Природа. Человек. Закон - Городинская Виолетта Семеновна
Ибо жизнь — это постоянное обновление и развитие. И на уровне видов, и на уровне популяций, и на уровне поколений, и на уровне клеток. В любом живом организме, в его клетках идет непрерывный процесс разрушения белков и одновременное их воспроизводство. Растения синтезируют аминокислоты с обязательным присутствием азота, объединяют аминокислоты в растительные белки, которые в пищеварительном тракте поедающих их животных вновь распадаются на аминокислоты, служащие основным строительным материалом для созидания животных белков клеток и всего, таким образом, организма. А поскольку плотоядные животные получают белки уже животного происхождения, это позволяет им иметь более высокий уровень энергетических ресурсов. Вот почему хищники имеют более быструю реакцию, большую выносливость и сообразительность, чем травоядные.
Третий важнейший для живых организмов компонент воздуха — углекислый газ. Количество его в составе атмосферы мизерно — всего три сотых процента от общего объема. Но мал золотник, да дорог. Значение именно атмосферного углерода огромно. И не только для растений, для которых он является основой питания и синтеза белков, других жизненно важных процессов. Опосредованно, через пищевые цепи, атмосферный углерод вместе с белками, сахарами, жирами попадает и в организм животных, где опять же становится основой всех без исключения процессов жизнедеятельности. О том, какое место занимает углерод в нашей жизни, говорит хотя бы тот факт, что в человеческом теле его содержится 15–20 килограммов в зависимости от веса человека, а в долевом отношении — 23 процента. И в то же время, несмотря на столь большую массу, достаточно лишь незначительного понижения или повышения содержания углерода по сравнению с нормой для данного организма, чтобы человек почувствовал себя плохо.
Дело в том, что углерод в составе углеводов организма является самым мобильным энергетическим ресурсом. В стрессовых состояниях — эмоциональном возбуждении, тяжелых или экстренных мышечных усилиях и пр., когда организм нуждается в дополнительных и стремительно нарастающих затратах энергии, из резервного хранилища — депо печени — начинает поступать запасенный на эти «пожарные случаи» гликоген — фосфорилированная глюкоза. Способность углеводов к быстрому распаду и окислению — отдаче необходимой энергии и используется в полной мере в этих состояниях. А поскольку, как утверждает Г. Селье, жизнь — это непрерывная цепь стрессов самого разнообразного характера, ворота депо печени то и дело пропускают все новые и новые экстренные составы гликогена, несущие углерод к тем участкам организма, где они невзначай понадобились. И если депо вдруг опустеет, мигом снижается уровень сахара в крови и в результате этого начинается мышечная слабость, кожа бледнеет, тело пробивает холодный пот, температура падает, ослабевает деятельность сердца. Если в это время не ввести быстро глюкозу или не съесть хотя бы кусочек сахара, как говорят врачи, возможен летальный исход.
Отдавший свою энергию, окислившийся в CO2 углерод выдыхается в атмосферу, откуда снова извлеченный растениями опять начинает, пройдя по пищевым цепям, свою созидательную работу. Наш организм каждый день получает с пищей 300 граммов чистого углерода, а с воздухом — всего 3,7 грамма, содержащихся в 6,9 литра вдыхаемого углекислого газа, растворенного в атмосфере.
Громадна роль углерода и в синтезе аминокислот. Наравне с азотом (количественно, правда, углерода в подавляющем большинстве аминокислот гораздо больше, но это тот случай, когда количественное соотношение ничего не значит), он является основой белков. В сущности, для создания аминокислот всего и требуется что азот, углерод да вода. Из этих-то простых веществ (да еще в трех аминокислотах содержится сера) и собрано все многообразие сложных белков, скажем, молекулы ДНК, несущей информацию, какой позавидует и многотонная ЭВМ — описание каждой из миллиардов и сотен миллиардов (только в коре головного мозга, по новейшим данным, содержится 50 миллиардов нейронов!) клеток нашего организма, порядка их размножения в пространстве, их состава и протекающих в них биохимических процессов, И хотя, как каждый солдат знает свой маневр, так и каждая клетка знает, что ей делать, но это знание каждой клетке передала одна-единственная ДНК зародышевой клетки. И если учесть, что молекула ДНК состоит всего из, примерно, 10 миллионов атомов, а информации она несет порядков на десять (если не выше) больше, то окажется, что каждый атом азота, углерода, кислорода, водорода и в трех случаях — серы содержит миллиарды и миллиарды бит информации. А отсюда следует, что в живом организме эти простые природные элементы находятся в ином физическом состоянии, нежели в косном.
Но хотя углерод и содержащая его углекислота и являются таким необходимым и замечательным продуктом природы, все же излишнее содержание его в атмосфере более чем нежелательно. Судите сами: с 1900 года по наши дни в результате буйного роста промышленности и транспорта количество углекислого газа в составе воздуха увеличилось на три тысячных процента. Малость, о которой, казалось бы, и говорить не стоит. Но ученые мира бьют тревогу: из-за этого температура атмосферы повысилась на полтора градуса, поскольку повышенное содержание углекислого газа снизило проницаемость атмосферы, а значит, и теплоотдачу Земли в космическое пространство. В результате началось таяние горных ледников и ледяных шапок планеты на полюсах. Если уровень концентрации углекислого газа будет расти и дальше такими темпами — а перспективы развития промышленности и транспорта не позволяют надеяться на снижение этих темпов, — то в результате дальнейшего повышения температуры уже к середине будущего века начнется бурное, необратимое таяние ледяных полей Гренландии, Северного Ледовитого океана, Антарктики. По подсчетам ученых, уровень Мирового океана в этом случае поднимется на 80 метров и не только прибрежные города и села, но и континентальные долины будут покрыты 10-20-метровым, а то и высотою в десятиэтажный дом, слоем воды. Кроме того, увеличение концентрации углекислоты в атмосфере делает ее прозрачной для убийственного живому организму жесткого ультрафиолетового излучения Солнца в рентгеновском диапазоне. И спрятаться от него живым существам будет некуда.
Это вовсе не те нежные и ласковые ультрафиолетовые лучи утреннего солнца, которые оказывают оздоровляющее воздействие на организм человека, придают красоту загоревшему телу и используются для излечения всяческих недугов — нет, это как раз те самые лучи, от которых рентгенологи и прочие работники, имеющие отношение к излучающей аппаратуре, прячутся за толстенным свинцовым экраном, призванным поглощать эти лучи, прячутся, не всегда успешно, заболевая страшной лучевой болезнью.
Дело в том, что жесткие космические излучения в рентгеновском диапазоне состоят из частиц высоких энергий, которые нечувствительно для организма, пронизывая биологическую ткань живого существа и сталкиваясь с ее атомами, передают свою избыточную энергию этим атомам, электроны которых или выходят на более высокий энергетический уровень (в физике такие атомы называют возбужденными), или и совсем вылетают со своих орбит, превращая атомы в ионизированные. Нарушение стабильности физического состояния атомов биологической ткани приводит к нарушению нормальных процессов биохимических реакций, разрушая тот тончайший и точнейший механизм взаимодействия всех без исключения органов клетки, который и является основой ее существования и, собственно говоря, самой ее жизни.
Возбуждение или ионизация даже всего одного из, примерно, 10 миллионов атомов ДНК клетки приводит к гибели всей клетки во время деления или гибельным уродствам мутаций. Не менее страшны последствия и нарушения биологических мембран других клеточных органов — лизосом и митохондрий. В первом случае в цитоплазму выливаются ферменты, разрушающие клеточные структуры, во втором — нарушаются процессы дыхания клетки и ее энергетики, поскольку митохондрии производят, так сказать, «миниаккумуляторы» клеточной энергии — АТФ. По всему по этому поражение радиоактивным излучением всего только одной десятимиллионной доли атомов того или иного организма становится смертельной дозой радиации.