к
видениям, но не создает их, и, что эти видения скорее рождены в его душе -
дало ему уверенность в осмысленности перемен в его жизни.
Химические исследования
волшебных грибов шли параллельно с ботаническими, их целью было выделение
активных галлюциногенных веществ из тканей грибов и приготовления их в
химически чистой форме.
Эти исследования проводились по просьбе профессора
Хайма в химической лаборатории при Национальном Музее Естественной Истории в
Париже, а также этой проблемой занимались в США команды исследователей в
лабораториях двух крупных фармацевтических компаниях: "Мерк" и "Смит, Кляйн
энд Френч".
Поскольку химические
исследования в Париже и Соединенных Штатах оказались безуспешными, профессор
Хайм отправил этот материал в нашу фирму, как упоминалось в начале этой
главы, потому что он чувствовал, что наш опыт относительно ЛСД, родственного
грибами по своему действию, может оказаться полезным при попытках изоляции.
Псилоцибин и псилоцин
Благодаря этим достоверным испытаниям на людях мы смогли изолировать
активные вещества, сконцентрировать их и превратить в химически чистую форму
при помощи новейших методов сепарации.
Трокслер - в дальнейшем участвовали в следующем этапе этих
исследований, определении химического строения псилоцибина и псилоцина и
последующем синтезе этих соединений, результаты которого были опубликованы в
1958 году в ноябрьском выпуске журнала Experientia.
Отдельные химические свойства, общие как для веществ, содержащихся в грибах,
так и для ЛСД, указывают на то, что псилоцибин и псилоцин находятся в
близком родстве с ЛСД, не только по своему психическому действию, но и по
своей химической структуре.
Было выяснено химическое строение и стало возможным синтетическое
производство в пробирке тех соединений, чьи удивительные эффекты заставляли
индейцев на протяжении тысячелетий верить, что в этих грибах пребывал
бог.
Кроме того, читателю придется потрудиться, осмысливая вместе с автором
труднопредставимые или даже просто невообразимые пространственно‑временные
масштабы явлений и событий, погружаясь в микромир или устремляясь в космические
дали, пытаясь понять немыслимо тонкие биохимические эффекты или сложнейшие
социальные механизмы…
Впрочем, сам автор облегчает нам задачу, разрешая пропускать
малопонятные сугубо научные фрагменты и обещая, что это не приведет к потере
нити повествования, логики и цельности книги.
А
ведь до сложных молекул была еще химическая эволюция… А вот ты лучше почитай‑ка
статью Коликова «Проблема 2000» о новом политико‑экономическом видении
роли Христа в той давней истории с распятием.
Вообще говоря, все физические, химические,
биологические, психологические и социальные законы — лишь следствия главного и
единственного Закона Природы — закона сохранения массы‑энергии.
Мне не хочется верить, что среди моих читателей есть люди, которые не
понимают принципов организации таблицы Менделеева и не в курсе физического
смысла номера химического элемента.
Если мне не изменяет память, еще в середине прошлого века
учеными из Казани было показано, что слабые колебания магнитного поля могут
сдвигать равновесие химической реакции в ту или другую сторону.
Более того, наибольшее влияние этот икс‑фактор
должен был оказывать именно на скорость биохимических реакций в мозге,
поскольку содержание воды в сером веществе — 90%.
Я не очень хорошо разбираюсь в молекулярной биологии и
биохимии, поэтому пришел к биофизику Александру Кушелеву с вопросом о том, как
это природе удалось так быстро организовать химическую эволюцию, ведь, исходя
из экспоненциальности эволюционного процесса, на это должно было потребоваться
гораздо больше времени.
И пояснил свою мысль… Все расчеты о том, сколько времени
нужно химической эволюции для формирования первичных жизненных структур,
ведутся исходя из так называемых н.
Собственно говоря, пассаж про расы и линейчатые спектры не
имеет прямого отношения к биохимической эволюции, но он любопытен и прекрасно иллюстрирует
общность проявления физических законов для неживых и живых систем, состоящих из
массы сходных элементов.
Разница только в том, что кто‑то
вводит в свой организм химические вещества искусственно, а кто‑то
провоцирует их выработку самим организмом, как это делают влюбленные и азартные
игроки.
Ему требуется все большая доза, а постоянный раздражитель
(предмет любви) в силу того же привыкания уже не может вызывать на химической
фабрике организма необходимые наркоману авралы.
А рассуждения о том, что «у нас нет статистики цивилизаций»,
напоминают мне разговоры о том, что во Вселенной могут существовать химические
элементы, принципиально иные, нежели на Земле.
Искусство, в отличие от наркотиков, не убивает, но зато и действует не
так сильно, потому что опосредованно — через органы чувств, а не напрямую
химически, как наркотики.
Постепенно эволюция на нашей планете перешла от стадии
геологической к стадии биохимической, миновала ее и широкой рекой потекла в биологическом
русле.
Физиологическое привыкание вызывают только
те наркотики, которые по своему химическому составу схожи с метаболитами —
веществами, участвующими в процессе обмена веществ в организме.
Когда он писал учебник «Основы
химии», у него имелась большая база данных — все известные на тот момент
химические элементы, их свойства, валентность и атомная масса.
Если из крови донора выделить «приподнятое состояние духа» и
ввести уставшему реципиенту, тот почувствует прилив бодрости… Это если
объяснять просто, не вдаваясь в биохимические подробности.
Показать донору спектакль
грустный, добиться у человека эмоций, потом выделить их из крови в чистом виде,
изучить химическую формулу, производить на фармацевтической фабрике.
Наступит момент, когда наш биохимический нейрокомпьютер на водной основе
уступит место технически более совершенному устройству — скорее всего
электронному мозгу.
Относится к «Список теоретических статей»Установлено, что числовые последовательности количества протонов в ядре атомов, является арифметической прогрессией и количества электронных орбит, является геометрической прогрессией химических элементов таблицы Менделеева.
Свойства химических элементов определены периодичностью арифметической прогрессии количества протонов (величины заряда) ядра атома и периодичностью геометрической прогрессии количества электронных орбит атома.
Он, приняв атомную массу за главную характеристику атома любого химического элемента (эталон для химических элементов), расположил их в порядке возрастания с порядковыми номерами 1,2,3 и т.
В настоящее время принято считать эталоном для ХЭ другая характеристика - количество протонов или величина положительного заряда ядра химического элемента.
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I ХЭ H He Li Be B C N O F Ne КП 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 n 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20II ХЭ Na Mg Al Si F S Cl Ar K Ca КП 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 n 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30III ХЭ Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn КП 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 n 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40IV ХЭ Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr КП 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 n 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50V ХЭ Nb Mo Tc Ru Rh Rd Ag Cd In Sn КП 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 n 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 VI ХЭ Sb Te I Xe Cs Ba La Ce Pr Ne КП 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 n 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 VII ХЭ Pm Sm En Gd Tb Dv Ho Er Tm Yb КП 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 n 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 VIII ХЭ Ln Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg КП 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 n 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 IX ХЭ TI Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Th КП 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 n 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 X ХЭ Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm КП 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 n 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 XI ХЭ Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds КП 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 n 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 XII ХЭ Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo Uue Ubn КП 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 n 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 XIII ХЭ Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubn КП 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 На основании этих фактов, числовая последовательность количества протонов в ядре атомов химических элементов таблицы Менделеева, является арифметической прогрессией.
Передача импульса в нервной системе происходит в несколько этапов:
проведение по нервному волокну электрического импульса;
процесс химической передачи в синапсе с помощью нейромедиатора (либо
процесс в электрическом синапсе);
проведение электрического импульса по следующему нервному волокну,
либо реакция мышечной (сокращение миоцита) или железистой ткани
(экзоцитоз секрета).
Он представляет собой цепь процессов, суть которых
сводится к преобразованию электрического сигнала в химический, а затем –
химического в электрический.
Нейроны имеют биохимический аппарат, общий со всеми остальными живыми
клетками, в том числе способность генерировать химическую энергию путём
окисления пищеварительных веществ, а также восстанавливать и сохранять
свою целостность.
Нейроны обладают кроме того специфическими свойствами,
которых лишены другие клетки и которые связаны с особой функцией нейронов
как передатчиков нервных импульсов: необходимость в поддержании ионных
градиентов, что требует большой затраты энергии, и свойства, связанные со
способностью нейронов производить и выделять набор химических передатчиков
– нейромедиаторов.
Такими
исследованиями установлено, что действие многих лекарственных веществ и
нейротоксинов на поведение основано на их способности прерывать или
модифицировать химическую передачу от нейрона к нейрону.
Методика исследования функционального химизма мозга очень сложна, так
как медиаторы содержатся в ничтожно малых количествах, ткань мозга
структурно и химически очень сложна и выделить для исследования
определённую медиаторную структуру нелегко.
ПРОЦЕСС ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ
Нейрохимики изучили не только молекулярную структуру и анатомическое
распределение разных медиаторов, но и достигли больших успехов в понимании
точной последовательности биохимических явлений, участвующих в
синаптической передаче.
Процесс химической передачи проходит ряд
этапов: синтез медиатора, его накопление, высвобождение, взаимодействие с
рецептором и прекращение действия медиатора.
Каждый нейрон
обычно обладает только таким биохимическим "аппаратом", какой ему нужен
для синтеза медиаторов, которые выделяются из всех окончаний его аксона.
В химическом синапсе нервный импульс вызывает освобождение из
пресинаптических окончаний химического посредника – нейромедиатора,
который диффундирует через синаптическую щель (шириной в 10-50 нм) и
вступает во взаимодействие с белками-рецепторами постсинаптической
мембраны, в результате чего генерируется постсинаптический потенциал.
Для химической передачи характерны:
одностороннее проведение сигнала;
усиление сигнала;
конвергенция многих сигналов на одной постсинаптической клетке;
пластичность передачи сигналов (обучение, память и т.
Нейропептиды
За последние годы, после того как в мозге был обнаружен новый класс
химических соединений – нейропептиды, число известных систем химических
посредников в головном мозге резко возросло.
Современный принцип множественности медиаторного сигнала подразумевает
следующее: характер синаптического действия определяется не химической
природой медиатора, а природой рецепторов постсинаптической клетки, т.
Не так давно типичным химическим
синапсом считалось нервно-мышечное соединение, морфофункциональная
организация которого обеспечивает быструю передачу сигнала по
"анатомическому адресу".
Тест: Определение веса ненаучности
В предметном указателе: Биогеохимическая роль ледниковой органики в гляциальном литогенезе на примере морено- ледниковых комплексов центральной Азии.
Передача импульса в нервной системе происходит в несколько этапов:
проведение по нервному волокну электрического импульса;
процесс химической передачи в синапсе с помощью нейромедиатора (либо
процесс в электрическом синапсе);
проведение электрического импульса по следующему нервному волокну,
либо реакция мышечной (сокращение миоцита) или железистой ткани
(экзоцитоз секрета).
Он представляет собой цепь процессов, суть которых
сводится к преобразованию электрического сигнала в химический, а затем –
химического в электрический.
Нейроны имеют биохимический аппарат, общий со всеми остальными живыми
клетками, в том числе способность генерировать химическую энергию путём
окисления пищеварительных веществ, а также восстанавливать и сохранять
свою целостность.
Нейроны обладают кроме того специфическими свойствами,
которых лишены другие клетки и которые связаны с особой функцией нейронов
как передатчиков нервных импульсов: необходимость в поддержании ионных
градиентов, что требует большой затраты энергии, и свойства, связанные со
способностью нейронов производить и выделять набор химических передатчиков
– нейромедиаторов.
Такими
исследованиями установлено, что действие многих лекарственных веществ и
нейротоксинов на поведение основано на их способности прерывать или
модифицировать химическую передачу от нейрона к нейрону.
Методика исследования функционального химизма мозга очень сложна, так
как медиаторы содержатся в ничтожно малых количествах, ткань мозга
структурно и химически очень сложна и выделить для исследования
определённую медиаторную структуру нелегко.
ПРОЦЕСС ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ
Нейрохимики изучили не только молекулярную структуру и анатомическое
распределение разных медиаторов, но и достигли больших успехов в понимании
точной последовательности биохимических явлений, участвующих в
синаптической передаче.
Процесс химической передачи проходит ряд
этапов: синтез медиатора, его накопление, высвобождение, взаимодействие с
рецептором и прекращение действия медиатора.
Каждый нейрон
обычно обладает только таким биохимическим "аппаратом", какой ему нужен
для синтеза медиаторов, которые выделяются из всех окончаний его аксона.
В химическом синапсе нервный импульс вызывает освобождение из
пресинаптических окончаний химического посредника – нейромедиатора,
который диффундирует через синаптическую щель (шириной в 10-50 нм) и
вступает во взаимодействие с белками-рецепторами постсинаптической
мембраны, в результате чего генерируется постсинаптический потенциал.
Для химической передачи характерны:
одностороннее проведение сигнала;
усиление сигнала;
конвергенция многих сигналов на одной постсинаптической клетке;
пластичность передачи сигналов (обучение, память и т.
Нейропептиды
За последние годы, после того как в мозге был обнаружен новый класс
химических соединений – нейропептиды, число известных систем химических
посредников в головном мозге резко возросло.
Современный принцип множественности медиаторного сигнала подразумевает
следующее: характер синаптического действия определяется не химической
природой медиатора, а природой рецепторов постсинаптической клетки, т.
Не так давно типичным химическим
синапсом считалось нервно-мышечное соединение, морфофункциональная
организация которого обеспечивает быструю передачу сигнала по
"анатомическому адресу".
Тест: Определение веса ненаучности
В предметном указателе: Биогеохимическая роль ледниковой органики в гляциальном литогенезе на примере морено- ледниковых комплексов центральной Азии.
а) химическая формула;
б) структурная формула;
в) реальная схема молекулы;
г) пространственное расположение атомов в
молекуле.
Химикам известно, что каждый
химический элемент может иметь несколько форм, обладающих разными
химическими свойствами (изомеры- химические элементы, имеющие один и тот же
заряд ядра, но содержащих разное число нейтронов).
речь идет о химических элементах, имеющих совершенно один и тот же
состав, но обладающих разной внутренней структурой, как например, графит и
алмаз, обладают разной внутренней структурой.
Подобные элементы академик Болотов
называет изостерами и приводит Периодическую таблицу химических элементов, как
некую периодизацию кристаллических элементов, в которой каждый химический
элемент имеет несколько изостеров.
Если в изостере изменить состав на 1
единицу, то изостер трансформируется в новый химический элемент с
соответствующей структурой "внутренней кристаллической решетки".
Таким образом, изостеры
характеризуют многомерность даже в рамках одних и тех же химических элементов, с
одним и тем же количественным составом.
Но если химические
элементы обладают кристаллической решеткой, то они могут формировать, по образу
и подобию многомерные кристаллические решетки высших измерений, порождая мир
кристаллических форм.
ПК (шаровые молнии) могут
использоваться как реакторы управляемого ядерного синтеза, как установки
управляемой мутации химических элементов - из водорода можно получать в
промышленных масштабах любой химический элемент, от гелия до урана и золота.
При
этом, термоядерные реакторы на ПК это относительно простые, надежные, недорогие
устройства, совершенно непохожие на современные установки, работающие по
совершенно по другому принципу, абсолютно безопасные в эксплуатации, не
нарабатывающие радиоактивные отходы, обеспечивающие прямое преобразование
энергии ядерного синтеза в электрическую и способные использовать в качестве
топлива не только дейтерий и тритий, но и множество других химических элементов.
Этот Предел соответствует химическому элементу с номером 57, который
является общим для всей структуры и соответствует группе химических
элементов(58-71), лантаноиды).
Как видим, "волновые
кубики" Периодической системы химических элементов могут дать дополнительную
информацию о корпускулярных и волновых свойствах Периодической системы
химических элементов.
Химики «доменделеевского» периода и его современники опирались на понятие «простое тело» как материальную, видимую основу для изучения химических свойств, именно за счет такого подхода химия стала наукой материалистической.
Менделеева, представляет собой стехиометрический минимум материи данного вида, способный в ходе химических превращений переходить без изменений, не дробясь, из одних соединений в другие.
Несмотря на некую абстрактность понятия «элемент», термин позволил более точно подойти к рассмотрению химических свойств простых веществ и сложных соединений, разграничив элемент и формы его существования в природе.
Если проводить аналогию с механикой, то понятие химического элемента близко к абстрактному понятию материальной точки, но полностью аналогия невозможна в связи с индивидуальными свойствами элементов в зависимости от их природы.
Элементы определяют физическиеи химическиесвойства соединений, в состав которых входят, поэтому становится возможнымрассмотрениесходствасоединенийданно-го элемента и проверка их изменения по отношению к какому-либо свойству самого элемента.
Это позволило, во-первых, конкретизировать материалистические представления о химических соединениях и их составляющих; во-вторых, выделить основную составляющую с индивидуальными свойствами - элемент, на основе которого возможно изучение естественных закономерностей, в-третьих, на основе представлений об элементе становится возможным системное изучение объектов.
Менделеев оформил каждое частное исследование в виде отдельной карточки, на которой обозначил элемент, его атомную массу и проявляемые химические свойства, что позволилоперейтина следующийуровень обобщения, выявить индивидуальные и общие закономерности.
Построение системы химических элементов основано на значениях атомных масс, система информативна, так как используются точные численные данные и не содержатся абстрактные по-нятия.
Выбор основы для построения системы химических элементов достаточно труден, поскольку необходимо взять некую величину, не изменяющуюся при переходе на более сложный уровень организации, при образовании химических соединений.
Закон звучит следующим образом: «Одинаковые количества атомов, соединенныеодинаковымспособом,даютодинаковые кристаллические формы; при этом кристаллическая форма не зависит от химической природы атомов, а определяется только их числом и относительным положением».
Учение о периодичности связано с учением о составе, возникшем на базе атомно-молекулярной теории, и учением о химическом строении, явившемся результатом систематизации сведений о химиче-скомпроцессе.
Учение о химической периодичности основывалось на сравнительном методе изучения свойств элементов в соответствии с представлениями об индивидуальных, специфических и общих свойствах.
Учение о периодичности прошло несколько этапов в своем развитии: а) эмпирический, выявляющий характер зависимости изменения физикохимических свойств элементов до создания теории строенияатома;б)квантовомеханический,рассматри-вающий атом как систему и описывающий химическую связь на уровне электронных представлений, что позволило вскрыть зависимость свойств от строения; в) общенаучный, учитывающий взаимосвязь индивидуальности атомов, что определило взаимосвязь учения с другими концептуальными системами химии (учение о растворах, учение о химическом процессе).
Считается, что избыточное, или неправильное, питание, недостаточная
физическая активность, психическое перенапряжение (эмоциональный стресс),
токсические вещества, распространенные во внешней среде (например,
канцерогены -- химические вещества, вызывающие рак), -- все это причины
основных болезней человека: атеросклероза и рака.
Все это вместе взятое -- сужение сосудов кожи, вздыбленная шерсть,
уменьшающая теплоотдачу, повышение в крови уровня жирных кислот и глюкозы,
легкая дрожь -- способствует повышению температуры тела, что создает
оптимальные условия для протекания химических реакций.
Если растительные жиры, содержащиеся в
растительной пище, относятся с химической точки зрения к ненасыщенным
жирам, то из глюкозы в человеческом организме образуются полутвердые и
твердые, или насыщенные, жиры (такие же жиры мы получаем из животного
организма).
Вот почему
вполне естествен вывод, что различные по своей природе факторы --
химические, лучевые, вирусные, гормональные -- действуют в конечном итоге
на один и тот же элемент нормальной клетки, превращая эту клетку в
раковую.
Принято считать, что это нарастание
обусловлено увеличением длительности экспозиции человека к действию
разнообразных химических канцерогенов; ведь известно, что чем выше доза
канцерогена, полученная за определенное время организмом, тем выше
вероятность возникновения рака.
Отвлечемся от вопроса о том, что
именно способствует возникновению рака: вирус, химический канцероген или
самопроизвольная ошибка в строении ДНК-- аппарате наследственности клетки
(спонтанная мутация).
Мы уже подчеркивали, что злокачественная опухоль может
быть порождена столь различными воздействиями, как вирусы, химические
канцерогены, ультрафиолетовый свет, гормоны.
Возможно, что химические
канцерогены, повреждая гены, могут путем изменений, обусловленных этими
повреждениями, активизировать продукцию трансформирующего белка и тем
самым вызвать превращение нормальной клетки.
) Что касается
ультрафиолетовых лучей (равно как и некоторых других видов лучевых
воздействий), то они также вызывают мутации и в этом отношении их эффект
во многом аналогичен влиянию химических канцерогенов.
Влияние большинства
гормонов на возникновение рака может быть объяснено усилением
интенсивности деления клетки, что увеличивает вероятность внедрения в ее
генетический аппарат вируса или повреждения генов химическим канцерогеном.
Да и
многие химические канцерогены, как видно, способствуют появлению опухолей
не только вследствие повреждения генов, но и вследствие вызываемого ими
нарушения обмена веществ.
Исходя из
того, что рак может развиваться под влиянием различных причин (вирусов,
химических канцерогенов, физических факторов и гормонов), выдающийся
советский онколог Н.
Учитывая, что носителем раковых свойств является сама опухолевая клетка,
ставилось множество экспериментов, целью которых было выяснить, какие
именно структуры клетки повреждаются химическими канцерогенами.
В этих
весьма плодотворных поисках осталось, однако, незамеченным, что многие
химические канцерогены вызывают также явление, которое можно обозначить
как канцерогенное старение.
Петрова в Ленинграде было показано, что некоторые
химические канцерогены вызывают у животных такие же гипоталамические
сдвиги, которые развиваются у них в процессе старения.
Ясно, что все эти гормональные и обменные сдвиги не просто побочные
явления, не имеющие отношения к способности химических канцерогенов
вызывать рак.
Это подтверждается еще и тем, что антидиабетический препарат
фенформин отчетливо уменьшает частоту развития опухолей, вызываемых этими
же химическими канцерогенами, а также устраняет иммунодепрессию,
вызываемую некоторыми канцерогенами.
Человек, подвергающийся усиленному воздействию химических
канцерогенов, имеет большую вероятность "выбрать" из группы нормальных
болезней ту или иную опухоль; а при наличии длительных отрицательных
эмоций повышается вероятность развития гипертонической болезни.
Витамин А способствует правильному
созреванию клеток эпителия, особенно желудочно-кишечного тракта и легких;
витамин Е предохраняет клетки от повреждающего влияния продуктов распада
жиров; витамин С обладает таким же действием и многими другими, включая
противострессорное, а также уменьшает образование в желудке химических
канцерогенов из белков и азотистых солей, содержащихся как консерванты во
многих пищевых продуктах.
Этим
термином мной были обозначены такие производные (дериваты) белковых
гормонов, у которых химическим воздействием устранена гормональная
активность, но, несмотря на это, сохранено одно из трех свойств белковой
молекулы: способность накапливаться в ткани-мишени и тем самым метать
действовать соответствующему естественному гормону; способность вызывать
выработку антител, нейтрализующих, по законам иммунологии действие
естественного гормона.
Этот же механизм лежит в основе преждевременного развития
специфической возрастной патологии и ускорения старения под влиянием таких
факторов внешней среды, как острый и хронический стресс, переедание,
избыточное освещение, химические канцерогены и т.
Значит, если химический канцероген или
лучевое воздействие, повредив геном клетки, вызовут такую мутацию, которая
снимет запрет на работу ракового гена, то произойдет то же самое, что и
при внедрении в ядро вирусного ракового гена.
Если
уменьшится выработка веществ-посредников, то нервная клетка, на которую
они влияют, будет находиться в менее возбужденном, чем это необходимо,
состоянии, так как вещества-посредники, или, как их еще называют,
медиаторы, стимулируют деятельность нервной клетки в целом, а не только
являются химическим продолжением нервного электрического сигнала-импульса
* Представление выдающегося клинициста Г.
Узнать непосредственную причину позволяет детальный анализ того, какие нервные
пути активизируются перед началом поведения и в его процессе, а также как
биохимические системы организма (включая уровни различных гормонов) влияют на
эти нервные пути.
Более того, раннее влияние вредных воздействий внешней среды
(например, радиации или химических препаратов) может вызвать глубокие и
необратимые нарушения поведения (и психики в целом).
Несмотря на неудачи биохимиков в попытках
создания простейших форм жизни в лабораторных условиях, большинство ученых
согласны с тем, что, учитывая химически активную среду новорожденной Земли и
повторявшийся бессчетное число раз естественный отбор, возникновение живого из
неживого — закономерное и вполне вероятное явление.
У этих организмов развилась
способность использовать солнечный свет для превращения двуокиси углерода
(углекислого газа) и воды в энергию химических связей с выделением кислорода как
побочного продукта реакции.
Вместо этого они вступили в
симбиотические отношения со значительно более мелкими бактериями, у которых уже
существовали биохимические механизмы метаболизма кислорода.
Химический анализ крошечных кусочков костей черепа двух неандертальцев,
живших 28 000 лет назад на территории современной Хорватии, позволил установить
химический состав пищи, которую они ели.
Но так как
нет сомнений в том, что наши эволюционные предки полагались прежде всего на
обоняние, физиологические структуры, обеспечивающие коммуникацию на химическом
уровне, полностью не потеряны.
Симптомы токсикоза наиболее
интенсивны между шестью и восемнадцатью неделями от зачатия, когда органогенез
эмбриона наиболее чувствителен к химической агрессии.
Нейротрансмиттеры — это химические посредники сигнала, высвобождаемые
из окончаний нервных клеток с целью передачи электрического импульса на
принимающую нервную клетку.
Мышечные ткани содержат высокий уровень ядовитого
химического вещества мышьяка — вероятно, результат металлургических процедур, к
которым он прибегал для изготовления медного топора, найденного рядом с его
телом.
Наркотики, содержащие опиум, такие как героин, воздействуют за счет своего
химического сходства с эндорфинами, вырабатывающимися в мозге естественным
образом (Carlson, 1998).
В
свете нашего понимания химии нервных процессов как механизма, непосредственно
лежащего в основе многих психических расстройств, химическое решение, которое
ищут многие страдающие люди, может быть непродуманно только в деталях своего
применения.
Эти
вмешательства являются настолько проникающими и всеохватывающими, что самые
экстенсивные из нынешних химических и хирургических методов лечения покажутся по
сравнению с ними всего лишь косметическими изменениями.
Какими бы проблематичными ни
были нейрохимические регуляторы, которые стали возможными благодаря
психофармакологии, их следует рассматривать как грубые и относительно
второстепенные при сравнении с новейшим достижением в биотехнологии — генной
инженерией.
«Искусственные» люди (designer humans) — гипотетические индивиды с
особыми физическими и поведенческими чертами, созданными с помощью генетической
инженерии и других продвинутых биохимических технологий.
Относительно постоянное изменение наследственного материала, включающее в себя
либо физическое изменение в хромосомах, либо биохимическое изменение в кодонах,
составляющих гены.
Семейства (families) — группы объектов, объединенных общими
характеристиками, такими как очень сходные наборы признаков или химических
составляющих; группы почв сходного профиля; группы родственных языков,
происходящих из единого языка-предка.
Трициклические антидепрессанты (tricyclics) — антидепрессанты,
названные так по химической структуре из трех колец, включающие амитриптилин
(Elavil), имипрамин (Tofanil), дезипрамин (Norpramin), доксепин (Sinequan) и
нортриптилин (Pamelor).
Теперь в рамках эволюционной биологии постулируются, например,
принципы химических связей в молекуле ДНК, механизм возникновения хиральной
чистоты биосферы, механизм вли-яния генотипа на фенотип, происхождение и
эволюция хромосом (генома), последова-тельность появления различных клеточных
структур в процессе возникновения жизни (ДНК или РНК, АТФ или аминокислоты,
ферменты или элементы мембран и т.
Для ряда исследователей тщетность попыток рационально описать феномен сознания
стала поводом оторвать психические процессы от процессов физических и
биохимических в мозге, то есть перевести их в область нематериального и
непознаваемого.
Во время этой беседы мне
пришла в голову мысль, что окончания этих нервов могут содержать химические
вещества, которые могут освобож-даться из нервных окончаний при раздражении, и
эти вещества в свою очередь переносят нервный импульс на соответствующий
эффекторный орган.
Я должен кратко описать этот опыт, поскольку его результат лежит
в основе теории химической передачи нервного импульса…
…История этого открытия показывает, что идея может десятилетиями лежать в подсознании
и потом вдруг возвратиться.
Соотнести определенную совокупность биохимических
процессов в мозге с актом сознания – это главная задача, а, в конечном счете, и
цель исследований в нейробиологии.
Этот анализатор, по-видимому, имеет свои рецепторы и детекторы, он анализи-рует
биохимический состав внутренней среды мозга и интерпретирует его в категориях
эмоций и настроения.
Такой эмоциональный анализатор по аналогии с другими
анализаторами должен выделять сравнительно небольшое число основных
биохимических переменных и их основные комбинации детектировать как
эмоциональные состояния.
То есть, сначала меняются биохимические параметры, а
затем этот факт осознается или (по Даниловой и Крыловой) интерпретируется в
категориях эмоций и настроения.
В последующих главах будет
сделана попытка показать, как на физическом, био-химическом и генетическом
уровнях реализуются, а точнее могут быть организованы, психические процессы в
мозге.
в сообщении физиологическому
обществу он писал: “адреналин может быть тем химическим стимулятором, который выделяется
всякий раз, когда импульс достигает периферии.
Глебов считает, что ”В синапсах
происходит перекодирование непрерывных потоков информации с “электрического языка”
на “химический” без потери ее информационной значимости.
В нейронах
мозга, где биохимические процессы протекают на порядок интенсивней, чем в любых
других тканях, нужный участок ДНК многократно дуплицируется, что тоже резко увеличивает
вероятность биосинтеза нужного белка, так же на уровне транскрибции.
В то же
время химическая передача нервного импульса через синапс сопряжена с перемещением
довольно крупных молекул медиаторных комплексов и последующим многоступенчатым
восстановлением активности синапса.
Иначе обстоит
дело в случае, так называемых, электрических синапсов – образованиях, не
имеющим специализированных структур, характерных для пре- и постсинаптических
областей химических синапсов, не имеющих и синаптической щели как таковой.
Считается, что
электрические синапсы – это филогенетически более ранние образования, чем
синапсы химические, и встречаются реже, чем химические и там, где необходима
быстрая синхронизация процессов, моментальная передача импульсов одновременно
ко многим нейронам.
Глебова, встречаются так называемые смешанные синапсы (особенно в синапсах
типа А→Д, Д→Д, С→С), где в активной зоне химического синапса
за счет неравномерности щели имеются сужения до 4 – 6 нм возможна электрическая
передача импульсов.
Аксонные окончания
этих нейронов образуют на нейронах следующего уровня синапсы, имеющие химическую
природу, причем обладающие разными медиаторами (медиаторными комплексами) и
способные пропускать (выделять из общей суммарной картинки) только ту частоту,
которая определена природой их медиатора.
В рамках
предложенной схемы мы показали, что мозг преобразует аналоговый сигнал в
импульсную форму, затем этот суммарный сигнал разлагает в ряд Фурье, и делает
это посредством химической передачи нервного импульса.
Поэтому альтернативой является рассмотрение уже сформировавшейся более-менее стабильной сети из химических реакций, в которой синтезировались и накапливались какие-то органические молекулы, давшие начало новым катализатором, и в конечном счёте нуклеотидам и РНК.
В пользу такой умозрительной точки зрения говорят разные группы фактов:- расположение промежуточного метаболизма в основе биохимической сети (все остальные вещества ситнетизируются в конечном счёте из его компонентов- возможность синтеза некоторых реакций промежуточного метаболизма железо-серными белками и даже их минеральными аналогами- ключевая роль нуклеотидных кофакторов в современном метаболизме и др.
Такое освоение химического ландшафта методом проб и ошибок может привести к появлению веществ, катализирующих важные этапы цикла, благодаря чему повысится эффективность использования энергии" =====================Не очень понятно, как этот вывод следует из предыдущего текста.
По его же мнению запасание энергии перед непосредственным использованием - в виде фосфатов и электрохимического градиента водорода в порах в горячих щелочных источниках.
По его же мнению запасание энергии перед непосредственным использованием - в виде фосфатов и электрохимического градиента водорода в порах в горячих щелочных источниках.
В принципе, понятно, что в любой открытой химической системе (например, в атмосфере любой планеты) равновесие устанавливается в результе конкуренции разных химических процессов, и в итоге там остаются доминировать лишь наиболее устойчивые из них.
Эксперимент можно повторять хоть тысячу раз - химическая система так ничему и не научится, она будет эквивалетна самой себе, такой, какой она была в самом начале.
Я лично не могу представить, как эволюция подобного рода может быть реализована на основе химических циклов, но если у тебя есть идеи по этому поводу, давай обсудим.
В принципе, понятно, что в любой открытой химической системе (например, в атмосфере любой планеты) равновесие устанавливается в результе конкуренции разных химических процессов, и в итоге там остаются доминировать лишь наиболее устойчивые из них.
автор: Combinator сообщение 24480 Эксперимент можно повторять хоть тысячу раз - химическая система так ничему и не научится, она будет эквивалетна самой себе, такой, какой она была в самом начале.
Я правильно понимаю, что память химической системы основана на том, что если её перевести из состояния с внешними условиями A в состояние внешними условиями B, а потом вернуть обратно внешние условия A, то система не будет эквивалентна самой себе в исходном состоянии, так как при тех же внешних условиях у неё будет отличаться состав интермедиатов химических реакций.
htmlавтор: Combinator сообщение 24489 Я правильно понимаю, что память химической системы основана на том, что если её перевести из состояния с внешними условиями A в состояние внешними условиями B, а потом вернуть обратно внешние условия A, то система не будет эквивалентна самой себе в исходном состоянии, так как при тех же внешних условиях у неё будет отличаться состав интермедиатов химических реакций.
Химические элементы таблицы Менделеева в граммах Относится к «Список теоретических статей»Определенный интерес представляют данные о химических элементах таблицы Менделеева, отраженных не в атомных единицах массы, а в граммах, так как удалось определить диапазон химических элементов таблицы Менделеева в граммах, выявить закономерность удвоения массы атома, определить массу атома в граммах и в атомных единицах массы (а.
126-ой химический элемент таблицы Менделеев будет приблизительно иметь атомную единицу массы равную 318 и массу 528 х 10 в минус тридцатой степени грамм.
Определенный интерес представляют данные о химических элементах таблицы Менделеева, отраженных не в атомных единицах массы, а в граммах, так как удалось определить диапазон химических элементов таблицы Менделеева в граммах, выявить закономерность удвоения массы атома, определить массу атома в граммах и в атомных единицах массы (а.
Проведя соответствующие вычисления, таблицу Менделеева можно представить в следующем виде: Таблица химических элементов таблицы Менделеева в граммах.
Тест: Определение веса ненаучности
В предметном указателе: Биогеохимическая роль ледниковой органики в гляциальном литогенезе на примере морено- ледниковых комплексов центральной Азии.
Но затем, по мере того, как исследования действия
различных ядов на сосуды изолированного уха расширялись и разнообразились,
мы начали приходить к заключению, что такая поразительная чувствительность
живой протоплазмы проявляется не только по отношению к указанным ядам, но
и к ядам самого разнообразного химического и фармакологического характера.
При дальнейших
разведениях яды становятся вновь активными, то суживая, то расширяя
сосуды, при чем своеобразность этого действия сказывается в том, что все
исследованные вещества различного химического и фармакологического
характера, как алкалоиды, гликозиды, наркотические вещества жирного ряда,
соли тяжелых металлов, сами по себе металлы и др.
Мы видим, таким образом,
что адреналин и гистамин сенсибилизируют сосуды, а подогревание как-то
изменяет физико-химические свойства растворов
ядов.
Действие ядов в громадных разведениях, по видимому, утрачивает свой
специфический характер и становится одинаковым для всех их, независимо от
их химического и фармакологического характера.
Правда, что вышеисследованные вещества, как алкалоиды и наркотические
вещества жирного ряда, считаются неэлектролитами, но это, конечно,
касается только таких их разведении, которые доступны исследованию при
помощи современной физико-химической методики.
Вообще нам
кажется, что при современных способах физико-химического исследования
трудно и даже невозможно иметь определенные представления о состоянии
веществ в колоссальных разведениях, которые еще чувствуются живой
протоплазмой.
Платина для тех же
настоев применялась в виде очищенной платиновой чашки (8 см диаметром) или
же в химически чистом виде.
Сопоставляя все эти факты,
приходится признать, что живая протоплазма изумительно чувствительна к
таким минимальным дозам веществ и таким их разведениям, которые пока не
доступны никакому химическому или физико-химическому анализу, тем более
что о состоянии веществ в таких колоссальных разведениях нет определенных
представлений.
ферментами или катализаторами в таких
дозах и разведениях, которые не поддаются химическому и даже
физико-химическому учёту, и является вопрос, от вещества ли самого по себе
это зависит, или от освобождаемой им энергии.
Нелишне здесь упомянуть, что, по исследованиям нашей лаборатории, пахучие
вещества оказывают значительное влияние на газообмен животных в таких
дозах, которые не определяются химическим анализом, при чем это действие
не только рефлекторного специфического характера, но и, повидимому,
общего, так как и после перерезки обонятельных.
Многие
яды, по нашим исследовниям, в минимальных дозах, не оказывающих
какого-либо заметного специфического фармакологического действия на
животных, оказывают общее влияние на основные физико-химические процессы,
протекающие в организме, что, между прочим, сказывается значительным
изменением газообмена (Кравков, 6).
Можно думать, что живая
протоплазма, представляя собою сложнейший из всех известных соединений
физико-химический комплекс, в высшей степени подвижный и изменчивый,
ежемоментно подвергается влиянию электрической энергии, образующейся при
беспрерывном превращении веществ окружающей среды, хотя бы они и
находились в ней в таких бесконечно малых количествах, которые не могут
быть определены ни химическим, ни физико-химическим путем.
Таким образом радиоактивность является единственным
общим свойством, об`единяющим все элементы, замещающие калий, независимо
от их химического различия и положения в периодической системе.
Главным вопросом Саксля был -
действуют ли металлы при олигодинамических явлениях исключительно
благодаря процессам растворения в обыкновенном химическом смысле или
каким-то неизвестным, до сих пор невыясненным физическим образом.
Последовательно материалистическим взглядам на психическую деятельность
противостояли не только идеализм, но и вульгарно-материалистические течения,
упрощающие эту деятельность до механических и физико-химических процессов, а
также антропоморфические тенденции.
Каждый из этих отделов имеет сенсорный компонент,
воспринимающий различные физические или химические внутренние факторы, и эффекторный
компонент, производящий изменения, необходимые для поддержания постоянства
внутренней среды.
И
вегетативная, и эндокринная системы функционируют таким образом, как если бы
они имели целью поддержание некоего «заданного уровня» для каждого физического
или химического параметра внутренней среды.
Ассимиляция
- сумма процессов созидания живой материи: усвоение клетками веществ,
поступающих в организм из внешней Среды, образование более сложных химических
соединений из более простых.
Деятельность
нервной системы и химическое взаимодействие клеток и органов обеспечивают
важнейшую особенность организма - саморегуляцию физиологических функций.
Анализаторы
Рецепторы
встречаются во всех органах, они воспринимают самые различные свойства
предметов, явлений, событий: внешние рецепторы различают звук, свет,
температуру, давление, положение тела в пространстве, запах, вкус; внутренние
рецепторы посылают в мозг сигналы о давлении крови, ее химическом составе,
состоянии желудочно-кишечного тракта, сжатии или растяжении мышц, связок,
сухожилий.
Предполагается, что возбуждения
безусловного происхождения, помимо чисто электрических эффеков возбуждения
нейрона, ускоряют противоплазматические биохимические реакции, направленные на
активацию генома ядра нервной клетки.
Выделив собственно кратковременную память, устойчивую к
электрошоку и гипоксии, и промежуточную, чувствительную к этим воздействиям,
было показано, что в основе этих двух этапов краткосрочной памяти лежат разные
по своей природе метаболические процессы, причем электрические сигналы
запускают биохимические процессы.
Электрофизиологическими
и биохимическими методами исследований было показано, что процессы развития
кратковременных и долговременных следов могут возникать одновременно,
сосуществуя в период образования и укрепления временной связи (энграммы).
Типичные примером успешной апелляции является
борьба стороников Проута против неблагоприятных экспериментальных данных с 1815
по 1911 гг В течение десятилетий теория Проута (Т) — “все атомы состоят из
атомов водорода и, таким образом, “атомные веса” всех химических элементов
должны выражаться целыми числами” — и фальсифицирующие “наблюдательные”
гипотезы, вроде “опровержения” Стаса (R) —
“атомный вес хлора==355”—противостояли друг другу.
124
Первая стадия любой серьезной критики научной
теории заключается в том, чтобы реконструировать, улучшать ее логическую,
дедуктивную стройность Проделаем это с теорией Проута, сопоставляя ее с
опровержением Стаса Прежде всего надо понять, что в приведенной выше
формулировке Т и R не противоречат друг другу (Вообще говоря, физики
редко проясняют свои теории до той степени, когда критику легко поймать их на
слове) Чтобы показать противоречие между ними, надо придать им следующую форму Т
== “атомный вес всех чистых (однородных) химических элементов кратен атомному
весу водорода”; Р=“хлор есть чистый (однородный) химический элемент и его атомный вес равен 35,5”.
Последнее
утверждение имеет форму фальсифицирующей гипотезы, которая, будучи хорошо
подкрепленной, позволила бы использовать базисные предложения
72
типа В: “Хлор Х есть чистый химический элемент и
его атомный вес—35,5”, где Х—имя собственное “кусочка” хлора с определенными,
например, пространственно-временными параметрами.
Он очень хорошо знал об огромном количестве аномалий, но
говорил, что эти аномалии возникают потому, что обыкновенно употребляемые
химические вещества не были достаточно чистыми.
Для этого требовалось ни много, ни мало —
революционизировать признанную в то время аналитическую химию, чтобы на новой
основе изменить экспериментальную технику, с помощью которой выделялись чистые
химические элементы.
153 Это значило,
что в “наблюдательных” теориях, на которых основывалась “экспериментальная
техника” химической очистки и с помощью которых вычислялись атомные веса, должны
были иметься какие-то неявные дополнительные ложные допущения.
Следующим поколениям химиков удалось обнаружить
весьма существенное скрытое допущение, вводившее в заблуждение исследователей;
оно состояло в том, что два химически чистых элемента могут быть разделены
только химическими методами.
Идея о том, что два различных химически
чистых элемента могут вести себя одинаково во всех химических реакциях,
но могут быть разделены физическими методами, требовала изменения,
“растяжки”, понятия “чистый элемент”, что влекло за собой и понятийную
“растяжку”, расширение самой исследовательской
программы.
”163
Мы должны видеть решительное различие, имеющее
важный методологический смысл, между тем конфликтом, в котором оказались
программа Проута и современное ему химическое знание, и конфликтом с современной
физикой, в какой вступила программа Бора.
На самом деле Bi было принято только
потому, что оптические, химические и другие теории, на которые опиралось
наблюдение Бальмера, были хорошо подкреплены и признаны в качестве
интерпретативных теорий; но и эти теории всегда могут быть поставлены под
вопрос.
Даже если будет доказана их ошибочность, это исследование
могло бы обнаружить еще неизвестные факты лнбо лучше установить уже знакомые но
если выводы автора найдут подтверждение новый и заманчивый свет пролился бы на
всю химическую науку” [171]
151 Дж К Максвелл принял сторону
Стаса, он полагал нeвозможным допущение двух видов водорода, “поскольку если бы
некоторые молекулы были немного массивнее чем другие мы имели бы возможность
разделять молекулы с различными массами ибо тогда одни молекулы были бы
несколько плотнее других А так как этого сделать нельзя надо признать что все
они подобны друг другу” [117]
152 [116]
153 [33]
154 Там же
155 [33], р 491
156 О “растяжке” понятий см [92], ч
60]
157 Этот сдвиг был предвосхищен в
замечательной работе Крукса [34], где он заметил, что решение следует искать в
новом различении “физического” и “химического” Но это предвосхищение осталось
умозрительным только Резерфорду и Содди удалось превратить его в научную
теорию
158 [184], р 50
159 Там же
160 Эти препятствия побуждали многих
отдельных ученых отложить на неопределенный срок или даже отказаться от
исследовании в рамках программы и присоединиться к другим программам,
положительная эвристика которых в то время по-
185
зволяла достигать более легких успехов; нельзя
понять вполне историю науки, не обращаясь к “психологии
толпы”.
Остальные страницы в количестве 830 со вхождениями слова «химический» смотрите здесь.
Дата публикации: 2020-08-22
Оценить статью можно после того, как в обсуждении будет хотя бы одно сообщение.
Об авторе:Статьи на сайте Форнит активно защищаются от безусловной веры в их истинность, и авторитетность автора не должна оказывать влияния на понимание сути. Если читатель затрудняется сам с определением корректности приводимых доводов, то у него есть возможность задать вопросы в обсуждении или в теме на форуме. Про авторство статей >>.
Обнаружен организм с крупнейшим геномом Новокаледонский вид вилочного папоротника Tmesipteris oblanceolata, произрастающий в Новой Каледонии, имеет геном размером 160,45 гигапары, что более чем в 50 раз превышает размер генома человека.