Незвичайні властивості води прикордонного шару

Постнов С.Є., Подчерняєва Р.Я., Мезенцева М.В., Щербенко В.Е., Зуєв В.А. Незвичайні властивості води прикордонного шару// Вісник української Академії Природних Наук. 2009, том 9 №3, С12-15

Незвичайні властивості води прикордонного шару.

Постнов С.Є. 1, Подчерняєва Р.Я. 2, Мезенцева М.В. 3, Щербенко В.Е. 3, Смишляєва Н.Б. 3, Зуєв В.А. 3

ФГУП центральний аерогідродинамічний інститут ім. проф. Н.Є. Жуковського
ГУ НДІ вірусології ім. Д.І. Іванівського РАМН, Москва
ГУ НДІ епідеміології та мікробіології ім. Н.Ф. Гамалії РАМН, Москва

«Від води все у світі живе, життя – це одухотворена вода» – писав Леонардо да Вінчі. До вивчення властивостей та структури води увага вітчизняних учених прикута давно (3,4,6). Як зазначав академік Вернадський В.І.: «Вода всюдисуща, і немає мінералу чи іншого тіла на Землі, до складу якого вона не входила б і на будову якого впливала» (1). Вода є основою життя на Землі та важливим фактором формування здоров'я та якості життя людини. Вона має бути нешкідливою за хімічним складом, безпечною в епідемічному та радіаційному відношенні (12). Однак експериментальні дані, отримані особливо в останнє десятиліття, змінюють уявлення про природу самої води та її можливі біологічні властивості (5,13).

Група вчених Центрального аерогідродинамічного інституту імені М.Є.Жуковського, ГУ НДІ епідеміології та мікробіології імені М.Ф. Гамалеї РАМН та ГУ НДІ вірусології імені Д.І. Івановського РАМН досліджували незвичайні властивості води прикордонного шару. Передумовою для початку цих робіт послужив експериментальний факт, виявлений у ЦАГІ щодо обтікання спецоб'єктів, що рухаються під водою з великою швидкістю. А саме, в тонкому шарі води,безпосередньо примикає до поверхні тіла (прикордонному шарі), вода набувала ряду фізичних властивостей, що кардинально відрізняються від властивостей звичайної води, це робило її дуже схожою на воду, що становить основу живих організмів. З експериментальних даних було встановлено, що у живому організмі вода може бути лише у стані води прикордонного шару (8). Цей шар прикордонної води формується на поверхнях таких біологічних структур як мембрани клітин, еритроцитів, білків і т.д.). Цей експериментальний факт дозволяє по-новому поглянути на ряд біофізичних та біохімічних процесів, що протікають у живих організмах. Тим більше, що перші ж досліди з прикордонною водою показали її надзвичайну біологічну активність. Дослідження в цій галузі мають безпосереднє відношення до основних теоретичних та прикладних аспектів у нових підходах до проблеми біотехнології. Була цікава також і медична спрямованість досліджень, тому що перші ж експерименти з прикордонною водою показали, що вона має противірусну дію (9). Проведені дослідження виявили потенційну можливість застосування Аводи (Авода – робоча назва виділеної в об'єм прикордонної води, вона зареєстрована як «Вода столова «Авода») для лікування урогенітальних захворювань, гострих респіраторних вірусних інфекцій та новоутворень при індивідуальному доборі для кожного пацієнта. Виходячи з цього, розшифровка феномена прикордонного шару води може стати ідеальним ключем до вирішення таких важливих завдань профілактики та лікування широкого спектру захворювань.

Актуальною у всьому світі стає проблема лікарської терапії. За даними епідеміологічних досліджень, побічні ефекти лікарської терапії у США та Канаді виходять на 5-6 місце у поясненніпричини смертності після серцево-судинних, онкологічних, бронхолегеневих захворювань та травматизмі. Частота їхнього прояву досягає 17% у госпіталізованих хворих і 4-6% у амбулаторних пацієнтів. Відомо, що 25-30% всіх побічних ефектів обумовлені прийомом антибіотиків. Щорічно у США понад 106 тис. пацієнтів помирають від побічної дії ліків. Понад 2,2 млн. американців отримують ускладнення, а 30% пацієнтів не отримують поліпшення здоров'я від лікування виписаних та правильно прийнятих лікарських препаратів. Виходячи з цього, вивчення феномену поверхневого шару води може стати ключем до вирішення таких важливих завдань як запобігання та лікування широкого спектру захворювань.

Експериментальні результати, отримані в ЦАГІ в середині 80-х років минулого сторіччя, щодо зміни фізичних властивостей води в прикордонному шарі в 2000 році повторив професор Д. Поллак з університету м. Сіетл США (7). На думку Д.Полака вода в клітинах знаходиться в особливих станах: у зв'язаному, але при цьому не в твердому як лід, і у вільному, але не в рідкому, як, наприклад, вода в склянці, а в стані гелю. Професор Д.Поллак біолог і не знайомий із гідродинамікою. Згідно з «Теорією прикордонного шару» та численними експериментальними даними, прикордонний шар у рідині є практично автономним об'єктом, і наприклад, у випадку з водою, коли в'язкість мінімальна, дуже схожий на рухливий гель.

У прикордонному шарі властивості води змінюються настільки суттєво, що це вже «інша вода». У ЦАГІ з 80-х років вивчалося це явище, і була встановлена близькість за фізичними характеристиками такої води з водою, що характерна для внутрішнього середовища людини та інших живих організмів. Ці дослідження відкривали новий перспективний напрямок. Єдинимперешкодою для його реалізації було те, що вода з прикордонного шару, зібрана обсягом, за лічені хвилини втрачала всі свої чудові властивості. Завдяки копітким дослідженням та експериментам вдалося розробити технологію отримання прикордонної води із звичайних природних питних вод, що зберігає свої унікальні характеристики протягом багатьох місяців. Так з'явилася «Вода їдальня Авода» (сертифікат № 7688306). Узагальнивши велику кількість експериментальних даних, як гіпотезу було запропоновано біофізична модель живого організму, яка зараз як пояснює ці дані, а й дозволяє з великою ймовірністю прогнозувати результати експериментів.

Розглянемо докладніше фізичну складову пропонованої біофізичної моделі: у системі вода/поверхня існує так званий "прикордонний шар", в якому вода виявляє фізичні властивості, відмінні від навколишньої «об'ємної» води, зокрема, більшу електропровідність, меншу за величиною теплоємність тощо. . Відмінності у фізичних властивостях прикордонної та об'ємної води, як випливає з експериментальних даних, нелінійно зростають при наближенні до поверхні.

Враховуючи, що воді притаманні деякі властивості кристала, можна припустити, що зміна фізичних властивостей прикордонної води відбувається за рахунок впливу поверхні, що формує прикордонний шар, а механізм формування прикордонного шару є одним з різновидів процесу зараз добре відомого як «епітаксія» - зростання кристала на підкладки. Її особливістю є те, що якщо різниця постійних решіток підкладки і кристала, що росте, перевищує 10%, що зазвичай має місце в нашому випадку, то частина площин решітки підкладки не має продовження в решітці зростаючого кристала. Краї, такихобірваних площин, утворюють дислокації невідповідності, і відбувається спотворення та накопичення помилок у кристалічній решітці зростаючого кристала. Плюс накопичуються помилки за рахунок колокацій - локальних порушень кристалічних ґрат зростаючого кристалу, обумовлених різними причинами. У тому числі і тим, що зростаючий кристал являє собою рідину хоча і з властивостями кристала, але схильною, наприклад, до броунівського руху і, як правило, неоднорідний за складом через розчинені в ній хімічних речовин і т.п. Все це сприяє тому, що кожен наступний шар відрізняється кристалічною структурою від попереднього. Тобто відбувається планомірне саморуйнування кристалічної структури, сформованої підкладкою. Це відбувається досить швидко і пояснює такий експериментальний факт, що властивості прикордонної води нелінійно змінюються, наближаючись до властивостей об'ємної води при кожному кроці у бік віддалення від поверхні.

Це, зокрема, пояснює експериментальний факт, чому властивості однієї й тієї ж води в прикордонному шарі у різних поверхонь мають кількісні відмінності, що достовірно фіксуються. Також як відрізняються властивості у різних за походженням або хімічним складом вод у прикордонному шарі у однієї і тієї ж поверхні.

Наявністю прикордонного шару з властивостями води, що нелінійно змінюються, можна також пояснити численні експериментальні факти, що свідчать про те, що при заморожуванні, наприклад такого продукту як м'ясо, частина води замерзає, а частина води має вигляд близький до аморфного, частина води не замерзає. Можна припустити, що цим пояснюється факт існування пов'язаної води та її різні властивості. Прийняття цієї гіпотези також пояснює численні експериментальні дані про те, що вода в тонкихкапілярах, нанотрубках, клітинах організмів, знаходиться в стані близькому до "кристалічного", "склоподібного" і т.п.

Біологічна складова пропонованої біофізичної моделі:

- Біологічні структури клітин (ДНК, білки, мітохондрії тощо), органи загалом формують прикордонний шар із властивостями, що забезпечують оптимальне виконання їх біологічних функцій. Властивості прикордонної води різних біоструктур мають ряд кількісних відмінностей один від одного, причому в життєвому і функціональному циклах ці властивості можуть змінюватися навіть в одній і тій же структури.

- Властивості прикордонної води в клітинах відрізняються тим сильніше, чим сильніше їх метаболізм.

- Прикордонна вода, в силу своїх фізичних властивостей є потужним буфером, що пом'якшує як захищає її від зовнішніх і внутрішніх впливів.

- Однією з життєво важливих завдань організму загалом є завдання підтримки та формування "правильних" властивостей прикордонної води в кожному конкретному органі та клітині, тощо.

Будь-які структури органічного та неорганічного походження, що надходять в організм, незалежно від того чи беруть вони участь в обмінних процесах чи ні, впливають на властивості прикордонної води організму, оскільки формують навколо себе власний прикордонний шар, вплив якого може бути дуже багатогранним.

Збій у молекулярній структурі будь-якої ділянки клітини, наприклад, у результаті мутації загрожує їй зміною властивостей прикордонної води. Такий збій у житті низки клітин загрожує життю органу загалом тощо. Те саме можна сказати і про органічні і неорганічні речовини, що надходять ззовні і беруть участь у метаболізмі клітин. Молекули цих речовин також формують навколо себе прикордонний шар води, який може сприятиабо заважати нормальній життєдіяльності клітин. І з погляду фізичного погляду на процеси, що забезпечують життєдіяльність організму, серйозні проблеми в окремо взятого органу настають тоді, коли з якоїсь причини він сам, а потім і організм, як єдине ціле, вже не може підтримувати, а вірніше виправляти, що з'являються з будь-яких причин збої властивостей прикордонної води органу.

Але можна також припустити про існування зворотного ефекту: відновлення фізичних властивостей прикордонної води органу, будь-якої біологічної структури, у тому числі клітини або групи клітин, еритроцитів, а також біоструктур, відповідальних за імунітет, які зазнали мутації, атаки вірусу тощо, сприяє різкому зниженню негативного впливу, мобілізації імунітету, у тому числі і на клітинному рівні.

Нами показано, що при додаванні Аводи проліферативна активність і життєздатність нормальних клітин людини та тварин (клітини легкого ембріона людини - ЛЕЧ, шкірно-м'язова тканина людини - М7, фібробласти ембріона людини - ФЕЧ, клітини печінки людини - Chang liver, клітини нирок ембріона з Спів, клітини нирок собаки - MDCK) на ранніх термінах взаємодії з водою практично не змінюються. У 3 типів ракових клітин (клітини, виділені від хворої на рак шийки матки - HeLa, клітини кісткового мозку хворого на лейкемію - L41, гліобластома людини - GL-6 відзначається як правило різке пригнічення проліферації після одного пасажу і повна їх дегенерація після 2 пасажу. Морфологічне вивчення клітин підтвердило незначні зміни у нормальних ліній та різку дегенерацію онкогенних клітин під дією Аводи.

В експериментах на клітинних лініях та в дослідах на лабораторних тваринах нами було виявлено, що Авода виявляє антивірусну.активність щодо вірусів герпесу та грипу людини, а також – вірусу енцефаломіокардиту мишей. А потім, після вивчення впливу Аводи на клітини крові здорових та хворих людей була показана потенційна можливість застосування Аводи для лікування таких інфекційних захворювань, як грип та ГРВІ, генітальний герпес, папіломатоз, хламідіоз.

У подальших експериментах нами було встановлено сам факт дії прикордонної води як імуномодулятора на клітинному рівні та потужного антивірусного засобу та розкрито низку механізмів її впливу на живий організм. Зокрема, було відзначено вплив Аводи на експресію генів ряду цитокінів, таких як гамма-інтерферон (ІФН-γ), інтерлейкін (ІЛ) -2, ІЛ-12, що відносяться до цитокінів 1 типу, а також ІЛ-4, ІЛ- 6 та ІЛ-10 (Т-2 - цитокіни). Було показано, що вплив Аводи на клітинні лінії та лабораторних тварин (щури, миші) викликав мінімальні зміни у синтезі цитокінів на рівні їхньої транскрипції. А при вірусній інфекції (наприклад, грипі або герпесі) застосування Аводи сприяло нормалізації порушень у синтезі цитокінів, що виробляються практично всіма імунокомпетентними клітинами (ІФН-α, ІФН-γ, ФНП-α, ІЛ-1β, ІЛ-2, ІЛ-4, ІЛ-6, ІЛ-8, ІЛ-10, ІЛ-12 та ІЛ-18). У той же час щодо вірусу енцефаломіокардиту мишей було виявлено пряму віруліцидну дію Аводи. Очевидно, саме виявлені властивості Аводи визначають її активність. Проведені експерименти, виконані на рівні, дозволяють припустити можливість екстраполяції отриманих результатів на організм людини. Ситуація, що спостерігається в даний час в галузі медицини та біотехнології, вимагає застосування досягнень отриманих наукових розробок у найкоротші терміни і без великих витрат для вирішення Державної програми «Здоров'я нації».