Металлы жизни

Каждый слышал про ми­кроэлементы — про цинк и йод, железо и кобальт, медь и марганец, молибден и фтор...

Известно, что их отсут­ствие в рационе ведет к тяжелым, а порой к гибельным последствиям. Недаром входящие в перечень микроэле­ментов металлы (а их в этом перечне большинство) на­зывают металлами жизни.

 

Но вот какова их конкретная роль в жизненных процессах, в каких конкретных био­химических реакциях они участвуют — это стало выяс­няться лишь в последние годы.

 

Японский ученый Ф. Эгами провел любопыт­ный эксперимент. Он заполнял ампулы морской водой такого состава, который она имела в пору зарождения жизни на Земле.

 

Рецепт соответствовал геологическим данным, и только содержание шести металлов — цинка, молибдена, железа, меди, марганца, кобальта — было повышено в десятки тысяч раз.

 

В воде были также ра­створены гидроксиламин и формальдегид — два орга­нических вещества, которые, с большой вероятностью, образовывались в земной атмосфере древнейших вре­мен при извержении вулканов и грозовых разрядах.

 

После месячного нагрева до 105° С ампулы вскрыли... и в воде были обнаружены несколько важнейших для жизни аминокислот!

 

В этом убедительном эксперименте металлы жизни заявили о себе как создатели органических моле­кул. Известны опыты, в которых те же металлы про­являют себя энергичными разрушителями.

 

А ведь жизнь — это непрерывная последовательность много­образных актов объединения и распада органических молекул.

 

Атом принято изображать в виде точки, окруженной пересекающимися овалами: точка — ядро атома, по овальным орбитам обращаются электроны.

 

Физику бо­лее близкой к реальности показалась бы иная картина, где отрицательно заряженные электроны изображались бы облаками, окутывающими положительно заряженное ядро.

 

Сходным образом физик представляет себе и мо­лекулу: ее остов образуют ядра атомов, из которых она состоит, а внешние электронные оболочки этих атомов обобществляются и окутывают всю молекулу единым облаком.

 

У многих молекул это облако несимметрично, сме­щается к одному концу, оголяя другой. Так на одном конце молекулы возникает избыток отрицательного за­ряда, а на другом — положительного. Ион металла — частица с положительным зарядом.

 

Подойдя , к несим­метрично заряженной молекуле, он притягивает к себе ее отрицательно заряженный конец. Именно таким спо­собом часто в процессах биосинтеза несимметричные мо­лекулы берутся на буксир, доставляются к месту сбор­ки, разворачиваются и устанавливаются на нужные ме­ста; таким же способом отходы биологического произ­водства выводятся из организма.

 

По своим свойствам металлы жизни представляются уникальными. Взять хотя бы то же железо — перенос­чик и активатор молекулы кислорода.

 

С кислородом в составе гемоглобина оно должно вступить в достаточ­но прочную связь, чтобы кислород активизировался и не потерялся по пути, и в то же время — достаточно сла­бую, чтобы тот легко отцепился в нужном месте. Как раз такую связь и образует с ним железо.

 

Роль металлов жизни не исчерпывается сборкой и разборкой биомолекул. Ионы натрия и калия помогают создавать разность электрических потенциалов между жидкостями внутри и вне клетки, необходимую для пе­редачи нервных импульсов. Ионы кальция ответствен­ны за свертывание крови, а согласно одной из гипотез — за сокращение и расслабление мышц...