Книга: Люстра Чижевского - прибор долголетия
Назад: Глава 2 Атмосферный воздух. Чем мы дышим?
Дальше: Глава 4 Аэроионотерапия и аэроионопрофилактика
Глава 3
Современные представления о роли аэроионов
История открытия биологической активности аэроионов
Еще в древней Греции выдающийся врач и естествоиспытатель, один из основоположников античной медицины Гиппократ (460–377 гг. до н. э.) установил, что горный и морской воздух не только благотворно влияет на человека, но и способен исцелить его от многих болезней. Это дало врачам основание заставлять своих больных больше находиться на открытом воздухе и совершать длительные прогулки. В античной же древности были изобретены «аэрарии» — площадки, на которых собирались больные, чтобы подвергать свое тело действию внешнего воздуха. Эти аэрарии сохранились в руинах древних городов и до наших дней.
Попытки связать целебные свойства воздуха с электрическими явлениями относятся к началу ХVІІІ в., когда была изобретена электростатическая машина.
В это время широкое распространение получил способ лечения «франклинизация», названный так по имени его изобретателя Б. Франклина. Состоял он в следующем: один полюс электростатической машины соединялся с металлическим листом, на котором стоял стул с сидящим на нем человеком, а другой полюс подводился к висевшим над его головой двум металлическим дужкам, расположенным крест-накрест и снабженным несколькими остриями. При работе электростатической машины по телу больного протекал электрический ток. Этот способ применялся для лечения многих заболеваний, однако без учета полярности напряжения на остриях. Вскоре было замечено, что разные полярности оказывают различное влияние на организм. Но должное внимание этому факту тогда не уделили, и дать ему объяснение не пытались.
В середине ХVІІІ в. влияние атмосферного электричества на человека изучал М. В. Ломоносов. Он предполагал, что «…все болезни происходят от неспособности соков в теле нашем воспринимать атмосферное электричество». От взора гения не укрылось изменение самочувствия человека до и после грозы. Перед грозой случались приступы мигрени и апоплексические удары, а после грозы — думалось легко, «душа пела».
Окончательно связь между электричеством и живым организмом была доказана работами итальянского физиолога Л. Гальвани. В 1791 г. в «Трактате о силах электричества при мышечном сокращении» Гальвани описал сокращение во время грозы отделенной от тела лягушачьей лапки. Гальвани ошибся: не гроза была причиной подергиваний препарированной лапки, а ее контакт с разнородными металлами проволочек, на которых она висела (что и подсказало в 1801 г. А. Вольта идею создания гальванического элемента — вольтова столба). Но сути дела это не меняло.
В это же время французский аббат П. Бертолон исследовал влияние «электрических флюидов атмосферы» на человека и животных (1780 г.). Он утверждал, что атмосферное электричество в зависимости от полярности либо способствует дыханию, либо затрудняет его. Это явление особенно отчетливо наблюдается у астматиков, которые, по Бертолону, чрезвычайно чувствительны к атмосферному электричеству. Кстати говоря, Бертолон этим практически разгадал загадку пред- и послегрозовой погоды.
В XIX в. бурное развитие знаний об электричестве способствовало многочисленным исследованиям его влияния на организм человека. Однако целебные свойства атмосферного электричества долгое время не поддавались объяснению. Только в 1898 г. было установлено, что носителями электрического заряда в воздухе являются ионы его газов. Появление аэроионов в земной атмосфере связано с действием на нее ультрафиолетового излучения солнца, радиоактивного излучения земной коры, грозовой активностью и рядом других факторов. Аэроионы вполне могли бы претендовать на роль целительного начала природного воздуха, но их концентрация в нем столь мала, что в то время всерьез об этом не задумались.
Чуть раньше было сделано открытие в другой области знаний, которое впоследствии заставило обратить на аэроионы больше внимания. В 1881 г. русский ученый Н. И. Лунин провел такой опыт. Он приготовил «искусственное молоко», то есть смесь очищенных белков, жиров, углеводов и минеральных солей в той же пропорции, что и в натуральном молоке. Таким «молоком» стали кормить подопытных мышей. Через некоторое время все животные погибли.
Вывод напрашивался сам: в естественной пище содержатся в небольших количествах какие-то незаменимые вещества, без которых не может обойтись животный и человеческий организм. В 1911 г. Польский биохимик К. Функ назвал эти незаменимые добавки «витамины», то есть «амины жизни».
В дальнейшем было показано, что большинство витаминов не имеет никакого отношения к химическим соединениям, называемым аминами, но название осталось. Это открытие позволило понять причину цинги и ряда других болезней, возникающих при недостатке в пище витаминов.
Дальше события развивались в России. В Калуге провинциальный учитель физики Э. Циолковский мечтал о космических путешествиях. Он знал, что полет даже на ближайшую к Земле планету Марс займет не один год. Космонавтам потребуются такие большие запасы пищи, воды и воздуха, что космический корабль даже не сможет взлететь с Земли.
Ученый предложил способ обойти эту трудность. На корабле должны быть оранжереи с растениями, которые снабдят космонавтов пищей и кислородом с пищей после открытия витаминов все было ясно, а вот вопрос о том, как скажется на здоровье человека длительное пребывание в «искусственном воздухе, оставался открытым.
В 1914 г. завязалась дружба пожилого мечтателя Циолковского и молодого студента Калужского реального училища Александра Чижевского, родители которого переехали в Калугу в 1913 г. из Гродненской губернии. Пытливый ум Чижевского быстро увлекся космическими идеями и, конечно же, вопросом об «искусственном воздухе».
Результаты работ А. А. Чижевского
В связи с возросшим в последние годы интересом к аэроионам об Александре Леонидовиче Чижевском написано достаточно много. Тем не менее есть смысл хотя бы вкратце обрисовать его жизненный путь, поскольку имя Чижевского занимает одно из мест в ряду выдающихся умов человечества. При этом результаты исследований А. Л. Чижевского интересно рассматривать в контексте его жизнеописания, так как он был весьма разносторонним ученым. Недаром на первом Международном конгрессе по биофизике и космической биологии в Нью-Йорке профессора Чижевского назвали «Леонардо да Винчи ХХ века».
Александр Чижевский родился 26 января 1897 г. в местечке Цехановец Гродненской губернии. Его отец, Леонид Васильевич, был кадровым офицером и в годы первой мировой войны дослужился до генерал-майора.
Надо сказать, что и прадед будущего ученого, Никита Васильевич, был незаурядной личностью. Он являлся прямым потомком бежавшего из Польши в XVІ в. графа Яна Казимира Чижевского, прожил 111 лет, поучаствовал за эти годы в сотне сражений, в том числе и в битвах великого Итальянского похода Суворова. Близким родственникам Чижевских был герой Крымской войны адмирал П. С. Нахимов. Кстати, отец Александра внешне был очень похож на великого флотоводца.
Но в отличие от своих предков Александр не пошел по военной линии. Наверное, потому, что с детства был очень любознателен и всесторонне развит. К моменту окончания в 1915 г. Калужского реального училища он уже сформировался как исследователь с энциклопедическими знаниями и чрезвычайной трудоспособностью. В этом же году Чижевский выступает с докладом «О солнечнобиосферных связях» в Московском археологическом институте.
Вообще, вся его дальнейшая жизнь — это непрерывная учеба и попытки реализовать свои возможности в различных областях человеческих знаний. Здесь была литература всех времен и народов, античная история, археология, математика, природоведение.
Но больше всего влекли к себе физика, биология, астрономия. Магистерскую диссертацию Чижевский защитил уже через два года после окончания училища. Ее темой была «Русская лирика XVІІІ века». Еще через год защищена диссертация на степень доктора всеобщей истории по теме «Исследование периодичности всемирно-исторического процесса».
С этого момента возник интерес Чижевского к аэроионам. Его исследования показывали, что существует выраженная связь между многими общественно-историческими катаклизмами (эпидемиями, войнами, восстаниями, революциями) и периодами повышенной солнечной активности.
Надо сказать, что впоследствии, в сталинские годы, это сильно навредило Чижевскому. Признать, что Октябрьская революция произошла в год повышенной солнечной активности, а не просто по воле пролетариата, сталинский режим не мог. Марксизм-ленинизм этому не учил. Чижевский и сам понимал, что его «солнцепоклонничество» не ко времени и не к месту. Но понять, каким образом далекое светило может влиять на процессы в человеческом обществе, очень хотелось.
Теперь вспомним, что в 1898 г. было установлено появление в воздухе под действием излучения солнца аэроионов, которые могли бы влиять на самочувствие (в том числе психическое) человека. Да, аэроионов в воздухе мало. Однако витаминов в пище тоже мало, тем не менее без них человеческий организм жить не может. Чижевский практически был уверен, что солнце действует на людей посредством аэроионов. Но, чтобы это доказать, нужны были обширные исследования в области физики, биологии, физиологии человека и его нервной деятельности. Провести такие исследования в одиночку, да еще скрывая их от власти, было принципиально невозможно. Но выход нашелся.
Еще первые опыты, которые Чижевский за свой счет проводил в Калуге с 1918 г., показали, что отсутствие в воздухе аэроионов подопытные мыши переносят так же плохо, как и недостаток витаминов в пище. Ученый сообразил, что если работы по исследованию аэроионов каким-нибудь образом связать с заботой о здоровье советского народа, то правительство может их И поддержать. Ему это удалось, и в 1931 г. постановлением Совнаркома СССР была учреждена Центральная научно-исследовательская лаборатория ионификации (ЦНИЛИ), а Чижевский назначен ее руководителем. Создание ЦНИЛИ, привлечение к изучению проблемы большого числа специалистов позволило за семь лет наработать огромный экспериментальный материал. Было опубликовано и подготовлено к печати несколько томов исследований, в которых принимали участие свыше пятидесяти ученых.
К 1937 г. работы коллектива под руководством Чижевского получили широкую известность за рубежом. Ряд институтов, клиник и больниц включился в эту работу. Было изучено изменение различных функций организма при воздействии на него аэроионов той или иной полярности: газообмен, обмен веществ и тканевое дыхание, окислительно-восстановительные процессы, физико-химические свойства крови, функциональное состояние нервной системы и ее высшего отдела — коры головного мозга. Эти годы для ученого были, наверное, самыми лучшими в его жизни.
Дальше, как мы все знаем, страну обуяли поиски шпионов и врагов народа. Связи Чижевского с зарубежными учеными вызывали подозрения. Интуиция подсказала ему выход из положения. Он предложил Управлению строительства Дворца Советов при СНК СССР аэроионифицировать залы этого «сооружения века». С конца 1937 г. ЦНИЛИ и ряд специальных лабораторий Москвы и Ленинграда, под руководством Чижевского разрабатывали прибор для практического использования в помещениях Дворца Советов — так называемый электроэффлювиальный аэроионизатор потолочного типа. Конструкция прибора напоминала электрическую люстру с абажуром, поэтому его так и назвали — электроэффлювиальная люстра. Название «люстра Чижевского» было предложено его учениками значительно позже — уже в 60-е- гг. ХХ в.
При создании электроэффлювиальной люстры Чижевский не стал придумывать ничего нового. Крестообразные металлические дужки с остриями, висевшие над головой пациента при его «франклинизации», превратились в выгнутую сетку с иглами, которая крепилась к потолку посредством фарфорового изолятора. Высокое напряжение подводилось к сетке не от электростатической машины, а от рентгеновского трансформатора с ламповым выпрямителем. Под действием отрицательного напряжения в несколько десятков тысяч вольт, приложенного к сетке с иглами, с их концов стекали свободные электроны (явление автоэлектронной эмиссии), которые и насыщали воздух отрицательными ионами. Отсюда и название ионизатора: от латинского «эффлювий» — истечение. Впоследствии в своей монографии «Аэроионификация в народном хозяйстве», которая была издана в 1960 г. тиражом в 22 тысячи экземпляров, Чижевский привел чертеж этой люстры. Он изображен на рис. 2.
Рис. 2. Электроэффлювиальная люстра
1 — кольцо, 9 — подвеска, 3 — растяжка, 4 — штырь, 5 — хомут для кольца, 6 — хомут, 7 — хомут для подвески, 8 —высоковольтный изолятор, 9 — винт, 10 — штырь, 11 — винт, 12 — планка
Когда в 1938 г. строительство «Дворца Советов» было прекращено и стало ясно, что лабораторию могут закрыть, Чижевский задумал поставить строго научный опыт по наблюдению за поведением животных в лишенном аэроионов воздухе. И здесь он не стремился к оригинальности, а взял за основу методику проведения эксперимента, использованную в опытах Лунина с мышами и «искусственным молоком». Только вместо молока был воздух, а вместо витаминов — аэроионы.
ЦНИЛИ действительно закрыли, и с 1938 по 1942 гг. Чижевский, продолжал исследования в 3-м Московском медицинском институте. Здесь и был проведен задуманный им эксперимент, который сегодня считается классическим. Вот как описал это исследование сам Чижевский в брошюре «Руководство по применению ионизированного воздуха в промышленности, сельском хозяйстве и медицине», которая была издана почти 20 лет спустя, в 1959 г.
Экспериментальные доказательства биологической роли ионизированного кислорода атмосферного воздуха
А. Л. Чижевский пишет:
«Если вдыхаемые аэроионы кислорода воздуха играют такую существенную роль в различных функциях организма, то естественно задать вопрос о том, как будут вести себя животные в нормальном воздухе, но полностью лишенном аэроионов. Этот вопрос был впервые поставлен и решен нами в серии долгосрочных опытов, осуществленных в лаборатории кафедры общей и экспериментальной гигиены (заведующий — проф. В. К. Варищев) 3-го Московского медицинского института в период 1938–1942 гг.»
Схема герметической установки для исследования влияния деионизированного воздуха на животных представлена на рис. 3.
Рис. 3. Схема герметической установки для исследования влияния на животных (мыши, крысы) деионизированного воздуха
1 — стеклянный колпак, стоящий на деревянной провощенной подставке (2) в пазах (3), залитых натуральным воском; 4 — вводящая воздух стеклянная трубка; 5 — выводящая воздух стеклянная трубка; 6 — газовые часы; 7 — трубка, ведущая к отсасывающему насосу; 8 — стеклянная трубка с ватным фильтром, присоединяемая к трубке 4; 9 — стеклянная подставка, на которой помещаются животные; 10 — U-образная стеклянная трубка для подачи питьевой воды; 11 — мешочки с кормом, опускающиеся вниз по мере надобности; 19 — сосуд с раствором борной кислоты (мочеприемник 13 — водяной манометр.
Стрелки показывают направление тока воздуха. Ионизатор присоединяется к трубкам (8 или 4).
Специальные стеклянные колпаки герметически, с помощью пчелиного воска, вставлены в пазы массивных деревянных подставок. На высоте 20 см от подставки внутри колпака помещается стеклянная пластинка с небольшими отверстиями, на ней — лабораторные животные. Ни одна молекула внешнего воздуха не может проникнуть внутрь таких камер. Тем не менее животные в изобилии снабжаются внешним воздухом. Это достигается с помощью двух стеклянных трубок, вертикально проходящих в камеры через деревянные подставки. Одна трубка, доходящая почти до самого верха камеры, вводит воздух в камеру благодаря тому, что через другую трубку на высоте 2 см от деревянной подставки воздух высасывается непрерывно в течение всего опыта.
Чистая вода подается по мере надобности в особую чашечку с помощью U-образной трубки по закону сообщающихся сосудов. Это устройство не нарушает герметичности установки. Пища, укрепленная в пакетиках на потолке колпаке или камеры, с помощью простой «телемеханики» опускается животным в более чем достаточном количестве. При опускании пакетиков ни одна молекула внешнего воздуха также не проникает в камеру. В таких камерах с прекрасным обменом воздуха, учитываемым газовыми часами, при обильном рационе животные благоденствуют целые месяцы и могли бы жить так до своей естественной смерти.
Но это — контрольные камеры. Опытные камеры ничем не отличаются от контрольных, если не считать небольшого тампона гигроскопической ваты толщиной в несколько сантиметров, который был вставлен в трубку, вводящую воздух в камеру.
Кусочек этой ваты настолько разрыхлен, что воздух свободно фильтруется через ватные ворсинки, не вызывая сколько-нибудь заметного изменения, барометрического давления внутри камеры. Однако этого кусочка ваты достаточно, чтобы вызывать у животных целый ряд поразительных явлений. За животными установлено непрерывное наблюдение. В журнал опытов записывается поведение животных, аппетит, поедаемость тех или иных кормов и т. д.
Первые дни пребывания животных в профильтрованном через вату воздухе не ознаменовываются ничем особенным. Но уже с 5-10-го дня в поведении животных проявляются некоторые изменения: аппетит у них постепенно понижается, они становятся вялыми, слабо реагируют на внешние раздражения, шерсть начинает топорщиться. Постепенно явления болезненного состояния животных нарастают, тяжелое состояние переходит в коматозное, животные лежат без движения, пищи не принимают, наконец, актируют и погибают. Взвешивание показывает падение веса по сравнению с первоначальным. Анатомические и гистологические исследования органов и тканей обнаруживают у животных, живших в профильтрованном через вату воздухе, резкие изменения большинства тканей и органов.
Анатомические и гистологические изменения органов и тканей животных, живших в среде с деонизированным воздухом
Из анатомических изменений чаще всего наблюдаются: изменение объема легких, уменьшение селезенки, увеличение печени и почек и другие явления. Гистологические исследования обнаруживают во всех жизненно важных органах животных резкие патологические сдвиги. В сердце отмечается стушеванность рисунка поперечной исчерченности мышц, явление обильного кровенаполнения, в легких — истончение стенок альвеол, в межальвеолярных пространствах — скопление кровяных элементов с преобладанием лейкоцитов, частичное скопление нитей фибрина. В печени животных, погибших в помещении с профильтрованным воздухом, часто наблюдаются очаги некроза, явления ядерного распада, резкое кровенаполнение паренхимы. В почках констатируется неравномерное увеличение канальцев, зернистое перерождение, массовое скопление форменных элементов. В селезенке — соединительнотканные разрастания в трабекулах, местами скопление бурого пигмента и морфологических элементов крови. В надпочечниках часто наблюдаются изменения коркового слоя. Эти анализы говорят о том, что деионизированный воздух вызывает: жировое перерождение печени, зернистое перерождение почек, скопление бурого пигмента в селезенке, миодегенерацию сердца, сосудистые аномалии и т. д.
Изменения в органах и тканях, отмеченные у животных, находившихся в среде с профильтрованным воздухом, совпадают с теми изменениями, которые наблюдаются при кислородном голодании, при систематическом дефиците кислорода в окружающем воздухе. Это — факт огромного значения.
Вышеперечисленные вкратце патологические явления развиваются в организме животных с необычайной быстротой только в результате фильтрации наружного воздуха через тонкий слой ваты. А контрольные животные, находящиеся в абсолютно таких же условиях, только без фильтрации воздуха через тонкий ватный тампон, продолжают благоденствовать, прибавляют в весе.
Серии опытов повторяются. Ставятся десятки аналогичных исследовании, и результат оказывается всегда одним и тем же: профильтрованный воздух убивает животных через ограниченный срок времени в результате аэроионного голодания.
Что же могло произойти в воздухе, что он перестал поддерживать жизнь?
Ионизация деионизированного воздуха
Итак, химический состав воздуха после фильтрации через вату остался тем же, что и до фильтрации, это бесспорно. Воздух стал даже чище, ибо пыль и микроорганизмы осели на вате, и, тем не менее, он стал «мертвым». Пропуская воздух через вату, мы лишаем его некоторых свойств, абсолютно необходимых для жизнедеятельности организма. Какие же это свойства? При фильтрации кислород воздуха теряет свое великое «нечто» — свои физические свойства, которые необходимы для поддержания жизни. Проходя слой ваты, воздух оставляет на ней все свои электрические заряды. Это доказывается очень простым опытом.
К конденсатору аспирационного счетчика аэроионов приделывается стеклянная трубка, и в нее вставляются неплотные слои ваты разной толщины. Счетчик аэроионов включается в действие. Слой ваты толщиной 4 мм поглощает 90 % электрических зарядов воздуха; слой ваты в 10–12 мм поглощает все заряды независимо от их количества (и массы) в наружном воздухе. Аппарат может работать сутки и более и не обнаружит ни одного электрического заряда: вата поглощает все заряды.
То, что аэроионы являются столь необходимым для жизни фактором, легко проверить, пользуясь теми же установками и создавая искусственную ионизацию уже профильтрованного воздуха внутри камеры.
В стеклянную трубку, подводящую воздух в камеру, за слоем ваты впаивается тонкое острие — металлическая иголка, которая соединяется с источником электрического тока высокого напряжения отрицательной полярности. Чтобы возбудить ионизацию воздуха, на иголку надо подать около 20–25 тысяч вольт, что легко можно сделать с помощью небольшого трансформатора с выпрямителем.
Эта серия опытов показала, что животные, находящиеся в помещении с профильтрованным, а затем с отрицательно ионизированным воздухом, не только не обнаруживают каких-либо признаков заболевания, но по сравнению с контрольными скорее растут, увеличиваются в весе и вообще — прекрасно себя чувствуют. Необходимо лишь по несколько раз в сутки минут на 15–30 включать ионизатор.
Однако если прекратить включение ионизатора, то через несколько дней животные начинают заболевать и у них постепенно развивается нарисованная выше картина патологического состояния. Если слишком затянуть это состояние, то и включение аэроионизатора не во всех случаях может быть полезным: настолько быстро и неизбежно возникают в организме необратимые процессы разрушения тканей и органов. В ряде опытов удавалось лишь оттянуть момент гибели животных.
Результаты этих исследований были частично опубликованы в июне 1941 г.
Данные исследования являются наиболее прочным фундаментом для решения великой гигиенической проблемы — сохранения и продления жизни человека. По сути дела, всякий дом, всякое закрытое помещение, в котором мы проводим 90 % своей жизни, мы вправе рассматривать как камеру с профильтрованным воздухом, в котором отсутствуют в необходимом и достаточном количестве отрицательные аэроионы кислорода воздуха. Проводя большую часть жизни в закрытых помещениях, человек тем самым систематически лишает себя аэроионов наружного воздуха. Современная наука еще многого не знает. Ей неведомы причины происхождения многих заболеваний. Возникает вопрос: не может ли систематическое лишение организма аэроионов в необходимом и достаточном количестве подготовить почву для развития ряда заболеваний, происхождение и природа которых еще неизвестны? Это же относится и к срокам человеческой жизни. Не сокращаются ли эти сроки по тем же причинам? Материалы научных изысканий в области аэроионификации говорят о том, что вопрос этот имеет реальную почву и должен быть не только поставлен, но и решен.
Значение химического состава воздуха в связи с особой физиологической ролью ионизированного кислорода
А. Л. Чижевский так сформулировал выводы:
«Изложенные выше результаты наших экспериментальных исследований привели к заключению об исключительной физиологической роли кислорода атмосферного воздуха и особо остро поставили вопрос о нормальном воздухоснабжении жилых и вообще населенных помещений.Если до наших исследований можно было считать обязательным достаточное воздухоснабжение населенных помещений, то после этих работ воздухоснабжение стало не только важным, но и жизненно необходимым, жизненно обязательным.Аэроинификация не только не уменьшает потребностей: человека в атмосферном воздухе, в его чистоте и необходимом объеме, но, наоборот, настоятельно требует притока чистого и свежего воздуха, мощной вентиляции или кондиционирования. В связи с этим при проектировании строительства жилых домов, промышленных и культурно-бытовых зданий и сооружений необходимо пересмотреть нормы воздухоснабжения для того, чтобы удовлетворить насущную потребность человека в воздухе с нормальным содержанием химически чистого кислорода.Одновременно должны быть приняты неотложные меры радикальной борьбы со всевозможными загрязнениями атмосферного воздуха, особенно в промышленных городах. Учение о биологическом значении аэроионов кислорода атмосферного воздуха по-новому ставит всю проблему воздухоснабжения и категорически требует пересмотра существующих норм».
В 1939 г. в Нью-Йорке состоялся первый в истории Международный конгресс по биофизике и космической биологии. К тому времени число печатных трудов профессора Чижевского, вышедших на многих языках, доходило до 400, а число печатных работ его учеников перевалило за 2500. Неудивительно, что Чижевский был приглашен на конгресс в качестве почетного председателя, а его работы в области гелиобиологии были выдвинуты на соискание Нобелевской премии. Однако Чижевский уже был на примете у властей как свободолюбец и неординарно мыслящий человек. Поэтому за границу его не пустили и председательствовать на конгрессе ему не довелось. Заочные же хвалебные отзывы ученых с мировым именем и выдвижение на соискание Нобелевской премии вызвали черную зависть примазавшихся к сталинскому режиму «деятелей науки».
В 1942 г. по ложному доносу А. Л. Чижевский был репрессирован и восемь лет провел в лагерях ГУЛАГа на Урале и в Казахстане, а с 1950 по 1958 г. Отбывал ссылку в Караганде. Здесь, в Карагандинском медицинском институте, он продолжил свои исследования. Особое внимание было уделено биофизическим свойствам крови. Впоследствии работы Чижевского в этой области получили всемирное признание. В 1959 г. была издана его монография «Структурный анализ движущейся крови», где впервые показано, что при движении по кровеносным сосудам эритроциты группируются в концентрические слои, подобные годовым кольцам деревьев. Интерес Чижевского к физическим свойствам крови был вызван, как это ни странно, все теми же аэроионами, а вернее, желанием понять, каким образом они влияют на функции организма.
Опыты с мышами показали, что без отрицательно заряженных аэроионов жизнь дышащих организмов постепенно угасает. Причем угасание сопровождается полным разладом в деятельности всех без исключения органов. Это давало основание предполагать, что аэроионы затрагивают какое-то фундаментальное свойство жизни. Таким ее свойством, по Энгельсу, был постоянный обмен веществ с окружающей средой.
Пытаясь понять механизм действия аэроионов, Чижевский сначала попытался решить задачу «в лоб».
В начале 30-х гг. совместно с физиологом Л. Л. Васильевым он выдвигает гипотезу органического электрообмена. Суть ее в том, что живой организм обменивается с окружающей средой не только пищей и воздухом, но и электричеством. Чижевский полагал, что «свою электрическую связь с внешним миром организм осуществляет как через легочную ткань, так и через кожный покров путем электрорегуляции между организмом и внешним миром». Очевидно, здесь сказалось характерное для того времени увлечение электрическими явлениями, которые, так или иначе, присутствуют во всех природных процессах.
В дальнейшем Чижевскому стало понятно, что такой упрощенный подход неправомерен. Причина проста: слишком мало электричества — особенно в природных условиях — несут аэроионы. Изучение электрических свойств крови привело ученого к выводу о несостоятельности гипотезы органического электрообмена. В монографии «Аэроионификация в народном хозяйстве» Чижевский пишет следующее.
«Легко подсчитать, что человеку понадобилось бы непрерывно вдыхать аэроионы в высоких концентрациях более 200 лет подряд, чтобы вдохнуть в себя такое же число ионов, которое содержится в 1 мл крови. И тем не менее нам известно, какое мощное действие аэроионы оказывают на нервную систему, кровь, а также на обмен веществ. Следовательно, механизм действия аэроионов нужно рассматривать скорее с качественной, чем с количественной стороны».
С этого момента началось развитие научной концепции, которая существует и сейчас. В ее основу положен тот факт, что живой организм — это система, с одной стороны весьма устойчивая и стабильная, а с другой — очень чувствительная к химическим и физическим воздействиям.
Примеров такой чувствительности очень много. Говоря о чувствительности к химическим веществам, вспомним хотя бы яды. Стрела, наконечник которой смочен ядом кураре, убивает быка. Яд, содержащийся в печени рыбы фугу — тетродотоксин, — сильнее яда кураре в несколько тысяч раз. Но не будем о плохом, ведь в очень малых концентрациях яды лечат.
Всякий живой организм способен ощущать и оценивать по величине также различные физические факторы: свет, звук, температуру, механические воздействия. Чувствительность животных к физическим факторам поразительна, и человек в этом не является исключением. Человеческий глаз, после длительной адаптации к темноте, способен зарегистрировать один фотон!
Тактильные рецепторы кожи чувствуют ползущую по ней муху. В абсолютной тишине человек может слышать писк комара на расстоянии нескольких мет ров, а звук, издаваемый сверчком — с десятков метров.
Зная о высокой чувствительности рецепторов нервной системы, Чижевский пытался в ней найти ключ к механизму воздействия аэроионов на организм. Это было как бы развитием теории органического электрообмена, где аэроионы, соприкасаясь с кожей и легочной тканью, не осуществляют обмен электричеством между организмом и окружающей средой, а через рецепторы кожи и дыхательных путей воздействуют на нервную систему.
Среди врачей того времени идея «все болезни от нервов» была еще достаточно распространена. Поэтому вполне можно было ожидать, что, воздействуя на человека мощным потоком искусственных аэроионов, удаудается излечивать многие заболевания.
Идея такого лечения — аэроионотерапии — была навеяна все той же «франклинизацией». Но то, что в начале XVIII в. делали без всякого понимания, Чижевский хотел проделать на основе научного медицинского подхода. Для того нужно было провести клинические исследования на достаточно большом количестве пациентов и определить, при каких заболеваниях и в какой степени может помочь аэроионотерапия.
Такая возможность представилась А. Л. Чижевскому в ссылке. С 1950 г. в Карагандинской областной клинической больнице под его руководством более шести лет проводились исследования лечебного действия аэроинов, полученных при помощи электроэффлювиальной люстры. Результаты этих исследований были опубликованы Чижевским в 1959 г. Они приведены в табл. 1.
Объяснить все эти результаты только воздействием на нервные рецепторы Чижевский не мог. Действительно, мигрень, невралгия, гипертония напрямую связаны с расстройствами нервной системы, но раны, ожоги и грипп явно к ней отношения не имеют. К тому же во всех случаях воздействия на пациента аэроионами в больших концентрациях отмечались благоприятные изменения в крови.
Это заставило Чижевского вернуться к прежним представлениям о том, что аэроионы попадают через легкие в кровь и воздействуют в первую очередь на нее. Но не своим электрическим зарядом, а как химическое вещество, активированное этим зарядом.
При таком подходе нужно было сначала понять, что же такое отрицательные аэроионы с физической и химической точек зрения. К тому времени физика и химия могли дать исчерпывающие ответы на этот вопрос. Положительный ион — это атом или молекула, потерявшие один или несколько электронов. Соответственно, бывают однозарядные, двухзарядные и так далее положительные ионы. Атомы элементов шестой и седьмой групп периодической системы, а также молекулы некоторых химических соединений способны не только отдавать, но и присоединять к себе один или два (но не больше) электрона и превращаться в однозарядный или двухзарядный отрицательный ион. В химии это свойство получило название «сродство к электрону».
Из всех газов воздуха сродством к, электрону обладает лишь кислород. Углекислый газ, азот и аргон присоединять электроны не могут и способны образовывать только положительные ионы. Правда, в воздухе могут присутствовать и простейшие отрицательные ионы — свободные электроны, а также псевдоаэроионы — молекулы водяного пара и пылевые частицы с «прилипшими» к ним за счет обычного кулоновского притяжения электронами. Таким образом, Чижевскому особенно выбирать не приходилось: или кислород, или водяной пар. Он выбрал кислород.
Здесь свою роль сыграли открытия в биохимии, которые смогли объяснить химические процессы, происходящее при дыхании, то есть усвоении организмом кислорода. Был открыт ряд ферментов, названных цитохромами. Они осуществляют перенос электронов от молекул водорода к молекулам кислорода, что и приводит в конечном итоге к образованию из двух молекул водорода и одной молекулы кислорода двух молекул воды. Этот процесс идет в несколько стадий, на первой из которых формально образуется однозарядный отрицательный ион кислорода.
Позже было показано, что каталитическое восстановление кислорода цитохромами происходит без отрыва кислородного иона от катализатора и в цепи дыхательных химических реакций свободных ионов кислорода не существует. Но Чижевский об этом не знал и высказал еще одно предположение, которое могло бы объяснить необходимость присутствия во вдыхаемом воздухе отрицательных ионов кислорода:
«Можно допустить, что отсутствие активированного кислорода во вдыхаемом воздухе может вызвать ряд нарушений в работе дыхательных катализаторов».
После своей реабилитации и возвращения в Москву в 1958 г. Чижевский продолжил свои исследования как научный консультант, а с 1962 г. он — руководитель лаборатории ионификации и кондиционирования воздуха треста Союзтехника Госплана СССР. Здесь он и проработал вплоть до своей смерти в 1964 г. За эти годы Чижевский систематизировал материалы исследований в области аэроионологии, которым посвятил практически всю жизнь. Большая часть работ послессылочного периода покрыта тайной, что и неудивительно, поскольку именно в эти годы создавались первые атомные подводные лодки и пилотируемые космические корабли. Очевидно, вопрос об ионизации воздуха для дыхания их экипажей конструкторы в стороне не оставили, и знания Чижевского были востребованы. По крайней, мере, метод лечения ряда заболеваний ионизированным воздухом в 1959 г. Приказом № 100 Министерства здравоохранения СССР был рекомендован к практическому применению.
Таким образом, многими десятилетиями упорных исследований Чижевский заложил основы нового подраздела биофизики — аэроионологии. Главный итог его работы — это доказательство того, «что отрицательные ионы кислорода атмосферного воздуха являются обязательными для живого организма факторами внешней среды, без которых невозможно длительное сохранение высокоорганизованной жизни».
Как уже говорилось, опыт с мышами в деионизированном воздухе стал классикой, потому что неоднократно повторялся различными исследователями. Более того, в 40-х гг. прошлого века аналогичные опыты с людьми пытался поставить Ш. Кимура в Японии. Выяснить, погибнет ли человек в результате длительного пребывания в деионизированном воздухе, ему не позволили моральные устои общества. Но довести подопытных до соматических заболеваний ему удалось.
Развитие аэроионологии во второй половине ХХ века
Исследования Чижевского продолжались более сорока лет и представляют собой вереницу экспериментов, которые рождали огромное количество вопросов, попытки найти на них ответы, новые вопросы и т. д.
Вопросов рождалось все больше, но открытия в области химии, физики, биологии и медицины, которые в ХХ в. сыпались как из «рога изобилия», на многие из них давали ответы. Тем не менее попытки Чижевского добраться до глубинных механизмов биологического действия аэроионов были безуспешными. Понять, что же происходит на биофизическом, биохимическом и биомолекулярном уровнях, — значило увидеть перспективы аэроионотерапии, а может быть, и получить возможность увеличить срок жизни человека. Вспомним, что в опытах Чижевского при искусственной ионизации воздуха мыши вырастали гораздо более сильными и жили в среднем на 40 % дольше.
Ученики Чижевского пытались развить высказанную им гипотезу каталитической активности аэроионов. Поводом к этому послужило открытие механизма биологического действия витаминов.
Оказалось, что витамины способствуют ускорению определенных биохимических реакций, то есть ведут себя как биокатализаторы. Именно в это время (начало 50-х) и появилось известное сравнение «аэроионы — витамины воздуха».
Однако развитие науки о ферментах — энзимологии — показало, что эволюция жизни на Земле шла по пути создания конкретных ферментов для конкретных реакций, а не использования существующих в неживой природе веществ. В подавляющем большинстве ферменты представляют собой сложные белковые молекулы, в которых маленький их кусочек — активный центр — служит катализатором. Что касается витаминов, то они являются вспомогательными веществами (коферментами), которые обеспечивают активность определенных ферментов. Крайне редко биокатализаторами могут быть ионы металлов — железа, меди, молибдена и т. д. Но они работают как катализаторы и в пробирке. Отрицательно заряженные ионы кислорода вне организма какой-либо каталитической активности не проявляют.
Окончательно предположение о роли аэроионов как биокатализаторов было отвергнуто лет пятнадцать назад, но и сегодня еще иногда встречаются попытки медиков рассматривать аэроионы «как биокатализаторы, нормализующие и стимулирующие обмен веществ в организме».
Неудачи в объяснении механизма действия аэроионов привели к тому, что после смерти Чижевского исследования в области аэроионологии в СССР велись слабо. За рубежом им уделялось несколько большее внимание. В начале 70-х гг. ХХ вв. широкое распространение получила «серотониновая гипотеза» действия аэроионов. Остановимся на этом подробнее.
В 1948 г. из крови человека было выделено органическое вещество — пентаокситриптамин, названное впоследствии серотонином. Если вещество содержится в крови, то оно для чего-то необходимо организму. Довольно быстро установили, что серотонин действует как гормон, регулирующий кровяное давление и приток крови к почкам. Позже выяснилось, что он связан с нормальной деятельностью мозга — нарушение его концентрации приводит к шизофрении. Оказалось, что в нервной системе серотонин работает не как гормон, а как нейромедиатор — химический передатчик нервных импульсов.
Были установлены механизмы биохимического синтеза и обмена серотонина в клетках. Это химически достаточно простое вещество синтезируется из аминокислоты триптофана, которая является составной частью белковых молекул и относится к незаменимым аминокислотам. То есть триптофан в организме человека не синтезируется, а должен поступать в него с пищей.
Превращение триптофана в серотонин идет в две стадии и катализируется двумя специализированными ферментами: гидроксилазой и декарбоксилазой.
Использованный серотонин преобразуется в оксинолилуксусную кислоту, которая выводится из организма. Это превращение происходит в две стадии при помощи еще двух ферментов: моноаминооксидазы и альдегиддегидрогеназы.
Тот факт, что для синтеза и инактивации химически простого вещества организму пришлось задействовать четыре сложных специализированных белка-фермента, говорил о важности роли в нем серотонина. Действительно, впоследствии было установлено, что серотонин имеет отношение к терморегуляции, эмоциональной памяти, связан с медленной фазой сна, он же обусловливает зимнюю спячку зверей — медведей, сусликов… Но даже на сегодняшний день полностью роль серотонина в организме остается загадочной.
В 1969 г. американский ученый, доктор Альберт Пауль Крюгер (A. P. Krueger), профессор университета в Беркли, опубликовал материалы своих исследований, в которых изучалось влияние аэроионов на содержание в крови человека серотонина.
Наблюдался выраженный эффект повышения концентрации серотонина при длительном воздействии аэроионами положительной полярности и ее уменьшение до нормы под действием отрицательных аэроионов. Последний процесс был достаточно медленным: для восстановления нормального уровня серотонина требовалось не менее шести часов.
Вырисовывалась следующая схема: аэроионы каким-то образом действуют на концентрацию в крови серотонина, а он уже регулирует многие функции организма. При этом ступень «каким-то образом» оставалась в тени и как бы особого значения не имела: главное — результат.
В эту схему при должном старании (особенно с учетом загадочности роли серотонина) можно было вписать многие факты, обнаруженные Чижевским и подтвержденные практикой лечения аэроионами. Правда, некоторые эффекты действия аэроионов в «серотониновую гипотезу» не укладывались. Например, сеансы аэроионотерапии эффективно снижали повышенное кровяное давление, но при пониженном давлении столь же эффективно его повышали. Неясна была и роль серотонина при лечении аэроионами инфекционных болезней, в частности гриппа: и туберкулеза.
В то же время иногда вновь открываемые факты говорили в пользу «серотониновой гипотезы», и ее даже стали называть «серотониновой теорией». Так в конце 70-х гг. было установлено, что основным виновником мигрени является серотонин. Стало понятным, почему аэроионотерапия столь эффективна при этом распространенном и изматывающем человека заболевании. В середине 80-х геронтологи, изучавшие механизмы старения живого организма, обнаружили, что обедненное белком питание увеличивает продолжительность жизни подопытных мышей. Причем достаточно было ограничить не количество белков в целом, а содержание в них одной незаменимой кислоты — триптофана.
Поскольку в опытах Чижевского отрицательные аэроионы увеличивали продолжительность жизни мышей, напрашивался вывод: аэроионы снижают содержание в крови серотонина, а серотонин получается из триптофана. Тогда чем меньше поступает в организм триптофана, тем меньше в нем серотонина. Значит, чем меньше в крови серотонина, тем длиннее жизнь.
В геронтологии такое упрощенное представление признания не получило. К тому времени стало ясно, что процесс старения живого организма невозможно свести к действию одного или нескольких факторов.
Поэтому в начале 80-х в геронтологии уже господствовала (и господствует сейчас) адаптационно-регуляторная теория старения, основанная на действии комплекса факторов. Адаптационной эта теория называется потому, что видит причину старения в уменьшении с возрастом приспособительных возможностей организма; а регуляторной — потому, что наступающие сдвиги объясняет изменением механизмов регуляции обмена веществ и функций организма.
Но ведь серотонин — это вещество, которое как гормон и нейромедиатор как раз и участвует в регуляторных функциях организма. Возникло смутное предположение о том, что аэроионы затрагивают какой-то фундаментальный, пока еще неизвестный уровень в регулировании жизнедеятельности. А изменение концентрации серотонина в крови — лишь отголосок процессов, происходящих на самом глубинном уровне.
Подталкивал к этому и накопленный практической медициной опыт, который свидетельствовал, что лечению аэроионами поддаются очень многие, и при этом совершенно различные, заболевания. То есть, аэроионы способствуют нормализации слаженной работы всех органов. В пользу такого предположения говорило и влияние аэроионов на долголетие. Действительно, почему бы организму, который работает «как часы», долго не жить? Пусть не тысячу лет, но хотя бы столько, сколько заложено по максимуму в его генетической программе. А то, что генетическая программа человека позволяет ему жить очень долго, подтверждают наблюдения геронтологии. Среди людей встречается достаточно много долгожителей. Отдельные индивиды перешагивают 130-летний рубеж, причем в условиях далеко не идеальных.
Шагом к пониманию механизма действия аэроионов стали достижения в изучении биологической роли активных форм кислорода. Как уже говорилось, толчком к исследованиям послужило открытие фермента супероксиддисмутазы, который обезвреживает супероксидный радикал. Обезвреживать его необходимо, потому что он способен переходить в другую активную форму — гидроксильный радикал. Последний может вступать в цепные реакции и повреждать все элементы живой клетки, в частности хранители наследственной информации — хромосомы. А повреждение хромосом и содержащихся в них молекул ДНК как раз и ведет к нарушению регуляции обмена веществ и, как следствие, к старению организма.
Супероксид — «действующее начало» ионов
К началу 90-х гг. прошлого столетия биологи достаточно полно представляли себе роль активных форм кислорода в жизнедеятельности организмов. Роль эта двояка и в общих чертах сводится к следующему.
С одной стороны, АФК являются побочным продуктом ряда биохимических реакций с участием атмосферного кислорода. Они обладают высокой химической активностью и способны повреждать все структурные элементы живой клетки.
Многоклеточные организмы имеют антиоксидантную систему, которая защищает ткани от разрушающего действия АФК. Первым эшелоном этой защиты служит фермент супероксиддисмутаза. Он нейтрализует самую простую форму АФК — однозарядный отрицательный ион кислорода (или, по биохимической терминологии, супероксид анион радикал) и переводит его в менее активную перекись водорода. Фермент СОД в живых организмах присутствует во всех клетках, их элементах и в межклеточном пространстве. Его исключительно высокая каталитическая активность обеспечивает эффективную защиту клеток от разрушающего действия супероксида.
Вторым эшелоном антиоксидантной защиты является фермент каталаза, который разлагает перекись водорода на воду и молекулярный кислород. Этот фермент также высокоактивен, но, в отличие от СОД, он не распространен в организме повсеместно, но сосредоточен он в специальных клеточных органеллах — пероксисомах. Содержание каталазы неодинаково для различных тканей. Так, например, в крови человека избыток каталазы. Поэтому при обработке ран перекисью водорода кровь вспенивается от выделяющегося кислорода. Необходимости в «вездесущности» каталазы нет по той причине, что перекись водорода относительно малоактивна, а кроме того, она принимает участие в ряде нужных организму реакций. Например, перекись водорода служит резервным источником кислорода для тканевого дыхания. У китов и дельфинов такой механизм получения кислорода используется при нырянии на большие глубины. Кроме того, перекись участвует в синтезе некоторых гормонов, совместно с каталазой окисляет такие яды, как фенол, формальдегид, муравьиная кислота и алкоголь.
Та часть перекиси водорода, которую не разложила на кислород и воду каталаза, может участвовать в другой реакции разложения. Ее катализатором служат присутствующие в клетках ионы двухвалентного железа. Такой катализатор в миллион раз менее активен, чем каталаза. К тому же он работает по иной схеме, в которой возможен разрыв одной молекулы перекиси водорода на два гидроксильных радикала. Последние химически агрессивны и способны не только оторвать атом водорода у любой биомолекулы, тем самым повредив ее, но и запустить целую цепь таких повреждений. Именно гидроксильный радикал — та форма АФК, которая вносит основной вклад в старение организма. Для нейтрализации гидроксильных радикалов служит еще один антиоксидантный фермент — глутатионпероксидаза. Он также очень активен и присутствует во всех клетках.
В защите организма от АФК участвует еще ряд ферментов и небелковых антиоксидантов… Классические антиоксиданты — витамин E, витамин A и бета-каротин — активны ко всем АФК, но их вклад в общую антиоксидантную защиту организма невелик. Антиоксидантной активностью обладает множество веществ растительного происхождения, в частности витамин С и биофлаваноиды, которые содержатся в плодах ягодных культур: винограда, черники, ежевики и т. д. Их защитные свойства в сравнении с ферментами также малы, но они не до конца понятным образом оказывают влияние на общее состояние антиоксидантной системы.
Ферментные и неферментные антиоксиданты противостоят разрушающему действию активных форм кислорода с достаточно высокой эффективностью. Ослабление антиоксидантной защиты может быть вызвано различными факторами. Одним из них является недостаток в организме таких микроэлементов, как марганец, цинк, железо, селен, медь и молибден. Атомы этих элементов образуют активные центры антиоксидантных ферментов. Например, марганец, цинк, медь и железо входят в состав супероксиддисмутазы и каталазы, а селен — в состав глутатионпероксидазы. Поэтому недостаток в пище микроэлементов приводит к уменьшению содержания в организме атиоксидантных ферментов и, как следствие, к ускорению его старения.
С другой стороны, есть фермент НАДФН-оксидаза, способный активно производить супероксидный радикал. Этот фермент содержат специализированные клетки иммунной системы — фагоциты, которые используют АФК в борьбе с бактериями и раковыми клетками. Активация НАДФН-оксидазы сопровождается мощным (до 20 раз) повышением потребления фагоцитами кислорода. Это явление назвали дыхательным взрывом. Он приводит к усиленной генерации супероксида и его дисмутации в перекись водорода. Концентрация последней в межклеточном пространстве становится смертельной для бактерий и опухолевых клеток.
Кроме того, имелось много данных об участии активных форм кислорода и, прежде всего, перекиси водорода в патологических состояниях тканей различных органов. Было доказано участие АФК в сердечно-сосудистых заболеваниях, воспалительных процессах и в приступах бронхиальной астмы. Наблюдалось также повышенное содержание АФК в злокачественных опухолях.
Дальнейшее развитие научных представлений о роли АФК в многоклеточных организмах привело к обоснованию их участия в фундаментальном механизме регулирования жизнедеятельности электромагнитными излучениями, о котором говорилось выше.
Таким образом, в биохимии активных форм кислорода особое место занимает супероксид — простейший кислородный радикал, представляющий собой его однозарядный отрицательный ион. В живых организмах все реакции с участием супероксида происходят в водной среде. В ней же он и образуется. Такой супероксид в биологии называют эндогенным, то есть внутренним.
Но эта же форма кислорода, только в газообразном состоянии, присутствует и в атмосферном воздухе в виде отрицательных аэроионов. Такой внешний супероксид называется экзогенным.
Коль скоро эндогенный супероксид играет важную роль в жизнедеятельности организма, то логично было предположить, что известные эффекты действия аэроионов связаны именно с ним. Однако предположение в науке — это лишь начальная стадия познания. Чтобы оно легло в основу общепризнанной теории, необходимы разносторонние исследования. Такие исследования были проведены на биологическом факультете МГУ в 1991–2000 гг.
Исследования финансировались правительством Германии и преследовали две цели. Первая, теоретическая, — состояла вы глубоком изучении действия газообразного супероксида и подтверждении предположения, что именно он является биологически активной компонентой естественных и искусственных аэроионов. Необходимо было окончательно выяснить механизм восприятия аэроионов высшими животными и человеком, подтвердить его экспериментально, предсказать и обнаружить неизвестные до того эффекты действия аэроионов. Второй, практической целью было создание методов лечения газообразным супероксидом бронхиальной астмы и болезни Паркинсона.
Руководитель этих работ, Н. И. Гольдштейн, в 1997 г. в Калуге на научных чтениях, посвященных 100-летию со дня рождения Чижевского, выступил с докладом «Ингаляция супероксида — новые аспекты в лечении астмы».
Он отметил, что бронхиальная астма, наряду с сердечно-сосудистыми и онкологическими заболеваниями, становится проблемой для экономически развитых стран. Поэтому большая на первый взгляд сумма в 3,5 миллиона марок, выделенная немцами на исследования, соизмерима с дневным доходом фармацевтических компаний Германии от продажи лекарств. Мозги российских ученых стоят дорого, а ценятся дешево. Но в 90-х гг. для российских биологов и эта сумма в иностранной валюте была фантастической.
В конце 2000 г. на биологическом факультете МГУ Н. И. Гольдштейном была защищена докторская диссертация на тему «Биофизические механизмы физиологического действия экзогенного супероксида на животных».
Защита докторской диссертации ученым всемирно известной биологической школы МГУ говорит о полном признании новой теории в науке. Но вне научных кругов работа, которая внесла полную ясность в аэроионологию, широкой известности до сих пор не получила. По-прежнему даже медики, не говоря уже о производителях и продавцах ионизаторов воздуха, говорят о способности аэроионов «подзаряжать» кровь, служить «биокатализаторами» и т. д. Видимо, тем, кто торгует высоковольтными устройствами, которые насыщают воздух электрическими зарядами, не понять, что биологически активная часть аэроионов — супероксид — это, прежде всего, другая химическая форма кислорода. То, что она несет отрицательный заряд — лишь сопутствующее явление.
Чтобы подробно рассказать о результатах работы, которая десять лет велась в одном из лучших мировых центров фундаментальной биологической науки, не хватит и нескольких таких книг. Одних только научных статей по теме диссертации Н. И. Гольдштейном опубликовано пять с лишним десятков, а список цитированных в ней источников переваливает за четыре сотни. Трудно коротко рассказать о многом, поэтому рассмотрим те итоги исследований, которые ответили на главные нерешенные вопросы и открыли новые факты и перспективы.
Загадка люстры Чижевского
Хотя в последние годы жизни Чижевский и предполагал, что биологически активной составляющей аэроионов является ионизированный кислород, строго экспериментально доказано это не было.
Приборы для определения концентрации аэроионов измеряли их электрический заряд, но не могли определить, молекула какого газа этот заряд несет. Только в конце 70-х появились масс-спектрометры, которые позволили узнать компонентный состав аэроионов естественного и искусственного происхождения.
Оказалось, что в естественных условиях положительные аэроионы представлены азотом, его двуокисью и углекислым газом. Отрицательные аэроионы в природном воздухе — это свободные электроны и гидратированные ионы кислорода.
В чистом виде отрицательных ионов молекулярного кислорода воздух практически не содержит, потому что они очень быстро притягивают к себе электрически дипольные молекулы водяного пара. Таких молекул один ион кислорода может притянуть до пяти штук. Причем в природных условиях количество таких гидратированных (то есть связанных с молекулами воды) отрицательных ионов кислорода в 5-10 раз больше, чем свободных электронов. Аналогичную ситуацию создают и радиевые α-ионизаторы, которые ионизируют воздух излучением радиоактивного препарата. Это вполне понятно, поскольку в природных условиях основным генератором аэроионов является излучение радиоактивных элементов земной коры.
Но на практике используют более безопасные электроэффлювиальные ионизаторы, которые исключают риск радиационного облучения. Источником аэроионов в них служит слаботочный высоковольтный коронный разряд с заостренных электродов. Масс-спектрометрические исследования состава искусственно созданных такими ионизаторами аэроионов показали, что здесь ситуация прямо противоположная. Основным компонентом аэроионов являются свободные электроны, а гидратированных ионов кислорода в 10-100 раз меньше. Конкретная величина зависит от конструктивных особенностей ионизатора и напряжения на электродах, причем чем меньше последнее, тем выше доля кислородных ионов.
Результаты этих исследований дали объяснения некоторым загадкам. Например, давно было замечено, что для достижения терапевтических эффектов концентрация искусственных аэроионов должна быть в десятки раз большей, чем так же действующая концентрация аэроионов на альпийских горных курортах. А среди множества конструкций промышленных ионизаторов воздуха, в том числе и настольных, наибольшим лечебным эффектом обладала именно люстра Чижевского. Кроме того, наилучшим являлся метод, который использовался при «франклинизации», то есть когда пациента усаживали под потолочный ионизатор в виде люстры с остриями, а направленный поток аэроионов большой концентрации обеспечивался тем, что стул с пациентом стоял на заземленном металлическом листе. Этот феномен и был в свое время назван загадкой люстры Чижевского.
В свете данных о компонентном составе искусственных аэроионов феномен получал простое объяснение. Высокая эффективность люстры Чижевского — это следствие ее больших размеров и множества заостренных электродов. Нужная концентрация аэроионов достигается при малой величине электронного тока с каждого отдельного острия, что и снижает долю свободных электронов.
Действие же заземленного металлического листа сводится к снятию с тела пациента отрицательного заряда, который создается на нем свободными электронами и препятствует попаданию ионов кислорода в дыхательные пути. Если тело пациента не заземлено, свободные электроны за несколько десятков минут могут наэлектризовать поверхность кожи лица так, что кулоновское расталкивание одноименных зарядов не позволит ионам кислорода даже приблизиться к лицу, тем более — попасть внутрь организма.
Казалось бы, внесена полная ясность. Но не хватало чуть-чуть — доказательства того, что все эффекты аэроионотерапии вызывает именно супероксид. Дело в том, что в составе как естественных, так и искусственных аэроионов есть в небольшом количестве также отрицательные ионы озона, четырехокиси углерода, трехокиси азота и гидратированные свободные электроны. Чтобы получить доказательство действенности супероксида, нужно было создать ионизатор воздуха, который бы вырабатывал практически чистый супероксид, без примеси других отрицательных ионов, и в первую очередь, свободных электронов. Московские ученые такой ионизатор создали. Его научное название — генератор экзогенного супероксида. О том, какие технические сложности им пришлось преодолеть, и чем такой генератор отличается от обычного ионизатора, будет рассказано в третьей части книги. На данном этапе важнее результаты, полученные учеными-биологами при помощи этого генератора.
За несколько лет исследований показано полное соответствие физиологических эффектов, вызываемых естественными аэроионами, искусственно ионизированным воздухом и газообразным супероксидом. Это окончательно доказало, что именно супероксид является действующим началом аэроионов.
Далее было подтверждение необходимости для животных и человека присутствия супероксида во вдыхаемом воздухе. Знаменитый опыт Чижевского с мышами в условиях полного удаления из воздуха аэроионов был повторен в более совершенном виде. Чижевский фильтровал воздух через вату. При этом удалялись аэроионы из воздуха, который подавался в камеры. Но некоторое их количество могло родиться уже внутри камер, например из-за радиоактивности материала стен здания, космических частиц и микроразрядов с наэлектризованной трением шерсти животных. Меры, принятые к полному удалению «внутренних» аэроионов, позволили доказать, что отсутствие супероксида в воздухе вызывает неминуемую смерть низкоорганизованных животных. Подача супероксида в воздух камеры с подопытными животными не только предотвращала их гибель, но и приводила к ряду положительных эффектов. Например, намного повышалась подвижность животных, их обучаемость, способность выдерживать пониженную температуру воздуха и недостаток в нем кислорода для дыхания.
Но самым практически важным был ответ на вопрос о вреде больших концентраций экзогенного супероксида. Животные проводили несколько месяцев в воздухе с предельно большой концентрацией супероксида, после чего их органы и ткани исследовались самыми современными методами, включая электронную микроскопию. Ни во внутренних органах, ни на слизистых оболочках воздуховодных путей, ни на контактирующих с воздухом поверхностях глазных яблок никаких отклонений от нормы обнаружено не было. Этот факт указывал на то, что эволюция живых организмов в атмосфере, которая содержала кислород, создала надежную защиту от повреждающего действия его активных форм.
Было также исследовано влияние газообразного супероксида на низшие живые организмы, в частности на различные бактерии. Они до некоторой степени способны противостоять действию экзогенного супероксида, однако их защита не надежна. Высокие концентрации супероксида в воздухе препятствуют размножению большинства патогенных микроорганизмов, включая стафилококки и кишечную палочку.
Можно многое рассказать о новых данных действия супероксида на уровне нервной системы, гормонального регулирования, биохимических процессов. Однако значительно интереснее ответ на главный вопрос: каким образом и какие конкретно ткани организма воспринимают экзогенный супероксид и почему его воздействие на них способно вызывать различные физиологические ответы со стороны практически всех органов? Чижевский сначала предполагал, что аэроионы взаимодействуют с кровью в легких, а позже склонен был думать об их влиянии на нервные рецепторы верхних дыхательных путей — носоглотки, гортани и бронхов. Оказалось, что на самом деле это и так, и не совсем так.
Зачем человеку нос
Еще в начале 70-х гг. ХХ в. исследования физиологов показали, что при дыхании аэроионы как легкие подвижные заряженные частицы не способны глубоко проникнуть в дыхательные пути. В носовой полости поток вдыхаемого воздуха имеет вихреобразный характер, поэтому аэроионы быстро высаживаются на ее стенках. Глубже носоглотки аэроионы не проникают. Следовательно, где-то в глубине носовой полости и должны быть нервные рецепторы, взаимодействуя с которыми, супероксид влияет на весь организм в целом. Часть таких рецепторов в верхних дыхательных путях животных и в носу человека была известна давно, а часть открыта совсем недавно. Оказалось, что нос у человека — это не просто выступающая часть лица, это весьма важный для него орган.
Анатомически явно оформленный нос есть только у человека. Даже у его сородичей — приматов — носа нет. Потому что у них нет интеллекта. Только человек может эмоционально воспринимать зрительную и слуховую информацию. Человеку известны обида, боль утраты, страх и еще множество эмоциональных состояний, при которых он может заплакать. А если заплачет, то постепенно успокоится. Не зря говорят: «Поплачь — легче станет». Здесь работает так называемый слезный механизм снятия сильного нервного возбуждения. Эмоциональные слезы, возникающие при сильном возбуждении участков коры головного мозга, содержат вещества, способные активизировать рецепторы слизистой оболочки носовой полости. Часть слез при плаче стекает не по щекам, а по специальным слезным каналам в носовую полость. Здесь они обильно орошают слизистую оболочку с нервными окончаниями. Их раздражение вызывает возбуждение соответствующих участков мозга, которое оттягивает на себя часть перевозбуждения в коре.
Достаточно давно было известно, что рецепторы верхних дыхательных путей связаны с разными нервами: рецепторы носовых путей — с тройничными и обонятельными, а рецепторы гортани, трахеи и бронхов — с блуждающими нервами. Тройничный и обонятельный нервы связаны с сосудодвигательным и дыхательным центрами мозга, с корой больших полушарий, а также с нервными центрами сердца (рис. 4).
Рис. 4. Схематическое изображение нервных связей рецепторов дыхательных путей с головным мозгом
При сильном раздражении рецепторов верхних дыхательных путей повышается артериальное давление, усиливаются дыхание и пульс, ускоряется обмен веществ. Человек начинает испытывать состояние нервного возбуждения. Импульсы, поступающие по блуждающим нервам, действуют противоположно — они снижают артериальное давление, замедляют дыхание и пульс.
Сложная взаимосвязь рецепторов носовой полости с различными нервными центрами является причиной ряда нежелательных для человеческого организма эффектов. Например, раздражение рецепторов холодным воздухом приводит сначала к активизации нервной системы, а потом — к ее торможению и утомлению. Из жизненного опыта известно, что на морозе очень быстро наступает усталость и сонливость. Перемены погоды, то есть изменения атмосферного давления, температуры и влажности воздуха способны провоцировать скачки кровяного давления, головные боли, гипертонические кризы. Сходные явления могут быть вызваны и вдыханием спертого воздуха закрытых помещений, о чем говорилось выше.
Особое место среди нервных рецепторов дыхательных путей занимает обонятельный эпителий. Механизм обоняния тесно связан с той частью мозга, которая управляет памятью и эмоциями. Мы вдыхаем аромат свежескошенного сена, и память в ярких деталях рисует события деревенского детства. Эпизоды прошлого, приятные или неприятные воспоминания может вызвать запах духов или лекарства. Но хотя запах помогает воскресить в памяти событие, почти невозможно вспомнить сам запах, подобно тому, как мы восстанавливаем мысленно образ или звук.
Вообще, обоняние во многих отношениях — самое таинственное наше чувство. Как устроена и действует его связь с памятью, эмоциями и многими врожденными инстинктами, например половым, досконально неизвестно. Нет полной ясности и в понимании того, каким образом мы ощущаем запахи и как человеку удается различать такое их множество.
Обоняние и вкус называют химическими чувствами, потому что их рецепторы реагируют на молекулярные сигналы. Вкус и обоняние животных и человека развились из общего химического чувства, которое появилось у членистоногих после их выхода на сушу около 400 миллионов лет назад. Один из подклассов членистоногих многоножек дал начало классу насекомых, которые в каменноугольном периоде царствовали на суше. Для насекомых чувствительность к содержащимся в воздухе химическим веществам явилась жизненно важным фактором. Она позволяет им находить пищу и особей своего вида для спаривания. Способность ощущать присутствие в воздухе отрицательных ионов кислорода оказалась полезной для насекомых по двум причинам.
Во-первых, присутствие в воздухе супероксида свидетельствовало о близости растительных массивов, поскольку при фотосинтезе часть кислорода выделяется в атмосферу в активированном виде. А растительность — это для насекомых пища.
Во-вторых, полное отсутствие отрицательных аэроионов в воздухе непременно предшествует грозе и ливню. А это опасность для крылатых существ. Поэтому насекомые перед дождем прижимаются к земле и заползают в норы или под листья. Так зародилась у простых существ чувствительность к содержанию в воздухе супероксида. Происходило это по принципу: много супероксида — хорошо, можно не беспокоиться; мало супероксида — опасно для жизни, нужно срочно спасаться.
Будучи существами низкоорганизованными, насекомые реагируют на строго ограниченное количество химических агентов. По мере повышения в ходе эволюции организации животных спектр ощущаемых веществ расширялся, в результате чего сформировался более сложный анализатор — обонятельная система. Но появление обонятельной системы произошло не путем совершенствования имевшихся органов химической чувствительности, а созданием новых.
При этом практически у всех наземных животных обоняние представлено основной, так сказать, широкодиапазонной обонятельной системой и дополнительной — узкодиапазонной. Первая играет важную роль в восприятии запахов, связанных с питанием, поведением в системе «хищник-жертва», распознавании индивидуальных запахов особей, запахов «группы» и других. Вторая отвечает за восприятие биологических маркеров собственного вида — феромонов — летучих хемосигналов, управляющих нейроэндокринными и поведенческими реакциями, а также отношениями «мать-дитя».
Чувствительность к запахам обеспечивается специализированными нейронами обонятельного эпителия, который у млекопитающих развился на тонких пластинчатых костях — носовых раковинах. Площадь обонятельной области у разных животных варьирует от единиц до сотен кв. см. Например, у человека эта площадь составляет около 5 см2, а у собаки она в 10–15 раз больше. Соответственно, у собаки — «собачий нюх». Для многих наземных животных нюх важнее зрения и слуха, поскольку дает больше информации об окружающей среде. У человека обоняние играет второстепенную роль, и хотя наш обонятельный аппарат достаточно чувствителен, человек и другие приматы чувствуют запахи гораздо хуже многих других животных. Полагают, что наши далекие предки потеряли остроту обоняния, когда поднялись с земли на деревья. Поскольку острота зрения там была важнее, баланс между различными видами чувств сместился. Обоняние стало иметь большее отношение к эмоциональной сфере и практически утратило роль сигнализатора при поиске пищи.
Что стало с дополнительной «узкодиапазонной» обонятельной системой у человека, долгое время было неизвестно. То, что у животных она есть, было ясно из наблюдений за их поведением. Все животные для спаривания партнера своего вида ищут на нюх. И хотя тигр и кошка принадлежат к семейству кошачьих, но даже попыток к спариванию они не предпринимают. Так же безошибочно мать отличает своих детенышей от чужих. В поведении человека как вида Homo Sapiens такие особенности тоже можно заметить.
Орган, который отвечает за чувствительность к феромонам, был в свое время найден у большинства животных, включая земноводных и… человека. Более того, именно у человека он и был впервые обнаружен в 1703 г. голландским военным хирургом Ф. Рюшем у солдата с лицевым ранением в область носа. Этот орган был назван вомероназальным, или якобсоновым, по имени Л. Якобсона, который впервые описал его у многих животных.
Долгое время считалось, что для человека вомероназальный орган (ВНО) — атавизм, то есть признак, который обычно свойственен только зародышам и может иногда проявляться у взрослой особи лишь в результате нарушений зародышевого развития. Полагали, что у человеческого зародыша ВНО пропадает к пятому месяцу развития, поскольку он в процессе эволюции полностью утратил свое первоначальное значение, а часть его функций взяла на себя обонятельная система. Действительно, некоторые запахи способны усиливать сексуальное влечение или улучшать настроение. Не зря же мы пользуемся парфюмом!
Но вот в середине 80-х гг. ХХ в. американские ученые Д. Моран и Б. Джефек из Денверского университета (штат Колорадо) решили выяснить, куда и как исчезает зачаток ВНО у взрослого человека. Тщательно исследовав слизистые оболочки носовой полости у сотен людей, они, к своему изумлению, у всех обнаружили ВНО! Оказалось, что в каждой ноздре на расстоянии 15–20 мм от входа в нее на носовой перегородке имеется небольшое углубление диаметром чуть больше миллиметра. От него начинается проход длиной около сантиметра, и ведет он в камеру ВНО конической формы. В настоящее время анатомически показано, что ВНО у эмбриона не исчезает, а сохраняется у человека в течение всей жизни. Он наблюдается в явном виде у людей всех рас и обоих полов, обычно как парный орган. Изредка встречаются случаи расположения ВНО лишь в одной ноздре. Крайне редко возможно полное отсутствие явных признаков ВНО, которое, как правило, сопровождается аносмией — потерей обоняния.
Вомероназальный орган человека показан на рис. 5.
Рис. 5. Вомероназальный орган у человека
Изучение строения и функций вомероназального органа показало, что у человека сохранилась чувствительность к феромонам. Она определяет ряд его поведенческих реакций и, в частности, сексуальную привлекательность на подсознательном уровне. Это, кстати, даже дало основание для объяснения феномена «любви с первого взгляда» как «любви с первого нюха». Открытие секс-феромонов позволило создать духи, повышающие сексуальную привлекательность. Сегодня известно около 30 человеческих феромонов. Химически это низко- и среднемолекулярные соединения, которые, как правило, не имеют запаха. Феромоны у человека выделяются отдельными участками кожи в очень малых количествах, что обусловлено чрезвычайно высокой чувствительностью вомероназального органа. Есть феромоны также в слюне и моче.
С начала 90-х гг. ведутся исследования нервных связей ВНО и головного мозга. В этом вопросе пока еще многое неясно, однако достоверно установлено, что вомероназальный нерв непосредственно связан с гипоталамусом — отделом промежуточного мозга, который воспринимает информацию о состоянии всех органов. Гипоталамус — это, выражаясь техническим языком, входной преобразователь сигналов от множества датчиков в организме. Информация о состоянии его отдельных систем преобразуется в гипоталамические гормоны, которые воздействуют на другой отдел мозга — гипофиз. Последний выделяет в кровяное русло свои специфические гормоны, управляющие эндокринными железами, а через них и всем организмом. Так замыкается цепь нервно-гуморальной регуляции жизнедеятельности.
Сегодня известно, что вомероназальный нерв связан с областями гипоталамусе, которые участвуют в регуляции не только репродуктивного, защитного и пищевого поведения, но и в нервно-гуморальной регуляции. Эти данные и послужили основанием предполагать, что вомероназальный орган принимает непосредственное участие в рецепции экзогенного супероксида животными и человеком. Подтверждение такого предположения позволило бы объяснить широкий спектр влияния аэроионов на функции организма.
Ряд тонких и по-научному изящных экспериментов на животных показал, что именно вомероназальный орган является «датчиком» супероксида и продукта его дисмутации — перекиси водорода. Все эффекты аэроионотерапии воспроизводятся нанесением на входную ямку ВНО либо слабой смеси веществ, которые, реагируя друг с другом, дают супероксидный радикал, либо слабого раствора перекиси водорода. Кроме того, таким способом удалось обнаружить ряд неизвестных реакций организма на экзогенный супероксид. Например, снижение порога болевой чувствительности и уменьшение необходимой для обезболивания дозы таких препаратов, как анальгин, морфин и омнопон. Вообще, действие многих лекарственных препаратов может быть усилено возбуждением рецепторов ВНО.
Окончательно роль вомероназального органа как рецептора супероксида и гипоталамусе как отдела центральной нервной системы, реагирующего на присутствие супероксида в воздухе, была доказана в опыте с мышами в деионизированном воздухе. Гибель мышей предотвращалась указанным выше способом, назальных аппликаций. В то же время летальный исход в деионизированном воздухе, как показали патологоанатомические исследования погибших животных, был следствием пангипопитуитаризма — сильного истощения гипофиза из-за серьезных нарушений в нормальной деятельности гипоталамуса. Оно и обуславливало дегенеративные изменения во многих органах и тканях, которые достаточно быстро приводили к гибели животных.
Таким образом, исследования московских ученых внесли полную ясность в механизм действия аэроионов кислорода на животных и человека. Вкратце суть его состоит в том, что в процессе эволюции от низкоорганизованных форм человеку и высшим животным «досталась в наследство» чувствительность к присутствию в воздухе ничтожных количеств активированного кислорода. Эволюционно эта чувствительность, жизненно важная для низших животных, у высокоорганизованных форм оказалась завязанной на жизненно важный для них отдел центральной нервной системы — гипоталамус. Если супероксида в воздухе нет, то гипоталамус «испытывает нарастающее беспокойство», которое мешает ему правильно регулировать жизнедеятельность организма. Если аэроионов в воздухе с избытком, то гипоталамус «перестает отвлекаться» на контроль за состоянием воздушной среды, а более продуктивно занимается своим основным делом — контролем над всем организмом. При этом он «может заметить» небольшие отклонения от нормы и попытаться их исправить.
С одной стороны, такая роль внешнего супероксида для человека и высших животных — это обуза. Не так важен для организма супероксид, как просто кислород для дыхания. Но так уж получилось у природы, что, один раз создав «датчик» и «регистратор» аэроионов, она не смогла отключить его от взаимодействия с вновь созданными отделами нервной системы. В результате у центральной нервной системы появилось «обостренное чувство» на отсутствие в воздухе аэроионов, которое, как говорится, «мешает ей спокойно работать». Но не бывает худа без добра. Высшие животные и человек приобрели канал внешней связи жизненно важного отдела головного мозга с окружающей средой. Канал этот уникален тем, что при сильном сигнале в нем его приемник — гипоталамус — лучше работает на благо организма, повышая его приспособительные возможности. Подробнее об этом пойдет речь чуть дальше.
Был получен и ответ на вопрос о механизме влияния аэроионов на легочную ткань. Здесь просматривалось противоречие. С одной стороны, аэроионы заметно влияли на ткани дыхательных путей. Например, при бронхиальной астме вдыхание сильно ионизированного воздуха оказывает антивоспалительный эффект на бронхи. При гриппе аэроионы способствуют отхождению мокроты за счет повышения активности мерцательного эпителия бронхов. С другой стороны, как электрически заряженные частицы аэроионы не могут так глубоко проникать в дыхательные пути. Явно выраженное воздействие на эпителий воздуховодных путей связать с реакцией на раздражение нервных рецепторов носовой полости вряд ли возможно.
Разрешить противоречие помогли данные, полученные медиками при лечении заболеваний слабыми растворами перекиси водорода. Это направление, названное «перекисноводородная терапия», интенсивно развивается в последнее десятилетие.
При введении в венозную (которая притекает к легким) кровь слабых растворов перекиси водорода также был отмечен эффект отхождения мокроты. Поначалу его пытались объяснить выделением пузырьков кислорода, которые увлекают за собой мокроту. Однако оценки показали несоизмеримость такого эффекта с количеством выделяющегося из перекиси при ее разложении каталазой кислорода.
Оказалось, что перекись водорода стимулирует деятельность мерцательного эпителия, который и способствует очищению легких. Кстати, перекись водорода вообще стимулирует двигательную активность клеток, например сперматозоидов, что позволяет применять ее при лечении некоторых форм бесплодия.
Поскольку при дыхании воздух уже в носу стопроцентно увлажняется, то часть экзогенного супероксида сама по себе, без участия супероксиддисмутазы превращается в перекись водорода. Ее молекулы электрически нейтральны, поэтому они способны достигать легочных альвеол и попадать непосредственно в кровь. Таким образом, при высокой концентрации в воздухе супероксида он через легкие попадает в кровь, что эквивалентно его внутривенному введению.
Тот факт, что аэроионотерапия не могла сравниться с перекисноводородной терапией, объясняется низкой концентрацией супероксида в составе искусственно полученных аэроионов. Устройства класса генераторов экзогенного супероксида в ряде случаев способны заменить внутривенные вливания раствора перекиси водорода. При этом исключается риск разрушительного воздействия вливаемого раствора на стенки кровеносного сосуда в области инъекции.
Адаптогенные свойства супероксида
Народам Дальнего Востока много тысяч лет известны уникальные целительные свойства женьшеня. В древней китайской медицине это «корень жизни, излечивающий от всех старческих недугов, возвращающий молодость и бодрость, поднимающий с постели ослабевших после болезни, бодрящий усталых и переутомленных». Из-за своей редкости корень стоил очень дорого до тех пор, пока около полувека назад не были изучены его фармакологические свойства и заложены большие плантации для его культурного выращивания.
В результате исследований было установлено, что женьшень действительно обладает многими из приписываемых ему свойств, и в современной медицине он известен «как ценное лечебное средство, возбуждающее центральную нервную систему и обладающее сильным тонизирующим и стимулирующим действием при умственном и физическом переутомлении, при слабости и при пониженном кровяном давлении».
Вскоре там же, на Дальнем Востоке, были найдены еще несколько растений, обладающих сходным действием: аралия, заманиха, элеутерококк, лимонник. Позже свойства укреплять организм были обнаружены и у препаратов животного происхождения, таких как пантокрин и продукты пчеловодства — прополис, маточное молочко.
Вещества, способные укреплять организм, известны сегодня под названием «адаптогены». Термин «адаптоген» является производным от слова «адаптация», что значит «приспособление». Адаптогены помогают организму приспособиться к таким неблагоприятным факторам внешней среды, как холод, ионизирующая радиация, недостаток кислорода, большая физическая нагрузка. Воздействие адаптогенов на регуляцию жизнедеятельности осуществляется через центральную нервную систему. Они способны оказывать возбуждающее или тормозящее действие на специфические отделы головного мозга, что в результате приводит к улучшению нервно-гуморального регулирования функций организма в целом.
Большинству из известных адаптогенов присущи некоторые общие свойства. Так, в небольших дозах они оказывают тормозящее действие. При этом снимается нервное возбуждение, расслабляется мускулатура — организм отдыхает и восстанавливается. При больших дозировках адаптогены действуют возбуждающе, в результате чего возрастает сила мышц, работоспособность, выносливость. Одновременно повышается внимание, обучаемость, улучшается память. Постоянный прием адаптогенов постепенно укрепляет весь организм, не принося ему никакого вреда. Последний факт для природных адаптогенов подтверждается тысячелетним использованием женьшеня, лимонника, левзеи и родиолы как средств для продления жизни.
Природные адаптогены отличаются силой воздействия на разные системы организма. Например, левзея заметно повышает мышечную силу, лимонник — выносливость и остроту зрения, женьшень и элеутерококк — внимание и обучаемость. Поэтому врачи Востока научились подбирать наиболее действенные сочетания растительных адаптогенов, добавляя к ним вспомогательные лекарственные растения.
Таких травяных сборов, способствующих долголетию, известно множество. Но поиски новых растительных адаптогенов продолжаются. Ориентиром в них является тот факт, что большинство из известных растений с адаптогенными свойствами имеет очень древнее происхождение и принадлежит к реликтовым. Это дает ученым основание предполагать, что биологически активные органические соединения с адаптогенными свойствами появились в результате эволюции как фактор, помогающий высокоорганизованным животным выжить в борьбе за существование. Они помогли млекопитающим пережить динозавров и занять их место на планете.
Адаптогенные свойства природных аэроионов были отмечены, по сути дела, еще Гиппократом, когда он рекомендовал пациентам для укрепления здоровья дышать горным воздухом. Ученые, в содружестве с которыми работал Чижевский, после его смерти систематизировали известные данные об адаптогенных эффектах аэроионов. Прежде всего было обращено внимание на то, что малые дозы аэроионов обладают седативным и даже снотворным, а большие — тонизирующим и возбуждающим действием. А это характерная особенность адаптогенов. Были отмечены и другие факты действия аэроионов, которые свидетельствовали о повышении приспособительных возможностей организма, например снижение чувствительности кожи к воздействию холода, ускорение восстановления после физической нагрузки, повышение внимания и способности к обучению, снижение чувствительности к стрессовым воздействиям.
В исследованиях московских биологов изучению адаптогенных свойств супероксида было уделено особое внимание. Поводом к этому послужило понимание механизма воздействия аэроионов на центральную нервную систему через главный центр регуляции — гипоталамус. Дело в том, что выделенное из женьшеня действующее вещество — панаквилон — активирует подкорковые области мозга, гипоталамус и гипофиз, Можно было ожидать, что известное общеукрепляющее действие аэроионов обусловлено, как и у женьшеня, возбуждением определенных зон в гипоталамусе.
В результате исследований влияния экзогенного супероксида на приспособительные возможности организма были не только подтверждены известные факты, но и обнаружены такие эффекты, которых классические адаптогены не вызывают. К примеру, воздействие на человека высокой концентрацией супероксида приводит к выраженному повышению вкусовой чувствительности и способности распознавать запахи. В экспериментах на добровольцах ингаляциями супероксида удавалось рядовые обонятельные способности доводить до уровня чувствительности профессиональных дегустаторов! Заметим, что способностью влиять на органы чувств из известных адаптогенов обладает только лимонник китайский. Семена этого растения издавна употребляются охотниками для повышения остроты зрения.
Но самым важным результатом явилось подтверждение мощной активации супероксидом антиокислительных систем организма. Повышение аэроионами активности каталазы в крови животных было обнаружено еще Чижевским в конце 50-х, но тогда на это не обратили должного внимания, поскольку о роли АФК тогда даже и не подозревали. (Вспомним, что фермент супероксиддисмутаза был открыт в 1969 г.) Исследовав активность супероксиддисмутазы в нейронах мозга крыс, ученые обнаружили, что под действием ингаляций супероксида она в течение нескольких суток повышается на 20–50 %, после чего длительное время находится на этом уровне, а потом постепенно возвращается в исходное состояние. Повторные воздействия супероксидом вызывают более быстрое и стойкое повышение мощности антиоксидантной системы, то есть возбуждение рецепторов активированного кислорода как бы оставляет след в организме. А такая своеобразная память — это необходимое и достаточное условие возможности тренировки соответствующей системы, с целью повышения ее возможностей. Отсюда — два важных для нас вывода. Первый: мощность антиоксидантной системы организма можно повысить тренировкой. Усиление антиоксидантной защиты клеток уменьшает повреждающее действие на них АФК, что замедляет старение организма. Второй: тренирующим фактором является воздействие на связанные с гипоталамусом рецепторы супероксида в верхних дыхательных путях.
Научным языком результаты исследований коллектива биологов под руководством Н. И. Гольдштейна сформулированы им следующим образом.
«Показано, что искусственные отрицательные аэроионы, в близких к естественному фону концентрациях, практически не вызывают изменений уровня антиокислительной защиты организма. В то же время, реакция на экзогенный супероксид, а также на высокие концентрации искусственных отрицательных аэроионов проявляется в уменьшении напряженности и/или подавлении окислительного стресса в изученных тканях. Сопоставление этих результатов с данными литературы позволяет провести аналогию с формированием системного «структурного следа» адаптации, характерного, в частности, для действия других относительно мягких стрессоров.
В этом контексте индукция антиокислительной защиты может быть рассмотрена как один из компонентов адаптационного синдрома. Учитывая, однако, что окислительный стресс является общим звеном в патогенезе самых различных заболеваний, адаптивная активация антиокислительных систем может найти применение для повышения устойчивости организма к действию разнообразных повреждающих агентов».
Этот вывод позволяет нам научно обоснованно перейти к материалу следующей главы.
Назад: Глава 2 Атмосферный воздух. Чем мы дышим?
Дальше: Глава 4 Аэроионотерапия и аэроионопрофилактика
