"Лабораторная медицина" 1(16) 2016, с. 59-60

И.С. Блохин, М.И. Касымбаев, А. Татенов, С. Тулеуханов

Инновационно-исследовательский центр «Алматы», Республика Казахстан, г. Алматы
Казахский университет имени аль-Фараби. Республика Казахстан, г. Алматы

Аннотация

В данной работе предлагается рассмотреть синапсы нейронных соединений в качестве источников ультрафиолетовых фотонов, генерируемых за счет возникновения коронного разряда на концах шипиков дендритов в момент прохождения нервного импульса. В качестве оптоволоконной сети для ультрафиолетовых фотонов мы рассматриваем миктротрубочки цитоскелета, доставляющие электромагнитное излучение внутрь живой клетки. Приемником для ультрафиолетовых фотонов служат молекулы ДНК, способные переизлучить их на более длинных волнах оптического диапазона за счет колебательной степени свободы. Такое излучение, в свою очередь, может считаться «полезной» биологически активной формой оптического сигнала внутри клетки. Наличие связи между активностью нейронов и клеточным геномом открывает перспективы новых методов восстанавливающей медицины. 

Введение

В настоящее время все больше работ посвящается роли электромагнитного излучения в процессах жизнедеятельности клетки [1]. Исследования показали, что живые клетки в процессе жизни производят как постоянное, так и спонтанное свечение [2]. Японским ученым удалось измерить свечение человеческого тела в оптическом диапазоне [3], которое оказалось всего лишь в 1000 раз меньшим на поверхности тела и в 10 раз меньшим внутри организма, чем чувствительность человеческого глаза.  Выдвигались предположения, что источником биологически активного излучения могут служить окислительно-восстановительные реакции, протекающие в митохондриях [4]. Тем не менее, в целом остается загадкой, что именно заставляет клетки светиться. В этой статье мы предлагаем механизм, лежащий в основе генерации биологически активного электромагнитного излучения.

Основная часть

Ранее нами было показано, что микротрубочки могут выступать в роли оптического волокна для электромагнитных волн [5, 6]. Микротрубочки представляют собой полые цилиндры с внутренним диаметром 15 нм и внешним диаметром 25 нм. Длина микротрубочек варьируется от нескольких микрометров внутри клетки до нескольких миллиметров в аксонах нервных клеток. Если отталкиваться от логики присутствия внутри живой клетки развитой сети оптического волокна, необходимо задуматься о том, что является источником электромагнитного излучения и какие структуры служат «целью» или «приемником».

Ответ на первый вопрос может быть получен при рассмотрении физических процессов, сопровождающих передачу нервных импульсов через синапсы нейронов. Мембранный потенциал аксона изменяется в диапазоне от –70 мВ до +30 мВ. Такое же напряжение достигает острия дендрита, переходящего в синапс. Диаметр дендритов у основания имеет несколько мкм, по мере ветвления он становится меньше 1 мкм. Дендриты усеяны множеством крошечных отростков - шипиками, которые образуют чрезвычайно тонкие (около 0,1 мкм) и короткие (1 мкм) дендритные веточки. Эти шипики является местами синапсов. Ширина синоптической щели варьируется от 10 до 50 нм. Нейроны центральной нервной системы помещены в ликвор при давлении в среднем около 150 мм. вод. ст. Электрический потенциал порядка нескольких десятков мВ, возникающий на шипике дендрита диаметром в 0,1 мкм в момент прохождения нервного импульса, способен вызвать ионизацию среды, окружающей шипик, что приводит к возникновению коронного разряда. Корона, даже на ранних стадиях ее образования, сопровождается ультрафиолетовым излучением с длиной волны примерно 150–400 нм. Это позволяет нам сделать вывод, что прохождение нервных импульсов через область синапса всегда сопровождается эмиссией ультрафиолетовых фотонов. Поскольку микротрубочки цитоскелета нейрона плотно примыкают к синапсам, образующееся ультрафиолетовое излучение попадает в их сеть и достигает ядер клеток [7], а также излучается во внешнее пространство клетки.

Коронарное свечение шипиков дендритов в областях синапсов сопоставимо с белым шумом. Считать подобное излучение биологически активным нельзя. Если вести речь об электромагнитных волнах, как о средстве межклеточной коммуникации, способе адресной доставки энергии конкретным биомолекулам, то здесь важны именно полезные сигналы, которыми являются электромагнитные волны с определенными длинами волн и поляризацией.

Ответ на второй вопрос может быть получен за счет пристального изучения оптических свойств молекулы ДНК. Опытные исследования показали, что молекула ДНК может служить источником когерентного лазерного излучения.  Экспериментально получено усиление люминесценции молекул ДНК путем облучения их двухфотонным лазерным излучением видимого диапазона спектра [8]. При этом светиться будут лишь те участки ДНК, которые представляют фазу эухроматина. Именно вторичное излучение ДНК может обладать всеми необходимыми свойствами биологически активного излучения: поляризацией, длинами волн оптического диапазона.

Заключение

На основе вышеописанного мы подчеркиваем исключительную роль свечения нейронов в процессе накачки ядерной ДНК. Микротрубочки цитоскелета играют роль оптического волокна, доставляющего ультрафиолетовое излучение в ядро клетки. За счет электромагнитной энергии, поступающей внутрь клетки может совершаться как механическая работа оптически активных молекул, так и химические реакции метаболических процессов.

Так же мы можем указать на связь между нейронными цепями центральной нервной системы, в частности ее вегетативной составляющей, и внутриклеточным геномом. Активация соответствующих участков вегетативной нервной системы, например, через поверхность кожи организма, должна вызвать ответ со стороны генома клеточных групп, сопряженных с данным участком вегетативной нервной системы. Таким образом у нас появляется новая в современной медицине возможность коррекции состояния организма посредством контактного возбуждения поверхностных слоев кожного покрова.

Список литературы

  1. M. Rahnama, I. Bokkon, Emission of Mitochondrial Biophotons and their Effect on Electrical Activity of Membrane via Microtubules, J Integrative Neuroscience, Vol. 10, No. 1, pages 65-88, 2011.
  2. Bischof M, Biophotons, The light in our cells, J Optom Photother, March, 1–5, 2005.
  3. Kobayashi M., Kikuchi D. Imaging of Ultraweak Spontaneous Photon Emission from Human Body Displaying Diurnal Rhythm., PLoS ONE 4(7): e6256, July 16, 2009
  4. Tuszynski JA, Dixon JM, Quantitative analysis of the frequency spectrum of the radiation emitted by cytochrome oxidase enzymes, Phys Rev E 64: 051915, 2001.
  5. Блохин И., Касымбаев М. Роль оптических процессов в живой клетке. Вестник НАН РК, Том 4, Номер 356 (2015), 76 – 80
  6. Татенов А., Блохин И., Исследование генерации электромагнитного излучения нейронами центральной нервной системы. Вестник НАН РК, Том 4, Номер 356 (2015), 172 – 175
  7. Maniotis, Chen and Ingber, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:849-854, 1996.
  8. Агальцов А.М., Гаряев П.П., Двухфотонно-возбуждаемая люминесценция в генетических структурах. Квантовая электроника. 1996. Т.23. № 2. С.181-184.

References

  1. M. Rahnama, I. Bokkon, Emission of Mitochondrial Biophotons and their Effect on Electrical Activity of Membrane via Microtubules, J Integrative Neuroscience, Vol. 10, No. 1, pages 65-88, 2011.
  2. Bischof M, Biophotons, The light in our cells, J Optom Photother, March, 1–5, 2005.
  3. Kobayashi M., Kikuchi D. Imaging of Ultraweak Spontaneous Photon Emission from Human Body Displaying Diurnal Rhythm., PLoS ONE 4(7): e6256, July 16, 2009
  4. Tuszynski JA, Dixon JM, Quantitative analysis of the frequency spectrum of the radiation emitted by cytochrome oxidase enzymes, Phys Rev E 64: 051915, 2001.
  5. Blokhin I., Kasymbaev M. Rol' opticheskih processov v zhivoj kletke. Vestnik NAN RK, Tom 4, Nomer 356 (2015), 76 – 80
  6. Tatenov A., Blokhin I., Issledovanie generacii jelektromagnitnogo izluchenija nejronami central'noj nervnoj sistemy. Vestnik NAN RK, Tom 4, Nomer 356 (2015), 172 – 175
  7. Maniotis, Chen and Ingber, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:849-854, 1996.
  8. Agal'cov A.M., Garjaev P.P., Dvuhfotonno-vozbuzhdaemaja ljuminescencija v geneticheskih strukturah. Kvantovaja jelektronika. 1996. T.23. № 2. S.181-184.


15.04.2016 16:11

ИИЦ "АЛМАТЫ" © 2014-2016

БЦ Нурлы Тау (пр.Аль-Фараби, 17/1), блок 5В, 17 этаж