Неумывакин Иван ПавловичОб авторе Введение Глава 1 Глава 2 Глава 3 Глава 4 Глава 5 Глава 6 Глава 7 Глава 8 Вместо заключения Литература * * * Неумывакин Иван Павлович «КРЕМНИЙ» Мифы и реальность Данная книга не является учебником по медицине, все рекомендации, приведенные в ней, следует использовать только после согласования с лечащим врачом. Об авторе Неумывакин Иван Павлович, — один из основоположников космической и комплементарной медицины, ведущий народный целитель, доктор медицинских наук, профессор. Действительный член Российской и Европейской академий естественных наук, Международной академии милосердия Заслуженный изобретатель России, лауреат Государственной премии. За многолетнюю деятельность в области разработки теоретических основ традиционной народной медицины и их внедрение в практику здравоохранения награжден: Золотым знаком «Элита специалистов народной медицины» и янтарной звездой Магистра народной медицины, международной премией «Профессия — жизнь» и орденом «За Честь, Доблесть, Милосердие, Созидание» Всемирной организацией здравоохранения при поддержке Министерства здравоохранения и социального развития РФ, орденом «Большой крест» I класса — высшей наградой Европейской академии естественных наук, орденом Святого Благоверного Князя Даниила Московского III степени Русской Православной Церкви, удостоен Почетных званий «Мэтр науки и практики» и «Персона России». Введение Предположение о том, что в кремнеземе содержится новый, еще неизвестный элемент, высказывалось учеными уже в XVIII столетии. Однако в виде простого вещества кремний был выделен только в XIX веке шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом. Сегодня, когда получение синтетического кремния не проблема, трудно себе представить такую отрасль промышленности и техники, где бы не применялись его замечательные свойства. Достаточно упомянуть, например, важнейшее для современных технологий свойство кремния — служить одновременно изолятором и проводником электричества. Синтетический кремний с добавками фосфора, бора или германия используется в электронике для изготовления солнечных батарей, незаменимых на искусственных спутниках Земли и на космических кораблях. Тончайшие кремниевые пластинки служат для получения, хранения и передачи информации в компьютерах и пластиковых карточках, в процессорах бытовой техники. А кремнийорганика? Первое кремнийорганическое вещество — тетраэтилсилиций — было получено в 1863 году. И тогда никто не предполагал, что через какие-то сто лет кремнийорганика разовьется в самостоятельную и важную ветвь химической науки, а кремнийорганические соединения, особенно полимерные, станут первостепенно важны для многих видов промышленности, транспорта и строительства, даже для быта. Вспомните, например, хоть силиконовый крем, предохраняющий руки не только от воды, но от разъедающего воздействия соды или стирального порошка. Кремнийорганические пропитки помогают добиться «несминаемой» складки, делают одежду менее подверженной загрязнениям. Именно кремнийорганика помогла создать самые теплостойкие и морозостойкие каучуки. Кремнийорганические лаки — отличные электроизоляторы, устойчивы к атмосферным воздействиям, солнечной радиации. Кроме всего перечисленного, кремний важный биогенный элемент для многих организмов. Он входит в состав опорных образований у растений и скелетных образований у животных. Чем жестче стебель растения, тем больше в его золе находят кремния. В больших количествах кремний концентрируют морские организмы диатомовые водоросли, радиолярии, губки. И растения, и морские животные берут кремний из воды. И в пресной, и в соленой воде растворено около 3 мг/л кремния в виде кремниевых кислот и их солей. В человеческом организме кремний есть практически везде, но больше всего — в костях, коже, соединительной ткани, в крови, а также в некоторых железах. При переломах костей содержание кремния в месте перелома возрастает почти в 50 раз. С пищей в организм человека ежедневно поступает до 1 г кремния. О роли кремния в живых организмах и его влиянии на здоровье ученые всерьез задумались лет тридцать назад. Синтезом и исследованием биологически активных соединений кремния тогда занялись многие научные лаборатории мира, в том числе и в нашей стране. Так, возглавлявший Иркутский институт органической химии М. Г. Воронков, с которым мы проводили совместные исследования по использованию кремнийорганических соединений в практике космической медицины, отмечал: «Уже имеющиеся многочисленные наблюдения позволяют прийти к заключению о необходимости широких и тщательных исследований (в том числе на молекулярном уровне) роли кремния в живых организмах и изыскания возможностей использовать соединения этого элемента для лечения и профилактики различных заболеваний и травм, а также для борьбы со старением». Неудивительно, что ученый упоминает и проблему старения: ведь с возрастом содержание кремния в костной ткани, артериях, коже существенно уменьшается. А уже давно было замечено, что минеральные воды с высоким содержанием кремния, например известная кавказская вода джермук, оказывают благотворное влияние на здоровье людей, особенно пожилых. Интересно, что нашим предкам полезные для здоровья свойства кремния были известны с глубокой древности. Не зная, да, наверное, и не задумываясь о существовании самого элемента, они зато подметили, что черный или темно-серый опало-халцедоновый камень, то есть кремнезем, или кремень, безусловно обладает лечебной способностью. Даже загнившей воде такой камень мог вернуть питьевые свойства. Противомикробная активность камня побуждала людей в некоторых регионах мира выкладывать кремнем колодцы — вода из таких колодцев была неизменно прозрачна и вкусна, да к тому же целебна. Не только знахари, но и медики древности знали, что у людей, постоянно пользующихся кремниевой водой, никогда не появляется ни доброкачественных, ни злокачественных опухолей, восстанавливается их жизненная сила — утраченный или ослабленный иммунитет, снижается содержание в крови холестерина. Считается, что кремниевую воду очень полезно пить при нарушении обмена веществ, бактериальных инфекциях, при ревматизме, пищевых отравлениях, различных болях, в том числе головной, зубной и суставной, при возбудимости нервной системы, нарушениях сна. Служит эта вода и замечательным косметическим средством. В народной медицине применялись богатые кремнием растения, такие как тысячелистник, хвощ. Из них готовили отвары и экстракты и применяли при застойных явлениях в качестве мочегонного, а также при нарушении свертываемости крови. Чем же так ценен кремний для жизни и здоровья человека? Об этом и пойдет речь в книге. Глава 1 КРАЕУГОЛЬНЫЙ КАМЕНЬ ИСТОРИИ ДРЕВНЯЯ ОСНОВА ЖИЗНИ Какова основа жизни на Земле? Вряд ли кому придет в голову задуматься об этом. Впрочем, любознательные, я уверен, ответят без запинки: углеродная, разумеется. А ведь так было не всегда. Учитывая чрезвычайную распространенность кремния и на нашей планете, и в космосе, некоторые ученые в свое время выдвигали предположение о том, что где-то во Вселенной может существовать жизнь не как у нас, на основе углерода, а на основе кремния. В начале XX столетия эта идея просто будоражила умы ученых. Так, англичанин Д. Рейнольдс еще в 1909 году не только выдвинул гипотезу о возможности существования «высокотемпературной протоплазмы» (которая вместо углерода содержит кремний, вместо азота — фосфор и вместо кислорода серу), но и был абсолютно уверен, что как органический элемент кремний играет гораздо большую роль, чем та, о которой знали в его время. В России в 1910 году увидел свет рассказ ученого и писателя Н. А. Морозова, в котором тот живописал картину далекого прошлого Земли: на раскаленной планете бушует океан расплавленного кварца, в атмосфере собираются кварцевые облака, а на состоящей из глин и карбида алюминия суше живут человекоподобные существа, чья кровь — также расплавленный кварц. А российский минералог и геолог Я. В. Самойлов, рассматривая гипотезу о кремниевой основе жизни на другой планете, в 1922 году высказал предположение о том, что углеродистой жизни на нашей планете действительно могла предшествовать жизнь кремнистая, осуществлявшаяся при более высокой температуре, когда углеродистая жизнь была еще невозможна. К теме о возможности существования кремниевых организмов позднее обращались и некоторые писатели-фантасты: этой теме посвящена, например, книга А. Азимова «Вид с высоты» (1968), и книги наших соотечественников — «Сиреневый кристалл» А. Меерова (1965) и «Глиняный бог» А. Днепрова (1963). Первый из них описывает героев, чьи организмы состоят из соединений кремния, а второй рассказывает о чудовищных опытах по превращению растений, животных и людей в кремнийорганические существа. Ученые также на протяжении всего XX века возвращались к теме «кремниевой жизни» Так, например, англичанин В. Фирсов посвятил проблеме жизни на основе кремния свой труд «Жизнь вне Земли» (1963). Отправной точкой его рассуждений было то, что электронное строение кремния и углерода сходно и ряд соединений, образуемых кремнием, аналогичен по структуре органическим и отличается только термостойкостью, то есть ученый говорит о высокотемпературной жизни. Как и Рейнольдс в начале века, Фирсов допускал возможность замещения азота фосфором, а кислорода — серой. Подобные же теории выдвигались в 60-е годы XX века и американскими учеными. Однако вы, наверное, заметили, что речь пока шла лишь о предположениях, гипотезах ученых. А что в действительности? Были ли времена, когда на Земле господствовали организмы с кремниевым, а не кальциевым скелетом? Были! Ученые объясняют это тем, что в древнейшем Мировом океане кальция было ничтожно мало. Однако в ходе биогеохимической эволюции Земли ее гидросфера неустанно снабжалась кальцием, и теперь его в океанской воде предостаточно. Кальций, который по сути является биохимическим антиподом кремния, легче усваивается и удаляется из организма, и потому неумолимый ход эволюции шаг за шагом вытеснял кремний из живой материи. В телах высших животных и растений, стоящих на последних эволюционных ступенях, кальций явно преобладает над кремнием. В организме человека, например, кальция 2 %, а кремния только 0,001 %, то есть в две тысячи раз меньше. Впрочем, не только кальций вытеснял кремний с арены жизни, но и углерод, хотя кремния вокруг более чем достаточно. Однако обратите внимание, как изменяется соотношение количества кремния и углерода по мере восхождения к вершине эволюционной пирамиды: в земной коре весовое это соотношение соответственно равно 276:1, а вот в гумусовой почве оно уже 15:1, в планктоне 1:1; в папоротниках уже явно преобладает углерод — соотношение 1:100, в организмах же млекопитающих и человека углерод и вовсе подавил кремний — соотношение 1:5000. И все-таки даже в наши дни кремниевые существа не только обитают на Земле, но и составляют очень весомую долю ее живой материи. Большинство их принадлежит к древнейшим классам простейших, главным образом обитающих в морской воде — это, например, диатомовые водоросли, и низшие животные, например, радиолярии. По химическому составу диатомеи на другие водоросли совсем не похожи. В них около 90 % воды, а сухой остаток при сжигании дает золу, почти целиком состоящую из кремнезема. Именно потому они и считаются истинными представителями земной кремниевой жизни, что кремния в них намного больше, чем углерода. Диатомовые водоросли — самые распространенные на земном шаре организмы. Их около 20 тысяч видов. И хотя все это микроскопические одноклеточные существа размером всего 0,75-1500 микрон, они, будучи основой фитопланктона, дают около половины (!) всей органической массы океана. Более того, диатомеи, ежегодно поглощая из Мирового океана примерно 10 млрд тонн углерода и 3 млрд тонн кремния, составляют почти четверть глобальной продукции живого вещества. Диатомеи очень интересные существа. Их клетки не имеют целлюлозной оболочки, вместо этого они окружены снаружи твердым кремнеземным панцирем, который состоит из двух самостоятельных половинок, одна из которых находит на другую, как крышка коробочки. Именно своему строению они и обязаны своим названием, от греческого diatomos — «разделенный пополам». Панцирь крошечных водорослей пронизан порами, через которые происходит обмен веществ с внешней средой. Размножаются диатомеи делением. Любопытно, что при этом дочерняя клетка получает половинку материнского панциря, а вторую достраивает самостоятельно. Скорость размножения диатомей поражает воображение — ученые считают, что если бы диатомеям ничто не мешало, они менее чем за 17 суток покрыли бы всю поверхность Земли целиком. В одном кубометре холодных вод Арктики и Антарктики обитает около миллиарда их клеток-особей. Интересно, что диатомеи обитают преимущественно в бореальной зоне, то есть в холодных северных водах. И конечно панцирь служит им при этом хорошей защитой. Между тем первоначально, как считают ученые, панцирь был нужен диатомовым водорослям, напротив, для защиты от чрезмерно высокой температуры древнего океана. Впрочем, «жаропрочные» диатомеи известны и сейчас. Некоторые их виды, например, обитают в исландских гейзерах, где температура достигает 83–85 °C. Кремниевые панцири защищают диатомовые водоросли не только от экстремальных температур, но и от механических повреждений, правда, не спасают их от поедания морскими животными — радиоляриями и кремневыми губками. Свою панцирную оболочку диатомеи строят из поглощаемого ими кремния (преимущественно в виде ортокремниевой кислоты). Причем концентрация кремния в природных водах им практически неважна, диатомеи могут поглощать кремний из очень разбавленных растворов его соединений и даже разлагать силикаты и алюмосиликаты (глинистые минералы), высвобождая при этом необходимый им кремнезем. В начале XX века шотландские океанографы Д. Меррей и Р. Ирвин выдвинули предположение, что диатомеи поглощают кремний из мельчайших частиц глинистой мути, взвешенной в соленой океанской воде. Потом эти ученые экспериментально доказали, что диатомеи действительно могут разлагать глину, извлекая из нее кремнезем. А позднее эта способность диатомовых водорослей была подтверждена уже нашим великим ученым В. И. Вернадским, как и некоторыми другими. Кстати, специалисты заметили, что в период массового развития диатомовых водорослей концентрация двуокиси кремния в природных водах падает, этим явлением и объясняются сезонные колебания кремния в водоемах. Кроме строительных, кремний удовлетворяет и другие нужды диатомей, он необходим для их жизнедеятельности. Панцирь как бы подкармливает водоросли, регулируя поглощение ими солей из морской воды. Кремний необходим диатомеям и для размножения, синтеза ДНК, что подтверждают научные эксперименты. Если нет кремния, синтез ДНК замедляется в 10–20 раз, в то же время при добавлении в воду силиката натрия немедленно начинается бурный синтез ДНК и процессы клеточного деления. Ортокремниевая кислота играет огромную роль в обмене веществ диатомовых водорослей: она, например, усиливает синтез аминокислот и белков, локализованных в хромосомах и хлоропластах, регулирует клеточное дыхание, синтез хлорофилла.