КРЕМЕНЬ

Биокремнийорганическая химия. Гели кремниевой и полиалюмокремниевой кислот

Кремний элемент вездесущий. В окружающей нас мертвой и живой природе и среди всех творений цивилизации трудно найти какой-либо объект, не содержащий его хотя бы в следовых количествах. Микропримеси двуокиси и кислородных кислот кремния и их солей являются неотъемлемой частью гидросферы. Кремнезем всегда содержится в соленых водах океанов и морей, пресноводных водоемах, подземных источниках и даже дождевой воде. Концентрация растворенного кремния наиболее высока в подземных водах; в реках, ручьях и почвенных водах она имеет средние значения, а в озерах, морях и океанах является самой низкой.

Все живые существа находятся в постоянном контакте с природными, искусственными и синтетическими соединениями кремния. В организм человека только с пищей (особенно растительного происхождения) ежедневно попадает 0,5-1 г кремния. Травоядные животные поглощают с кормами в десятки раз большее его количество. Например, овца ежедневно поедает вместе с травой около 40 г кремнезема. При всем этом кремний, казалось бы, не задерживается в организме человека и животных (его содержание в теле человека не превышает 10 г) и не оказывает на него вредного влияния.

Открытие ярко выраженного физиологического действия силатранов привело ученых к заключению, что многие соединения кремния должны обладать специфической биологической активностью и ряд производных этого элемента может играть существенную роль в жизненных процессах.

Так возникла биокремнийорганическая химия. Она родилась только в нашу эпоху, которая, по словам академика А.Н. Несмеянова, "характеризуется тесным сближением и переплетением наук. Из одной науки в другую проникают методы, идеи, оплодотворяя ее. На гранях соприкосновения науК^возникают все новые и новые "гибридные" науки".

Кремний один из самых распространенных элементов не только на Земле, но и на других планетах. В лунной пыли обнаружены даже микроколичества кремнийорганического соединения полидиметил- силоксана, отсутствующего, как полагают ученые, в земной природе. По атомной распространенности в падающих на нашу планету каменных метеоритах (хондритах) кремний занимает второе место после кислорода, в космосе среди других элементов седьмое место после водорода, гелия, азота, кислорода, неона и углерода. Более того, в космических масштабах атомная распространенность кремния считается общепризнанным стандартом и содержание в космосе других элементов выражается отношением ч^сла их атомов на миллион атомов кремния.

В земных организмах, построенных из соединений углерода, всегда присутствует и кремний. В некоторых микроорганизмах и растениях содержание этого элемента весьма значительно, и он играет в них определенную физиологическую роль. Нельзя отрицать, что при соответствующих условиях биохимическое значение кремния может быть существенно большим. Вероятнее всего, это проис-! ходит при повышенной температуре окружающей среды, в результате увеличивается растворимость соединений кремния в воде и становится возможным их усиленный обмен в организме. Отложившиеся в наружных частях организма соединения кремния могут служить термоизолирующим панцирем, защищающим внутренние органы от перегрева или от переохлаждения и механических воздействий. Предположим, что в случае внезапного достаточно медленного повышения температуры окружающей среды (это обычно характерно для планетных процессов) даже земные существа смогли бы приспособиться к значительно менее благоприятным условиям существования за счет увеличения содержания соединений кремния в своих организмах. Известно, например, что кремнекислота способна вытеснять фосфорную из ряда важных соединений, в частности из рибонуклеиновой кислоты, а также из ферментов. Возможно, в этом кроется причина высокого содержания кремния в организмах древнейших обитателей Земли диатомовых водорослей и радиолярий, на заре существования которых температура поверхности планеты была значительно более высокой, чем в настоящее время. Есть данные, что и современные диатомовые водоросли живут в гейзерах при температуре 83-85°С. Кроме того, повышенным содержанием кремния отличаются многие тропические растения, а также бактерии, живущие в горячих источниках. А разве не удивительно, что некоторые бактерии способны выдерживать температуру до 350°С и давление 250 атмосфер, в то время как белок необратимо свертывается уже при 60°С.

Мне кажется, причину заживления ожогов с помощью АКВ следует искать во взаимодействии кремниевых структур, построенных на матрицах, перешедших из кремня в воду, и белков организма тех веществ, которые могут репродуцироваться в процессе этого взаимодействия. А заживление ожогов с помощью АКВ поражает воображение своей быстротой. По-видимому, небезызвестная Садовская, проживающая в Минске (сначала мать, а теперь дочь) помогла многим пострадавшим. Я был свидетелем тому дважды. Один раз на моих глазах лечился с помощью жидкости Садовской ожог от разогретого битума. Эффект был поразительным. Даже следов ожога не осталось через несколько недель. Второй раз лечился химический ожог, который также бесследно исчез.

Оба раза я пытался определить состав жидкости Садовской визуально и по запаху. Мне показалась она водой из родника, но вот запах укропа не давал утверждать, что это вода, а не какая-то настойка.

Несмотря на общеизвестный эффект, на большую пользу "тайны" Садовской, Минздрав БССР так и не взял ее средство на вооружение, как, впрочем, и АКВ, против использования которой, думается, нет никаких причин.

В этой связи стоит рассказать о предложении Е.А. Боровко из Витебска. Помните большую катастрофу двух пассажирских поездов в результате взрыва на газопроводе между Уфой и Челябинском? Один из журналистов-"кремнепоклонников" отправил в Уфимский ожоговый центр кремни и инструкцию по приготовлению АКВ. Через месяц с небольшим его уфимские коллеги сообщили, что из всех средств, применявшихся в Центре, лучшим оказалась АКВ. Не знаем, почему способ лечения ожогов с помощью АКВ в Российской Федерации оказался невостребованным. Но вот в Беларуси в ожоговом центре г. Минска нам с Е.А. Боровко не поверили и не попытались использовать это Богом данное средство для восстановления нарушенных внутриклеточных и внеклеточных связей.

Ученые утверждают, что природные соединения кремния имели весьма существенное значение при возникновении жизни на Земле. По их мнению, это произошло более трех миллиардов лет тому назад. Обладая адсорбционными и каталитическими свойствами, аморфный кремнезем и силикаты явились матрицами, на которых осажденные из Мирового океана простые органические молекулы превращались в сложные белковые тела. Решающую роль в этом процессе могли сыграть солнечные и космические лучи, или даже ударные волны.

Гели кремниевой и полиалюмокремниевой кислот обладают свойствами, необходимыми для протекания в их среде биохимических процессов, и способствовали, по мнению ученых, зарождению и развитию жизни на нашей планете, по крайней мере на первой стадии.

Что касается кремней, то эти гели, насыщенные органикой и заселенные микроорганизмами, должны быть признаны основой зарождения кремневых тел.

Известный английский физик Д. Бернал предполагал, что зарождение жизни, возможно, связано с каталитическим действием кварца и алюмосиликата монтмориллонита и высокое содержание кремния в первичных организмах и наличие лишь следов в высших животных обусловлено тем, что "в первичный период существования жизни не было необходимости синтезировать кристаллы вещества, которые в изобилии находились в окружающей среде; когда же образовались полимеризованные органические фрагменты, отпала необходимость в исходных неорганических веществах".

Кроме того, на некоторой ступени развития жизни, характеризующейся уже достаточно сильным структурированием воды под влиянием сложных органических макромолекул, оказалось ненужным структурирующее действие скелета гелей поликремниевой кислоты.

Весьма интересно экспериментально обоснованное предположение, согласно которому входящий в состав живой материи фосфор возник благодаря воздействию на кремнезем проникающего излучения за счет ядерной реакции, осуществляющейся на предби- ологической стадии существования Земли. Оптически активные формы кварца, по-видимому, обеспечили появление существующей асимметрии природных органических соединений.

Наконец, высокопористый кремнезем (силикагель) и некоторые силикатные материалы способствовали повышению устойчивости живших в ту пору протоорганизмов к жесткому воздействию внешней среды (повышенная температура, интенсивная радиация и др.). Это характерно и в настоящее время для микроорганизмов, спокойно обитающих в порах силикагеля при температурах выше 90°С. Более того, гетерополиконденсаты кремниевой кислоты, например, полученные согидролизом триаминопропилтриэтоксисилана с ди- фенилдихлорсиланом, используются в качестве матриц при культивировании живых клеток. Силикагель повышает устойчивость и многих биологически важных органических соединений, в частности ферментов, липидов и витаминов, при этом он тоже проявляет свойства избирательного катализатора некоторых химических реакций адсорбированных веществ. Высокая способность силикагеля и силикатов поглощать аминокислоты и другие природные соединения указывает на важнейшую роль соединений кремния не только в возникновении, но и в развитии жизни первичных земных организмов. Ведь на поверхности адсорбента создавалась необходимая им концентрация питательных веществ, содержание которых в окружающей водной среде было ничтожно.

В процессах развития первичной жизни существенную роль могла сыграть и способность гелей кремниевой кислоты приобретать "память" адсорбированных ими веществ и даже первичных живых образований (протоорганизмов). Эта "память" сохраняется и при неблагоприятных условиях, разрушающих сорбированные органические вещества. Их оставшиеся реплики, или матрицы, оказываются способными возобновить с помощью адсорбции первоначальную комбинацию молекул. Излучение Солнца, повышенная активность космических лучей и интенсивная вулканическая деятельность в археозойский период могли бы разрушить сорбированные природными силикагелями органические вещества. Однако дальнейшие процессы адсорбции и катализа при более благоприятных условиях могли привести к возрождению сложных органических молекул на их сохранившихся минеральных репликах. Это же явление может способствовать и межпланетной миграции жизни (без переноса живого вещества, гибнущего в условиях открытого космоса).

Эти рассуждения помогают понять механизм активации воды кремнем за счет перехода из кремневого вещества меток-матриц и достройки на них элементоорганических комплексных соединений, структурирующих воду во всем объеме, то есть создание условно живой экосистемы.

Можно было бы много говорить о кремнийорганических соединениях, но в этой экосистеме им отведена определенная роль. В АКВ по закону В.И. Вернадского есть все химические элементы, а значит, должны быть все порфириновые системы, которые и делают ее немедикаментозным лечебно-профилактическим средством.

Далее вновь возвратимся к далеко не разгаданному минералу воде.