Жизненная энергия - хлорофилл и гемоглобин
Существуют гипотезы, согласно которым жизненную энергию человеческий организм может черпать из окружающей среды, в том числе это может быть энергия солнца, космическая энергия (эфир), энергия воздуха (прана), астральная энергия и др.
В природе важнейшим энергетическим источником является солнечное излучение, а единственное вещество или субстанция, которая может улавливать и накапливать солнечную энергию, это хлорофилл. В переводе с греческого хлорофил означает зеленый лист.
Многие ученые полагают, что благодаря процессу фотосинтеза хлорофилл поглощает энергию солнечного света и при помощи воды аккумулирует ее в растениях.
Конечным продуктом фотосинтеза является высокоэнергетическая молекула аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), в которой энергия закольцована в химическую связь и в дальнейшем используется в любых энергетических реакциях.
Было доказано, в частности, что зеленая масса растений во многом создается за счет энергии Солнца и газов атмосферы, в том числе и азота. При этом именно хлорофилл способен связывать содержащиеся в атмосфере азот и другие химические элементы, используя энергию солнечного излучения.
Без этого невозможно существование жизни. Мы получаем необходимую для жизни энергию фактически из солнечной энергии, накопленной в растительной пище.
Энергия пищи животного происхождения также первоначально связана с растительной пищей.
И самое удивительное, что заключенная в основных энергоносителях – нефти и угле теплотворная энергия также имеет первоначально солнечно-растительное происхождение.
Указанные энергоносители представляют собой не что иное, как трансформированные остатки растений, жившие миллионы лет назад и также улавливавшие и накапливавшие хлорофилл.
На основе этой гипотезы можно сделать очень важный вывод. Фауна и флора на Земле и сам человек живут в основном за счет энергии солнца, трансформированной в химическую форму через посредничество хлорофилла.
Но, может быть, растения — это единственный вид сложных живых организмов, способных непосредственно усваивать солнечную энергию и атмосферный азот и строить из них белки?
Многие ученые полагают, что способность улавливать и аккумулировать солнечную энергию является свойством не только растений.
Еще в начале века ученые обращали внимание на химическое и биологическое сходство молекул хлорофилла растений с молекулами гемоглобина крови человека и животных.
Ученые построили пространственную структуру молекулы гемоглобина человека и сравнили ее с аналогичной молекулярной структурой хлорофилла. Оказалась, что они почти идентичны.
Основным отличием молекулы хлорофилла от молекулы гемоглобина является наличие иона магния вместо иона железа у молекулы гемоглобина. В молекуле гемоглобина вместо 4 атомов магния присутствует 4 атома железа.
Хлорофилл и гемоглобин удерживают ионы магния или железа кольцом хлорина или порфирина соответственно.
Кроме того, по своему биохимическому составу хлорофилл, который является пигментом и обусловливает зелёный цвет растений, почти идентичен гемоглобину, который придает красный цвет крови.
Цвет и того и другого вещества определяется коферментами (коэнзимами), малыми молекулами небелковой природы, играющими роль активаторов.
Известный швейцарский клиницист Максимилиан Оскар Бирхер-Беннер (1867–1939) – один из основоположников современной диетологии, еще в начале прошлого века высказывал предположение, что «и в животном организме может происходить превращение энергии Солнца в химическую энергию».
Подтверждение этой мысли совсем недавно нашли американские ученые из Массачусетского технологического института.
Проводя эксперименты с углеродными нанотрубками, они обнаружили, что их можно использовать для создания накопителей солнечной энергии в химической форме, без преобразования в электричество.
В ходе эксперимента были получены новые молекулы, структура которых изменяется при воздействии солнечного света и может оставаться стабильной в этой измененной форме на неопределенный срок.
Молекулы, полученные в ходе эксперимента с использованием наноразмерных шаблонов, имеют особую физическую структуру, которая позволяет накапливать в 10 тыс. раз больше солнечной энергии, чем рутениевый аккумулятор тепла.
Можно предположить, что и в человеческом организме существуют такие же молекулы и такой же механизм превращения солнечной энергии в химическую, ее накопления и сохранения.
Современные ученые считают, что в принципе человек способен получать энергию, в том числе и солнечную, непосредственно через кожу и этого может быть вполне достаточно для поддержания нормального функционирования организма.
Постепенно на стыке таких наук, как молекулярная биология, биофизика и биохимия, сформировалось самостоятельное научное направление – биоэнергетика, изучающая механизмы преобразования энергии в процессах жизнедеятельности организмов.
Научной основой биоэнергетики можно считать работы немецкого врача и естествоиспытателя Юлиуса Роберта фон Майера (1814-1878).
В 1842 г. ученый опубликовал статью «Замечания о силах неживой природы», где обосновал механическую теорию тепла.
В частности, он указывал на эквивалентность затраченной работы и производимого тепла. Таким образом, заложил основы закона сохранения и превращения энергии, ставшего в последствии первым законом термодинамики.
В середине прошлого века центральное место в биоэнергетике заняли исследования механизма преобразования энергии в живых организмах.
Современные исследования в области биоэнергетике основываются на научной гипотезе, согласно которой к живым организмам применимы основные законы физики, химии и термодинамики.
Фундаментальная особенность биоэнергетики заключается в том, что живые организмы это – открытые системы, функционирующие лишь в условиях постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой.
Обмен веществ (метаболизм) в биологическом организме, в том числе в его клетках состоит из двух параллельных взаимодополняемых процессов:
• катаболического, представляющего собой распад сложных веществ на более простые;
• анаболического, в основе которого лежит синтез более сложных веществ из простых.
Катаболические процессы являются экзергоническими, т. е. идут с уменьшением свободной энергии. Согласно общим законам термодинамики экзергонические процессы могут протекать спонтанно, самопроизвольно.
Анаболические процессы — эндергонические, т.е. протекают с увеличением свободной энергии, для чего требуется приток свободной энергии извне.
Таким образом, в клетке происходит сопряжение обоих процессов, при этом одни процессы используют энергию, освобождаемую при протекании других.
При этом роль почти единственного трансформатора и передатчика энергии в живом организме выполняет аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), расщепляющаяся до аденозиндифосфорной кислоты (АДФ) или аденозинмонофосфорной кислоты (АМФ), которые создают промежуточные, обогащенные энергией соединения.
Свободная энергия аккумулируется в фосфатных связях этих соединений. При этом АТФ похожа на заряженную батарейку, а АДФ соответственно на разряженную.
Производит АТФ в организме своеобразная «энергетическая станция» клетки – митохондрия, которую считают источником выработки энергии в организме.
Энергия связей АТФ является универсальной формой запасания свободной энергии для всего живого мира. Все преобразования энергии в процессах жизнедеятельности осуществляются через аккумуляцию энергии в этих связях и её использование при их разрыве.
Энергетика процессов метаболизма, в которых энергия сохраняет форму химической, изучена достаточно глубоко.
Однако до сих пор непонятен процесс перехода энергии из химической формы в механическую или в какой-нибудь иной вид энергии.
Например, работа, совершаемая сокращающейся мышцей, производится за счёт энергии, освобождающейся при гидролизе АТФ, но механизм этого преобразования энергии до сих пор не ясен.