Чтение онлайн

Диссимметрия Живого вещества была открыта в 1848 году одним из величайших ученых прошлого столетия Л. Пастером, который осознал диссимметрию, как космическое явление. Он несколько раз возвращался к этим идеям, углубляя их все более и более, и считал это открытие самым важным делом своей жизни, самым глубоким подходом своего гения к проблемам знания. Странна судьба этих идей. Основная идея, им выдвинутая, не вошла до сих пор в научное сознание. И в общем мнении химиков она даже признается в основе своей сомнительной. Мне кажется, это связано с тем, что понятие диссимметрии, на которое опирался Пастер, никогда не было принято во внимание химиками во всем его объеме и не было понято его современниками. Точно такие же слова можно сказать и сейчас, через много лет. Эта самая главная загадка естествознания как будто нарочно не берется во внимание. Это похоже на какое-то проклятие, но больше всего оно тянет на негласное табу. Глубокий анализ этого понятия был произведен уже после смерти Пастера через 46 лет после его открытия другим гениальным французом Пьером Кюри в 1894 году. Его работы изложены исключительно сжато и могут казаться абстрактными, но основная его теорема — теорема о диссимметрии — не возбуждает никаких сомнений в своей правильности и ясна в своем конкретном значении. Она гласит: «Если какие-нибудь явления проявляют диссимметрию, та же диссимметрия должна существовать в причинах, которые эти явления вызывали». Этот принцип Кюри решает спор бесповоротно в пользу Пастера в той части его утверждений, которые заставляют искать причину диссимметрии природных тел в явлениях жизни.

Судьба работ Кюри схожа с судьбой Пастера. Отвлеченный открытием радиоактивности, он вновь вернулся к работам над симметрией перед смертью в 1906 году — 102 года тому назад, судя по записям в дневнике, — и подошел к крупным обобщениям в этой области. После его гибели — он был раздавлен ломовым на улице Парижа — никто не поднял нити, им упущенной, в дальнейшем физическом анализе принципа симметрии, особенно возбуждающем сейчас наше внимание.

Путь, открытый Пастером и Кюри, зарастает травою забвения. По мысли Вернадского, как раз по нему должна сейчас пойти волна научной работы. Он писал это почти сто лет назад, будучи уверенным в сказанном. Однако, вы думаете, кто-то взялся за разрешение этой загадки? Нет, нет и нет! Были и есть попытки докопаться до сути чисел Фибоначчи, золотого сечения, но диссимметрию до сих пор никто, кроме минералогов, которым она, в общем, ни к чему, не трогает. Факт, установленный Пастером и объясненный Кюри, получил название закона Пастера-Кюри и имеет фундаментальный характер и исключительное значение! Пастер считал, что в живых организмах устойчивы только правые формы материи, т. е. пространство, занятое жизнью, благоприятствует сохранению лишь этих молекулярных структур. Он считал, что в наиболее важном веществе организмов — в семенах и яйцах — резко преобладают правые антиподы. И оказался абсолютно прав, ДНК и РНК — правые формы. Этим он предвосхитил генетику. «Для того чтобы понять образование молекул исключительно одного порядка диссимметрии, достаточно допустить, что в момент своей группировки атомы элементов подвержены диссимметрическому влиянию, а так как все органические молекулы, которые создались при аналогичных условиях, идентичны, каково бы ни было их происхождение и место образования, — это влияние должно быть всемирным. Оно должно охватывать весь земной шар». Этим высказыванием Пастер предположил космичность явления диссимметрии и, надо полагать, был недалек от истины.

Это явление кладет резкую грань между энантиоморфными формами, создаваемыми в термодинамическом поле Жизни, и другими, появляющимися в окружающей Жизнь космической среде. Это изучение важно не только для более полного понимания Жизни, как это подчеркивал Пастер, оно не менее важно для изучения состояния физического пространства вообще, ибо вскрывает его новые свойства, которые ни в одном другом физическом явлении не проявляются. Эти сведения подтверждают наличие вакуумных структур в Живой субстанции. Подчеркнем основной вывод: явления Жизни позволяют идти в изучении пространства Космоса так далеко, как это невозможно пока никаким другим путем. В этом проявляется космичность Жизни. Мы вступаем здесь в огромную область факторов, не затронутых еще строгой научной мыслью. Надо полагать, что гигантский пространственный «маятник», разворачивающий то вправо, то влево элементы Живого вещества, имеет физическую природу. Возможно, магнитную. Доказательством существования подобного механизма является увеличение числа левшей и зеркальных болезней. То, что эти два явления связаны и с окружающей средой, и с внутренней средой живых организмов, не должно вызывать никаких сомнений.

Пастер допускал возможность другой Жизни с обратными антиподами — левыми в левом пространстве. Если явление связано с состоянием пространства, занятого Жизнью, то правым — по непонятной пока нам причине — должно быть все пространство Солнечной системы, может быть, даже галактическое. Это противоречие снимается только в том случае, если диссимметрия не является частным случаем во Вселенной. Идеи Пастера так и не нашли отклика, факты, им полученные, не получили развития.

Еще совсем недавно казалось, что нарушение зеркальной симметрии в ходе естественной эволюции добиологической органической среды невозможно. Это противоречило обычным представлениям о поведении химических систем, следуя которым система должна стремиться к состоянию с максимальной энтропией, максимальной хаотичности и, значит, к рацемической смеси. В то же время в физике уже были хорошо известны разнообразные процессы, в которых упорядоченные состояния возникают скачкообразно и самопроизвольно, спонтанно. Мы часто сталкиваемся с ними в повседневной жизни, например, при кристаллизации, когда хаотическое распределение молекул в жидкости переходит в строго упорядоченную структуру кристалла. Важная особенность этих процессов заключается в том, что для перехода из разупорядоченного состояния в упорядоченное совсем не обязательно иметь какое-то внешнее упорядочивающее воздействие. Как только в системе достигаются некоторые (критические) условия, беспорядочное состояние становится неустойчивым, и система самопроизвольно (спонтанно) переходит в упорядоченное состояние.

Похожие критические явления существуют в химии, биологии, экологии и даже социальной жизни. Более того, выяснилось, что они представляют собой один из естественных и достаточно универсальных механизмов возникновения порядка из хаоса. Это оказалось настолько важно, что возникла специальная область науки — синергетика, которая изучает сложные взаимосвязи усиливающих друг друга процессов, приводящих к смене эволюционного развития системы скачкообразным изменением ее важнейших свойств и качеств. Российский ученый Л. Л. Морозов высказал еще более смелую мысль: главным следствием такого процесса должно было быть нарушение зеркальной симметрии органической среды и, следовательно, зарождение Жизни можно представить физической картиной фазового перехода с потерей зеркальной симметрии!

Всё Живое на Земле, от вирусов до человека, пользуется одинаковым генетическим кодом. Поскольку из четырёх типов нуклеотидов можно сложить 64 комбинации по три, то код получился избыточным.

Соответственно, многие аминокислоты (и сигнал «стоп») могут кодироваться разными триплетами. Однако это не нарушает однозначности кодирования. Если 64 разделить на 2, мы получим 32, а это число кристаллических классов. Действительно, разные хиральности аминокислот неравноценны. Но различие между ними теоретически составляет менее 10– 11, а в эксперименте — менее одной миллиардной, определяемой чувствительностью опыта, что не опровергло теорию. Такая разница между вариантами отнюдь не объясняет 100 % победу одной из хиральностей! Победа существующего генетического кода ещё менее объяснима. Совсем не ясна роль D-аминокислот и особенности их в Живом веществе. Для выяснения причин и механизмов возникновения хиральной чистоты живых организмов важно знать, является ли она абсолютной, а если нет, то какова степень ее чистоты, и в чем состоят причины отклонений от правила, наблюдаемые у организмов или их структур, у которых такие отклонения имеют место? Известно, что небольшие количества свободных D-аминокислот можно определить в любых организмах. При этом следует подчеркнуть, что в составе полипептидов, синтезируемых рибосомами, D-аминокислоты пока обнаружить не удалось. В составе активных компонентов клетки D-аминокислоты ни разу не удалось наблюдать ни у одного из живых организмов, занимающих в эволюционном ряду место выше земляного червя. Но и у беспозвоночных такие примеры встречаются исключительно редко. В подавляющем большинстве известных случаев D-аминокислоты у животных находили в крови и лимфе в свободном состоянии. Так, в пятидесятых годах было установлено наличие D-ceрина в составе ломбрицина и D-серинаминоэтанолфосфатного эфира, обнаруженных в организме земляного червя. Возможно, что фосфорный диэфир является предшественником ломбрицина. Другим редким примером метаболита, в состав которого входит D-изомер цистеина, синтезируемого в организме беспозвоночных, является вещество, вызывающее биолюминесценцию т. н. огненных мух рода Photinus. Это гетероциклический фенол, который люминесцирует при действии фермента люциферазы только в том случае, если в структуре этого фенола присутствует D-цистеин, при замене последнего L-формой биолюминесценции не наблюдается. Для понимания принципа сортировки правых и левых аминокислот мы должны окунуться в пути их метаболизма. После приема рацемичной пищи она под действием механики и кислот распадается на молекулы и блоки. Далее она, смешавшись с химусом, начинает всасываться в кровь. Однако там белки хозяина встречают и сопровождают вновь прибывших к месту натурализации, т. е. в печень. Именно в этом органе происходит разделение и выбраковка пространственных энантиомеров. Как она происходит? С помощью энзимов, лиганд, т. е. пространственно- и светозависимых молекул. Печень, по тибетским воззрениям, светочувствительный орган. Поэтому разделение молекул по принципу светофора здесь вполне уместно и обоснованно. Магнитным фильтром этот процесс не отследишь только по одной причине — не все молекулы магнитовосприимчивы. При хорошей работе печени диссимметрия в организме выражена, и свободных D-аминокислот и L-сахаров может быть немного. Когда фильтр не работает, их становится очень много. Это чревато пагубными последствиями. За фильтром надо следить.

Среди всех живых систем мир бактерий является уникальным как по содержанию, так и по высокой степени использования D-аминокислот в процессах обмена. Установлено, что D — аминокислоты, в частности D — аланин и D-изоглутаминовая кислота, входят в состав пептидогликана (муреина), сложного полисахарид-пептида, создающего в виде одной огромной молекулы жесткий каркас стенки бактериальной клетки. У некоторых микроорганизмов пептидный остаток в позиции три может быть диаминопимелиновой кислотой. Менее часто эта позиция может быть занята L-оксилизином, D-орнитином (Corinebacteria), L-орнитином или 2,4-диаминобутиловой кислотой. Отдельные полисахариды связаны поперечными пептидными мостиками. У некоторых микроорганизмов (например E.Coli) поперечные связи формируются непосредственным соединением карбоксила D-аланинового остатка и аминогруппы диаминокислоты. Теперь вновь вспомним патогенез раковой болезни. Из литературы известно, что E.Coli в процессе малигнизации становится онкопродуцентом. Это ее свойство можно объяснить и с этой позиции. Настало время искать правые аминокислоты в раковых тканях. Однако, их можно и не найти. А вот правые монопептиды и белки — вполне. При добавлении в рацион крысы 3—4 D-аминокислот происходит перерождение печени. Объясняется авторами статей это явление как конкуренция L-аминокислотам D-аминокислот. В небольшом количестве работ по биохимии также можно найти четкие указания авторов на конкуренцию L- и D-аминокислот. Природа максимально оградила организм человека от D-аминокислот — в печени и в почках есть фермент, расщепляющий D-аминокислоты в десятки раз быстрее, чем подобный фермент, работающий с L-аминокислотами. В организме человека (и других млекопитающих) вся кровь, отходящая от всех непарных органов брюшной полости, в том числе и желудочно-кишечного тракта, проходит через печень, поэтому D-аминокислоты не будут проникать в кровяное русло после печени. Все пищевые добавки в виде D-аминокислот дальше печени в организм не пройдут. То же самое будет происходить и в почках — часть расщепляться, часть просто сбрасывается с мочой. Однако это только отрывочные сведения. Если мы вспомним, что печень входит в авто структуру, участвующую в метаболизме, причем всех веществ поступающих в организм, за исключением воздуха, то все встает на свои места.

На сегодняшний день известны два механизма перевертывания аминокислот. При изучении механизмов синтеза пептидов клеточной стенки и пептидных антибиотиков было установлено, что одни виды микроорганизмов могут использовать для их синтеза D-аминокислоты культуральной среды, тогда как другие такой способностью не обладают и преобразуют в D-аминокислоты их L-энантиомеры. Эти процессы катализируются комплексом ферментов, к числу которых относятся ферменты, катализирующие D—>L, либо L—>0 — превращения аминокислот, окисление D-аминокислот, трансаминирование, их транспорт внутрь бактерий, а возможно и иные превращения D-аминокислот. Например, обязательной стадией метаболизма L-оксипро-лина является его превращение в D-оксипролин и последующее окисление D-оксипролина. Следует подчеркнуть, что такие превращения L-оксипролина обнаружены только у бактерий, а участие в этих процессах оксидазы D-аминокислот — единственный случай, однозначно демонстрирующий физиологическую роль этого фермента. В общем, результаты этих исследований демонстрируют, что бактерии относительно легко адаптируются и размножаются в средах, содержащих те или иные D-аминокислоты, ибо обладают как ферментными системами высокой избирательности в отношении L-аминокислот, так и ферментными системами, высокоспецифичными в отношении D-аминокислот. Поэтому наше утверждение о том, что простейшие подвергаются точно такой же малигнизации, как и соматические клетки, не беспочвенны. Тем более, судя по механизму перевертывания, этот процесс взаимообразный и взаимозависимый. Известно, что митохондрии в нормальных клетках жмутся к ядру, а у раковых клеток рассредоточены по всей цитоплазме. Этот факт также указывает на то, что структура белковой матрицы протоплазмы в них изменена в первую очередь за счет разворота аминокислот и полипептидных цепей. Иначе это трудно объяснить. Еще менее известно о роли D-аминокислот в физиологических функциях эукариотов. В нормальных плотных тканях высших животных D-аминокислоты не обнаружены. Однако это не говорит о том, что, во-первых, их там нет, а во-вторых, они наверняка имеются в раковых клетках и тканях. Небольшие количества D-аланина были найдены в крови морских свинок (0,30 мкмол/мл сыворотки) и мышей (0,15 мкмол/мл). В свежей моче человека до и после голодания определены небольшие количества D-пирролидон-карбоксилата, продукта циклизации D-глутаминовой кислоты (общее количество экскреции его варьирует от 50 до 400 мкмоль). Однако, концентрации D-аминокислот в этих биологических жидкостях столь малы, что их присутствие, по общему мнению, является результатом всасывания в кровь D-аминокислот клеточных стенок лизирующихся бактерий — сапрофитов, постоянных обитателей ротовой полости и желудочно-кишечного тракта.

В настоящее время получены доказательства способности клеток животных использовать (метаболизировать) некоторые D-аминокислоты. Степень использования ими D-аминокислот зависит от способности этих клеток превращать соответствующие аминокислоты в их L-энантиомеры. В отличие от микроорганизмов, в клетке животных существует один основной механизм утилизации D-аминокислот, а именно, окисление их с помощью оксидазы D-аминокислот до соответствующих а-кетокислот, a затем аминирование с получением в результате соответствующих L-энантиомеров. Эти оксидазы, например оксидаза D-аминокислот (DAAO), могут указывать на скрытые механизмы старения и многие виды болезней, в частности шизофрению. Отмечено, что активность DAAO в раковых клетках резко снижена. Этот факт говорит сам за себя. Установлена также еще одна закономерность, демонстрирующая, что клетки животных используют D-энантиомеры только заменимых L-аминокислот и то лишь в тех случаях, когда организм не испытывает недостатка в незаменимых L-аминокислотах. А если испытывает, клетки начинают создавать химерные аминокислоты, призывая на помощь старых друзей, или включать древние механизмы, компенсирующие эти недопоставки. В некоторых случаях левая часть Живого вещества начинает отставать от правой. Если этот процесс длится долго или массивно в одном и том же месте, происходит спонтанное озлокачествление любого живого существа. Если этот процесс происходит в теле сапрофита или паразита, то хозяин обречен. Но мы этого не видим.

Когда говорится о том, что в живой природе имеются только L-изомеры, имеется в виду, что в процессе трансляции (биосинтеза полипептидной цепи) принимают участие только L-изомеры аминокислот. Поэтому существование D-изомеров аминокислот в живой клетке может изменить ситуацию, причем самым драматическим образом. Как и прокариоты, все эукариоты содержат генетическую информацию, необходимую для синтеза оксидазы D-аминокислот. По удельной активности DAAO в несколько раз превосходит оксидазу L-аминокислот. Обнаружены как моноспецифичные оксидазы D-аминокислот, так и полиспецифичные. Последние наиболее активно окисляют D-тирозин, D-пролин и глицин, хотя глицин, как известно, не обладает оптической активностью. Пептиды, содержащие D-аминокислоты, воздействию фермента не подвергаются. Вот вам ответ, почему никакие методы лечения не действуют на раковые клетки. Это иная форма жизни и другая энергетика. Поэтому мое утверждение о том, что раковые клетки и здоровые — абсолютно неконгруэнтные вещи, справедливо. В результате ряда экспериментов было обнаружено, что у амфибий и рыб активность DAAO распределяется равномерно по мозгу, тогда как у птиц и млекопитающих она локализовалась в большей степени в задних отделах мозга, особенно в мозжечке. В частности, у грызунов активность фермента из мозжечка выше в 500 раз, чем из коры больших полушарий. Степень субстратного метаболизма DAAO у изученных видов сравнима с наблюдаемым уровнем распада и формирования серотонина. Таким образом, по активности этот фермент можно поставить в ряд специфических энзимов мозга, считающихся важными для его функции. Следует однако заметить, что предположение об определяющей роли именно DAAO мозга в обмене барбитуратов в этих работах подтверждения не нашло, хотя было показано, что некоторые из них действительно ингибируют флавиновые ферменты мозговой ткани. Вспомним примечательную вещь: серотонин и мелатонинзаведуют циркадными циклами. Образуются они, как мы знаем, из триптофана. Триптофан — родственник индолилуксусной кислоты, гормона растений, которой очень много в моче беременных женщин. Итак, прослеживается некая цепь, которая приводит в иной, правый мир. Эта же цепь указывает на неразрывность биохимизма всего Живого на Земле. Мы видим и то, что Природа всегда имеет запасной выход в случае угрозы. Поэтому D-аминокислоты не утраченная и не тупиковая ветвь эволюции, а иногда спасительная лестница в правый недосягаемый мир, который, вне всяких сомнений, существует. Механизм образования D-аминокислот в составе пептидов до конца не понятен, однако предполагается, что имеют место ферментативные реакции, в результате которых происходят последовательные дегидрогенизация и гидрогенизация L-изомеров аминокислот. Среди ковалентных посттрансляционных модификаций пептидов, синтезируемых рибосомами, особое место занимает эпимеризация L-аминокислотных остатков с образованием D-энантиомеров, присутствие которых влияет на биологическую активность пептидов. Только L-стереоизоме-ры аминокислот участвуют в синтезе белка рибосомами. В природных белках D-аминокислоты обнаруживаются редко, как правило, в составе антибиотиков пептидной природы, которые синтезируются ферментативными комплексами микроорганизмов без привлечения рибосом. Другим источником D-аминокислот в белках может быть спонтанная рацемизация их L-стереоизомеров в составе полипептидных цепей в результате старения. У ряда природных пептидов, обладающих биологической активностью, D-аминокислоты образуются во время посттрансляционных модификаций. Это явление характерно для опиоидных пептидов, секретируемых кожей некоторых амфибий (дерморфина и дермэнкефалина). Активность этих пептидов, как анальгетиков, в 1000 раз превышает активность морфина, и для ее проявления необходимо обязательное присутствие D-аминокислот в указанных положениях молекул. Этот факт говорит сам за себя. D-аминокислоты могут служить катализаторами любых реакций в любых структурах, в любых живых организмах.

Высокомерное отношение к бактериям, как наиболее примитивным организмам, не учитывает исключительно высокую интенсивность биологических процессов (т. е. жизни) в протоплазме бактерий, которая больше нигде в известной нам живой природе (в том числе, и в организме человека) не достигнута! Митохондрии, рассыпанные по всей протоплазме в раковых клетках, указывают на то, что процессы, происходящие в ней, идентичны происходящим в бактериях. Феномен бактерий особенно обостряет проблему невозможности построения генеалогического древа прокариот. Эта сумма фактов решительно убеждает, что до попадания на Землю клетки водорослей и бактерий уже прошли длительную эволюцию и далеко разошлись от своих корней. Спорный вопрос. На мой взгляд, эволюция Жизни изначально существует с момента появления нашей Вселенной, об этом говорит таблица Н. Бора. В той материальной форме она началась на Земле с нанокристаллов. С ними же она могла быть занесена и с других планет. Бактерии же своим существованием показывают, как эволюция использует энантиомеры. Или, проще говоря, бактерии — это переход диссимметрии на более высокий этаж по сравнению с ее предбиологическим состоянием.