Страница 14 из 31
Это заставило Чижевского вернуться к прежним представлениям о том, что аэроионы попадают через легкие в кровь и воздействуют в первую очередь на нее. Но не своим электрическим зарядом, а как химическое вещество, активированное этим зарядом.
При таком подходе нужно было сначала понять, что же такое отрицательные аэроионы с физической и химической точек зрения. К тому времени физика и химия могли дать исчерпывающие ответы на этот вопрос. Положительный ион — это атом или молекула, потерявшие один или несколько электронов. Соответственно, бывают однозарядные, двухзарядные и так далее положительные ионы. Атомы элементов шестой и седьмой групп периодической системы, а также молекулы некоторых химических соединений способны не только отдавать, но и присоединять к себе один или два (но не больше) электрона и превращаться в однозарядный или двухзарядный отрицательный ион. В химии это свойство получило название «сродство к электрону».
Из всех газов воздуха сродством к, электрону обладает лишь кислород. Углекислый газ, азот и аргон присоединять электроны не могут и способны образовывать только положительные ионы. Правда, в воздухе могут присутствовать и простейшие отрицательные ионы — свободные электроны, а также псевдоаэроионы — молекулы водяного пара и пылевые частицы с «прилипшими» к ним за счет обычного кулоновского притяжения электронами. Таким образом, Чижевскому особенно выбирать не приходилось: или кислород, или водяной пар. Он выбрал кислород.
Здесь свою роль сыграли открытия в биохимии, которые смогли объяснить химические процессы, происходящее при дыхании, то есть усвоении организмом кислорода. Был открыт ряд ферментов, названных цитохромами. Они осуществляют перенос электронов от молекул водорода к молекулам кислорода, что и приводит в конечном итоге к образованию из двух молекул водорода и одной молекулы кислорода двух молекул воды. Этот процесс идет в несколько стадий, на первой из которых формально образуется однозарядный отрицательный ион кислорода.
Позже было показано, что каталитическое восстановление кислорода цитохромами происходит без отрыва кислородного иона от катализатора и в цепи дыхательных химических реакций свободных ионов кислорода не существует. Но Чижевский об этом не знал и высказал еще одно предположение, которое могло бы объяснить необходимость присутствия во вдыхаемом воздухе отрицательных ионов кислорода:
«Можно допустить, что отсутствие активированного кислорода во вдыхаемом воздухе может вызвать ряд нарушений в работе дыхательных катализаторов».
После своей реабилитации и возвращения в Москву в 1958 г. Чижевский продолжил свои исследования как научный консультант, а с 1962 г. он — руководитель лаборатории ионификации и кондиционирования воздуха треста Союзтехника Госплана СССР. Здесь он и проработал вплоть до своей смерти в 1964 г. За эти годы Чижевский систематизировал материалы исследований в области аэроионологии, которым посвятил практически всю жизнь. Большая часть работ послессылочного периода покрыта тайной, что и неудивительно, поскольку именно в эти годы создавались первые атомные подводные лодки и пилотируемые космические корабли. Очевидно, вопрос об ионизации воздуха для дыхания их экипажей конструкторы в стороне не оставили, и знания Чижевского были востребованы. По крайней, мере, метод лечения ряда заболеваний ионизированным воздухом в 1959 г. Приказом № 100 Министерства здравоохранения СССР был рекомендован к практическому применению.
Таким образом, многими десятилетиями упорных исследований Чижевский заложил основы нового подраздела биофизики — аэроионологии. Главный итог его работы — это доказательство того, «что отрицательные ионы кислорода атмосферного воздуха являются обязательными для живого организма факторами внешней среды, без которых невозможно длительное сохранение высокоорганизованной жизни».
Как уже говорилось, опыт с мышами в деионизированном воздухе стал классикой, потому что неоднократно повторялся различными исследователями. Более того, в 40-х гг. прошлого века аналогичные опыты с людьми пытался поставить Ш. Кимура в Японии. Выяснить, погибнет ли человек в результате длительного пребывания в деионизированном воздухе, ему не позволили моральные устои общества. Но довести подопытных до соматических заболеваний ему удалось.
Развитие аэроионологии во второй половине ХХ века
Исследования Чижевского продолжались более сорока лет и представляют собой вереницу экспериментов, которые рождали огромное количество вопросов, попытки найти на них ответы, новые вопросы и т. д.
Вопросов рождалось все больше, но открытия в области химии, физики, биологии и медицины, которые в ХХ в. сыпались как из «рога изобилия», на многие из них давали ответы. Тем не менее попытки Чижевского добраться до глубинных механизмов биологического действия аэроионов были безуспешными. Понять, что же происходит на биофизическом, биохимическом и биомолекулярном уровнях, — значило увидеть перспективы аэроионотерапии, а может быть, и получить возможность увеличить срок жизни человека. Вспомним, что в опытах Чижевского при искусственной ионизации воздуха мыши вырастали гораздо более сильными и жили в среднем на 40 % дольше.
Ученики Чижевского пытались развить высказанную им гипотезу каталитической активности аэроионов. Поводом к этому послужило открытие механизма биологического действия витаминов.
Оказалось, что витамины способствуют ускорению определенных биохимических реакций, то есть ведут себя как биокатализаторы. Именно в это время (начало 50-х) и появилось известное сравнение «аэроионы — витамины воздуха».
Однако развитие науки о ферментах — энзимологии — показало, что эволюция жизни на Земле шла по пути создания конкретных ферментов для конкретных реакций, а не использования существующих в неживой природе веществ. В подавляющем большинстве ферменты представляют собой сложные белковые молекулы, в которых маленький их кусочек — активный центр — служит катализатором. Что касается витаминов, то они являются вспомогательными веществами (коферментами), которые обеспечивают активность определенных ферментов. Крайне редко биокатализаторами могут быть ионы металлов — железа, меди, молибдена и т. д. Но они работают как катализаторы и в пробирке. Отрицательно заряженные ионы кислорода вне организма какой-либо каталитической активности не проявляют.
Окончательно предположение о роли аэроионов как биокатализаторов было отвергнуто лет пятнадцать назад, но и сегодня еще иногда встречаются попытки медиков рассматривать аэроионы «как биокатализаторы, нормализующие и стимулирующие обмен веществ в организме».
Неудачи в объяснении механизма действия аэроионов привели к тому, что после смерти Чижевского исследования в области аэроионологии в СССР велись слабо. За рубежом им уделялось несколько большее внимание. В начале 70-х гг. ХХ вв. широкое распространение получила «серотониновая гипотеза» действия аэроионов. Остановимся на этом подробнее.
В 1948 г. из крови человека было выделено органическое вещество — пентаокситриптамин, названное впоследствии серотонином. Если вещество содержится в крови, то оно для чего-то необходимо организму. Довольно быстро установили, что серотонин действует как гормон, регулирующий кровяное давление и приток крови к почкам. Позже выяснилось, что он связан с нормальной деятельностью мозга — нарушение его концентрации приводит к шизофрении. Оказалось, что в нервной системе серотонин работает не как гормон, а как нейромедиатор — химический передатчик нервных импульсов.
Были установлены механизмы биохимического синтеза и обмена серотонина в клетках. Это химически достаточно простое вещество синтезируется из аминокислоты триптофана, которая является составной частью белковых молекул и относится к незаменимым аминокислотам. То есть триптофан в организме человека не синтезируется, а должен поступать в него с пищей.
Превращение триптофана в серотонин идет в две стадии и катализируется двумя специализированными ферментами: гидроксилазой и декарбоксилазой.