Михаил Кутушов - Зеркальные болезни. Рак, диабет, шизофрения, аллергия
Живое вещество, как правило, жидкий апериодический кристалл. Поэтому должна прослеживаться логика в появлении, а затем и проникновении диссимметрии в более «мягкие» структуры. На схеме мы видим, как рацемат, соединившись с нанокристаллом, имеющим пентагональную ось симметрии, при дегидратации начинает разделять хиральные молекулы, даже не прикладывая к этому никаких усилий. Необходим только перепад температуры. При даже небольшой разнице температур происходит понижение симметрии, т. е. усиление диссимметрии. Этот момент и можно считать спонтанным нарушением симметрии или отправной точкой Жизни. Потом в этот процесс вмешались геометрические силы, и фолдинг полипептидов организовал клетки-домены, которые сначала засосали ДНК и РНК, а потом сконцентрировали их в центре «ядра». Это и была протоклетка-домен, давшая начало Жизни.
Схема диссимметризации рацемата и появление протоклетки-домена.
На нижних этажах работает обычная химия, потом контейнерная, далее процесс подхватывает более информационно насыщенная и более живая энантиометрия сахаров и аминокислот. На всех этажах интеграционными процессами заведует Евклидова геометрия. До этого момента все пока объясняется простой физикой. Постараемся с цифрами в руках доказать, что диссимметрия — физическое явление, лежащее в основе самоорганизации Живого вещества. К примеру, парадокс Левинталя кажется непостижимым и неразрешимым. Однако так дело обстоит до тех пор, пока в дело не вступают законы кристаллических классов! Кубик Рубика имеет 43 252 003 274 489 856 000 различных конфигураций и только одно решение. В настоящее время кубик Рубика собирают за 11 секунд при том, что количество комбинаций не намного меньше, чем у аминокислот. Несколько лет назад в это никто бы не поверил. Надо полагать, что и это не предел. И учтите, что кубик вращается руками, причем детскими, а не некими силами. Тут надо заметить, что дети мыслят больше символами, чем абстрактно. Именно это помогает им мгновенно считывать кубический смысл любой системы. Отсюда вывод: кажущаяся нереальность скорости процесса не означает его невозможности. И другой не менее важный вывод: хиральность выпала не случайно, а в процессе упрощения процедуры реализации самоорганизации материи. Теперь давайте задумаемся, почему парадокс Левинталя называют парадоксом? В кубике Рубика (кубической сингонии) имеется 6 поверхностей, все выкрашены в разные цвета. Каждый вращающийся маленький кубик окрашен точно так же. Любитель этой игры, вращая кубик, смотрит сначала на сочетание цветов, а уж потом на их пространственное расположение. Хороший игрок не задумывается, а мыслит символами, что свойственно детям, и «догадывается», что у кубических кристаллов одна плоскость, которая может поделить этот куб и только по диагонали. Вследствие этого задача упрощается на 2—3 порядка. Фолдинг протеинов, судя по скорости, идет таким же путем. Молекулы 20 аминокислот имеют всегда скошенную грань, поэтому они сразу находят геометрическое соответствие по линии наименьшей энергии. Они стремятся туда, где почти или совсем нет сопротивления. Причем если процесс разделить на два, то он пойдет еще быстрее. Почему на два? Это левые и правые молекулы. А в Живом веществе преобладают (у высших живых организмов вообще все) аминокислоты левовращающиеся. Если внимательней присмотреться к квантовой криптографии и применить ее «код», то задача упрощается сразу на несколько порядков. Поэтому парадокс Левинталя тает на глазах и перестает быть таковым. А принцип Пастера-Редди нам придется переформулировать более точно: все Живое в современных условиях происходит только от Живого! В древние времена это выглядело так, как это выглядит в физике сейчас. Природа нехитрыми приемами упростила свою задачу. Учитывая нелинейность и многокомбинантность процессов, происходящих в Живой субстанции, только сам акт диссимметрии снизил информационную нагрузку на несколько порядков. А если использовать пятерную ось симметрии, что характерно только для живой материи, то мудрость Природы становится еще более очевидной. Ростовая диссимметрия нанокристаллов и спирализация дефектов в процессе роста и есть та физическая составляющая, что привела к появлению Жизни из небытия. Хиральность молекул ведет к диссимметрии биополимеров, которая, в конечном итоге, приводит к диссимметрии организмов и живых систем вообще. Между химической и протобиологической эволюциями должен быть посредник. На его роль, как мы еще не раз убедимся, по всем параметрам подходят нанокристаллы. Процесс запуска механизма Жизни, несомненно, автокаталитический. Наличие каталитических функций в сочетании с механизмом обратной связи придает системе способность к автокаталитическому росту и является предтечей самоорганизации Жизни. Зародышем для синтеза активных веществ могут быть любые оптически активные включения, хиральные молекулы, мицеллы, сам растворитель, поляризованный свет. Анизотропия пространства, вероятнее всего, также участвовала в этом грандиозном процессе.
Итак, мы имеем вселенский закон 32 классов симметрии и «выпадающие» из него пятерную симметрию, анизотропию и поляризацию. Именно эти, а не другие факторы явились тем самым механизмом, который развел молекулы по разные стороны баррикад. Жиры, например, обладают слабыми поляризационными свойствами, поэтому они, в основном, играют роль запасного нейтрального питательного материала. Левых Сахаров значительно меньше. Поэтому естественному процессу, обозначенному левой аминокислотной хиральностью, противостоят правые сахара. При раковой патологии происходит колонизация левой части Живой субстанции правыми агрессорами, а именно образование белковых лиганд, тропных к этой части Живой субстанции. Зеркальным болезням свойственно преобладание или правой, или левой части Живой субстанции. Когда эти две части Живой субстанции функционируют гармонично, это здоровье.
Считается, что роль L-сахаров и D-аминокислот в жизни организмов играет вторичную роль. Они образуются у высших животных при сокращении мышц, когда выделяется D-молочная кислота, а при употреблении и переработке глюкозы — смесь D+L. В настоящее время окончательно не установлена истинная роль этих «отверженных». Доказано пока следующее: живые системы, обладая пространственной дисперсностью, имеют большое преимущество. Под пространственной дисперсией следует понимать процесс, объединяющий оптическую активность, гиротропию или нелокальность свойств в системе. Оптическая активность может быть присуща всей молекуле или ее части. Гиротропия же — коллективный эффект. При хаосе большую роль играет только первый фактор. Анализ показывает, что эффект дают молекулы, лишенные не только центра, но и плоскостей симметрии, т. е. хиральные молекулы. У хиральных веществ больше преимуществ в эволюции, это видно уже на примере билатеральности организмов. Билатеральность макроорганизмов — это отражение в них всех свойств решеток ближнего порядка хиральных структур. Система, состоящая из хиральных молекул в замкнутом состоянии, имеет только одно стационарное состояние, соответствующее рацемичному. При обмене со средой у этой системы будут существовать два состояния с преимуществом уже одного изомера, симметричного относительно рацемического. При этом по мере усиления обмена они расходятся все дальше в сторону оптической чистоты. Таким образом, хирально чистые вещества становятся единственно возможным вариантом при обмене со средой. Внутри организма пространственные структуры могут превалировать одна над другой не только по химическим свойствам, но и по геометрическим признакам. Множественные системы, монопептиды, полипептиды, сахара и лиганды в неравновесных системах больше зависят от своей геометрии, геометрии и гиротропии окружающей среды, чем от собственно химических свойств. Энергетическая компонента в неравновесных системах также зависит от геометрии гостевых молекул и состояния среды, где происходит этот процесс. Элементарный расчет показывает, что при переходе от чистого антипода к рацемату получается выигрыш в энергии порядка 4,38 кал/моль, переход же рацемата в оптически чистое хиральное состояние требует примерно 400 кал/моль. Этот энергетический забор с односторонней проходимостью как раз и указывает, в чем причина рака и других зеркальных болезней. Асимметрия исходных молекул влечет за собой асимметрию (изменение конфирмации) следующих звеньев. Вмешательство в подобные структуры искусственных молекул радикально меняет поведение всей системы. Аминокислоты-моно-полипептиды-белки; простые сахара-полисахариды; мононуклеотиды-нуклеотиды-нуклеиновые кислоты. Если система стремится к упорядочиванию, то для сред с пространственной дисперсией возникают коллективные эффекты: эксинонные, поляритонные и солитонные. Известно, что преобладающим типом конфирмации являются правые альфа-спирали. Поэтому в спиральной (т. е. хиральной) альфа-конфирмации вклад экситонных кооперативных эффектов много больше, чем в ахиральной бета-конфирмации. Что лишний раз подтверждает решающую роль стороны закрутки полимеров вправо при развитии раковой болезни. Характерным признаком гиротропии являются геликоноидальные (спирали) структуры. Такие структуры — обычное состояние в хиральных объектах. Спиральность характерна для биологических полимеров, этим свойством обладают жидкие кристаллы и большие полимерные системы, в которых наблюдаются экситоны и солитоны. Логичность хиральности состоит в том, что ее особую роль надо искать не в энергетическом или транспортном плане, а в оптимальном решении вопросов самоорганизации Живого вещества. Известно, что на биологическую упорядоченность энергетические затраты относительно невелики. Поэтому парадокс Левинталя разрешим именно в этом контексте. Природа пошла по пути хирализации с целью уменьшить энергетические затраты и информационные издержки. Именно поэтому мы видим, как, усложняясь и умнея, живые существа стремятся понизить симметрию, а это основной признак диссимметрии. Следовательно диссимметрия — это способ увеличения информационной емкости Живой субстанции. Для однозначности возрастающей информации и получения качественного конечного результата упрощается способ кодирования. Хиральные молекулы хороши, как хранитель и источник информации и объект узнавания. Всем этим требованиям отвечает диссимметрия. Что касается оптической активности простых молекул, они становятся оптически активными только при числе атомов больше трех. Иначе они плоские. Простое деление на D- и L-формы непосредственно пригодно только лишь для молекул с одним хромофором, например, для аминокислот. Потенциальный барьер между D- и L-формами для свободных молекул — симметричен, поэтому переход из одной формы в другую может происходить при повышении температуры. D- и L-мотив очень выражен на макромолекулах белка, где играет большую роль еще и его конфирмация. Поэтому при раке изменение на низшем или среднем молекулярном уровне ведет к грандиозным изменениям в решетках дальнего порядка. При этом даже не важен уровень раскрутки аминокислот. «Раскачка» начала, среднего звена или конечная конфирмация могут зависеть и от «игры» какой-нибудь «петли» в любом месте всей цепи. Взаимодействия D-и L-форм различны. Диффузия D- и L-изомеров в хиральных средах различна. Односторонность биохимических реакций обусловлена хиральной чистотой молекул.
