В своей работе о гидравлике живого организма автор впервые обратил внимание читателя на связь законов физ-химии поверхности, с которыми регулярно оперировал в своих технических разработках, с их проявлением в живом организме (http://samlib.ru/h/hejfec_i_b/chetiremernoe.shtml).
Одним из важных связующих моментов технической гидравлики с живым организмом является понятие удельной поверхности дисперсных систем, которая представляет собой усреднённую характеристику степени дисперсности системы, а также размеров внутренних полостей (каналов, трещин и пор).. Это измерение достаточно широко используется в различных отраслях знаний, где приходится иметь дело с высокодисперсными (тонко измельченными) материалами.
В обыденной жизни мы редко когда обращаем внимание на понятие «поверхность», связывая его с формой (двумерное многообразие в математике, плоская, овальная, или шарообразная поверхности предметов). Но о качественной характеристике поверхности мы вспоминаем только тогда, когда предстоит преодолевать подъемы, спуски, пересеченную местность, требующую приложения значительных усилий. Иными словами, поверхность обладает энергией, которую прилагают для ее преодоления, в том числе и ее сопротивление измельчению. Особо наглядно этот энергетический порог проявляет свои особенности во время дробления или тонкого помола. Чем выше дисперсность (степень измельчения), тем более наглядно проявляется затраченная энергия на измельчение материала.
Чтобы понять важность и сущность этого метода, рассмотрим пример дробления небольшого арахисового зерна весом в 1г и поверхностью 1 см2.
Рис. 1
С ростом удельной поверхности и ее активностью мы сталкиваемся на каждом шагу, но редко обращаем на это внимание. Редко обращаем внимания на форму падающих капель, свернутых в шарик, на форму планет, на поведение поверхности океана после шторма, когда энергия поверхности, стремящаяся к сокращению, сворачивает жидкость в шарообразную форму (на огромной площади это натяжение создает впечатление наружной пленки). Естественно, что огромную поверхностную энергию высокодисперсной системы часто используют в качестве катализатора химических реакций, а высокодисперсный гель бентонитовой глины природа (предположительно) использовала катализатором возникновения первой на планете белковой клетки. Об этом подчас нам напоминает мифология (вспомним легенду о Големе и сказание о том, что Адам впервые был создан из глины).
Автору статьи регулярно приходилось работать с бентонитовыми гелями, с аэросилом (силика, silica) с огромной удельной поверхностью (от 200 до 300 квадратных метров в одном грамме, что соответствует размеру частицы в 400Å (ангстрем), что меньше длины волны света и поддается рассмотрению только электронным микроскопом). Приходилось поражаться их огромной физико-химической энергии и влиянию на окружающий мир.
Коль скоро человек способен наглядно оценить поверхностные свойства высокодисперсных материалов, естественно что Природа не могла обойти стороной эти уникальные свойства поверхности и заложила их в основу создания вершины своего творения - жизни.
В тот момент когда речь заходит о зарождении белковых молекул, ставших органической основой живой клетки и всего растительного и животного мира, автор обязан помянуть своего коллегу, пробивавшего непреодолимую стену, отделяющую советскую науку от лженауки в разгар торжества материалистического мракобесия, академика НАН Украины В.А, Краюшкина, заразившего автора своим упрямством и привлекшего соучастником и консультантом к собственным изысканиям по моделированию зарождения органического мира на нашей планете. Тем самым он впервые обратил мое внимание на начальный период Творения (http://www.elektron2000.com/article/2272.html) . Но лишь на рубеже 20-го столетия автор серьезно заинтересовался значимостью великого сооружения «живая клетка» под влиянием павильона LEGO в Диснейленде в Орландо (Флорида), где построили модели живого мира на берегу огромного пруда. Эта модель подсказала автору о целесообразности выделить в общем множестве значений удельной поверхности диапазон, избранный природой для строительства живых организмов. (К сожалению, эту границу автору точно установить не удалось, так как неизвестен разброс значений одноклеточных в живой природе, недоступный для дилетантов).
Рис.2
Схема строения трехмерной живой клетки.
Все многообразие живого мира базируется на жизни единичной клетки. В этом нет ничего нового, но без осознания величия этого сложнейшего творения природы, соизмеримого со сложностью Вселенной, невозможно оценить всю мудрость жизни, как таковой. Только поняв назначение единичной живой клетки, как самостоятельного организма в составе многообразия форм нормальной жизни, можно понять сущность мозга, как «дирижера» сотен миллиардов клеток организма, следящего за состоянием каждой отдельной клетки и согласовывая каждую с ее нуждами (включая гибель) в едином «оркестре» организма. Осознав это в полной мере начинаешь понимать, что каждая живая клетка представляет собой уникальный живой организм, которому нет повторения в природе и, естественно, нереально наделять дирижера этого огромного сверхсложного оркестра еще и субъективной составляющей жизни, сосредоточенной в ее виртуальной реальности, измеряемой для каждого человека квадриллионом байт информации (https://www.proza.ru/2020/03/03/1205 ).
Сделав это отступление, возвратимся к предмету нашего разговора, к единичной живой клетке и циклам ее жизни.
По определению Ф.Энгельса «...жизнь является формой существования белковых тел, существенным моментом которых является обмен веществ». Обмен веществ осуществляется через мембрану клетки под влиянием перепада давления от разницы концентрации питательных веществ в кровеносных капиллярах и внутри клетки.
Рис.3
Фрагмент мембраны клетки
Рис.4
Внешняя поверхность мембраны
Рис.5
Основные компоненты мембраны и клетки
(Желающих подробней ознакомиться с основами жизнедеятельности живой клетки, автор адресует к видеолекциям для школьников https://www.youtube.com/watch?v=eEVlPQLIs0U и https://www.youtube.com/watch?v=X70fs9oUzf0 )
Нормальная клетка в стадии интерфазы обладает максимальным значением величины удельной поверхности (Sq) и готова к приему питания и к росту. В процессе роста ее плотность (масса) возрастает гораздо быстрее (в третьей степени), чем растет величина поверхности (в квадрате). Увеличиваясь в объеме она претерпевает изменения от интерфазы до метафазы. Но продолжение роста ведет к столь значительному возрастанию массы, что резко меняет ее размеры и свойства, доводя удельную поверхность до некоторого предельно минимального для этого вида клеток значения. В состоянии анафазы, минимальное значение удельной поверхности является сигналом к делению клетки – через телофазу к резскоу измененению ее массы, делением и переходу двух новых клеток в интерфазу и последующему повторению цикла, но уже для двух клеток.
Рис.6
Именно этот процесс «омоложения» клеток делением и уменьшения удельной поверхности до нижней нормативной границы, биология именует метаболизмом, лежащим в основе жизни.
В нормальных условиях этот процесс повторяется неоднократно. По общеизвестной информации в теле человека клетка, по мере роста, делится 50-55 раз до ее естественной гибели.
А теперь предлагаю читателю предположить, что происходит сбой в налаженном ритме в результате закупорки нескольких мембранных каналов. Нарушение обмена веществ ведет к голоданию клетки и она не может набрать массу, выводящую ее в состояние анафазы, предшествующей делению. Клетке предстоит или погибнуть, или... начать процесс деления раньше достижения нормативного для нее минимального значения удельной поверхности. Сбой нормы приводит к появлению клеток меньшего размера. Так, на общем фоне появляется колония с укороченным периодом цикла деления,что мы замечаем только после того, как она разрастается до инородной опухоли. Задача биологов убить эту мутирующую клетку и ей подобных мутантов на первых же этапах ее появления. Возможно ли это?
На протяжении жизни в организме взрослого здорового человека новые кровеносные сосуды и капилляры обычно не образуются. Но после ушиба, пореза, инсульта, ранения и любого другого разрушительного воздействия необходимо восстановить кровоснабжение поврежденных тканей. Вот тогда в организме «запускается» естественный процесс формирования новых сосудов, называемый ангиогенезом (https://www.nkj.ru/archive/articles/7213). То же происходит с появлением новой уменьшенной клетки, требующей включения ее в систему жизнедеятельности организма, то есть подключение ее к пульту главного дирижера (к мозгу) и к источнику питания посредством прорастания к ним кровеносных капилляров, что ведет к разрастанию и распространению опухоли. Для предотвращения этого следует запустить механизм антиангиогенеза (antiangeogenic) процесс препятствующий образованию новых кровеносных капилляров в пораженный опухолью орган или в ткань, Как оказалось, этот процесс недавно изучен учеными и поддается управлению. Прорастание кровеносных капилляров к подобным клеткам можно приостановить и прервать энергоснабжение к мутировавшим клеткам, что приводит к их гибели. (https://www.youtube.com/watch?v=OjkzfeJz66o).
Разобравшись с сущностью оболочки живой клетки, нам предстоит серьезно задуматься и о сущности кожного покрова всего организма. Упомянутая выше удельная поверхность живой клетки и кожное покрытие всего организма, должны, по мнению автора, соответствовать между собой. Экстраполируя логику оболочки клетки на весь организм, мы не можем ограничиться упаковочной нейтральной функцией кожи для организма. Сегодня ни для кого не секрет, что кожа представляет собой сложную систему защиты организма от любой внешней агрессии и, одновременно, служит для резорбции (поглощение). Через кожу удаляются из организма продукты распада, происходит терморегуляция организма, поглощается кислород и вся та химия, которую в избытке на нее наносят. В неагрессивных средах кожное покрытие достаточно хорошо справляется со своими функциями, а в агрессивных, - требует дополнительную защиту (шерсть, перья, чешуйки).
Надежной природной защитой кожи является высокодисперсная и высокоактивная пыль. Поглощая все кожные выделения, пыль (зола) выполняет функции твердого поверхностно-активного вещества (ПАВ,surfactant), не подвергающееся резорбции и хорошо смывающееся с кожной поверхности.
Именно в этом месте происходит противоречивый и очень опасный раздел между животным миром и человеком. Природным твердым ПАВ человек предпочел водорастворимые ПАВ из группы дифильных молекул мыла.
Впервые человек открыл для себя мыло, варя животный высокомолекулярный жир в щелочной воде. Еще совсем недавно, на памяти автора, в середине ХХ века, во время отечественной войны, население варило собачий жир в соде, чтоб получить, так называемое, "хозяйственное мыло".
Сегодня цивилизованный мир, в буквальном смысле, сошел с ума от избытка моющих средств. Синтетические моющие вещества, как правило, изготовляются на основе одного и того же простейшего продукта (олеиновой, или линолевой кислоты), а далее каждому представляется право добавлять туда что угодно (от краски до всевозможных отдушек и эссенций), для многократного увеличения цены и объема. Но нужно помнить, что все эти водорастворимые химикаты великолепно адсорбируются и подвергаются резорбции, поглощаются кожным покровом и поражают лимфосистему. Волосяной покров, обладающий огромной удельной поверхностью, является великолепным адсорбентом избытка химреагентов, что ведет к структуризации компонентов ПАВ и плохо отмываются. Любителям часами откисать в мыльной пене, принимать многочисленные спа-процедуры и всевозможные кремы и массажи, автор вынужден напомнить, что эксперименту подвергается ваш, а не чей-то чужой организм. Никогда об этом нельзя забывать. Для снижения поверхностного натяжения водного раствора мыла требуется мизерная доля ПАВ (мыла), а избыток мыла и реагентов наполнителей включаются в смертельную схватку и с кожей, и с подкожной клетчаткой. Избежать этого "удовольствия" позволяет использование обычного твердого мыла, которым трудно превысить логически допустимую концентрацию.
