Употребление и злоупотребление
Фармакология и наркотики
Классификация наркотиков
Ощущения, даваемые наркотиками
Определение вредного использования наркотиков
Злоупотребление химическим веществом
Наркотическая толерантность и абстиненция Глава 3.
Галлюциногены
Обзор
Ранняя история
Пейот
История недавнего времени
Механизмы действия LSD-подобных веществ
Фармакокинетика LSD-подобных веществ
Психотерапевтическое применение
Эффекты серотонергических галлюциногенов
Побочные эффекты серотонергических галлюциногенов
Субъективные описания эффектов LSD
Метиловые амфетамины
Обзор
История и эпидемиология
Эффекты метиловых амфетаминов
Проблемы с экстази
Антихолинергические галлюциногены
Диссоциативные анестетические галлюциногены
История
Фармакокинетика РСР
Эффекты РСР Глава
12.
Уже в
дописьменный период мы имеем свидетельства того, что люди знали и
использовали психоактивные химические вещества: алкоголь и растения,
потребление которых влияет на сознание.
Основные психоактивные вещества, привезенные в Европу из
Америки - кокаин (из Южной Америки), различные галлюциногены (из
Центральной Америки) и табак (из Северной Америки).
Иногда делались попытки сократить или вообще запретить
использование определенных веществ, но они были непродолжительными и, как
правило, неудачными.
Медицина и
наркотики
Прежде чем закончить историческое
рассмотрение предмета, следует обратить внимание на интересную и давнюю
связь между использованием психоактивных веществ как лекарственных
препаратов (это подробно рассмотрено в главе 5) и их использования в иных
целях.
Важно понять, что в
медицине (неважно, народной или современной), использование психоактивных
веществ в качестве лекарств и использование их не в медицинских целях
всегда будут тесно связаны.
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".
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.
Толерантность,
определяемая любым способом из приведенных ниже:
нужда в
заметном увеличении количества принимаемого вещества для достижении
интоксикации или желаемого эффекта;
заметное
ослабление действия одинакового количества вещества при
продолжительном приеме.
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.
Продолжительное
употребление вещества, несмотря на осознаваемые постоянные или
регулярные физиологические или психические проблемы, вызываемые, или
обостряемые этим веществом (например, постоянное употребление кокаина во
время депрессии, несмотря на осознание того, что депрессия вызвана
кокаином, или продолжительное потребление алкоголя, несмотря на
осознание того, что из-за употребления алкоголя открылась язва).
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.
Все психоактивные вещества производят
свой эффект, разными способами воздействуя на ткани нервной системы, и эта
глава посвящена таким физиологическим воздействиям наркотиков.
Теперь известно, что
когда ток достигает нервного окончания, находящиеся в нем химические
вещества (нейромедиаторы) выделяются в синапс, и именно они активизируют
смежный нейрон.
В соответствии с этой гипотезой стали
применять новые подходы к лечению болезни Паркинсона, в том числе прием
препарата L-дофа, "исходного вещества" дофамина.
Мозг защищен от попадания токсичных
веществ системой фильтрации крови или кровяным барьером мозга
(энцефалогенный барьер), которая задерживает и дофамин.
Другие нейромедиаторы Долгое время четыре приведенных выше
нейромедиатора считались единственными главными веществами, действующими в
процессе передачи нервных импульсов.
Пристли независимо от
Шееле открыл кислород, наблюдая выделение газа при нагревании без доступа
воздуха твердого вещества, находящегося под стеклянным колпаком, с помощью
сильной двояковыпуклой линзы.
В этой работе Пристли писал: "Достав линзу с диаметром 2 дюйма,
с фокусным расстоянием 20 дюймов, я начал исследовать с ее помощью, какой род
воздуха выделяется из разнообразнейших веществ, естественных и искусственно
приготовленных.
- Убежденный сторонник учения о флогистоне, он рассматривал оксид
ртути как простое вещество, образованное при нагревании ртути в воздухе и,
следовательно, лишенное флогистона.
Вот выдержка из предисловия Бергмана к книге Шееле:
34
"Химия учит, что упругая среда, которая окружает Землю, во все времена и во всех
местах имеет единый состав, включающий три различных вещества, а именно хороший
воздух (кислород - Прим авт.
Из видов известных теперь веществ хороший воздух является
наиболее эффективным для удаления флогистона, который, как видно, представляет
собой настоящее элементарное вещество, входящее в состав многих материй.
Отсюда вытекает мысль о его сложности: "Как
видно, часть воздуха
38
способна, соединяясь с металлами, образовывать земли, другая же - нет; это
обстоятельство заставляет меня предполагать, что воздух - не простое вещество,
как думали раньше, а состоит из весьма различных веществ"
В следующем, 1775 году Лавуазье представил академии мемуар, в котором состав
воздуха был впервые точно выяснен.
Определяем вес других
тел, входивших в реакцию, и видим, что воздух уменьшился в весе настолько же, на
сколько увеличился вес металла; стало быть, искомое вещество выделилось из
воздуха.
источников
48
света, скорости его распространения, его прерывания и затухания, его расщепления
на различные цвета, влияния на него различной плотности атмосферы,
метеорологических явлений, относящихся к свету, особенных свойств некоторых
веществ по отношению к свету".
я открыл
новый весьма замечательный закон, который относится собственно не к животному
электричеству, а к обычному электричеству, так как этот переход электрического
флюида, переход, который не является моментальным, каким был бы разряд, но
постоянным и продолжающимся все время, пока сохраняется сообщение между обеими
обкладками, имеет место независимо от того, наложена ли эта обкладка на живое
или мертвое животное вещество, или на другие не металлические, но достаточно
хорошие проводники, как, например, на воду или на смоченные ею тела" А раньше 10
февраля 1794 года в письме к тому же Кавалло Вольта прямо начинает вопросом:
"Что вы думаете о так называемом животном электричестве.
Очень важно, что Гей-Люссаку удалось показать, как на основании открытого им
закона можно рассчитать еще неизвестные плотности газообразных веществ:
"Наблюдение, что разные виды горючих газов соединяются с кислородом в простых
отношениях 1:1; 1:2, дает нам в руки средство определять плотность паров горючих
веществ или по крайней мере найти ее приближенно.
Если мысленно попытаться
перевести все применяемые вещества в газообразное состояние, определенный объем
каждого из них будет соединяться либо с равным, либо с двойным, либо с
половинным объемом кислорода.
Теперь, если мы знаем отношения, в которых
кислород может соединяться с горючими веществами, находящимися в твердом или
жидком состоянии, мы можем вычислять объем кислорода и объем паров горючего
вещества, который соединяется с такими же, либо с двойным, либо с половинным
объемом газообразного кислорода".
Работы французского ученого также существенно помогли
укреплению открытого Прустом закона постоянства состава, который оказался
применимым не только для твердых, но и для газообразных веществ.
Короткая заметка в две страницы, написанная Кирхгофом в 1859 году, содержала
сразу четыре открытия:
- каждый элемент имеет свой линейчатый спектр, а значит строго определенный
набор линий;
- подобные линии можно использовать для анализа состава веществ не только на
Земле, но и на звездах;
- Солнце состоит из горячего ядра и сравнительно холодной атмосферы раскаленных
газов;
- на Солнце есть элемент натрий
Первые три положения вскоре подтвердились, в частности, гипотеза о строении
Солнца.
Это утверждение является пересказом прин-
ципа Карно, и, следовательно, коэффициент полезного действия машины, работающей
по циклу Карно, не может зависеть от вещества, используемого в цикле.
Постулат Томсона
гласит:
"При посредстве неодушевленного тела невозможно получить механического действия
от какой-либо массы вещества путем охлаждения ее температуры ниже температуры
самого холодного из окружающих тел"
Развивая это положение, Томсон в работе 1857 года приходит к известному выводу о
господствующей в природе тенденции к переходу энергии в теплоту и к выравниванию
температур, что приводит в конечном счете к снижению работоспособности всех тел
до нуля, к тепловой смерти.
Ингенгауз и де Соссюр в конце XVIII века были учеными, впервые разработавшими
современную теорию питания растений, согласно которой растения поглощают
двуокись углерода из воздуха, что и имеет своим результатом более значительное
увеличение веса сухого вещества растений, чем этого можно было бы ожидать на
основании количеств фактически поглощенной ими двуокиси углерода.
В своей книге "Сельскохозяйственная химия", выпущенной в 1840 году, прежде всего
Либих исследовал, из каких составных частей строит растение свой организм и
откуда оно добывает эти вещества.
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.
Откуда же растения получают эти вещества9
Мы уже видели, что углерод, поглощаемый листьями в виде двуокиси углерода,
поступает из атмосферы, в то время как вода поставляет растению водород и
кислород.
Это растительное вещество
составляет пищу животных и человека и в физиологических выделениях, а также
после гибели в виде трупов этих существ поступает в почву и превращается в
неорганические исходные вещества.
Если земледелец возвратит обратно в почву в виде навоза все
питательные вещества, которые были извлечены из почвы растениями, то содержание
питательных солей в почве останется тем же самым и плодородие его участка не
понизится.
И когда он доходил до такого состояния, он начинал раздумывать над
тем, является ли гипс веществом раздражающим или питательным (для клевера, а не
для человека.
Итак, в статье 1857 года "О диссоциации, или самопроизвольном разложении веществ
под влиянием тепла" (1857) Сент-Клер Девиль показал, что под влиянием
температуры происходит разложение водяного пара на кислород и водород при
температуре плавления платины (1750 °С) и при температуре плавления серебра (950
°С).
Пеан де Сен-Жиля, обобщавшая большой
фактический материал о зависимости предела реакций этерификации и омыления от
количеств взаимодействующих веществ, - "Исследования о сродстве.
В 1867-
1868 годах преподаватель в Политехнической школы в Париже делает обобщение,
давление газообразной составной части или составных частей, полученных в
процессе диссоциации, постоянно при любой определенной температуре и не зависит
от количества первоначального вещества, претерпевшего разложение.
Дебре показал,
что во многих случаях, когда твердое вещество диссоциирует, то давление
диссоциации зависит не от количества присутствующих веществ, а только от
температуры.
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".
Объясняя процесс
равновесия противоположных реакций, авторы полагают, что "недостаточно простого
предположения о силах притяжения между веществами или их составными частями.
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.
В соответствии с только что сказанным, по Жерару, для
каждого вещества можно написать столько рациональных формул, сколько данное
вещество может испытывать различных видов превращений.
Бутлеров проработал в лаборатории Вюрца два месяца, именно
здесь он начал свои экспериментальные исследования, которые в течение
последующих двадцати лет увенчались открытиями десятков новых веществ и реакций.
"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.
Двигаясь в русле этого рода
деятельности, я познакомился с психоактивными веществами, вызывающими
галлюцинации, которые в определенных условиях могут порождать провидческие
состояния, подобные тем спонтанным переживаниям, только что описанным мною.
История ЛСД на сегодняшний день
достаточно демонстрирует катастрофические последствия, которые могут
наступить, когда глубина его эффектов недооценивается и это вещество
воспринимается как наркотик, который можно принимать ради удовольствия.
Профессор
Штолль поставил перед своими химико-фармацевтическими исследовательскими
лабораториями цель выделить основные действующие вещества известных
лекарственных растений и получить чистые образцы этих соединений.
Имея это в виду,
профессор Штолль выбрал для изучения вещества известных растений, таких как
наперстянка (Digitalis), морской лук (Scilla maritima), и спорынья
(Claviceps purpurea или Secale cornutum), которые, несмотря на свою
нестабильность и неопределенность дозировок ограниченно применялись в
медицине.
Действующее вещество морского лука
принадлежит к группе сердечных гликозидов (гликозид = содержащее сахара
вещество) и служит, как и гликозиды наперстянки, для лечения сердечной
недостаточности.
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.
Спорынья имеет историю, более
интересную, чем у любых других лекарств, в течение которой ее роль и
значение поменялись на противоположные: изначально ее боялись как яда, но с
течением времени она превратилась в кладовую ценных лекарственных веществ.
Однако на протяжении последующих ста лет никому из тех
исследователей, что анализировали эту проблему, не удалось определить
вещества, отвечающие за терапевтическое действие спорыньи.
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
действительности, замещая пропаноламин, содержащийся в эргобазине другим
аминоспиртом - бутаноламином, было получено активное вещество, даже
превосходившее натуральный алкалоид по терапевтическим свойствам.
В 1938 я получил двадцать пятое вещество в этой серии производных
лизергиновой кислоты: диэтиламид лизергиновой кислоты, в лабораторных
записях сокращенно называвшийся ЛСД-25 (нем.
При очищении
эрготоксина, исходного материала для лизергиновой кислоты, у меня возникло,
как я уже упоминал, впечатление, что этот алкалоидный препарат не был
однороден, а скорее был смесью различных веществ.
Из этих
трех веществ был разработан фармацевтический препарат Гидергин, медикамент,
используемый для улучшения периферийного кровоснабжения и мозговой
деятельности в старческом возрасте.
Странное предчувствие - ощущение, что это
вещество может обладать свойствами, иными, чем открытые в первых
исследованиях - заставило меня, пять лет спустя после первого синтеза, еще
раз получить ЛСД-25, чтобы направить его образец в фармакологический отдел
для дальнейшего тестирования.
Это было весьма необычно; опытное вещество,
как правило, всегда исключалось из программы исследований, если однажды было
признано отсутствие фармакологического интереса в нем.
Скорее всего, это было
результатом некого токсического воздействия извне; я подозревал связь с
веществом, над которым я работал в то время, тартратом диэтиламида
лизергиновой кислоты.
В моей
памяти не существовало другого известного вещества, которое вызывало бы
столь глубокие психические эффекты в таких сверхмалых дозах, которое
порождало бы столь драматические изменения в сознании человека, в нашем
восприятии внутреннего и внешнего мира.
Я осознавал, что ЛСД, новое активное
вещество с такими свойствами, должен найти применение в фармакологии,
неврологии, и, особенно, в психиатрии, и что он должен привлечь внимание
соответствующих специалистов.
Поскольку
мой эксперимент над собой показал ЛСД в его ужасающем, дьявольском аспекте,
я менее всего ожидал, что это вещество сможет когда-либо найти применение
как некий наркотик, используемый ради удовольствия.
Однако, их
сомнения были несколько оправданы, так как до этого момента не было известно
вещества, которое оказывало бы даже малейший психический эффект в меньших
миллиграмма дозах.
Прежде чем новое вещество
допускается к исследованиям в систематизированных клинических экспериментах
с участием людей, следует собрать обширные данные о его действии и побочных
эффектах в фармакологических опытах на животных.
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.
ЛСД также влияет на нейрофизиологические
функции, связанные с допамином, который, как и серотонин, является
гормоноподобным веществом, естественно встречающимся в организме.
Из, ориентировочно, 20000 новых веществ, получаемых ежегодно в
химико-фармацевтических лабораториях мира, подавляющее большинство
составляют продукты модификации нескольких соответствующих групп активных
соединений.
Пятнадцать лет спустя мы встретились с амидом
лизергиновой кислоты, который был получен синтетически для этих
исследований, как со встречающимся в природе активным веществом
мексиканского волшебного снадобья "ололиуки".
Так как серотонин играет определенную роль в возбуждении аллергических
процессов и также в возникновении мигреней, для медицинских исследований
имело большое значение специфическое вещество, блокирующее серотонин.
Эта фундаментальная публикация, которая содержала
научное описание всех основных особенностей интоксикации ЛСД, давала для
нового активного вещества определение "фантастикум".
С другой стороны, этот
отчет подчеркнул необычайно высокую активность ЛСД, которая соответствует
активности некоторых веществ, в малых количествах присутствующих в
организме, и которые считаются ответственными за определенные психические
расстройства.
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.
Психические эффекты ЛСД, которые
возникают от столь малого количества вещества, слишком многозначительны и
многообразны, чтобы объясняться токсическими изменениями в функциях мозга.
В соответствии с некоторыми
теориями, различные умственные нарушения могут возникать из-за продуктов
психотоксического обмена веществ, которые способны даже в минимальных
количествах изменять функции клеток мозга.
ЛСД представляет собой вещество,
которое определенно не встречается в организме человека, но чье
существование и действие позволяют считать, что могут существовать продукты
патологического обмена, которые даже в мельчайших количествах могут вызывать
психические нарушения.
От
лекарства к наркотикуВ течение первых лет после его открытия, ЛСД принес мне
то же счастье и удовлетворение, что чувствовал бы любой химик-фармацевт,
узнав, что вещество, которое он получил, стало ценным лекарственным
препаратом.
Было очевидно, что вещество со столь
фантастическим действием на умственное восприятие и ощущение внутреннего и
внешнего мира, вызовет интерес за пределами медицины, но я не ожидал, что
ЛСД, с его непостижимыми, жуткими, потрясающими эффектами, столь
неподходящий как средство для развлечения, найдет всемирное применение в
качестве наркотика.
После
научных публикаций в начале столетия о мескалине, который, как уже
упоминалось, вызывает психические эффекты, подобные ЛСД, использование этого
вещества оставалось в сфере медицины, а также, с целью экспериментов, в
художественных и литературных кругах.
Черлетти, бывшего в то время директором Фармацевтического
Отдела Сандоз:
Решение относительно ЛСД 25 и других галлюциногенных веществ
Прошло более 25 лет с того момента, как в лабораториях САНДОЗ Альбертом
Хофманном был открыт ЛСД.
Открытие нового вещества с выдающимися биологическими
свойствами, помимо научной ценности, заключающейся в его синтезе, обычно
является первым решающим шагом к созданию нового полезного лекарства.
В
случае же ЛСД, вскоре стало ясно, что, несмотря на выдающиеся свойства этого
вещества, или, вернее, благодаря самой природе этих свойств, несмотря на то,
что ЛСД был полностью защищен патентами САНДОЗ со времени его синтеза в 1938
году, обычные средства практических исследований не были достаточны.
После взрыва сверхновой остается лишь то, что сегодня называется
нейтронной звездой, которая состоит из плотного ядерного вещества, сжатого до
размеров Манхэттена — почти 30 км.
Чтобы исключить возможное влияние грязи и мусора, они тщательно
отчистили рупор телескопа от того, что Пензиас деликатно назвал «слоем белого
диэлектрического вещества» (популярное его название у астрономов — «птичий
помет»).
Однако определение ее оказалось довольно проблематичным,
когда ученые обнаружили, что Вселенная состоит не только из известных нам атомов
и молекул, а еще и из незнакомой новой субстанции, называемой «темным
веществом», которая весит в 10 раз больше обычного вещества.
Простейшим решением этой удручающей проблемы было предположение,
что галактики окружены невидимым ореолом, который содержит в себе в 10 раз
больше вещества, чем звезды.
Некоторые ученые считают, что она может состоять из обычного
вещества, которое просто плохо различимо (то есть из коричневых звезд-карликов,
нейтронных звезд, черных дыр и так далее, которые практически невидимы).
Другие считают, что, возможно, темная материя состоит из очень
горячего небарионного вещества, такого, как нейтрино (его так и называют —
горячим темным веществом).
Третьи опускают руки и считают, что темная материя представляет собой
принципиально новый вид вещества, называемого «холодное темное вещество», или
WIMPS («слабо взаимодействующие массивные частицы»), и, пожалуй, это лучшая
«кандидатура» для объяснения темной материи.
Цель объединенной теории поля казалась в высшей степени
недостижимой в 1950-е годы, особенно в момент, когда в физике элементарных
частиц царил полный хаос: ускоритель атомных частиц расщеплял ядро с целью
обнаружить «элементарные составляющие» вещества, а на выходе при эксперименте
обнаруживались лишь сотни новых частиц.
Будь то таяние льда, кипение
воды, образование дождевых облаков или охлаждение после Большого Взрыва, фазовые
переходы могут соединять два совершенно разных состояния вещества.
Но инфляция внезапно расширила этот язычок однородного вещества в
1050 раз, со скоростью, намного превышающей скорость света, а потому
видимая сегодня Вселенная кажется столь однородной.
Вселенная из ничего
Можно, конечно, возражать против понятия Мультивселенной, потому
что кажется, что ее существование нарушает известные нам законы, такие, как
законы сохранения вещества и энергии.
)
По сути, для того, чтобы создать Вселенную, похожую на нашу, может
потребоваться до смешного малое количество вещества — возможно, всего лишь 1
унция (28,3495 г).
(Хотя общее количество вещества, необходимого для создания
Вселенной, может быть близким к нулю, вещество может быть сжато до невероятной
плотности, как мы увидим в главе 12.
Поскольку вещество и антивещество противоположны
(при этом антивещество имеет в точности противоположный веществу заряд), мы
могли бы предположить, что при Большом Взрыве возникло равное количество
вещества и антивещества.
Если бы Большой
Взрыв был полностью симметричен (или произошел из ничего), то нам следовало бы
ожидать образования одинакового количества вещества и антивещества.
Крошечное количество симметрии между веществом и антивеществом было нарушено в
момент создания, а потому вещество стало доминировать над антивеществом и это
сделало возможным существование Вселенной, которую мы видим вокруг себя.
(Симметрия, нарушенная в момент Большого Взрыва, называется СР-симметрией
(CP-symmetry), это симметрия равенства противоположных зарядов и равенства
частиц вещества и антивещества.
) Если Вселенная произошла из «ничего», то,
возможно, «ничто» не было совсем пустым, но содержало в себе небольшое
количество нарушения симметрии, что объясняет небольшое преобладание вещества
над антивеществом в наши дни.
Этот результат был самым впечатляющим образом подтвержден
спутником WMAP, который показал, что энергия, приписываемая или темная материя,
составляет 73 % всего вещества и энергии во Вселенной, что отводит ей
доминирующее место в космической головоломке.
Вещество и
антивещество аннигилировались, но существовал крошечный перевес вещества над
антивеществом (1 миллиардная доля), в результате которого возникла вся материя
вокруг нас.
В 1988 году вместе с коллегами, Майклом Моррисом и Ульви
Юртсивером, Торн объявил, что машину времени сконструировать возможно при
условии, что каким-то образом будут получены странные формы вещества и энергии,
такие, как «экзотическое отрицательное вещество» и «отрицательная энергия».
Сначала физики скептически отнеслись к этому новому решению, поскольку никто
никогда не видел этого «экзотического вещества», а отрицательная энергия
существует только в малых количествах.
Большим преимуществом отрицательного вещества и отрицательной
энергии является то, что они могут сделать портал двусторонним и вы сможете
совершить путешествие в оба конца, не беспокоясь о «горизонтах событий».
В отличие от
антивещества (которое, как известно, существует и, вероятнее всего, под
воздействием гравитационного поля падает на Землю), отрицательное вещество
«падает вверх», так что оно будет парить, всплывать вверх под воздействием
земной гравитации, поскольку обладает антигравитацией.
)
Если отрицательное вещество никто никогда не видел (и вполне
возможно, что его вообще не существует), существование от-
рицательной энергии физически возможно, но встречается она
чрезвычайно редко.
Но
поскольку такая черная дыра теряет энергию, со временем «горизонт событий»
сужается Обычно, если положительное вещество (например, звезду) бросить в черную
дыру, то «горизонт событий» расширяется Но если мы сбросим в черную дыру
отрицательное вещество, то «горизонт событий» сузится.
Также можно доказать, что нечто, называемое тензором
энергии-импульса, который измеряет энергетическое и вещественное содержимое
пространства, станет бесконечным, поскольку излучение может пройти сквозь эти
две стены бесконечное количество раз.
Для сравнения: решения, привлекающие порталы,
требуют присутствия более экзотического отрицательно-энергетически-плотного
вещества (то есть чего-то, что весит меньше, чем ничего)».
Поскольку
все вещество произошло из одного источника — Большого Взрыва, — то в
каком-то смысле все атомы нашего тела связаны с атомами на другом конце
Вселенной при помощи космической квантовой паутины.
Внутри каждого такого горизонта событий вещество
продолжало сжиматься под действием силы гравитации до тех пор, пока в конце
концов черная дыра не достигла размеров длины Планка.
С точки зрения
Эйнштейна, должна существовать единая теория поля, в которой вещество, состоящее
из субатомных частиц, можно было бы рассматривать как некое искривление материи
пространства-времени.
Сегодня ученые говорят, что Земля существует в «зоне обитания»,
как раз на таком расстоянии, чтобы было возможным существование воды,
«универсального растворителя», создающего химические вещества, необходимые для
жизни.
Если бы
гравитация была еще слабее, то стала бы невозможной конденсация звезд в плотные
скопления вещества и создание невероятно высоких температур, необходимых для
синтеза.
Поскольку гравитационное линзирование Эйнштейна преломляет свет
больших галактических скоплений скорее в дуги (нежели в кольца), представляется
зможным оценить концентрацию темного вещества в этих скоплениях.
В начале 1990-х годов несколько групп ученых (в частности,
французкая группа EROS, американо-австралийская группа МАСНО и
польско-американская группа OGLE) воспользовались этим методом для изучения
центра Галактики Млечный Путь и обнаружили более пятисот микролинзовых событий
(этот результат превзошел ожидания, поскольку некоторое количество этого
вещества состояло из звезд с малой массой и неистинных массивных компактных
объектов гало).
Используя имеющиеся данные о распределении вещества во
вселенной, астрономы могут вычислить долю задержки во времени, потребовавшемся
свету, чтобы достичь Земли.
В 1998 году астрономы из
Гарвард- Смитсоновского астрофизического центра осуществили первое
приблизительное вычисление космологической константы и пришли к выводу, что она,
вероятно, составляет не более 62 % от суммарного содержимого
вещества/энергии вселенной.
Ставки высоки: ученые той группы, которой удастся поймать частицу темного
вещества, проносящуюся сквозь детектор, окажутся первыми, кто открыл новую форму
вещества за две тысячи лет.
Основная идея этих экспериментов заключается в следующем:
необходим большой кусок чистого материала (такого, как йодид натрия, оксид
алюминия, фреон, германий или кремний), в котором может происходить
взаимодействие частиц темного вещества.
Экспериментаторы полны сдержанного оптимизма, поскольку
находящееся в их распоряжении чувствительное оборудование предоставляет им
наилучшую возможность для наблюдения темного вещества.
Хотя мы живем в «ветре темного вещества», дующем сквозь нашу
Солнечную систему, лабораторные эксперименты по обнаружению темного вещества
чрезвычайно сложны из-за того, что частицы темного вещества вступают в столь
слабое взаимодействие с обычным веществом.
Иными словами, пришлось бы многие годы внимательно наблюдать за
большими количествами материала, чтобы увидеть события, имеющие отношение к
столкновениям темного вещества.
Эксперимент под названием
111 (ot Dark Matter- «темное вещество»), проводившийся неподалеку от
Рима, вызвал шумиху в 1999 году, когда ученые заявили, что наблюдали частицы
темного вещества.
Особенно четко демонстрируется относительная
самостоятельность мотиваций и эмоций при разрушении этих отделов или
раздражении их электрическим током или фармакологическими веществами.
Раздражение определенных
участков таламуса или центрального серого вещества вызывало у вожака колонии
обезьян повышенную агрессивную реакцию, однако это проявлялось лишь по
отношению к сопернику; он никогда не нападал на маленькую самку, свою любимую
подругу.
Этот же
механизм, по—видимому, лежит в основе условнорефлекторного формирования
предпочтения человеком веществ с исходно индифферентными или отрицательными
вкусовыми свойствами, если они оказывают положительный эмоциональный эффект.
Ряд симптомов этих заболеваний, в частности, тревожность и депрессию, можно
воспроизвести на животных с помощью введения нейротоксинов или фармакологических
веществ, подавляющих синтез норадреналина, серотонина и опиатов.
Поскольку достичь такой
степени гомеостатирования во всем организме невозможно, у высокоорганизованных
животных вокруг ЦНС выделилось особое пространство, окруженное барьером,
непроницаемым для большей части веществ, содержащихся в крови (гемолимфе) и
тканевой жидкости.
Под электронным микроскопом отчетливо видно, что
эндотелиоциты мозговых капилляров соединены между собой так называемыми плотными
контактами, которые не позволяют водорастворимым веществам проходить из
крови в головной мозг (и обратно).
Эти отростки не составляют механического препятствия
проникновению веществ в мозг, как думали прежде, но они секретируют некие пока
недостаточно изученные, вещества, повышающие плотность контактов между
Рис.
Итак, ГЭБ состоит, по меньшей мере,
из трех главных компонентов: (1) плотных контактов в эндотелии капилляров; (2)
веществ, секретируемых отростками астроцитов и поддерживающих функцию плотных
контактов; и (3) «барьерных энзимов».
Для жирорастворимых веществ ГЭБ барьером вообще не является: они
простой диффузией легко проходят сквозь эндотелиоциты: сначала растворяются в
липофильных участках люминальной (т.
74
Пути проникновения веществ из крови в мозг ГЭБ — гематоэнцефалический барьер;
ЦВО — циркумвентрикулярные органы; ВСС — внутрижелудочковое сосудистое
сплетение; ЦСЖ — цереброспинальная жидкость (ликвор).
Мозг нуждается в некоторых веществах, не обладающих
способностью растворяться в жирах, например, в глюкозе — для обеспечения своих
энергетических потребностей, и в аминокислотах — для синтеза белков.
Поскольку
гидрофильные вещества простой диффузией пройти в мозг не могут, для их доставки
существуют транспортные системы со специфическими белками—переносчиками (рис.
Полагают, что некоторая часть молекул веществ, оказавшихся в
циркумвентрикулярных органах, может проникнуть в собственно мозг:
— через нервные окончания и далее внутриаксональным
транспортом (см.
Капилляры этих сплетений имеют фенестры, сквозь которые вещества легко покидают
кровь, но в дальнейшем задерживаются хориоидным эпителием, составляющим единое
целое с остальной эпендимой.
Возможно,
единственный путь, по которому водорастворимые вещества в значительных
количествах без помощи специальных транспортных систем попадают в мозг,
начинается на слизистой оболочке полости носа (рис.
77 Пути воздействия веществ на мозг без их
проникновения сквозь гематоэнцефалический барьер
1—3 — связывание веществ со специфическими рецепторами в
циркумвентрикулярных органах приводит к: увеличению проницаемости ГЭБ для
другого вещества (1)—образованию в циркумвентрикулярных органах
жирорастворимых веществ, проникающих далее сквозь эпендиму желудочков простои
диффузией (2А); образованию в самом мозгу гипотетических водорастворимых
веществ—посредников (2Б); передаче возбуждения в виде потенциалов действия
(3); 4 — связывание с пресинаптическими рецепторами эфферентов имитирует
центральное действие; 5 — воздействие на периферические органы через
возбуждение центральных афферентов изменяет состояние ЦНС.
Позднее были открыты расположенные в циркумвентрикулярных органах
рецепторы к соматостатину, кортикотропину (адренокортикотропному гормону),
пролактину, вазопрессину, окситоцину паратирину (паратгормону), кальцитонину,
инсулину и инсулиноподобным факторам роста, эндотелину, панкреатическому полипептиду,
ангиотензину II атриальному и мозговому натрийуретическим пептидам,
брадикинину, вазоактивному интестинальному полипептиду, субстанции Р и
нейропептидам У и YY
Возбуждение
«внешних» рецепторов молекулами одного вещества может увеличить проницаемость
барьера для другого находящегося в плазме крови вещества (рис.
Это может выражаться в стимулировании работы
одной из систем активного транспорта (например, внутривенное введение
вазопрессина увеличивает транспорт в мозг лейцина, некоторые гормоны регулируют
проникновение в мозг моноаминов) или в снижении сопротивления барьера простой
диффузии веществ (так, вазопрессин увеличивает проницаемость ГЭБ для молекул
воды).
Взаимодействие лиганда с рецептором
на наружной стороне барьера может также приводить к образованию
веществ—посредников, способных воздействовать непосредственно на нейроны мозга
(рис.
Водорастворимые вещества—посредники,
не обладающие способностью проникать сквозь ГЭБ, могут синтезироваться и
высвобождаться только «за барьером», в самом мозге (рис.
Гидрофильные вещества, растворенные
в плазме крови, могут не только действовать на ЦНС, но и имитировать такое действие,
усиливая или ослабляя высвобождение медиаторов из периферических нервных
окончаний (рис.
Существуют и специфические
транспортные системы,
каждая из которых выводит из мозга против градиента концентрации конкретное
вещество или группу структурно родственных веществ:
ионы К+; мелкие
нейтральные аминокислоты; глицин, аспарагиновую и глутаминовую кислоты; пептиды
из семейства вазопрессина/окситоцина; меланостатин и энкефалины; нуклеозиды.
Создание в ходе
эволюции механизмов, выносящих в кровь пенициллины, цефалоспорины и некоторые
цитостатики, в нормальных условиях отсутствующие в мозге и применяемые при
лечении воспалительных процессов ЦНС, объясняют тем, что небольшие количества
этих веществ синтезируются микрофлорой кишечника, а также попадают в организм с
растительной пищей и проникают сквозь ГЭБ в мозг.
В ответ на это
происходит экспрессия гена, ответственного за синтез Pgp, его количество в
структуре ГЭБ возрастает и он быстро выводит названные вещества из мозга.
Поиск
таких форм ведется по следующим направлениям: (а) повышение жирорастворимости
вещества, например, соединением его молекулы с молекулой холестерина; (б)
повышение устойчивости вещества к воздействию «энзимного барьера», например,
для пептидов это создание циклических структур или замещение L—форм аминокислот
на D—изомеры; (в) соединение препарата с веществом, для которого в ГЭБ
существует транспортная система, например, с глюкозой (создание так называемых химер);
и (г) включение изучаемого вещества в липосомы.
Рассматривая механизм действия на
ЦНС любого вещества — эндогенного, присутствующего в крови, или вводимого извне
в кровь, необходимо понять, проходит ли оно сквозь ГЭБ или воздействует на мозг
иным образом, без проникновения в него.
Способность веществ проникать сквозь ГЭБ определяется в
первую очередь их растворимостью в жирах; для некоторых других веществ,
необходимых мозгу (например, для глюкозы и аминокислот), в барьере существуют
системы переносчиков.
Эти связи могут осуществляться и без проникновения
каких—либо веществ сквозь барьер (например, гормоны могут связываться с
рецепторами на внешней стороне барьера).
Психофизиология: Обмен веществ и энергии
Ознакомьтесь с Условиями пребывания на сайте Форнит Игнорирование означет безусловное согласие.
Обмен веществ и энергииОтносится к «Воздействие эмоций на организм»Обмен веществ и энергии
Обмен веществ и энергии —
совокупность процессов превращения веществ и
энергии, происходящих в живых организмах, и обмен
веществами и энергией между организмом и
окружающей средой.
Обмен веществ и энергии
является основой жизнедеятельности организмов и
принадлежит к числу важнейших специфических
признаков живой материи, отличающих живое от
неживого.
В обмене веществ, или метаболизме,
обеспеченном сложнейшей регуляцией на разных
уровнях, участвует множество ферментных систем.
В
процессе обмена поступившие в организм вещества
превращаются в собственные вещества тканей и в
конечные продукты, выводящиеся из организма.
Клеточный метаболизм выполняет четыре основные
специфические функции: извлечение энергии из
окружающей среды и преобразование ее в энергию
макроэргических (высокоэргических) соединений в
количестве, достаточном для обеспечения всех
энергетических потребностей клетки; образование из
экзогенных веществ (или получение в готовом виде)
промежуточных соединений, являющихся
предшественниками высокомолекулярных компонентов
клетки; синтез белков,
нуклеиновых
кислот, углеводов,
липидов
и других клеточных компонентов из этих
предшественников; синтез и разрушение специальных
биомолекул, образование и распад которых связаны с
выполнением специфических функций данной
клетки.
Для понимания сущности обмена веществ и энергии
в живой клетке нужно учитывать ее энергетическое
своеобразие.
С точки зрения термодинамики живые организмы
представляют собой открытые системы, поскольку они
обмениваются с окружающей средой как энергией, так
и веществом, и при этом преобразуют и то, и
другое.
Но это
не значит, что химические вещества, составляющие
организм, не подвергаются никаким превращениям.
Напротив, они постоянно и достаточно интенсивно
обновляются, о чем можно судить по скорости
включения в сложные вещества организма стабильных
изотопов и радионуклидов, вводимых в клетку в
составе более простых веществ-предшественников.
таким состоянием, при котором
скорость переноса вещества и энергии из среды в
систему точно уравновешивается скоростью их
переноса из системы в среду.
Гетеротрофные клетки, в свою очередь, можно
разделить на два больших класса: аэробы, которые в
качестве конечного акцептора электронов в цепи
переноса электронов используют кислород, и
анаэробы, где такими акцепторами являются другие
вещества.
Первые, являясь
фотосинтезирующими организмами, образуют из
содержащегося в атмосфере СО2
органические вещества (например, глюкозу) И
выделяют в атмосферу кислород; вторые используют
глюкозу и кислород в процессе свойственного им
метаболизма и в качестве конечного продукта обмена
веществ вновь возвращают в атмосферу
СО2.
Химическая энергия, получаемая гетеротрофами,
особенно высшими организмами, из окружающей среды,
частично превращается непосредственно в тепло
(поддержание постоянной температуры тела), а
частично — в другие формы энергии, связанные
с выполнением различного рода работы: механической
(мышечное сокращение), электрической (проведение
нервного импульса), химической (биосинтетические
процессы, протекающие с поглощением энергии),
работы, связанной с переносом веществ через
биологические мембраны (железы, кишечник, почки и
др.
Восстановленный
азот, попадающий в почву в виде аммиака
как продукт обмена веществ животных или
образуемый азотфиксирующими бактериями, окисляется
почвенными микроорганизмами до нитритов и
нитратов, которые попадают из почвы в высшие
растения, где восстанавливаются с образованием
аминокислот,
аммиака и ряда других азотсодержащих продуктов.
Законы сохранения вещества и энергии
послужили теоретической основой для разработки
важнейшего метода исследования обмена веществ и
энергии —установления балансов, т.
определения количества энергии и веществ,
поступающих в организм и покидающих его в форме
тепла и конечных продуктов обмена.
Для определения
баланса веществ необходимы достаточно точные
химические методы и знание путей, по которым
различные вещества выделяются из организма.
Баланс энергии определяют на основании
калорийности вводимых пищевых веществ и количества
выделенного тепла, которое может быть измерено или
рассчитано.
При этом надо учитывать, что величина
калорийности, получаемая при сжигании веществ в
калориметрической бомбе, может отличаться от
величины физиологической калорической ценности,
т.
некоторые вещества в организме не сгорают
полностью, а образуют конечные продукты обмена,
способные к дальнейшему окислению.
Важной величиной, характеризующей
особенности обмена отдельных веществ, является
дыхательный коэффициент (ДК), который численно
равен отношению объема выдыхаемого СО2
к объему поглощенного О2.
Калорическая
ценность, ДК и величина теплообразования,
рассчитанная на 1 л потребленного
О2 для разных веществ различны.
В
прямых методах с помощью большого калориметра
путем тончайшего измерения температуры определяют
отдачу тепла, одновременно производят полное
определение баланса отдельных пищевых веществ.
С помощью
данных, помещенных в таблице 1, по
величине небелкового ДК находят теплопродукцию за
счет небелковых веществ и долю углеводов и липидов
в этой теплопродукции.
калорического эквивалента
(ккал на 1 л
О2)
за
счет углеводов
за
счет липидов
0,71
0
100
4,686
0,75
15,6
84,4
4,739
0,80
33,4
66,6
4,801
0,82
40,3
59,7
4,825
0,85
50,7
49,3
4,862
0,90
67,5
32,5
4,924
0,95
84,0
16,0
4,985
1,00
100
0
5,047
Влияние различных условий на обмен веществ и
энергии.
Большинство же систем,
представляющих для нас интерес, открыты -
они обмениваются энергией или веществом (можно
было бы добавить: и информацией) с окружающей
средой.
Теперь нам известно, что
неравновесность - поток вещества или энергии -
может быть источником порядка.
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.
Позднее Бюффон провозгласил
тезис, который, хотя и на короткое время, стал
программой исследований для всей химии:
«Законы сродства, следуя
которым составные части различных веществ
разъединяются для того, чтобы, соединившись вновь
в иных сочетаниях, образовать однородные вещества,
такие же, как и общий закон, которому подчиняется
взаимодействие между всеми пебесными телами: все
они действуют друг на друга одинаковым образом, в
одинаковой зависимости от масс и расстояния -
шарик из воды, песка или металла действует на
другой шарик так же, как земной шар действует на
Луну; и если законы сродства ранее считались
отличными от законов тяготения, то лишь потому,
что они но были полностью поняты, не были до конца
постигнуты, лишь потому, что проблема не
рассматривалась в полном объеме.
Несмотря на едкий сарказм
Д'Аламбера, Кондильяка и Кондорсе, чей несгибаемый
рационализм был совершенно несовместим с темными и
бессодержательными «аналогиями», они прошли по
пути, проложенному Ньютоном, в обратном
направлении - от звезд к веществу.
Примерами могут
служить скала, отделившаяся от основания в
результате выветривания и балансирующая на выступе
горного склона, небольшая искра, поджигающая
огромный лес, слово, ввергающее мир в пучину
войны, крупица вещества, лишающая человека воли,
крохотная спора, заражающая посевы картофеля,
геммула*, превращающая нас в философов или
идиотов.
Она растет и приобретает
окраску, формируется плоть - становятся видны
клюв, кончики крыльев, глаза, ноги, желтоватое
вещество, которое раскручивается и превращается во
внутренности, и перед вами живое существо.
Но тогда вопреки
сказанному вами можно будет сделать вывод о том,
что, взяв одно инертное вещество, определенным
образом организованное и оплодотворенное другим
инертным веществом, и подвергнув его нагреванию и
движению, вы получите чувствительность, жизнь,
память, сознание, страсти, мышление.
Такое
противопоставление имело параллель:
противоположность между вычислением и всякого рода
деятельностью с вещественными предметами, с одной
стороны, и ничем не стесненной спекулятивной
деятельностью, с другой.
Замечательно, что этот простой закон применим к
веществу, в каком бы состоянии оно ни находилось:
твердом, жидком или газообразном.
Специфическим для каждого вещества является
коэффициент пропорциональности между тепловым
потоком и градиентом температуры.
Действительно, простота
предложенного Фурье математического описания
распространения тепла разительно контрастирует со
сложностью вещества, рассматриваемого с точки
зрения его молекулярного строения.
Тепло преобразует
вещество, определяет изменения состояния и
вызывает изменения внутренних свойств.
В некотором
смысле это было подтверждением протеста
химиков-антиньютонианцев и всех тех, кто
подчеркивал различие между чисто
пространственно-временным поведением,
приписываемым -массе, и специфической активностью
вещества.
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).
Важность относительного
движения возрастает, и регулярность в строении
кристалла нарушается: по мере увеличения
температуры вещество переходит сначала в жидкое, а
затем в газообразное состояние.
Последние являются неотъемлемой составной частью
того мира, из которого они черпают необходимые для
себя «питательные вещества», и их невозможно
изолировать от потоков, которые они безостановочно
перерабатывают.
Обмен веществом и энергией с
окружающей средой происходит также во многих
гидродинамических явлениях и в химических
реакциях.
Тысячи химических реакций происходят
одновременно для того, чтобы клетка могла получить
необходимые питательные вещества, синтезировать
специфические биомолекулы и удалить ненужные
отходы.
Классическая теория химической
кинетики исходит из допущения, согласно которому
скорость химической реакции пропорциональна
концентрациям веществ, участвующих в реакции.
Такая запись («уравнение реакции») означает,
что всякий раз, когда молекула реагента А
сталкивается с молекулой реагента X (А
и X- исходные вещества), с определенной
вероятностью происходит реакция, в результате
которой образуется одна молекула вещества В
и одна молекула вещества У (В и У-продукты
реакции).
Химическая кинетика
занимается изучением изменений концентрации
различных веществ, участвующих в реакции.
Поскольку в нашем
примере всякий раз, когда исчезает одна молекула
вещества X, исчезает также одна молекула
вещества А и образуется по одной молекуле
веществ В и У, скорости изменения
концентраций реагентов связаны соотношениями:
dXldt=dA/dt=-dY/dt=-dB/dt.
Сказывается
на ней и присутствие в системе химических веществ,
влияющих на реакцию, но остающихся в итоге
неизменными.
Молекулы других
веществ, участвующих в реакции, стремятся
присоединиться к активным участкам молекулы
фермента.
Весьма важным типом
каталитических процессов (особенно в биологии)
являются так называемые автокаталитическив
реакции, в которых для синтеза некоторого
вещества требуется присутствие этого же вещества.
О мистике: Галлюциногенные вещества
Ознакомьтесь с Условиями пребывания на сайте Форнит Игнорирование означет безусловное согласие.
Сам класс
этих веществ стоит как бы в стороне от основной массы психоактивных веществ
вообще и наркотических веществ в частности, поскольку, обладая несомненной
психоактивностью, они не все, не всегда и не полностью соответствуют критериям
наркотических веществ в строгом смысле этого слова.
Однако, поскольку большая
часть из них, тем не менее, внесена в различные международные и национальные
списки и перечни наркотических и психотропных веществ, с определенного этапа
накопление знаний о них было сфокусировано в чисто медицинской плоскости и
ограничивалось (во всяком случае, в нашей стране), описанием той или иной
степени обобщенности и вразумительности клинической картины опьянения и развития
синдрома зависимости.
При этом, не смотря на несомненно имеющиеся общие
проявления интоксикации различными галлюциногенами, все же имеются определенные
отличия в клинической картине вызванной синтетическими и полусинтетическими
препаратами и веществами природного происхождения.
В результате эта тенденция
медицинского подхода имела двойное значение – с одной стороны давала возможность
достаточно подробно, руководствуясь научными принципами познания изучить
действие этих веществ, с другой практически не учитывала богатую историю
употребления галлюциногенов человечеством, а подчас и игнорировала ее.
Так, в Международной классификации болезней (10-й пересмотр)
класс V Психические расстройства и расстройства поведения дано некое клиническое
деление психоактивных веществ в разделе F1 Психические расстройства и
расстройства поведения, связанные с (вызванные) употребление психоактивных
веществ.
Вещества здесь делятся на: алкоголь, опиоиды, каннабиноиды, седативные
и снотворные вещества, кокаин, другие стимуляторы (включая кофеин),
галлюциногены, табак, летучие растворители (Международная классификация
болезней–10, класс V Психические расстройства и расстройства поведения –
Ростов-на-Дону, ЛЗНЦ «Феникс», 1999).
Например, психоактивные
вещества делятся на седатирующие (опиаты, снотворные, транквилизаторы),
стимулирующие (кофеин, кат, амфетамины, эфедрин) и психоделические препараты
(LSD, мескалин, семена ипомеи, псилоцибин, растворители, ацетон и др.
В
классификации «Справочник по диагностике и статистике психических расстройств»
(DSM-IV), принятой на территории США выделяются следующие классы веществ:
алкоголь, амфетамины, кофеин, каннабис, кокаин, галлюциногены, ингалянты,
никотин, опиаты, фенилциклидин, седативные, снотворные или анксиолитические
средства (Kaplan H.
Однако данная классификация не отражает
характер воздействия веществ на организм, поэтому в одной группе могут оказаться
вещества с разными эффектами воздействия.
Например понятие «опиоиды»
подразумевает вещества, имеющие в той или иной степени мишенью воздействия
опиатные рецепторы, но к ним могут относиться опиаты (морфин, героин) с одной
стороны и фенциклидин, алкоголь, кетамин с другой.
Поэтому в одной группе, например, психостимуляторов могут
оказаться разные по химическому строению строению вещества: амфетамины, эфедрон,
кофеин, кокаин и др.
Если говорить конкретно о том
классе веществ, который мы называем галлюциногенами, то здесь наблюдается
примерно та же картина – устоявшейся классификации нет.
Условно, по природе
происхождения галлюциногены можно условно разделить на вещества преимущественно
природного происхождения (растительного, животного и биологического)
(псилоцибин, мескалин и др.
Индольные соединения – каннабиноиды, LSDНетрудно заметить, что в данной
классификации встречаются вещества, которые по клиническим признакам
интоксикации с трудом можно отнести к галлюциногенам (каннабиноиды), но таковы
особенности химической классификации, как правило не учитывающей клинику
интоксикации.
При
этом под психотропными понимаются вещества синтетического или естественного
происхождения, препараты, природные материалы, включенные в Перечень
наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих
контролю в Российской Федерации, в соответствии с законодательством Российской
Федерации, международными договорами Российской Федерации, в том числе
Конвенцией о психотропных веществах 1971 года (Федеральный закон "О
наркотических средствах и психотропных веществах" - Собрание законодательства
РФ, 12.
Кроме того,
утверждается, что данные вещества не вызывают галлюцинаций в психиатрическом
смысле этого слова в связи с наличием критики к своему состоянию (галлюцинациям)
(Jonathon Ott «The Age of Entheogens & The Angel’s Sictionary» -
http://www.
Термин
«психоделики» скомпрометировал себя тем, что после открытия LSD четко
ассоциировался с андеграунд культурой 60-х годов, а так же благодаря
пропагандистским усилиям и псевдонаучным экспериментам такого «гуру»
психоделических веществ (прежде всего LSD) как Тимоти Лири (T.
Leary) и других
адептов «психоделической культуры», в результате чего мы теперь практически не
имеем возможности объективно изучать данный класс веществ из-за их запрета.
-
Berkeley, CA: "Transform Press", 1996)Адепты данной группы веществ,
предлагают термин «энтеогены» (entheogen), который был предложен Карлом Раком
(Carl A.
«для описания состояний шаманской экстатической одержимости, вызываемой
применением веществ изменяющих сознание» (Jonathon Ott «The Age of Entheogens
& The Angel’s Sictionary» - http://www.
Таким образом, мне представляется, что использование
термина «галлюциногены» наиболее оправдано, поскольку одним из главных
проявлений эффектов воздействия этой группы веществ все таки является
галлюцинаторное и/или иллюзорное помрачение сознания, подчас даже с элементами
онейроида, а все остальные эффекты представляют собой его следствие.
Однако
необходимо отметить, что многие источники опускают важный момент – эти вещества
использовались ограниченной группой людей, в определенных условиях, с
определенными целями.
Существовали ограничения,
которые выражались в запрете использования веществ (обычно продуктов, их
содержащих) для женщин, детей, а позднее и чужаков, в частности белых
исследователей (Марлин Добкин де Риос Растительные галлюциногены - http://target-21.
Таким образом, продукты и вещества, галлюциногенного характера
занимали довольно узкую нишу и использовались в чисто практических целях в
основном ограниченной группой людей.
Поэтому,
процедура целования кожи лягушки могла приводить к попаданию этого вещества в
организм главного героя, а уничтожение кожи лягушки приводит к исчезновению
образа женщины.
Во-первых,
впервые было получено галлюциногенное вещество искусственным путем (при этом
природным являлась только лизергиновая кислота), во-вторых, его эффекты были
научно исследованы и оно стало использоваться в качестве фармакологического
средства (выпускалось фармацевтической фирмой «Sandoz» под названием «Delyzid»
(D-Lysergsaure-diathylamid).
Таким образом, было показано, что галлюциногенные вещества можно
синтезировать и изучать так же как и любые другие, что в дальнейшем с успехом
подтвердилось синтезом псилоцибина тем же А.
Однако
справедливости надо сказать, что ко времени открытия LSD уже существовала
традиция научного изучения галлюциногенов, когда некоторые из этих веществ были
открыты в конце IX, начале XX века (MDA в 1910, мескалин в 1896 и 1919, гармин в
1927).
Необходимо отметить,
что до сих пор существует определенная путаница в правообладании синтезов и
экстракций некоторых веществ (например, между немецким химиком Фрицем Хабером
(Fritz Haber) в 1892 и 1898гг и фармацевтической фирмой Merck в 1912г.
относительно синтеза MDMA (Экстази)), хотя мне это кажется не существенным, тем
более что многие исследователи в современных условиях не очень заинтересованы
открыто объявлять о своем первенстве, учитывая то, что многие из этих веществ в
настоящее время запрещены и как оказалось, приносят вред здоровью.
Примером тому
может служить обладание первенством фирмой «Baer-AG» в синтезе вещества, правда
относящегося к другой группе, но имеющем известную одиозность – героина.
В результате неконтролируемого приема
этих веществ появилось большое количество информации о негативном влиянии
галлюциногенов на человека – от суицидов во время трипов до предполагаемых
хромосомных аббераций (Cohen et al,1967) и врожденных уродств (Finnegan &
Fehr, 1980).
В настоящее время
психотерапевтическое использование химических веществ носит достаточно
рудиментарный характер и ограничивается кругом транквилизаторов,
антидепрессантов.
В настоящее
время некоторые специалисты считают, что запрет использования MDMA в медицинских
целях был преждевременен и высказываются за переоценку в качестве
психотерапевтических средств этого вещества и MDA (http://psychoshell.
Однако, только этим нельзя объяснить
фармакологическое и психоделическое действие LSD и подобных ему веществ, так как
у животных с разрушенными ядрами шва не наблюдалось изменений поведения, сходных
с LSD-индуцированными.
Все вещества этой группы, несмотря на
разную химическую структуру (индолалкиламины и b -фенилэтиламины), являются
мощными агонистами этого подтипа серотониновых рецепторов; кроме того,
аффинность индоламинов и фенилэтиламинов к 5-НТ2А/2С рецепторам у человека четко
коррелирует с их психоделической активностью.
) Клиническая картина
интоксикацииКонечно клиническая картина интоксикации (опьянения)
галлюциногенами различна в зависимости от вещества, однако имеются и общие
характерные признаки.
В результате ядерных реакций, которые я сейчас не буду приводить, чтобы
совсем не распугать читателей, в недрах первого поколения звезд было
произведено то вещество, из которого состоим мы с вами — все эти углероды,
магнии, кислороды, железо… в общем, все, кроме трансурановых.
Если протон не вечен, вещество во Вселенной — все эти
остывшие холодные куски материи через неисчислимые биллионы лет распадутся и
остается только излучение, нейтрино и редкие электроны и позитроны.
Именно он разработал теорию космической
инфляции, которой мы здесь не касались за недостатком места и которая позволила
объяснить некоторые странности в строении нашей Вселенной, например,
однородность распределения вещества во Вселенной в больших масштабах.
Потому что положительная энергия вещества Вселенной может быть
скомпенсирована отрицательной энергией тяготения, так что результирующая
энергия Вселенной равна нулю.
Абсолютное большинство
мутаций в генах возникает из‑за теплового движения молекул и лишь малая
часть — по иным причинам (радиация, мутагенные вещества, поступающие с пищей…)
Одна маленькая ошибка в положении какого‑нибудь фосфора в длинной
молекуле ДНК, одна малюсенькая ошибочка, вероятность которой существует всегда
(микромир есть микромир) — и мы получаем организм с новым морфологическим
признаком.
Более того, наибольшее влияние этот икс‑фактор
должен был оказывать именно на скорость биохимических реакций в мозге,
поскольку содержание воды в сером веществе — 90%.
Или так: если булавочную головку какого‑нибудь вещества
мы смогли бы нагреть до такой температуры, она бы спалила все живое вокруг в
радиусе двадцати километров.
Девяносто девять процентов всего вещества
газопылевой туманности оказалось сосредоточенным в Солнце, а из одной десятой
процента массы Солнечной системы сделались планеты.
Об этой эпохе нам известно очень мало,
потому что первые образовавшиеся участки земной коры (4 миллиарда лет назад они
уже существовали) подвергались мощной космической бомбардировке — вовсю шел
процесс гравитационной конденсации вещества солнечной системы.
Фригидным девушкам рекомендую ее пропустить…
Некоторые интимные подробности зарождения Солнечной системы
В середине XX века астрофизик и нобелевский лауреат Фред
Хойл понял, что у протосолнечного диска на определенном этапе развития должно
было существовать мощное магнитное поле, а часть вещества пылевой туманности
было ионизированным.
Эти вещества вызывают как простые реакции, типа выделения слюны,
покраснения кожных покровов, учащенного дыхания, так и сложные переживания,
вроде любовного полета души.
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.
Долгая абстиненция (воздержание) вгоняет их в
депрессивное состояние, жизнь кажется серой, скучной…
Разница между наркоманами не только в том, на «естественном»
или «искусственном» они сидят наркотике, а еще и в силе этого наркотика — одни
вещества убивают быстро (скажем, средняя продолжительность жизни героиниста 4
года), а другие непосредственной угрозы для жизни не представляют, но могут
изрядно испортить ее качество.
Во‑первых, изменение массы,
вызванное резким испарением вещества, уже само по себе приведет к изменению
траектории полета, а, во‑вторых, поток раскаленных газов должен стать для
астероида своеобразным реактивным двигателем.
Но замечено, что,
если снижается количество легальных психоактивных веществ (тех же сигарет, водки),
народ начинает употреблять нелегальные, потому что потребность в них не
исчезает: она объективна.
Физиологическое привыкание вызывают только
те наркотики, которые по своему химическому составу схожи с метаболитами —
веществами, участвующими в процессе обмена веществ в организме.
Это алкоголь,
никотин, эндорфины, амфетамины, опиаты — они есть в организме всегда, поэтому
регулярное принятие спирта, никотина, морфия, героина, опиума вызывает
физилогическое привыкание — наркотик встраивается в процессы обмена веществ в
организме вместо природного аналога, а затем при его недостатке у организма
начинаются разной силы ломки.
Алкоголики и героинисты мучаются в поисках дозы и
могут даже умереть без нее; курильщики стреляют сигарету, а при невозможности
достать курево начинают курить состриженные ногти, волосы, конский щавель…
Некоторые особо продвинутые граждане умудряются с помощью
специальных практик — восточных упражнений, хитрых диет и дыхательной
гимнастики поддерживать в организме достаточно высокий уровень физиологических
эндорфинов и веществ амфетаминовой группы и поэтому постоянно находятся в
«радостном состоянии», полагая, что достигли просветления…
Другая группа веществ — галлюциногены.
Тогда насосы чана возвращаются к жизни, заменяя молочную
жидкость одиночных ассемблеров чистой смесью органических растворителей и
растворенных веществ, включая алюминиевые сплавы, компоненты, обогащенные
кислородом, и компоненты, служащие в качестве топлива для ассемблеров.
Вот когда теоретическая наука изучит все пептиды — какое
вещество за что отвечает, — можно будет не использовать добровольцев и
животных, а действительно включить фабричный синтез.
Непрерывное накопление
информации о биологически активных веществах-передатчиках и модуляторах
нервного возбуждения — чем - то напоминает ситуацию в области ядерной физики,
где с каждый годом увеличивается семейство открытых элементарных частиц.
Их электрические
и химические сигналы можно обнаружить, зарегистрировать и истолковать;
вещества, из которых они состоят, можно определить; связи, образующие густую
сеть, можно проследить.
Сигнал, генерируемый
нейроном и проводимый по его аксону, представляет собой электрический импульс,
но от клетки к клетке он передается молекулами передатчиков, медиаторов -
веществ, которые перемещаются через особый контакт - синапс - между структурой,
доставляющей информацию (окончанием аксона или, в отдельных случаях,
дендритом), и структурой, воспринимающей ее (дендритом, телом клетки, или, в
отдельных случаях, окончанием аксона).
Успехи достигнуты отчасти благодаря
усовершенствованным химическим методикам и лучшему пониманию того, как
различные вещества воспринимаются нейронами и передаются в обоих направлениях
вдоль нервных волокон.
Можно вводить другие вещества, которые,
наоборот, воспринимаются нервными окончаниями и передаются по аксонам в
обратном направлении - к телу клетки, выявляя место возникновения аксона.
Можно поставить, например, такой опыт: ввести
это вещество внутривенно лабораторному животному, а затем предъявить звуковой
раздражитель; микроскопическое исследование мозга позволит выявить те его
области, которые связаны со слухом.
Совсем недавно разработана новая
методика-позитронно-эмиссионная томография, которая позволяет обнаруживать с
помощью наружных датчиков присутствие дезоксиглюкозы или других веществ,
меченных радиоактивными изотопами, испускающими позитроны.
На пресинаптической мембране
окончания выделяется медиатор - вещество, которое диффундирует через щель между
двумя клетками и оказывает на постсинаптическую мембрану по ту сторону щели
одно из двух воздействий.
Особый интерес представляет химизм синаптической передачи,
при которой обнаружено уже больше 20 медиаторных веществ, а также те способы,
какими нейроны синтезируют, выделяют, поглощают и разрушают эти уже достаточно
хорошо известные вещества (см.
На записи показан ток через одиночный
канал постсинаптической мембраны мышцы лягушки, возникающий при активации этого
канала субэрилдихолином — веществом, имитирующим действие ацетилхолина, но
открывающим каналы на более длительное время.
В то время как в нервно-мышечных соединениях ацетилхолин
всегда действует возбуждающе, действие того же самого вещества в мозгу в одних
синапсах является возбуждающим, а в других тормозным.
В абдоминальном ганглии аплизии нейроны варьируют по величине, положению,
форме, пигментации, по характеру импульсации и химическим веществам,
посредством которых они передают информацию другим клеткам.
Подобная же
совокупность действий может быть произведена нейроэндокринными клетками —
нейронами, которые выделяют гормоны (химические вещества, обычно переносимые
кровотоком для действия на больших расстояниях).
Для того чтобы демаскировать первый из
них, мы действовали на ганглий тетраэтиламмонием (ТЭА) - веществом, которое в
некоторой степени избирательно блокирует поздний калиевый ток.
Усиление кальциевого тока, выраженное в продлении кальциевого компонента
потенциала действия после стимуляции сенситизирующего пути, можно было создать
внеклеточным нанесением серотонина или двух веществ, которые повышают
внутриклеточный уровень цАМФ, ингибируя фосфодиэстеразу — фермент,
катализирующий расщепление цАМФ.
Срезы были обработаны краской, которая избирательно окрашивает
в черный цвет жировую миелиновую оболочку нервных волокон; в результате белое
вещество предстает как черное, а серое (состоящее преимущественно из клеточных
тел) остается неокрашенным.
У основания каждого полушария имеется простирающаяся вперед
структура, которая полностью состоит из серого вещества (коры), хотя это и кора
с очень примитивной клеточной структурой.
Недавно были обнаружены волокна, идущие без переключений от гипоталамуса до
мотонейронов автономной системы, расположенных в сером веществе спинного мозга,
но они, по-видимому, составляют ничтожную часть выходящих из гипоталамуса
волокон; для проведения нисходящих сигналов гипоталамус не имеет ничего
похожего на кортико-спинальный тракт.
Природа этого взаимодействия остается
неясной, но есть основания полагать, что оно включает в себя специфический
перенос веществ из мезодермы в эктодерму и что в результате этого переноса
недифференцированная ткань эктодермы оказывается необратимо вовлеченной в
формирование нервной ткани.
Этот слой, наиболее отчетливо
выраженный в переднем мозгу, дает начало многим более мелким нейронам глубинных
структур больших полушарий (базальных ганглиев), некоторым мелким кортикальным
нейронам и многим глиальным клеткам коры головного мозга и подлежащего белого
вещества.
На самой поздней стадии (4) исходная
вентрикулярная зона остается в виде эпендимы - выстилки желудочков мозга, а
относительно свободная от клеток область между этой выстилкой и корой
становится подкорковым белым веществом, сквозь которое нервные волокна входят в
кору и выходят из нее.
К
примеру, в коре головного мозга большинство крупных пирамидных нейронов
согласованно выстраиваются в ряд таким образом, что их выступающие апикальные
дендриты оказываются направленными к поверхности, а их аксоны располагаются в
направлении подлежащего белого вещества.
В современных работах
предполагается, что фасцикуляция связана с появлением на поверхности большей
части аксонов веществ-лигандов, которые делают их способными объединяться и
расти совместно с другими родственными аксонами.
Многочисленные феноменологические данные позволяют
предположить, что в синаптической области осуществляется двусторонний перенос
веществ, необходимых для выживания и нормального функционирования как
пресинаптической, так и постсинаптической клеток.
Эти вещества, в комплексе
отнесенные к трофическим факторам, являются в значительной мере
гипотетическими; только одно (фактор роста нервов) было выявлено и
охарактеризовано химически.
Возможно, в ближайшие годы будут выделены другие
аналогичные вещества и тогда можно будет утверждать, что большинство классов
нейронов нуждается в специфическом агенте для обеспечения выживания и для
направленного роста их отростков.
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.
Известно около 30 разных веществ, относительно которых доказано или
подозревается, что они играют роль медиаторов в головном мозгу, и каждое из них
оказывает на нейроны характерный возбуждающий или тормозный эффект.
За последние годы достигнуты значительные успехи в изучении различных
медиаторных веществ (хотя многие из них, несомненно, еще не открыты), в
составлении карт их распределения по мозгу и в выяснении молекулярных процессов
синаптической передачи.
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.
Что касается клеток, то нейроны чрезвычайно чувствительны: их активность
нарушается токсическими веществами, попавшими в кровоток, а также мелкими
молекулами, обычно присутствующими в крови, например аминокислотами.
О гематоэнцефалическом барьере следует помнить при создании
лекарственных средств, действующих непосредственно на мозг: для того чтобы
такие вещества проходили через барьер, они должны состоять из очень малых
молекул или быть легко растворимыми в жировых мембранах глиальных клеток.
В этом
принимают участие несколько разных систем, в том числе система медленного
транспорта, когда вещество течет от тела клетки со скоростью около одного
миллиметра в сутки, и система быстрого транспорта, когда вещество движется в
обе стороны со скоростью от 10 до 20 сантиметров в сутки.
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.
Каждое такое вещество оказывает характерное
либо возбуждающее, либо тормозное действие на нейроны; правда, есть медиаторы,
которые действуют как возбуждающие в одной области мозга и как тормозные в
другой.
Заманчиво предположить, что в головном мозгу
содержится некое еще не открытое вещество, которое в норме действует на
рецепторы диазепама; возможно, это естественное соединение, вызывающее или
ослабляющее состояние тревоги.
Самыми новыми и вызывающими наибольший интерес нейропептидами являются
энкефалины и эндорфины — вещества, встречающиеся в головном мозгу в норме и
удивительно сходные с морфием — наркотиком, извлекаемым из снотворного мака.
Такие
данные, а также наблюдение, что очень малые количества нейропептидов оказывают
значительный эффект на активность нейронов или на поведение экспериментальных
животных, в какой-то мере свидетельствуют в пользу того, что эти вещества
вполне могут представлять собой новый класс медиаторов.
Некоторые из этих сенсорных нейронов, тела
которых лежат в сенсорных ганглиях по обе стороны спинного мозга, содержат
вещество Р и выделяют его из своих аксонных окончаний в синапсах со спинальными
нейронами.
Между тем именно живые системы организмов
благодаря обмену веществ и поступлению энергии из внешней среды, то есть
как открытые системы, обладают способностью временно противодействовать
запрету, налагаемому термодинамическими законами природы.
Так, например, хотя я считаю,
что мутационные теории старения являются дефектными, поскольку они не
устанавливают связи между развитием и старением организма, в книге
рассматривается, каким образом изменения регуляции и обмена веществ
способствуют увеличению "вклада" мутаций в картину старения и таких
болезней, как атеросклероз и рак.
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.
Вначале казалось, что мембрана просто отграничивает и защищает внутреннее
содержимое клетки, пассивно обеспечивая поступление сюда необходимых
веществ и выброс отходов.
Гормоны --
специальные вещества, вырабатывающиеся в эндокринных железах; поступая в
кровь, они оказывают влияние на деятельность чувствительных к ним клеток.
В результате от этих гормонов отсоединяются более простые по
строению вещества, которые воздействуют на провес запоминания и обучения,
эмоциональную окраску событий, восприятие боли, иными словами, на
выработку мозгом основных решений.
Примечательно, что некоторые из этих
веществ по структуре напоминают морфин и что скорость их образования может
зависеть от состояния обмена веществ в организме.
Свойством, отличающим живую
систему от неживой, является способность живой системы к размножению,
приспособлению (адаптации) и регулированию потока энергии (или обмен
веществ).
Каждая нервная клетка является миниатюрной
эндокринной железой: она производит вещества, которые в принципе ничем не
отличаются от типичных гормонов.
В пространство, или щель (синаптическую щель),
между нервными клетками из отростка выделяются вещества-посредники,
которые, подобно гормонам, действуют на рецепторы мембраны соседней
нервной клетки, стимулируя или, наоборот, тормозя ее деятельность.
Такое явление наблюдается при
нормальном старении, Но если бы с возрастом просто происходило уменьшение
числа антенн-рецепторов, то это явление, по существу, было бы необратимым:
в нем выражалось бы В такой менее стимулированной и более инертной клетке
замедляются процессы обмена вещества и, в частности, уменьшается
производство белковых антенн-рецепторов на мембране.
Расход этих
веществ во время стресса увеличился -- они активизировали центры
гипоталамуса, контролирующие выделение в кровь из гипофиза кортикотропин,
гормона роста и пролактина.
Происходило повышение в
крови многих гормонов: адреналина, гормона роста, пролактина,
кортикотропина, кортизола; увеличивалась концентрация в крови веществ,
сгорание которых дает организму энергию, жирных кислот и глюкозы;
происходило накопление холестерина, усиливалась свертываемость крови,
увеличивалось артериальное давление и т.
К группе
С-медиаторов относятся дофамин и норад-реналин -- вещества, структурно
очень близкие к стрессорному гормону тревоги -- адреналину; группа
П-медиа-торов включает серотонин и близкие к нему соединения (индоламины).
Действительно, с той или иной скоростью, в значительной
степени зависящей от врожденной силы нервной системы, то есть от ее
генетических особенностей, а также и от особенностей обмена веществ,
происходит и нормализация содержания в гипоталамусе медиаторов.
В организации антистрессорной защиты фундаментальную роль
играет ее материальное обеспечение, или снабжение энергетическими •
веществами -- глюкозой и жирными кислотами, а также повышение концентрации
в крови гормона защиты -- кортизола (последний регулирует течение
стрессорной реакции).
Возрастные изменения в регуляции
аппетита
Живые организмы являются открытыми
системами, так как они получают из окружающей среды и отдают в нее энергию
и вещество.
Наиболее устойчива живая система в стационарном состоянии, при
котором приход энергии и вещества идет с постоянной скоростью
соответственно их расходу.
Теоретически
можно представить существование такой "живой машины", где постоянно
поддерживается равновесие между приходом вещества и энергии благодаря
способности "живой машины" к регулированию, самообновлению, ремонту и
приспособлению к меняющимся условиям внутренней и внешней среды.
Однако трудно представить такое устройство, которое хранило бы в своей
памяти данные не только о приходе энергетических веществ в организм (как
это делает, например, газовый счетчик), но, что значительно сложнее, и о
расходе энергии в течение определенного времени в прошлом.
Этот регулятор как бы отмеривает необходимое количество топлива,
то есть пищевых энергетических веществ, но не в расчете на длительный
срок, как первый регулятор, а в каждый данный момент приема пищи.
С другой стороны, хорошо работающий в
детстве глюкозный тормоз регулирует поступление энергетических веществ
через центр аппетита и тем самым распределение топлива в системе
энергетического гомеостата, включая то дневной, то ночной тип
энергетического обеспечения.
Подобного
рода данные привели к развитию новой отрасли знаний -- метаболической
эпидемиологии, которая изучает влияние обмена веществ, и прежде всего
ожирения, на развитие сахарного диабета, атеросклероза и рака.
Подсчитано, что накопление в организме 4--5 кг излишнего жира создает тот
опасный сдвиг в обмене веществ, которого уже достаточно для развития
атеросклероза.
Дело в том, что наряду с инсулином
в организме имеются еще и инсулиноподобные вещества, или, как их называют,
соматомедины,-- посредники действия гормона роста.
Все три
основные системы иммунитета,-- клеточная, гуморальная и А-клетки --
находятся в сложном взаимодействии, выделяя, в частности, особые вещества,
которые координируют их работу.
Вначале рядом исследователей было
обнаружено, что в основе этого явления лежит образование из ненасыщенных
жирных кислот (то есть жидкого, растительного масла) особых веществ --
простагландинов, часть которых угнетает иммунитет.
Ведь белок
имеет во много раз более сложное строение, чем глюкоза, и его значение в
организме исключительно: белок составляет основу жизни, будучи главным
элементом всего того, с чем связана жизнедеятельность клетки, -- ее
многочисленных ферментов, контролирующих обмен веществ и энергии.
Дело в том, что для
каждого основного класса веществ, участвующих в энергетических
превращениях, в организме имеются запасы: для глюкозы это гликоген
(животный сахар) печени и мышц, для жирных кислот -- жир (триглицериды
жировых депо), а для белка это, как видно, Т-лимфоциты.
Когда в окружающей среде накапливаются токсические
вещества, то они могут вызвать гибель сразу всех поколений одноклеточных
организмов, обладающих потенциальным свойством бессмертия.
Жирные кислоты и
холестерин, а также, возможно, инсулин, то есть совокупность жизненно
необходимых веществ, когда концентрация их в крови повышается сверх меры,
и становятся теми токсическими веществами, которые ограничивают деление и,
следовательно, жизнь Т-лимфоцитов.
Достигается это избирательное
влияние обмена веществ на иммунитет тем, что лимфоциты-супрессоры, о
которых уже говорилось выше, относятся к классу Т-лимфоцитов.
Однако при генетической
(врожденной) недостаточности трансплантационного иммунитета у детей или
при токсическом влиянии на иммунитет некоторых веществ частота
возникновения рака увеличивается в 100--300 раз по сравнению с обычной.
Однако когда мы, исходя из
представлений о метаболической иммунодепрессии, нормализовали обмен
веществ у людей в возрасте 50--60 лет, то улучшились, а в ряде случаев и
восстановились показатели клеточного иммунитета.
Если
последним, по существу, всегда угрожает голод и поэтому они приспособлены
к улавливанию минимальных количеств питательных веществ из среды обитания,
то у клеток высших организмов всегда обеспечена "сладкая жизнь": в 1
миллилитре крови содержится в норме примерно 1 мг глюкозы.
(В частности, усиление потока глюкозы снижает в клетке
концентрацию особого вещества -- циклического АМФ, что, как считают многие
исследователи, приводит в действие механизм клеточного деления.
Вместе с тем поразительно
то, что такие же условия обмена веществ необходимы и для проявления
свойств самой раковой клетки: усиление питания и усиление синтеза
холестерина.
Да и
многие химические канцерогены, как видно, способствуют появлению опухолей
не только вследствие повреждения генов, но и вследствие вызываемого ими
нарушения обмена веществ.
С
наступлением подобных возрастных изменений человек начинает жить и вне
стресса как бы в состоянии хронического стресса: ведь изменение контуров
тела свидетельствует об изменении обмена веществ.
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.
За три миллиарда лет жизнь развивалась от отдельных клеток, способных впитывать химические вещества, к совокупностям клеток, реализующим разум, способный впитывать идеи.
Однако некоторые новинки есть чистая случайность, подобно открытию сырой формы тефлона в цилиндре, в котором предположительно должен был быть газ тетрафлюороэтилен: когда открыли клапан, она остался внутри; когда клапан распилили, чтобы расширить отверстие, там оказалось странное твердое вещество, похожее на воск.
Чарльз Гудиар просиживал на кухне в течение долгих лет, пытаясь превратить клейкую натуральную резину в прочное вещество, пока наконец случайно не уронил сульфурированную резину в горячую печку, выполнив первую грубую вулканизацию.
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.
Тогда насосы чана возвращаются к жизни, заменяя молочную жидкость одиночных ассемблеров чистой смесью органических растворителей и растворенных веществ, включая алюминиевые сплавы, компоненты, обогащенные кислородом, и компоненты, служащие в качестве топлива для ассемблеров.
Это - идея ментального материализма, концепция, что разум - это особое вещество, волшебное мышление - вещество, которое некоторым образом находится выше возможности его воспроизвести, скопировать или технологически использовать.
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.
Поврежденная ткань мускула может различаться всеми этими способами, однако также страдает от любой комбинации из деформаций, разрывов, вирусных инфекций, паразитических червей, синяков, проколов, ядовитых веществ, сарком, изнуряющих болезней и врожденных уродств.
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.
Химические вещества, такие как пропилен гликоль, этилен гликоль и диметил сульфоксид могут проникать в клетки, замещая большую часть воды в них, при этом причиняя минимальный вред.
Исследователи улучшили свои результаты, экспериментируя со смесями криопротекторных химических веществ и тщательно управляемыми скоростями охлаждения и нагревания.
В этой точке, однако, тело и мозг пациента всего лишь перестали функционировать, но большинство клеток и тканей в действительности все еще живы и в них происходит обмен веществ.
Некоторые люди ответили бы, что душа и разум - разные аспекты одного и того же, структуры, воплощенной в веществе мозга, активной во время активной жизни и находящейся в состоянии покоя в биостазе.
Впечатляющие прорывы в медицине прежде происходили, иногда благодаря новому использованию известных химических веществ, как в случае анестезии и антисептической хирургии.
С этой точки зрения существует только одно вещество во вселенной - вакуум, но оно принимает множество форм, включая те структуры, которые мы называем "твердой материей".
Также как стакан воды не обязательно содержит все возможные химические вещества (и даже сток химического завода), также другие звезды не обязательно дают убежище цивилизациям.
Проникновение, включая заряд уничтожения, поднимает температуру в лаборатории выше точки плавления любого возможного вещества и делает выживание любых опасных устройств невозможным.
Древние млекопитающие и прекрасный новый мир
Теория
несоответствия
Стресс:
тогда и сейчас
Психическое
здоровье
Индоктринация,
национализм и войны
К
лучшей жизни через химию: психофармакология
Истоки
злоупотребления наркотическими веществами
Психофармакология
Вставка.
Непосредственная стимуляция
центров подкрепления открывает дорогу к крайне неадаптивным формам поведения,
связанным со злоупотреблением психоактивными веществами и аддиктивным поведением
(Carlson, 1998).
Химическая смесь веществ, получившихся в
результате вулканической активности и упавших с неба (в виде комет и метеоров),
стала причиной интересных явлений на новорожденной Земле.
В 1950-х годах Миллер и Арей продемонстрировали, что органические
вещества, из которых состоят живые существа, с большой вероятностью могли
возникать при том типе атмосферы, которая существовала на Земле четыре с лишним
миллиарда лет назад.
Неврологические исследования показали, что
интенсивная практика игры на музыкальных инструментах приводит к заметному
увеличению участков коры головного мозга, слоя серого вещества, наиболее тесно
связанного с высшими мозговыми функциями.
Мозолистое тело — это
сильно миелинизированный (миелин — жироподобное изолирующее вещество, повышающее
скорость распространения нервного импульса) пучок волокон, соединяющий правую и
левую кору больших полушарий головного мозга.
Это происходит
вследствие связывания эстрадиола в плазме крови веществом под названием
альфа-фетопротеин, и образующаяся при этом молекула не может проникнуть сквозь
гематоэнцефалический барьер.
Более того, у мужчин процент серого вещества (тела
нервных клеток) выше в левом полушарии, содержание спинно-мозговой жидкости выше
в правом полушарии, а в среднем больше содержание белого вещества
(миелинизированных аксонов).
Например,
роскошное оперение самцов некоторых птиц (например, павлина) явно неадаптивно,
делает владельцев более уязвимыми для хищников и требует потребления большего
количества питательных веществ на поддержание формы и окраски.
Поскольку ребенок в своем развитии в
течение двух лет от момента зачатия должен почти постоянно получать питательные
вещества, а для наших предков типичным было чередование голодных и сытых
периодов, запасы ганоидного жира стали «аварийным» резервуаром энергии, что
помогало справляться с такой проблемой.
Профет (Profet, 1992)
выдвинул гипотезу, что токсикоз на самом деле — не патология, а приобретенная
адаптация, предназначенная для защиты развивающегося эмбриона или плода от
употребления матерью в пищу токсических веществ.
Профет предположил, что дефицит
питательных веществ, характерный для диет с преобладанием маиса, может нарушить
физиологические процессы, в норме вызывающие тошноту при беременности.
Одно из следствий плацентарной беременности —
способность плода выделять в кровь матери вещества, оказывающие определенные
эффекты на ее физиологию (Haig, 1993).
В
результате потребление витаминов и минеральных веществ типичным
охотником-собирателем намного превышает рекомендации по уровням витаминов и
минеральных веществ, которые были одобрены современными диетологами.
Одной из причин того, почему у
охотников-собирателей такой низкий уровень холестерина в крови, несмотря на
относительно высокое содержание этого вещества в их пище, является, как правило,
высокий уровень физической активности, которую они проявляют.
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.
К лучшей жизни через химию: психофармакология
Истоки злоупотребления наркотическими веществами
Одним из наиболее явных паттернов неадаптивного поведения в современной жизни
является злоупотребление наркотическими веществами.
Жизнь несметного числа людей
была разрушена табачной зависимостью, алкоголизмом, героиновой, кокаиновой
зависимостью и привязанностью ко множеству других веществ, которые влияют на
функционирование мозга.
Что касается того, почему
некоторые индивидуумы поддаются этой природной слабости, а другие нет или почему
кто-то лишь короткое время экспериментируют с подобными веществами, а затем
отказываются от них, можно лучше всего объяснить с точки зрения генетической
предрасположенности и онтогенетической предыстории.
Люди, находящиеся в пиковом репродуктивном возрасте, подвергаются особому риску
употребления наркотических веществ, которое может представлять собой
неосознанную «брачную демонстрацию», согласующуюся с принципом гандикапа
Захави.
Главные комплексы гистосовместимости (major histocompatibility complex
(МНС)) — группа генов, на основе которых синтезируются транспортные
молекулы, жизненно важные для уничтожения и выведения патогенных веществ из
организма.
Связан с расстройствами обмена веществ, так как высокий уровень
холестерина часто находят у больных с такими патологиями и у тех, кто подвержен
стрессу, напряжению, гипертонии и атеросклерозу.
Поэтому, если мы будем судить о силе действия яда по сосудосуживающему
эффекту, то наркотические вещества сильнее действуют в слабых
концентрациях, а если судить по сосудорасширяющему эффекту, то получается
обратное.
При ядах различного фармакологического характера этот
нейтральный период наступает при различных концентрациях, установить
которые с приблизительной точностью можно только для данного вещества и
для данного объекта исследования, в зависимости от индивидуальной
чувствительности сосудов кроличьего уха; а индивидуальная чувствительность
этого объекта колеблется в широких пределах.
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.
Это
действие веществ в минимальных концентрациях настолько нехарактерно и
неспецифично для каждого из них, что до сих пор еще невозможно
предугадывать, в какой степени и в какую сторону оно проявится, - в
сторону ли сужения или расширения; при этом усиление действия нередко
наблюдается по мере увеличения разведении.
Из
всех исследованных нами веществ более всего было сосредоточено внимание на
адреналине и гистамине, фармакологическое действие которых на сосуды
кроличьего уха наиболее детально было уже изучено и описано в целом ряде
работ, вышедших из нашей лаборатории.
Кроме того, из алкалоидов нами
исследованы: никотин, стрихнин, хинин, кокаин, а из наркотических веществ
жирного ряда: хлороформ, эфир, амиловый алкоголь, гедонал, веронал и
др.
Вместо многочисленных
однообразных протоколов наших исследований приводим некоторые кривые,
изображающие количество оттекающей из вен жидкости при пропускании через
сосуды уха указанных веществ в различных разведениях.
В зависимости от
индивидуальной чувствительности ушей от различных кроликов, а также,
вероятно, от неуловимых еще условий диссоциации и распада вещества при их
огромных разведениях трудно предвидеть в каждом отдельном случае
наступления указанных стадий действия ядов и поставить их в параллель со
степенью их
разведения.
Очевидно, молекула
яда в таких разведениях постепенно бесконечно как бы тает и сообщает
раствору какие-то особые свойства, общие всем исследованным
веществам.
Нужно думать, что такое
изменение свойств яда обусловливается распадом его молекулы на
положительно и отрицательно заряженные ионы и, может быть, в дальнейшем
освобождением из атомов веществ электронов.
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.
При таких же колоссальных
разведениях, какие были нами исследованы, вполне вероятен процесс
диссоциации указанных веществ, так называемых неэлектролитов.
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.
Кроме алкалоидов и
наркотических веществ жирного ряда, нами исследованы соли различных
тяжелых металлов, металлы и их коллоидальные растворы.
Так же, как и алкалоиды и наркотические вещества жирного ряда,
соли тяжелых металлов, суживая сосуды в известных пределах
фармакологического действия, при постепенном их разведении начинают,
наконец, их расширять (рис.
Ясно из этого, что при таких условиях действие на протоплазму
вещества обусловливается не его нейтральной молекулой, а вероятно,
продуктами её расщепления с их электрическими зарядами Таким образом мы,
имеем здесь дело с превращением материи в энергию, которая чувствуется
живой протоплазмой.
О сравнительной
силе действия различных металлов пока трудно с точностью говорить, так как
мы до сих пор не знаем, каков механизм этого действия, материален ли он и
мыслимо ли говорить о дозе вещества, растворенного в жидкости.
Сопоставляя все указанные
данные, приходится притти к мысли, что наблюдаемые нами явления зависят не
от материального воздействия металлов на протоплазму, а вероятно от
электрической энергии, освобождающейся в виде электронов их веществ при их
постепенном разведении.
Исходя из мысли о
нематериальном действии веществ в указанных условиях, мы остановились на
вопросе о действии на сосуды растворов эманации радия [радон -
Е.
подобные
вещества, представляет собою крайне неустойчивую систему, постепенно
ежемоментно распадающуюся с образованием атомов новых веществ, в свою
очередь также подвергающихся дальнейшему распадению.
Все
испытанные вещества в сильнейших разведениях оказывали на окраску кожи
лягушек одинаковое влияние, но, по-видимому, адреналин и гистамин -
наиболее резкое.
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.
Пигментные клетки чувствуют это состояние вещества, его
электрическую энергию подобно тому, как пигментные клетки сетчатки
чувствуют свет, явление электромагнитное.
Если мы всмотримся в
основные явления жизни протоплазмы вообще, то вышеописанное действие
веществ в бесконечно малых концентрациях не покажется нам каким-то
исключительным и необычным.
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.
Таким образом, влияние веществ
на организм гораздо шире и разностороннее, чем то, которое констатируется
по их видимому, так называемому специфическому, фармакологическому
действию на те или другие органы и ткани.
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.
Действие
радиоактивных веществ еще более склоняет нас к мысли, что одним из
основных стимулов жизни является электрическая энергия со всеми се
свойствами превращения.
Одинаковое действие на сердце эти вещества оказывали не только при
введении их в Р-Л жидкость, питающую сердце, но и при помещении их на
расстояния 1/4-2 см от последнего.
Большой
интерес для наших соображений относительно способа действия веществ в
минимальных дозах имеют и недавние исследования Саксля (Saxl 8)
относительно олигодинамических явлений.
Мы видим, таким образом, что и
эти исследования как и классические исследования Нэгели, говорят не за
материальное действие веществ, а за какое-то энергетическое.
Если я все время говорю, что в основе
действия веществ в вышеописанных условиях лежит электрическая энергия, то
это делаю только потому, что другого названия энергии подобрать не могу.
Во всяком случае для меня несомненно, что действие веществ в минимальных
дозах и концентрациях не материального характера и что живая протоплазма
беспредельно чувствительна к беспрерывным превращением материи в энергию,
и этим жизнь ее теснейшим образом связывается с мировым превращением
материи.
Если следовать Джону Уилеру, американскому физику, популяризатору теорию относительности, то «пространство говорит веществу, как ему двигаться», в то время как «материя говорит пространству, как ему гнуться».
Итак, мы пришли к тому, что пространство-время и вещество – это две «переговаривающиеся» между собой субстанции, действующие как бы по взаимной договоренности.
Может наступить момент, когда в результате падения вещества масса звезды достигнет определенного предела, описываемого в теории тяготения, и она превратиться в черную дыру.
Теория тяготения описывает, а практика надежно подтверждает, что искривление пространства-времени может стать столь значительным, что это приведет к образованию своеобразной области или локации в пространстве, внутри которой будет содержаться сверхмассивное вещество – причина такой локации.
Собственно, это кривизна пространства-времени станет таковой, что удаляющееся от вещества излучение, информация будут не способны преодолеть окружающий вещество барьер кривизны.
Иными словами, чтобы материализовать вещество, необходимо «искривить» пространство и время, но делается это строго определенным образом, по закону логарифмического вихря, деформирующего свойства пространства и свойства времени одновременно.
Иначе говоря, пространство, заполняющее вещество внутри и вне его, есть некая среда, физический вакуум, обладающий свойствами, зависящими от условий, присущих данной области пространства.
Но вот если мы будем измерять скорость света не в пустоте, а внутри вещества, где энергия физического вакуума другая, больше чем в космосе, то обнаружим, что численное значение скорости будет меньше.
Упрощая и не вдаваясь в явление дисперсии, отметим – это происходит по той причине, что свойства пространства, содержащего вещество, отличаются от свойств «пустого» пространства.
Предположим, что в центре нашего куба в результате аннигиляции множества виртуальных электрон-позитронных пар возникло разряжение, то есть на время упала плотность виртуального вещества в сравнении с периферийными областями.
Говоря по-другому, в сторону центра куба устремляется поток пространства, способный двигаться неопределенно долго, увлекая в движение находящееся в нем виртуальное вещество, ускоряя его, повышая его энергию.
Падающее на центр вещество заполняет керн анизотропной структуры (мы здесь не рассматриваем тормозное излучение, создающее механизм противодействия падению вещества, которое уравновешивает поток, придавая строгую соразмерность субъэлементарным частичкам вещества), образуя элемент материи, способный существовать сравнительно долго в меру замедления внутреннего темпа времени в сравнении с темпом времени пространства на периферии.
В результате удаленный наблюдатель будет видеть сравнительно молодые звезды именно в центре, здесь же будет рождаться большее количество частиц (вещества) из физического вакуума.
Невидимая масса «черных» дыр в сингулярных глубинах столь велика, что периодические односторонние выбросы (джеты) излишков энергии и вещества вовне, являясь ничтожными долями содержимого тел, никак не отражаются на положении в пространстве источников.
Нельзя оценивать свойства пространства и времени вдоль луча зрения, путь которого проходит не только сквозь космические струи, но и сквозь разные по свойствам структурные уровни строения вещества.
Если это учесть, то не будут разбегаться галактики, не потребуется поиска причин, почему они вращаются как единое целое, не будет нужды ни в темной энергии, ни в темной материи – все вещество перед нашими глазами.
Если на нашем пути окажется другая энергетическая область, которую можно ощутить, например, по увеличению содержания нуклонов (ионизированного водорода), рождающихся более интенсивно из физического вакуума, то приближается период, когда будет расти энергия пространства, а значит – каждой элементарной частицы, каждого атома, каждой молекулы вещества.
Мы это ощутим по необычному изменению привычных свойств вещества, материалов, конструкций, по нарастанию энергии земных глубин, по активизации латентных вирусов и микробов, не влиявших до этого на наше существование, по нарастающей тревоге и агрессивности животного мира, изменению флоры.
Это спонтанный переход в исходное состояние вещества глубинных структур земли, стиснутого сейчас до такого состояния, когда были вынуждены вжаться электронные орбиты атомов.
Конечно, удивляться - не самоцель :) Понимание химии дает
возможность предвидеть свойства веществ и материалов, не гадать, а знать,
почему так происходит, выбрать верный путь и получить желаемое.
Можно упрощенно, но достоверно представлять, что такое
электрон, атом, молекула - это основа понимания всей химии потому, что все
свойства веществу, кроме его массы (и всего, что зависит от массы), придает
состояние электронов атома и разница между их общим отрицательным зарядом и
положительным зарядом ядра.
Вакуум, кванты, вещество) и поэтому если встретятся два
атома, один более положительный по электрическому заряду, другой более
отрицательный, то они стянутся в одну молекулу.
Это - усредненная оценка
энергии взаимных передач ударов атомов и молекул - как скопища упруго
сцепленных электромагнитными взаимодействиями элементарных единиц вещества.
Понятно, что некоторые элементы вещества получают более сильные удары, другие
слабые, так что существует диапазон сил ударов для каждого среднего значения
общей привнесенной энергии.
Полярность
молекул жидкости придает ей специфические свойства - как растворителей таких же
полярных веществ: солей, кислот, органических веществ с полярными
(разнозаряженными) группами атомов (которые называют "функциональные
группы" проявляющие сами по себе характерные особенности во
взаимодействиях - функции).
Если растворяющая жидкость имеет полярные молекулы, то
она легко подменяет собой, примагничивает разноименным зарядом, так же полярные
связи молекул растворяемого вещества, а если вещество не полярное, то и
примагничивать становится нечего.
Растворение всегда предполагает такую температуру
растворителя, при которой его молекулы оказываются достаточно часто
разрываемыми между собой, что позволяет вместо них прикрепляться молекулам
растворяемого вещества.
Жидкое или газообразное состояние - лучшие условия,
хотя и в контакте твердых веществ диапазон энергии температурных ударов молекул
может приводить к разрывам связей и подменой связями с другим веществом.
Если молекулы твердого вещества имели между собой более слабую
связь, чем новые связи с растворителем, то разница в энергии связи выделяется в
виде дополнительной тепловой энергии и при растворении раствор нагревается.
Поэтому при растворении соли в воде температура понижается, а при
растворении веществ, образующих с водой сильные связи - повышается (вот почему
при высыпании вещества для очистки сточных труб в раковину, там начинается
бурное кипение, а при смешивании соли со снегом или просто при растворении ее в
воде - понижение температуры).
При растворении в конечном счете устанавливается баланс, равновесие: сколько
твердого вещества перешло в раствор, столько же возвращается назад (глобально:
сколько на Земле воды испарилось, столько ее и пролилось дождями-снегом).
Поэтому если
температура понизилась, то баланс смещается в сторону большего возврата молекул
в твердое вещество, и они, выстраиваясь в порядке ориентации связей, образуют
кристаллы, форма которых соответствует ориентациям связей.
В этом смысле нет принципиальной разницы между растворами
разных веществ или однородным веществом, - все происходит по одному и тому же
принципу стремлению к равновесию состояний с влиянием температуры, которая
из-за большого диапазона возможных энергий соударений, разрывает даже очень
сильные связи.
В химии, все же, часто отличают
такое взаимодействие от "просто" растворения или изменением
агрегатного состояния вещества, условно называя это "химической
реакцией", хотя нет никакой принципиальной разницы между этими процессами
настолько, что невозможно провести качественную границу.
Если температура и фазовое состояние вещества позволяет
рваться молекулам и подменять связи на другие, то происходит установление
нового равновесия с поглощением или выделением тепла (вплоть до горения,
взрыва) - как разницы между энергиями связи прежней и новой.
Если изменения слишком велики, то живое переходит в состояние неживого
потому, что живое требует поддержания очень тонкого баланса составляющих очень
сложных, белковых веществ, их равновесных взаимодействий с другими веществами в
узких границах условий.
В статье Наследование
признаков показывалась такая преемственность и общность законов
эволюционного развития:
Все это происходит только потому, что начальное
состояние вещества в данных условиях с неизбежностью приводят к развитию такого
результата.
Монокристалл - это как раз то, что имеет выраженные
природные грани, определяемые особенностью связей молекулы (или атомов в случае
моноатомных кристаллов), но, чаще всего, вещество находится в
поликристаллической форме застывших кристаллов, часто разного состава.
Все формы вещества состоят из однородных (очень редко) и
разнородных (практически всегда) атомов, соединяемых между собой, в основном, с
помощью главного свойства электронов - спаривания (слипания противоположно
повернутых магнитиков-спинов, а точнее, образования общей устойчивой
конфигурации стоячей волны, на разрыв связи которой требуется определенная
энергия), а так же из-за взаимного "электростатического" притягивания
атомов, у которых один или несколько электронов, спариваясь, оказываются у
одного из атомов и при этом потерявший электроны становится заряженным
положительно, а захвативший - отрицательно.
атом азота,
связанный с тремя атомами кислорода - это отрицательно заряженная группа -
анион, которая способствует растворению очень многих веществ, особенно
металлов, придавая азотной кислоте H- NO3 свойства, растворяющие в
водной среде (которая способствует разделению ионов и их самостоятельному
активному действию) многие металлы.
Он считал, что
с помощью вселенской анти-гравитации можно уравновесить гравитацию вещества во
Вселенной и обеспечить неподвижность распределения вещества, а значит и
статичность самой Вселенной.
Интерес к модели Эйнштейна, к модели де Ситтера, в которой вовсе нет вещества
и имеется только вакуум, к космическому вакууму и космологической постоянной то
совсем исчезал в космологии, то время от времени снова возникал по разным
причинам, и на эту тему немало сказано и написано в прежние годы, в том числе и
в широко известных монографиях и учебниках [6-10]; не будем повторять то, что
уже не раз излагалось с большой полнотой и основательностью и к ссылкам на книги
добавим только указание на пионерские работы Э.
Но и независимо от этой конкретной модели и любых ее известных версий, идеи
Глинера служат первой и пока единственной разумной гипотезой о физической
причине космологического расширения: по Глинеру, расширение вещества обязано
своим происхождением анти-гравитации космологического вакуума, а само вещество
появилось в результате квантовых флуктуаций того же вакуума.
Лишь немного уступает вакууму по плотности скрытая масса, или, как чаще в
последнее время говорят, темное вещество:
(3)
Пожалуй, плотность - это то, что как раз лучше всего известно об этой
компоненте космической среды.
До сих пор не
известна физическая природа носителей темного вещества; обсуждается очень
широкий диапазон возможностей - от элементарных частиц с малой (меньше массы
электрона) массой до звезд-карликов, массивных (больше массы солнца) черных дыр
и т.
За темным веществом следует светящееся вещество звезд и галактик; в
соотвествии с уже сказанным, его космическая плотность (средняя по всему
наблюдаемому объему мира) на порядок величины меньше плотности темного вещества:
(4)
Наконец, четвертой компонентой космологической среды является излучение, или
ультрарелятивистская среда, с плотностью
(5)
где постоянный множитель учитывает вклад нейтрино, гравитонов и других возможных
ультрарелятивистских частиц и полей космологического происхождения, добавочный к
очень хорошо измеренному вкладу реликтового излучения; в оценке этого вклада
имеется, как видим, значительная неопределенность.
На динамику шара внешние слои вещества не влияют, так как они
сферически-симметричны, а внутренняя масса шара действует на точку на его
поверхности так, как если бы вся эта масса была сосредоточена в центре шара.
Как легко проверить, это соотношение вытекает из термодинамического тождества
(где, как обычно, - полная внутреняя энергия (считая с энергией
покоя), температура вещества и его энтропия в объеме ), если считать, что.
Из уравнения (9) легко найти,
как плотности вещества и излучения изменяются со временем при изменении его
радиуса в ходе расширения или сжатия шара:
(10)
Здесь три величины - произвольные постоянные интегрирования.
Так как тяготение обычного вещества и излучения создает
отрицательное ускорение, , космологическое расширение происходит с
замедлением на этих ранних этапах эволюции мира.
Численное значение плотности вакуума во всех этих случаях одно и то
же, так что измерив это значение в системе отсчета, сопутствующей расширяющемуся
веществу, как это реально и сделано с помощью наблюдений сверхновых, мы знаем,
что оно в точности такое и при любых других способах измерений в какой угодно
системе отсчета.
Из сказанного становится ясным, что
переход в расширяющейся Вселенной от стадии преобладания обычного вещества к
стадии преобладания вакуума означает постепенное исчезновение динамики в
четырехмерном пространстве-времени.
Но в погруженном в этот вечный и неизменный
мир веществе многое еще происходит и будет происходить (например, вспыхивают
сверхновые, по которым мы узнаем об ускоряющемся расширении).
Распределение же вещества в ближнем объеме, напротив, крайне неравномерно:
имеются группы галактик с размерами в 1 Мпк и больше, все они входят в большое
скопление галактик Вирго (т.
Вскоре после открытия реликтового излучения было замечено [50], что
фридмановские интегралы, вычисленные по известным значениям плотностей вещества
и излучения, оказываются довольно близкими друг другу по порядку величины.
Последнее
означает, что вакуум с его постоянной плотностью лишь сравнительно недавно, при
красном смещении , согласно формуле (15), оказался
выше темной энергии по эффективной гравитирующей плотности, так что современная
эпоха в эволюции Вселеной - это эпоха продолжающегося перехода от преобладания
темного вещества к преобладанию вакуума.
Это
электромагнитные волны, или фотоны, которые находились в термодинамическом
равновесии с горячей космической плазмой, а при температуре и возрасте мира млн лет, когда плазма охладилась из-за общего расширения и в ней
произошла рекомбинация, излучение перестало взаимодействовать с веществом.
То `обычное' вещество Вселенной, из которого состоят Земля (и все, что на
ней), другие планеты и звезды, - это барионы (протоны, нейтроны) и электроны в
числе, равном числу протонов.
Именно это малое безразмерное космическое число обеспечило
выживание обычного вещества в ранней эволюционирующей Вселенной и его
существование в сегодняшнем мире.
В конкретных вариантах космологического бариогенеза, которые обсуждались в
последние два десятилетия, изучалась возможность протекания этого процесса в
очень раннюю эпоху, когда температура космического вещества была близка к
характерной энергии Большого Объединения ГэВ , а возраст мира сек.
В духе идей, родственных картине
бариогенеза, можно предположить, что природа скрытого вещества связана так или
иначе с неравновесными процессами в космической среде на ранних этапах
расширения Вселенной.
Однако то же самое
могло бы произойти и с достаточно массивными частицами скрытой массы, - если
только предположить, что носителями темного вещества являются именно
элементарные частицы вместе с античастицами.
Одна из
такого рода моделей обсуждается в недавней работе [61], где
делается предположение о том, что закалка частиц темного вещества произошла в
эпоху, когда температура была близка к характерной энергии электрослабых
проценссов ТэВ.
Свойства эфираОтносится к «Список теоретических статей»Утверждается тождество материи и эфира и различие между ними и веществом.
При желании можно непротиворечиво ввести в материализм популярную идею о Боге: рожденная материей Идея порождает материальный мир (правильнее сказать, вещественный мир, реальность) и является в нем Богом, который сам подчиняется Законам существования Материи, а не порождает их.
То есть, например, в абсолютно твердом теле перемещаются деформации, причудливо сложившиеся, скажем, в грузовик и трассу, а не какие-то вещественные образования – грузовик и трасса - внутри материи.
Тогда становится понятным, почему существует ограничение на скорость перемещения (СТО): это максимальная скорость эфирной волны, деформаций, это свойство материи (а не вещества).
Но для материи-эфира не существует понятия «расстояние» и для внутреннего (вещественного) наблюдателя километровый отрезок помещается в «нулевом объеме» материи.
При этом возникает Пространство как относительное и количественное существование «деформаций» - вещества, как возможность подсчитывать количество дискретных деформаций в материи.
«Большим хлопком» - процессом исчезновения «деформаций», явлением, обратным по отношению к «Большому взрыву», можно представить ситуацию с постепенным «угасанием» деформаций и исчезновением вещественных проявлений эфира (материи), но не самой материи (эфира), существование которой никак не связано с вещественными проявлениями.
Дискретность вещества и ограниченность минимальных (планковских) размеров – свойства «деформаций», собственные свойства вещества, как производного от материи (эфира).
Нет принципиальных препятствий для возникновения вещества «на пустом месте», поскольку между двумя «деформациями» в материи может присутствовать свободное материальное «пространство», в котором при некоторых обстоятельствах может возникнуть новая деформация или их группа (частица, поле, вещество).
Эффекты СТО – лоренцевы преобразования – визуальные, иллюзорные, то есть вещество не сжимается, а выглядит сжатым для стороннего наблюдателя (внутри материи) из-за «замедленного» восприятия.
От одной области эфира к другой передается невещественная, эфирная (вероятно, квантовая) информация, не обладающая способностью непосредственно взаимодействовать с «деформациями», и носителем которой являются «деформации» отличного от вещественных вида.
«Дальнодействие» - силовое взаимодействие вещественных образований (давление одного тела на другое, гравитация, электростатические и магнитные силы и так далее), как стремление вещественного образования изменить свое положение в пространстве.
При возникновении сил притяжения - отталкивания совокупность деформаций (вещественное тело, заряженная частица, поле) создают «вокруг» себя (а фактически в совокупности других деформаций, например, в физическом вакууме или поле) деформацию материи, которая является благоприятным, предпочтительным «направлением» для «перетекания» других образований деформаций (тел, частиц, полей) в эту область.
Следует предположить, что вещественные средства диагностики, наблюдения, регистрации могут дать лишь косвенные, опосредованные описания законов его функционирования.
Создание искусственного сознания, таким образом, должно быть направлено на использование процессов возникновения вещественных образований, которые, как считается, приводят к появлению сознания (аналоги мозга).
Любое «уплотнение» в узлы само по себе уже можно рассматривать как деформации и, следовательно, вещественным (или другим наблюдаемым) проявлением материи (эфира).
Дискретная модель делает незаметной разницу между вещественным состоянием (всеми наблюдаемыми в принципе субстанциями) реальности и ее «строительного материала».
Ведь любое наше воздействие на носитель носит вполне вещественный характер, поскольку вещество (во всех своих проявлениях) может взаимодействовать только с веществом.
Но при этом нам следует признать, что может быть и недоступная для вещественного восприятия информация как модуляция пока неведомых нам проявлений материи (в том числе, не вещества).
«Ограничения» в трех измерениях для вещественных образований – это следствие «стадности» частиц, их образующих, которые всегда следуют друг за другом группой.
Более того, квантовая механика распространяет свои принципы и на макромир, на те самые вещественные образования, которые, как Вы говорите, «ограничены в 3 измерениях».
В большинстве моделей эфир понимается как нематериальная среда и противопоставляется «весомой материи» - веществу из которого состоят физические тела.
Только нужно уточнить: сама «арена» является производной от «эфирных деформаций» - вещественного мира (который в этом смысле является материальным).
Понятие «область», как и «пространство» - это понятия, возникающие при рождении одного из проявлений материи – вещественного мира, полей и тому подобного.
Понятно, что материя не лишена способности порождать пространство вследствие своего движения, изменения, проявляющегося в образовании деформаций – вещества, полей и всего остального.
Остальные страницы в количестве 1331 со вхождениями слова «вещество» 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.