Недавний прогресс на пути к Водородной медицине: потенциал молекулярного водорода в профилактических и лечебных целях. Древние марсиане могли дышать водородом Мы выбираем протон

ВОДОРОД. Еще средневековый ученый Парацельс заметил, что при действии кислот на железо выделяются пузырьки какого-то «воздуха». Но что это такое, он объяснить не мог. Теперь известно, что это был водород. «Водород представляет пример газа, – писал Д.И.Менделеев , – на первый взгляд не отличающегося от воздуха... Парацельс, открывший, что при действии некоторых металлов на серную кислоту получается воздухообразное вещество, не определил его отличия от воздуха. Действительно, водород бесцветен и не имеет запаха, так же, как и воздух; но, при ближайшем знакомстве с его свойствами, этот газ оказывается совершенно отличным от воздуха».

Водород – самый распространенный химический элемент во Вселенной. Он составляет примерно половину массы Солнца и большинства звезд, является основным элементом в межзвездном пространстве и в газовых туманностях. Распространен водород и на Земле. Здесь он находится в связанном состоянии – в виде соединений. Так, вода содержит 11% водорода по массе, глина – 1,5%. В виде соединений с углеродом водород входит в состав нефти, природных газов, всех живых организмов. Немного свободного водорода содержится в воздухе, но его там совсем мало – всего 0,00005%. Он попадает в атмосферу из вулканов.

Водороду принадлежит много других «рекордов». Жидкий водород – самая легкая жидкость (плотность 0,067 г/см 3 при температуре –250 о С), а твердый водород – самое легкое твердое вещество (плотность 0,076 г/см 3). Атомы водорода – самые маленькие из всех атомов. Однако при поглощении энергии электромагнитного излучения внешний электрон атома может удаляться от ядра все дальше и дальше. Поэтому возбужденный атом водорода теоретически может иметь любые размеры. А практически? В книге Мировые рекорды в химии сказано, что в межзвездных облаках якобы обнаружены по их спектрам атомы водорода диаметром 0,4 мм (они зафиксированы по спектральному переходу с 253-й на 252-ю орбиталь). Атомы таких размеров вполне можно увидеть невооруженным глазом! При этом дается ссылка на статью, опубликованную в 1991 в самом известном в мире журнале, посвященном химическому образованию – Journal of Chemical Education (он издается в США). Однако автор статьи ошибся – он завысил все размеры ровно в 100 раз (об этом сообщил тот же журнал год спустя). Значит, обнаруженные атомы водорода имеют диаметр «всего лишь» 0,004 мм, и такие атомы, даже если бы они был «твердыми», невооруженным глазом увидеть нельзя – только в микроскоп. Конечно, по атомным меркам и 0,004 мм – величина огромная, в десятки тысяч раз больше диаметра невозбужденного атома водорода.

Молекулы водорода тоже очень маленькие. Поэтому этот газ легко проходит через самые тонкие щели. Резиновый шарик, надутый водородом, «худеет» намного быстрее шарика, надутого воздухом: молекулы водорода понемногу просачиваются через мельчайшие поры в резине.

Если вдохнуть водород и начать разговаривать, то частота издаваемых звуков будет втрое выше обычной. Этого достаточно, чтобы звук даже низкого мужского голоса оказался неестественно высоким, напоминающим голос Буратино. Происходит это потому, что высота звука, издаваемая свистком, органной трубой или голосовым аппаратом человека, зависит не только от их размеров и материала стенок, но и от газа, которым они наполнены. Чем больше скорость звука в газе, тем выше его тон. Скорость звука зависит от массы молекул газа. Молекулы водорода значительно легче молекул азота и кислорода, из которых состоит воздух, и звук в водороде распространяется почти вчетверо быстрее, чем в воздухе. Однако вдыхать водород рискованно: в легких он неминуемо смешается с остатками воздуха и образует гремучую смесь. И если при выдохе поблизости окажется огонь... Вот какая история произошла с французским химиком, директором Парижского музея науки Пилатром де Розье (1756–1785). Как-то он решил проверить, что будет, если вдохнуть водород; до него никто такого эксперимента не проводил. Не заметив никакого эффекта, ученый решил убедиться, проник ли водород в легкие. Он еще раз хорошо вдохнул этот газ, а затем выдохнул его на огонь свечи, ожидая увидеть вспышку пламени. Однако водород в легких смелого экспериментатора был смешан с воздухом и произошел сильный взрыв. «Я думал, что у меня вылетели все зубы вместе с корнями», – писал он впоследствии, очень довольный опытом, который чуть не стоил ему жизни.

Помимо «обычного» водорода (протия, от греческого protos – первый), в природе присутствует также его тяжелый изотоп – дейтерий (от латинского deuteros – второй) и в ничтожных количествах сверхтяжелый водород – тритий. Долгие и драматические поиски этих изотопов вначале не давали результата из-за недостаточной чувствительности приборов. В конце 1931 группа американских физиков – Г.Юри со своими учениками, Ф.Брикведде и Дж.Мэрфи, взяли 4 л жидкого водорода и подвергли его фракционной перегонке, получив в остатке всего 1 мл, т.е. уменьшив объем в 4 тысячи раз. Этот последний миллилитр жидкости после ее испарения и был исследован спектроскопическим методом. Опытный спектроскопист Юри заметил на спектрограмме обогащенного водорода новые очень слабые линии, отсутствующие у обычного водорода. При этом положение линий в спектре точно соответствовало проведенному им квантово-механическому расчету нуклида 2 H.

После спектроскопического обнаружения дейтерия было предложено разделять изотопы водорода электролизом. Эксперименты показали, что при электролизе воды легкий водород действительно выделяется быстрее, чем тяжелый. Именно это открытие стало ключевым для получения тяжелого водорода. Статья, в которой сообщалось об открытии дейтерия, была напечатана весной 1932, а уже в июле были опубликованы результаты по электролитическому разделению изотопов. В 1934 за открытие тяжелого водорода Гарольд Клейтон Юри получил Нобелевскую премию по химии.

17 марта 1934 в выходящем в Англии журнале «Nature» («Природа») была опубликована небольшая заметка, подписанная М.Л.Олифантом, П.Хартеком и Резерфордом (фамилия лорда Резерфорда не требовала при публикации инициалов!). Несмотря на скромное название заметки: Эффект трансмутации, полученный с тяжелым водородом , она сообщала миру о выдающемся результате – искусственном получении третьего изотопа водорода – трития. В 1946 известный авторитет в области ядерной физики, лауреат Нобелевской премии У.Ф.Либби предположил, что тритий непрерывно образуется в результате идущих в атмосфере ядерных реакций. Однако в природе трития так мало (1 атом 1 Н на 10 18 атомов 3 Н), что обнаружить его удалось только по слабой радиоактивности (период полураспада 12,3 года).

Водород образует соединения – гидриды со многими элементами. В зависимости от второго элемента, гидриды очень сильно различаются по свойствам. Наиболее электроположительные элементы (щелочные и тяжелые щелочноземельные металлы) образуют так называемые солеобразные гидриды ионного характера. Они получаются в результате непосредственной реакции металла с водородом под давлением и при повышенной температуре (300–700 o С), когда металл находится в расплавленном состоянии. Их кристаллическая решетка содержит катионы металлов и гидрид-анионы H – и построена аналогично решетке NaCl. При нагревании до температуры плавления солеобразные гидриды начинают проводить электрический ток, при этом, в отличие от электролиза водных растворов солей, водород выделяется не на катоде, а на положительно заряженном аноде. Солеобразные гидриды реагируют с водой с выделением водорода и образованием раствора щелочи, легко окисляются и кислородом и используются как сильные восстановители.

Ряд элементов образуют ковалентные гидриды, среди которых наиболее известны гидриды элементов IV–VI групп, например, метан CH 4 , аммиак NH 3 , сероводород H 2 S и т.п. Ковалентные гидриды обладают высокой реакционной способностью и являются восстановителями. Некоторые из этих гидридов малостабильны и разлагаются при нагревании или гидролизуются водой. Примером могут служить SiH 4 , GeH 4 , SnH 4 . С точки зрения строения интересны гидриды бора, например, В 2 Н 6 , В 6 Н 10 , В 10 Н 14 и др., в которых пара электронов связывает не два, как обычно, а три атома В–Н–В. К ковалентным относят и некоторые смешанные гидриды, например, литийалюминийгидрид LiAlH 4 , который нашел широкое применение в органической химии в качестве восстановителя. Гидриды германия, кремния, мышьяка используют для получения высокочистых полупроводниковых материалов.

Гидриды переходных металлов весьма разнообразны по свойствам и строению. Часто это соединения нестехиометрического состава, например, металлоподобные TiH 1,7 , LaH 2,87 и т.п. При образовании подобных гидридов водород сначала адсорбируется на поверхности металла, затем происходит его диссоциация на атомы, которые диффундируют вглубь кристаллической решетки металла, образуя соединения внедрения. Наибольший интерес представляют гидриды интерметаллических соединений, например, содержащие титан, никель, редкоземельные элементы. Число атомов водорода в единице объема такого гидрида может быть в пять раз больше, чем даже в чистом жидком водороде! Уже при комнатной температуре сплавы упомянутых металлов способны быстро поглощать значительные количества водорода, а при нагревании – выделять его. Таким образом получают обратимые «химические аккумуляторы» водорода, которые, в принципе, могут использоваться для создания двигателей, работающих на водородном топливе. Из других гидридов переходных металлов интересен гидрид урана постоянного состава UH 3 , который служит источником других соединений урана высокой чистоты.

Водород используют в основном для получения аммиака, который нужен для производства удобрений и многих других веществ. Из жидких растительных масел с помощью водорода получают твердые жиры, похожие на сливочное масло и другие животные жиры. Их используют в пищевой промышленности. При производстве изделий из кварцевого стекла требуется очень высокая температура. И здесь водород находит применение: горелка с водородно-кислородным пламенем дает температуру выше 2000 градусов, при которой кварц легко плавится.

В лабораториях и в промышленности широко используется реакция присоединения водорода к различным соединениям – гидрирование. Наиболее распространены реакции гидрирования кратных углерод-углеродных связей. Так, из ацетилена можно получить этилен или (при полном гидрировании) этан, из бензола – циклогексан, из жидкой непредельной олеиновой кислоты – твердую предельную стеариновую кислоту и т.д. Гидрированию подвергаются и другие классы органических соединений, при этом происходит их восстановление. Так, при гидрировании карбонильных соединений (альдегидов, кетонов, сложных эфиров) образуются соответствующие спирты; например, из ацетона получается изопропиловый спирт. При гидрировании нитросоединений образуются соответствующие амины.

Гидрирование молекулярным водородом часто проводят в присутствии катализаторов. В промышленности, как правило, используют гетерогенные катализаторы, к которым относятся металлы VIII группы периодической системы элементов – никель, платина, родий, палладий. Самый активный из этих катализаторов – платина; с ее помощью можно гидрировать при комнатной температуре без давления даже ароматические соединения. Активность более дешевых катализаторов можно повысить, проводя реакцию гидрирования под давлением при повышенных температурах в специальных приборах – автоклавах. Так, для гидрирования ароматических соединений на никеле требуются давления до 200 атм и температура выше 150 o С.

В лабораторной практике широко используют также различные способы некаталитического гидрирования. Один из них – действие водорода в момент выделения. Такой «активный водород» можно получить в реакции металлического натрия со спиртом или амальгамированного цинка с соляной кислотой. Значительное распространение в органическом синтезе получило гидрирование комплексными гидридами – борогидридом натрия NaBH 4 и алюмогидридом лития LiAlH 4 . Реакцию проводит в безводных средах, так как комплексные гидриды мгновенно гидролизуются.

Водород используют во многих химических лабораториях. Его хранят под давлением в стальных баллонах, которые для безопасности с помощью специальных хомутов прикрепляют к стене или даже выносят во двор, а газ поступает в лабораторию по тонкой трубке.

Илья Леенсон

March 10th, 2010 , 04:21 am

Пилатр де Розье был первым официально признанным человеком, взлетевшим на воздушном шаре и первой жертвой катастрофы этого ненадежного летательного аппарата. Розье, физик из Реймса, где в 1781 г. он открыл первый в мире музей техники....
Узнав, что в первый пилотируемый полет на аэростате братьев Монгольфье предполагается отправить двух человек, приговоренных к смертной казни, Пилатр де Розье выразил протест против того, что честь совершить такой полет достанется преступникам, и предложил себя в качестве пилота. По его просьбе маркиз де Арланд ходатайствовал перед королем и выразил желание лично участвовать в подъеме вместе с Пилатром де Розье. Получив согласие Людовика, воздухоплаватели 15 октября 1783 поднялись на шаре, привязанном канатами к наземным опорам. Спустя год, 21 ноября 1784, был совершен первый полет на свободно парящем воздушном шаре, наполненном горячим воздухом: пилоты поднялись из Булонского леса, пролетели над Сеной и через 20 мин опустились на землю в 8200 м от места старта.

Пилатр де Розье Как-то решил проверить, что будет, если вдохнуть водород. До него никто такого эксперимента не проводил. Не заметив никакого эффекта, ученый решил убедиться, проник ли водород в легкие? Он ещё раз глубоко вдохнул этот газ, а затем выдохнул его на огонь свечи, ожидая увидеть вспышку пламени. Однако водород в легких экспериментатора смешался с воздухом и произошел сильный взрыв. “Я думал, что у меня вылетели все зубы вместе с корнями”, - так Розье характеризовал испытанные ощущения. Эксперимент чуть не стоил ему жизни.
В 1785 году, вдоволь налетавшись на обычных могольфьерах, Розье задумал преодолеть по воздуху Ла-Манш, для чего построил комбинированный аэростат, представляющий собой сочетание монгольфьера и шарльера. Его оболочка была поделена на две части, одна из которых была наполнена водородом, а вторая подогретым воздухом. Такая конструкция облегчала процесс управления полетом. Путем изменения температуры воздуха в цилиндре изобретатель этого аэростата предполагал управлять высотой полета без использования балласта и выпуска газа. И вот в июне 1785 года Розье со своим помощником отправились в свой рекордный полет. Увы, он закончился трагически, аэростат загорелся в воздухе и оба пилота, вместе с горящими остатками шара утонули в море (хотя по другим данным, катастрофа произошла еще до того, как они достигли пролива). Эта трагедия стала первой, но далеко не последней в истории воздухоплавания. Именем отважного ученого теперь принято называть комбинированные аэростаты.

МЫ ВЫБИРАЕМ ПРОТОН

В предыдущих главах мы рассказали о тех бедах, которые поджидают каждого из нас при недостатке протона. В конечном счете, все мы умираем от водородного дефицита. Следовательно, в нашей борьбе против старения, болезней и смерти за здоровое долголетие мы должны опираться на протон.. И для этого у нас есть все основания:
1. Еще в 1911г. исследователь Бронштейн указывал на то, что ионы водорода (протоны) осуществляют регуляцию дыхательного центра в мозгу теплокровных животных. Проще говоря, дышать или не дышать решают протоны. И это абсолютно логично. Ведь мы постоянно дышим кислородом воздуха, который является сильнейшим окислителем и без соответствующей нейтрализации просто давно бы нас сжег. Следовательно, мы просто обязаны иметь такой элемент, который бы не позволял кислороду нас сжечь. Таким элементом является протон. Поэтому мы выбираем протон!
2. Не меньше трех десятилетий ученые всего мира посвятили изучению вредоносного действия на человеческий организм так называемых свободных радикалов. Свободные радикалы - это молекулы или их части, которые имеют на внешней атомарной орбите один неспаренный электрон. В поисках пары они проявляют большую агрессию, разрушая клеточные мембраны и угрожая повредить даже само ядро клетки с его наследственным материалом. Самьми сильными считаются гидроксильный (ОН) и кислородный (О) радикалы. Свободные радикалы обвиняют в возникновении раковой болезни, ишемической болезни сердца, склероза, заболеваний печени, гипертонии и др. Существует даже свободно-радикальная теория старения Хармана. Тех же взглядов, что и Харман придерживается отечественный академик Н. М. Эмануэль (В.В. Фролькис "Долголетие действительное и возможное", Киев, "Наукова Думка", 1989, стр. 53-54). Считается, что примерно 2% вдыхаемого кислорода воздуха идет на производство свободных радикалов. (В.М. Дильман "Четыре модели медицины". М., "Медицина", 1982).
Это позволило утверждать, что дыхание кислородом воздуха является причиной нашей смерти (Ж. И. Абрамова, Г. И. Оксенгендлер "Человек и противоокислительные вещества", "Наука", Ленинградское отделение, 1985, стр.73). А значит, противоокислители (антиоксиданты) являются средством против старения и болезней. Но ведь все противоокислители только потому и могут выполнять свою противоокислительную функцию, что у них есть один атом водорода, слабо связанный с атомом углерода, по причине чего его легко можно отдать на борьбу со свободными радикалами. (В.В. Фролькис "Долголетие действительное и возможное", Киев, "Наукова Думка", 1989,стр. 53). Не имея электронов вообще, протон присоединяется к свободному радикалу и "гасит" его. Короче, общим знаменателем всех антиоксидантов, а проще, единственным антиоксидантом является ион водорода. Поэтому мы выбираем протон!
3. Для нормальной работы каждая клетка организма должна производить энергию и пользоваться ею. Для клетки главным энергетическим субстратом является аденозин-трифосорная кислота (АТФ). Без АТФ не работает ни одна клетка. АТФ выполняет и регуляторную функцию. АТФ служит исходным сырьем для синтеза нуклеиновых кислот, из которых строится хромосомный наследственный аппарат клетки. И если нет АТФ, значит нет ни энергии, ни регуляции, ни наследственности. АТФ клетка синтезирует в специальных образованиях, митохондриях. Митотохондрии выполняют эту функцию только в том случае, если на их мембранах есть ионы водорода. Нет протонов - нет и АТФ! Синтез АТФ под воздействием водорода доказал П. Митчелл, который в 1961-66 гг. разработал соответствующую хемиосмотическую теорию, за что в 1978г. получил Нобелевскую премию. Поэтому мы выбираем протон!
4. Большинство заболеваний человека сопровождается закислением организма (ацидозом). Без ацидоза не наступает выздоровления. Закисление осуществляет протон. Нет протона - нет закисления, нет и выздоровления. Поэтому мы выбираем протон!
5. Как считает видный французский исследователь А. Поликар значение кислотности клеточной поверхности ближе к 5,0 (А. Поликар, "Поверхность клетки и ее микросреда", М.,"Мир", 1975, стр. 25). Это очень приличное закисление! А клеточная поверхность - это мембрана клетки, которая является самым простым биологическим фильтром, и от нормальной работы которого зависит работа всего биофильтра-органа и человека в целом. А нормальная работа клеточной мембраны возможна при ее закислении до 5,0. А закисление дают ионы водорода. Поэтому мы выбираем протон!
6. Человек с возрастом теряет воду организма, морщится и умирает. Русский ботаник и биохимик В. Палладии показал, куда уходит вода. Оказывается, она идет на окисление глюкозы. На одну молекулу глюкозы расходуется шесть молекул воды. При этом образуется 24 протона. Поэтому, чтобы не терять воду, не стареть, не болеть, не умирать мы выбираем протон!
7. Врач-хирург Г.Н. Петракович опубликовал сенсационные материалы об ионе водорода. (Читай журнал "Чудеса и приключения" №2 за 1996г., стр. 6-9). Вкратце суть работы Г.Н. Петраковича в следующем. В клетках протекает холодный термоядерный синтез, в результате которого клетка способна создать любое вещество таблицы Менделеева и нейтрализовать любые вредные вещества. Ключевой фигурой ядерного синтеза и биоэнергетики клетки является протон! При этом роль ускорителя протонов играют митохондрии клетки, которые можно сравнить с синхрофазотроном. В целом, человек способен фокусировать энергию протонов в мощные пучки, при этом демонстрируя потрясающие феномены: поднятие и перемещение неимоверных тяжестей, хождение босиком по раскаленным углям, левитацию, телепортацию, телекинез и многое другое.
Более того, мощные потоки протонов, сформировавшие голограммы о каждом из нас, выносятся в ноосферу, становясь основой энергоинформационного поля Земли. Поэтому, чтобы быть сильными и здоровыми, мы выбираем протон!
8. При наличии протонов организм синтезирует угольную кислоту - лучший антиокси-дант! (Г. Комиссаров "Гипотезы и прогнозы", "Наука и фантастика" 24, международный ежегодник, 1991, стр. 89). Поэтому мы выбираем протон!
9. В 1992 г. автор этих строк открыл Биологические часы Земли, тот природный механизм, по которому живет и умирает каждый из нас. Оказывается, согласно Биочасам Земли, протон организму нужен для того, чтобы снять зеленый экран смерти. Поэтому, чтобы жить, мы выбираем протон!
10. Восполнение водородных потерь ведет к замыканию спирали нашей жизни в окружность. А в окружности нет ни начала ни конца. А это значит, что такое понятие, как смерть, перестает существовать. Поэтому, чтобы не умереть, мы выбираем протон!
11. Восполнение водородных потерь снимает нервно-рефлекторную и склеротическую блокаду с органов-биофильтров, а значит - болезни проходят. Поэтому, чтобы не болеть, мы выбираем протон!
12. Сохранение голубого пигмента крови, воды, и синтез синего пигмента крови, угольной кислоты, при восполнении водородных потерь приводит к уменьшению желтого пигмента (жирные кислоты - старость), оранжевого пигмента (билирубин - климакс), а это значит, что происходит омоложение организма. Поэтому, чтобы оставаться молодыми, мы выбираем протон!
13. И, наконец, протон для человека безвреден, что тоже говорит в пользу нашего выбора (Дж. Эмсли "Элементы", Мир, 1993г, стр. 44-45). И даже фармакологический комитет бывшего СССР узаконил его применение (решение 211-2524/791 от 22.02.1988 г.).

Могла ли зависимая от водорода жизнь быть на Марсе? В настоящее время возможность этого не исключается. Механизм вроде того, что мы описали, вполне мог осуществить поставку огромного количества энергии для коренных марсианских микробов. Мэйхью и команда выяснили, что водород может вырабатываться при температуре в пределах 50-100 градусов Цельсия из минерала под названием шпинель.

Шпинели достаточно распространены на Марсе и на Земле (). На нашей планете их часто находят вместе с рубинами. При ближайшем рассмотрении исследователи выяснили, что шпинели являются катализаторами во время образования водорода при гораздо более низких температурах, чем предполагалось ранее.

Жизнь современных марсиан

Хотя современный Марс не страдает от переизбытка воды, он практически наверняка был наполнен водой в прошлом. Недавнее открытие марсианской гальки в пользу того, что на древнем Марсе текли реки. Тем не менее, некоторые полагают, что на Марсе по-прежнему есть вода. Наличие метана в атмосфере Марса пытались объяснить другими реакциями, связанными с водой и камнем.

Правда в том, что Марс - это загадочный маленький мир. Мы посылаем туда роботов-исследователей на протяжении десятков лет, но до сих пор многого не знаем. Однако теперь, благодаря пристальному вниманию к красной планете научного сообщества всего мира, мы знаем больше, чем раньше. Можно сказать, хорошо знакомы с соседом.

Некоторые астробиологи практически уверены, что если мы и найдем жизнь в Солнечной системе, то мы найдем ее на Марсе. В конце концов, Марс ненамного холоднее Земли, и на нем нет палящей жары и кислотного неба, как на других планетах.

Если Марс прячет более высокую температуру и жидкую воду под поверхностью, не исключено, что какая-нибудь марсианская жизнь прячется под земной корой планеты даже сегодня. Но пока мы не можем знать это наверняка - и чертовски заинтригованы.

Кстати, жизнь может быть еще и .

Недавно страну облетела новость: госкорпорация «Роснано» инвестирует 710 млн рублей в производство инновационных лекарственных препаратов против возрастных заболеваний. Речь идет о так называемых «ионах Скулачева» – фундаментальной разработке отечественных ученых. Она поможет справиться со старением клеток, которое вызывает кислород.

«Как же так? – удивитесь вы. – Без кислорода невозможно жить, а вы утверждаете, что он ускоряет старение!» На самом деле противоречия тут нет. Двигатель старения – активные формы кислорода, которые образуются уже внутри наших клеток.

Источник энергии

Немногие знают, что чистый кислород опасен. Его в небольших дозах применяют в медицине, но если дышать им долго, можно отравиться. Лабораторные мыши и хомячки, к примеру, живут в нем всего несколько дней. В воздухе же, которым мы дышим, кислорода чуть больше 20%.

Почему же столько живых существ, в том числе человек, нуждаются в небольшом количестве этого опасного газа? Дело в том, что О2 – мощнейший окислитель, перед ним не может устоять практически ни одно вещество. А всем нам нужна энергия, чтобы жить. Так вот, получать ее мы (а также все животные, грибы и даже большинство бактерий) можем, именно окисляя те или иные питательные вещества. Буквально сжигая их, как дрова в каминной топке.

Происходит этот процесс в каждой клетке нашего тела, где для него имеются специальные «энергетические станции» – митохондрии. Именно туда в конечном итоге попадает все, что мы съели (разумеется, переваренное и разложенное до простейших молекул). И именно внутри митохондрий кислород делает единственное, что он умеет, – окисляет.

Такой способ получения энергии (его называют аэробным) весьма выгоден. Например, некоторые живые существа умеют получать энергию и без окисления кислородом. Только вот благодаря этому газу из одной и той же молекулы получается в несколько раз больше энергии, чем без него!

Скрытый подвох

Из 140 литров кислорода, которые мы вдыхаем за день из воздуха, почти все уходит на получение энергии. Почти – но не все. Примерно 1% тратится на производство… яда. Дело в том, что во время полезной деятельности кислорода образуются и опасные вещества, так называемые «активные формы кислорода». Это – свободные радикалы и перекись водорода.

Зачем вообще природе вздумалось производить этот яд? Некоторое время назад ученые нашли этому объяснение. Свободные радикалы и перекись водорода при помощи особого белка-фермента образуются на внешней поверхности клеток, с их помощью наш организм уничтожает бактерии, попавшие в кровь. Очень разумно, если учесть, что радикал гидроксида по своей ядовитости соперничает с хлоркой.

Однако не весь яд оказывается за пределами клеток. Он образуется и в тех самых «энергетических станциях», митохондриях. В них же имеется своя собственная ДНК, которую и повреждают активные формы кислорода. Дальше все понятно и так: работа энергетических станций разлаживается, ДНК повреждена, начинается старение…

Зыбкий баланс

К счастью, природа позаботилась о том, чтобы нейтрализовать активные формы кислорода. За миллиарды лет кислородной жизни наши клетки в общем-то научились держать О2 в узде. Во-первых, его не должно быть слишком много или слишком мало – и то и другое провоцирует образование яда. Поэтому митохондрии умеют «выгонять» лишний кислород, а также «дышать» так, чтобы он не мог образовать те самые свободные радикалы. Более того, в арсенале нашего организма есть вещества, которые неплохо борются со свободными радикалами. Например, ферменты-антиоксиданты, которые превращают их в более безобидную перекись водорода и просто кислород. Другие ферменты тут же берут в оборот перекись водорода, превращая ее в воду.

Вся эта многоступенчатая защита неплохо работает, но со временем начинает давать сбои. Сначала ученые думали, что с годами ферменты-защитники от активных форм кислорода слабеют. Оказалось, нет, они по-прежнему бодры и активны, однако по законам физики какие-то свободные радикалы все равно минуют многоступенчатую защиту и начинают разрушать ДНК.

Можно ли поддержать свою природную защиту от ядовитых радикалов? Да, можно. Ведь чем дольше живут в среднем те или иные животные, тем лучше отточена их защита. Чем интенсивнее обмен веществ у того или иного вида, тем эффективнее его представители справляются со свободными радикалами. Соответственно, первая помощь себе изнутри – вести активный образ жизни, не позволяя обмену веществ замедлиться с возрастом.

Тренируем молодость

Есть еще несколько обстоятельств, которые помогают нашим клеткам справляться с ядовитыми производными кислорода. Например, поездка в горы (1500 м и выше над уровнем моря). Чем выше, тем меньше в воздухе кислорода, и жители равнины, попав в горы, начинают чаще дышать, им трудно двигаться – организм пытается компенсировать нехватку кислорода. Через две недели жизни в горах наш организм начинает приспосабливаться. Повышается уровень гемоглобина (белок крови, который разносит кислород из легких во все ткани), а клетки учатся использовать О2 экономичнее. Возможно, говорят ученые, это одна из причин того, что среди горцев Гималаев, Памира, Тибета, Кавказа много долгожителей. И даже если вы попадете в горы только на время отпуска раз в год, вы получите те же самые выгодные изменения, пусть всего на месяц.

Итак, можно научиться вдыхать много кислорода или, наоборот, мало, существует масса дыхательных техник обоих направлений. Однако по большому счету организм все равно будет поддерживать количество кислорода, попадающего в клетку, на некоем среднем, оптимальном для себя и своей нагрузки уровне. И тот самый 1% будет уходить на производство яда.

Поэтому ученые считают, что действеннее будет зайти с другой стороны. Оставить в покое количество О2 и усилить клеточную защиту от его активных форм. Нужны антиоксиданты, причем такие, которые смогут проникать внутрь митохондрий и обезвреживать яд именно там. Как раз такие и хочет выпускать «Роснано». Возможно, уже через несколько лет подобные анти­оксиданты можно будет принимать, как нынешние витамины А, Е и С.

Молодильные капли

Перечень современных антиоксидантов давно уже не ограничивается перечисленными витаминами А, Е и С. Среди новейших открытий – ионы-антиоксиданты SkQ, разработанные группой ученых под руководством действительного члена Академии наук, почетного президента Российского общества биохимиков и молекулярных биологов, директора Института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ, лауреата Государственной премии СССР, основателя и декана факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ Владимира Скулачева.

Еще в 70-е годы ХХ века он блестяще доказал теорию о том, что митохондрии являются «электростанциями» клеток. Для этого были изобретены положительно заряженные частицы («ионы Скулачева»), которые могут проникать внутрь митохондрий. Теперь академик Скулачев и его ученики «прицепили» к этим ионам вещество-антиоксидант, которое способно «разобраться» с ядовитыми соединениями кислорода.

На первом этапе это будут не «таблетки от старости», а препараты для лечения конкретных болезней. Первыми в очереди стоят глазные капли для лечения некоторых возрастных проблем со зрением. Подобные препараты уже дали совершенно фантастические результаты при испытании на животных. В зависимости от вида, новые антиоксиданты могут снижать раннюю смертность, увеличивать среднюю продолжительность жизни и продлевать максимальный возраст – заманчивые перспективы!