8. Клетка и энергия
Когда знакомишься с основательными трудами человечества,
нередко ловишь себя на идеи, что с развитием науки вопросов становится больше,
чем ответов. В 80-х и 90-х годах молекулярная биология и генетика расширили
представле-ние о клетках и клеточном взаимодействии. Был выделен целый класс
клеточных факторов, которые регулируют межкле-точное взаимодействие. Это имеет
главное значение для понимания функционирования многоклеточного человеческого
организма и необыкновенно клеток иммунной системы. Но с каждым годом биологи раскрывают
все больше сходственных межклеточ-ных факторов и все трудней воссоздать картину
целостного организма. Таким образом, вопросов возникает больше, чем появляется
ответов.
Неисчерпаемость человеческого организма и ограниченные возможности
его изучения приводят к выводу о необходимос-ти ближайших и последующих приоритетов
исследований. Таким приоритетом на теперешний день является энергетика клеток
живого человеческого организма. Недостаточные знания об энергопроизводстве
и об энергообмене клеток в организме становится препятствием для серьезных
научных исследований.
Клетка является главный структурной единицей организма:
все органы и ткани состоят из клеток. Трудно рассчитывать на успех лечебных
средств или немедикаментозных методов, если они разрабатываются без достаточных
знаний об энергетике клеток и межклеточном энергетическом взаимодействии.
Можно привести достаточно образцов, когда широко используемые и рекомендуемые
средства наносят вред здоровью.
Господствующим в здравоохранении является субстанционный
подход. Субстанция – вещество. Логика врачевания предельно простая: обеспечить
организм необходимыми веществами (вода, еда, витамины, микроэлементы, а при
необходимости лекарства) и вывести из организма продукты размена (экскременты,
избыточные жиры, соли, токсины и т. д.). Экспансия лечебных средств продолжает
праздновать. Новые поколения людей во многих странах становятся добровольными
соучастниками широкомасштабного эксперимента. Индустрия лекарств требует новых
больных. Тем не менее, здоровых людей становится все меньше и меньше.
У создателя модного справочника по лечебным средствам
как-то спросили о том, сколько лекарств ему собственно пришлось опробовать. Ни
одного – был ответ. По-видимому, этот разумный человек имел блистающие знания
о биохимии клетки и умел с выгодой применять эти знания в жизни.
Представьте себе миниатюрную частичку живой материи, в форме
эллипсоида, диска, шара, примерно 8-15 микрон (мкм) в поперечнике, одновременно
являющуюся труднейшей саморегулирующейся системой. Обычную живую клетку нарекают
дифференцированной, как бы подчеркивая, что множество элементов, входящих
в ее состав, четко разделены условно друг друга. Понятие "недифференцированная
клетка", как управляло, принадлежит видоизмененной, например, раковой клетке.
Дифференцированные клетки отличаются не только строением, внутренним разменом,
но и квалификацией, например, почечные, печеночные, сердечные клетки.
В общем случае клетка состоит из трех компонентов: клеточной
оболочки, цитоплазмы, ядра. В состав клеточной оболоч-ки, как управляло, входит
трех-, четырехслойная мембрана и внешняя оболочка. Два слоя мембраны состоят
из липидов (жиров), главную часть которых сочиняют ненасыщенные жиры –
фосфолипиды. Мембрана клетки имеет весьма трудное строение и многообразные
функции. Разность потенциалов по обе стороны мембраны может сочинять несколько
сотен милливольт. Внешняя поверхность мембраны содержит отрицательный электрический
заряд.
Как управляло, клетка имеет одно ядро. Желая есть клетки, у
которых два ядра и более. Функция ядра содержится в хранении и передаче потомственной
информации, например, при дробленьи клетки, а также в управлении всеми физиологи-ческими
процессами в клетке. В ядре содержатся молекулы ДНК, несущие генетический
код клетки. Ядро заключено в двухслойную мембрану.
Цитоплазма сочиняет главную массу клетки и представляет
собой клеточную жидкость с расположенными в ней органеллами и включениями.
Органеллы – постоянные компоненты цитоплазмы, исполняющие специфические главные
функции. Из них нас больше всего интересуют митохондрии, которые иногда нарекают
электростанциями клетки. Каждая митохондрия имеет две мембранные системы:
внешнюю и внутреннюю. Внешняя мембрана гладкая, в ней поровну предс-тавлены
липиды и белки. Внутренняя мембрана принадлежит к наиболее трудным типам мембранных
систем человеческо-го организма. В ней множество складок, нарекаемых гребешками
(кристами), за счет которых мембранная поверхность существенно увеличивается.
Можно представить эту мембрану в виде множества грибовидных выростов, направленных
во внутреннее пространство митохондрии. На одну митохондрию приходится 10
в 4-10 в 5 ступени таких выростов.
Кроме того, во внутренней митохондриальной мембране присутствует
еще 50-60 ферментов, общее число молекул различных типов достигает 80. Все это
необходимо для химического окисления и энергетического размена. Среди физических
свойств этой мембраны следует отметить высокое электрическое противодействие,
что отличительно для так нарекаемых сопрягаю-щих мембран, способных аккумулировать
энергию сходственно хорошему конденсатору. Разность потенциалов по обе стороны
внутренней митохондриальной мембраны сочиняет около 200-250 мВ.
Можно представить, насколько трудна клетка, если, например,
печеночная клетка гепатоцит содержит около 2000 митохондрий. Но ведь в клетке
множество и иных органелл, сотни ферментов, гормонов и иных трудных веществ.
Каждая органелла имеет свой набор веществ, в ней исполняются определенные
физические, химические и биохимичес-кие процессы. В таком же динамическом
состоянии находятся вещества в цитоплазматическом пространстве, они беспре-рывно
обмениваются с органеллами и с наружным окружением клетки через ее мембрану.
Прошу помилованья у Читателя – неспециалиста за технические
детали, но эти представления о клетке полезно знать каждому человеку, желающему
быть здоровым. Мы обязаны восторгаться этим чудом природы и одновременно учитывать
слабые стороны клетки, когда занимаемся лечением. Мне доводилось наблюдать,
когда обычный анальгин приводил к отекам тканей у молодого здорового человека.
Поражает, как не задумываясь, с какой легкостью иные глотают таблетки!
Представления о сложности клеточного функционирования будут
не полными, если мы не расскажем об энергетике клеток. Энергия в клетке тратится
на исполнение разной работы: механическую – движение жидкости, движение
органелл; химическую – синтез трудных органических веществ; электрическую
– творенье разности электрических потенциа-лов на плазматических мембранах;
осмотическую – транспорт веществ внутрь клетки и обратно. Не ставя перед собой
задачу перечислить все процессы, ограничимся знаменитым утверждением: без достаточного
обеспечения энергией не может быть достигнуто полноценное функционирование
клетки.
Откуда клетка получает необходимую ей энергию? Сообразно
научным теориям химическая энергия питательных веществ (углеводов, жиров,
белков) превращается в энергию макроэргических (содержащих много энергии)
связей аденозинтрифос-фата (АТФ). Эти процессы исполняются в митохондриях
клеток предпочтительно в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса) и при окислительном
фосфорилировании. Запасенная в АТФ энергия легко освобождается при разрыве
макроэрги-ческих связей, в результате обеспечиваются энергозатраты в организме.
Однако эти представления не дозволяют дать беспристрастную оценку
количественных и качественных характеристик энергообеспечения и энергообмена
в тканях, а также состояния энергетики клеток и межклеточного взаимодействия.
Следует обратить внимание на главнейший вопрос (Г. Н. Петракович), на который
не может ответить традиционная теория: за счет каких факторов исполняется
межклеточное взаимодействие? Ведь АТФ образуется и расходуется, выделяя энергию,
внутри митохондрии.
Между тем, имеется достаточно оснований сомневаться в благоденствии
энергообеспечения органов, тканей, клеток. Можно даже прямо утверждать, что
человек в этом отношении весьма не абсолютен. Об этом свидетельствует губа-лость,
которую повседневно многие испытывают, и которая начинает досаждать человеку
с ребяческого возраста.
Проведенные расчеты показывают, что если бы энергия в человеческом
организме производилась за счет указанных процессов (цикл Кребса и окислительное
фосфорилирование), то при малой нагрузке энергетический дефицит сочинял
бы 30-50%, а при великой нагрузке – более 90%. Это подтверждают исследования
американских ученых, которые пришли к выводу о недостаточном функционировании
митохондрий в плане обеспечения человека энергией.
Вопросы об энергетике клеток и тканей вероятно еще длинно
оставались бы на обочине дороги, по которой медлительно движется теоретическая
и практическая медицина, если бы не произошли два события. Речь идет о Новой
догадке дыхания и открытии Эндогенного Дыхания.