CC BY
98
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 1 - P. 71-81
УДК: 532.74 DOI: 12737/25243
О РОЛИ СТРУКТУРЫ ВОДЫ В МЕХАНИЗМЕ КОМПЛЕКСНОГО ДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, ПРИРОДНЫХ ЛЕЧЕБНЫХ ФАКТОРОВ И ВЫСОКОРАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ
Г.Н. СИДОРЕНКО*, А.И. КОНОВАЛОВ**, Б.И. ЛАПТЕВ*, Т.Г. ИВАНОВА***, Н.П. ГОРЛЕНКО****,
Л.В. АНТОШКИН*****, И.С. РЫЖКИНА**
'Nove tehnologije d.o.o, Legatova ul. 2, Ljubljana, 1000, Slovenia ''Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра Российской академии наук, ул. Академика Арбузова, 8, Казань, 420029, Россия '"Филиал ТНИИКиФ ФГБУ СибФНКЦ ФМБА России ул. Р. Люксембург, 1, Томск, 634009, Россия ""Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, г. Томск, 634003, Россия ""'Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, площадь Академика Зуева, 1, г. Томск, 634055, Россия
Аннотация. Показано, что при воздействии магнитного поля на воду, природные лечебные факторы - минеральную воду и лечебные грязи измененяются их физико-химические (рН, электрическая емкость, добротность колебательного контура) и биохимические параметры (активность ферментов), что, очевидно, свидетельствует об изменении структуры содержащейся в них воды, в которой, вероятно, уменьшаются размеры гигантских гетерофазных кластеров воды и увеличивается количество более мелких кластеров.
При омагничивании терапевтическая активность лечебной грязи и лечебно-столовой минеральной воды существенно повышается. Эффект усиления терапевтической активности проявляется как при опосредованном действии магнитного поля через изменение структуры минеральной воды, так и при сочетанном воздействии магнитного поля и лечебной грязи.
При действии магнитного поля Земли в высокоразбавленных растворах (10-20-10-6 М) биологически активных веществ образуются наноразмерные молекулярные ансамбли (до 400 нм) - наноассо-циаты. В гипоэлектромагнитных условиях в высокоразбавленных растворах наноассоциаты не образуются. Формирование наноассоциатов в высокоразбавленных растворах биологически активных веществ обуславливает некоторые биологические свойства этих растворов. Предположено, что нано-ассоциаты могут являться базовым элементом, благодаря которому проявляется терапевтический эффект гомеопатических препаратов.
Ключевые слова: структура воды, кластеров воды, системы водоснабжения, относительное изменение температуры, электрическая емкость, резонанс, организм, адаптация.
TO THE ROLE OF WATER STRUCTURE IN THE MECHANISM OF COMPLEX ACTION OF THE MAGNETIC FIELD, THE NATURAL MEDICAL FACTORS AND THE HIGHLY DILUTED SOLUTIONS
G.N. SIDORENKO*, A.I. KONOVALOV**, B.I. LAPTEV*, T.G. IVANOVA***, N.P. GORLENKO****,
L.V. ANTOSHKIN*****, I.S. RYZHKINA**
'Nove tehnologije d.o.o, Legatova ul. 2, Ljubljana, 1000, Slovenija "Arbuzov Institute of Organic and Physical Chemistry, Kazan Scientific Center of the RAS
Arbuzov Str., 8, Kazan, 42008, Russia "'Tomsk Research Institute of Balneology and Physiotherapy», Russian Federal Agency, R. Luksemburg Str., 1, Tomsk, 634009, Russia ''''Tomsk State University of Architecture and Building, Solyanaya Sq., 2, Tomsk, 634003, Russia ''''' Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS, Academician Zuev square, 1, Tomsk, 634055, Russia
Abstract. In this article it is shown that the effect of magnetic fields on water, natural healing factors (mineral water and therapeutic mud) modifies their physic and chemical (pH, electrical capacitance, q-factor oscillatory circuit) and biochemical parameters (enzyme activity), which clearly indicates a change in the structure of water contained in them, and which, probably, heterophasic giant size of water clusters de-
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 1 - P. 71-81
creases and the number of smaller clusters increases. Under the action of magnetic field the therapeutic activity of therapeutic mud and mineral water is significantly increased. The effect of the increasing of therapeutic activity manifested across the mediated influence of a magnetic field through the change in the structure of the mineral waters and under the combined influence of the magnetic field and therapeutic muds.
Under the action of magnetic field of the Earth in highly diluted water solutions (10-20-10-6 M) of biologically active substances formed the nanoscale molecular ensembles (up to 400 nm) -nano associate. In the electromagnetic screen in highly dilute solutions nanoassociate not formed. The formation of nanoassociative in highly diluted water solutions of biologically active substances caused some biological properties of these solutions. The presence of nanoassociates in highly diluted water solutions may be the basic element, which produced the therapeutic effect of homeopathic remedies.
Key words: water structure, water clusters, water systems, the relative change in temperature, the electric capacitance, resonance, organism, adaptation.
Введение. Известно, что вода, ее структура играют ключевую роль в механизме действия лечебных физическох факторов на организм, а исследования в этом направлении имеют фундаментальное значение [1]. Современный взгляд на структуру воды заключается в том, что в ней существует лабильная, структурно и динамически неоднородная трехмерная сетка, образованная молекулами, соединенными водородными связями [2]. Наличие водородных связей приводит к тому, что в воде и ее растворах происходи непрерывное образование и разрушение ассо-циатов молекул воды - кластеров [3-5]. Кластер воды минимального размера состоит из 6 молекул [6]. Показано также, что в высокоразбавлен-ных водных растворах присутствуют нанораз-мерные молекулярные ансамбли с размерами до 400 нм, названные наноассоциатами [7]. При этом, в электромагнитном экране наноассоциа-ты не образуются. Обнаружены также кластеры с размерами от 10 мкм до 100 мкм - гигантские гетерофазные кластеры воды (ГГКВ) [3-5]. При этом распределенные в жидкой (континуальной) фазе ГГКВ имеют время релаксации 1-2 секунды.
При постоянных термодинамических условиях структура воды воспроизводится. Это позволяет при использовании неразрушающих методов исследования при различных воздействиях оценивать структуру воды, обусловен-ную изменением соотношения и подвижности «свободных» диполей воды, диполей воды, находящихся в кластерах воды, в гидратных образованиях ионов [8].
В последние годы активно обсуждается вопрос о роли воды в биологических тканях. При этом выделяют «связанную» с биомолекулами воду и «свободную» воду. Ориентация связан-
ной воды на поверхности белковых молекул приводит к возникновению водной оболочки по структуре напоминающей лед. Структура связанной воды влияет на свойства и функции белковых макромолекул, активность ферментов, структуру и функции биологических мембран [9].
Вопрос об изменении свойств воды за счет ее структурной перестройки начал широко изучаться около 30 лет назад в исследованиях по омагничиванию воды. Было показано, что различные воздействия (омагничивание, изменение температуры и т.д.) имеют одинаковую направленность изменения свойств воды, что позволило назвать ее активированной. В организмах структурированная вода выполняет роль структурно-энергетического каркаса белковых тел, а в комплексе с органическими соединениями создает матрицы, к которым можно отнести РНК, ДНК, в которых двойная спираль обусловлена параметрами метастабиль-ной структуры воды [10].
Показано, что физиологические и биохимические процессы адаптации развиваются также на уровне взаимодействия молекул с водой. Установлено, что при длительном или многократном воздействии внешних факторов происходит адаптация организма, сопровождающаяся повышением содержания связанной воды в крови. Если воздействие превышает адаптивные возможности организма, то наступает дезадаптация, которая сопровождается снижением содержания связанной воды. При этом адаптогены повышают содержание связанной воды в крови экспериментальных животных [9].
По мнению ряда авторов, размеры и свойства таких структурных образований в водосо-
держаших системах как ГГКВ подобны размерам и свойствам клеток организмов. ГГКВ, как и клетки организмов, имеют «мембрану», трансмембранный потенциал (около 100 мв). При этом, в крупном кластере воды могут находиться более мелкие кластеры воды [3], подобно тому, как в клетке находятся митохондрии и другие органеллы. Кластеры могут взаимодействовать между собой и образовывать структуры [4], подобно структуре многоклеточных организмов.
Наличие клеточного строения водной среды позволяет объяснить клеточное строение живых организмов, поскольку эта дифференциация уже «a priori» существует в самой воде. Органическим компонентам будущей клетки в биосистемах оставается лишь наполнить уже готовую ячейку [11]. Размеры кластеров зависят от состава воды и ее растворов, температуры, воздействия магнитного поля и других факторов. Так при омагничивании воды в ней происходит снижение содержания ГГКВ (в первую очередь крупных размеров [12].
Наличие больших кластеров не противоречит ранее полученным экспериментальным данным о существовании в воде нанометровых кластеров с временем релаксации 10-11-10-12 секунд [4].
Цель исследования - на основе обобщения полученных ранее данных экспериментов и клинических исследований оценить роль структуры воды в механизме комплексного действия магнитного поля и природных лечебных факторов, а также высокоразбавленных растворов.
Методика проведения эксперимента.
При проведении экспериментов использовались разработанные нами ранее измерительные ячейки, а также неразрушающий и воспроизводимый способ оценки структуры воды, водных растворов, животных и растительных объектов [8,13]. Способ основан на измерении электрической емкости и добротности колебательного контура при внесении изучаемых объектов между обкладками конденсатора. Для оценки динамики изменения температуры жидкостей использовали методику термометрии, детали которой описаны ранее [13].
Для модификации структуры воды и водо-содержащих объектов применяли поле постоянных магнитов оригинальных магнитных систем. Дистиллированную воду и минеральную
воду «Карачинская» омагничивали путем их вращения в сосуде, по боковым сторонам которого были установлены магнитные системы, состоящие из постоянных магнитов с индукцией 0,2 Тл. Контролем служило вращение жидкости в сосуде без магнитов. Температура жидкостей в обоих сериях составляла 20°С [14].
Омагничивание лечебных грязей, жидкой фракции лечебных грязей, реактивов для определения активности ферментов проводили путем их перемещения по лабильной методике (круговыми движениями по часовой стрелке) относительно магнитной системы состоящей из постоянных магнитов с индукцией 0,2 Тл. Активность каталазы, пероксидазы, полифено-локсидазы, протеаз и дегидрогеназ определяли стандартными методами [15].
В экспериментах на животных корригирующее действие омагниченной и неомагни-ченной минеральной воды «Карачинская», омагниченных и неомагниченных лечебных грязей (сапропелей) оценивали по методике, описанной ранее. Аппликации лечебной грязи проводили паравертебрально, а матрицу с магнитами накладывали поверх слоя лечебной грязи [14].
В клинических исследованиях омагничен-ную и неомагниченную минеральную воду «Карачинская» больные с заболеваниями желудочно-кишечного тракта принимали внутрь 3 раза в сутки по 100-200 мл в течение 3-4 недель [14,16]. В другом исследовании при лечении больных остеоартрозом, осложненным реактивным синовитом, суставы обмазывались лечебной грязью и покрывались клеенкой. Через 10 минут поверх клеенки производилось омагничивание по лабильной методике полем оригинальной магнитной системы, состоящих из постоянных магнитов [14,17].
Результаты и их обсуждение. В результате проведенных ранее исследований [8,13] было показано, что при изменении температуры, концентрации растворов, их состава, воздействии магнитного поля - наблюдаются значительные и разнонаправленные изменения электрической емкости и добротности колебательного контура при нахождении изучаемых объектов между обкладками конденсатора. При этом, повышение (снижение) электрической емкости в диапазоне частот от 0,1 до 3000 кГц и добротности колебательного контура в диапазоне частот от 10 кГц до 300 кГц в воде и водо-
10иККЛЬ ОБ ЖШ МЕБТСЛЬ ТЕСЫШШСТЕ8 - 2017 - V. 24, № 1 - Р. 71-81
содержащих средах при различных воздействиях свидетельствует об уменьшении (увеличении) структурированности воды и этих сред. Изменения же структурированности, очевидно, обусловлены изменением соотношения количества «свободных» диполей воды, диполей воды, находящихся в кластерах и в гидратных образованиях ионов.
Другими словами, использование электрофизических методов исследования позволяет при различных воздействиях оценивать структуру (и ее изменения) водосодержащих систем (включая животные и растительные объекты), обусловленную соотношением количества «свободных» диполей воды, диполей воды, находящихся в кластерах и в гидратных образованиях ионов, а также ориентационной поляризацией макромолекул, состоянием биомембран и изменением концентрации различных компонентов в водосодержащих средах.
В работе [18] было также показано, что после омагничивания дистиллированной воды величина её электрической емкости при частотах реактивного тока 1-30 кГц снижается (рис. 1) на 5-8% (Р<0,001). Однако, величина добротности колебательного контура (при помещении воды между изолированными обкладками конденсатора) на резонансных частотах 30, 100 и 300 кГц возрастала (рис. 2) на 11, 13 и 10% соответственно (Р<0,001 во всех случаях).
Рис. 1. Относительные изменения (в %) электрической емкости дистиллированной воды после различных воздействий и при различных частотах реактивного тока. 1 - после омагничивания; 2 - после нагревания от 20°С до 60°С и последующего охлаждения до начальной температуры 20оС; 3 - после охлаждения до 10оС; 4 - после нагревания до 30оС
%
- *-X N \
2
г 30 100 300 1
X- 4 / . --
Рис. 2. Относительные изменения (в %) добротности колебательного контура (при нахождении дистиллированной воды между обкладками конденсатора) после различных воздействий и при различных частотах реактивного тока. 1 - после омагничивания; 2 - после нагревания от 20оС до 60оС и последующего охлаждения до начальной температуры 20оС;
3 - после охлаждения до 10оС;
4 - после нагревания до 30оС
Изменения электрической емкости дистиллированной воды и добротности колебательного контура после воздействия магнитным полем свидетельствует об изменении ее структуры. Это подтверждается также возрастанием значения рН от 5,27±0,02 до 5,43±0,02 (Р<0,001). Кроме того, показано, что при омаг-ничивании воды в ней происходит снижение содержания ГГКВ (в первую очередь крупных размеров [12].
Для оценки возможных механизмов изменения структуры воды, активированной магнитным полем, были проведены 2 серии исследования с измененим температуры воды.
В экспериментах после нагревания дистиллированной воды от 20 до 60оС и последующего охлаждения до начальной температуры 20 без доступа воздуха, а также после охлаждения до 10оС электрическая емкость дистиллированной воды снижается на 4-7% при частотах 10 и 30 кГц (Р<0,001), а добротность колебательного контура на всех изученных частотах повышается на 11-30% (Р<0,001).
При нагревании же дистиллированной воды до 30оС ее электрическая емкость, напротив, возрастает на частотах 10 и 30 кГц на 6-7% (Р<0,001), а добротность колебательного конту-
ра на всех изученных частотах снижается на 1416% (Р<0,001).
Приведенные выше результаты свидетельствуют о том, что при омагничивании дистиллированной воды, а также после ее нагревания от 20 до 60оС и последующего охлаждения до начальной температуры 20оС без доступа воздуха и после охлаждения до 10оС, очевидно, происходит повышение структурированности воды, обусловленное изменением соотношения структурно связанных и «свободных» диполей воды. Не исключено, что при действии магнитного поля происходит снижение содержания ГГКВ (в первую очередь крупных размеров [12], но увеличивается число кластеров более мелких размеров, например, нанокластеров [7]. При нагревании же дистиллированной воды происходит обратный процесс - уменьшение структурированности воды, обусловленное, очевидно, уменьшением размеров и количества ее кластеров, а также возрастанием содержания «свободных» диполей воды.
Однако, при активации дистиллированной воды магнитным полем, а также после ее нагревания от 20 до 60оС и последующего охлаждения до начальной температуры 20оС без доступа воздуха, и после охлаждения до 10оС наблюдалось возрастание добротности колебательного контура на резонансных частотах 30, 100 и 300 кГц. Это, очевидно, свидетельствует о том, что после различных воздействий, включающих омагничивание, происходят такие изменения структуры воды, при которых повышается синхронизация поворотов диполей воды на используемых в работе резонансных частотах.
Полученные результаты частично подтверждают данные другого исследования [10] о том, что различные воздействия (омагничива-ние, изменение температуры и т.д.) имеют одинаковую направленность изменения свойств воды, что позволило назвать ее активированной.
Таким образом, воздействие магнитным полем (омагничивание) «активирует» дистиллированную воду, повышает ее структурированность, что проявляется в снижении ее электрической емкости и повышении добротности колебательного контура, а также в возрастании значения рН, что, вероятно, свидетельствует о возрастании числа водородных связей. Повышение значения рН наблюдалось также при омагничивании минеральной воды «Карачин-
ская» [14]. То есть, омагничивание минеральной воды «Карачинская», также как и дистиллированной воды, повышало структурированность этих жидкостей.
В последние годы появилось значительное число исследований, в которых изучалась возможность и целесообразность применения в восстановительной терапии комплексного воздействия преформированных и природных лечебных физических факторов - минеральных вод и лечебных грязей [14]. С учетом этого были проведены сравнительные исследования терапевтической активности омагниченной и неомагничен-ной минеральной воды «Карачинская».
Так как организм на две трети состоит из воды, то прием активированной магнитным полем (омагниченной) минеральной воды «Карачинская», имеющей большую структурированность по сравнению с неомагниченной минеральной водой «Карачинская», вероятно, мог оказывать более выраженный положительный эффект на животных и человека. Косвенно в пользу этого предположения свидетельствуют данные исследования о повышении содержания связанной воды в крови при адаптации организма к выраженным воздействиям. При дезадаптации, напротив, происходило снижение содержания связанной воды [9].
Эксперименты на животных подтвердили сделанное выше предположение. Минеральная вода «Карачинская» оказывала гепатопротек-торное действие при токсическом гепатите, а ее омагничивание существенно повышало терапевтическую активность.
Омагниченная и неомагиченная минеральная вода «Карачинская» была также использована при лечении хронического некалькулезного холецистита с различными сопутствующими заболеваниями [14,16]. Лечение больных с хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта включало соблюдение диет, лечебную физическую культуру, трехкратный в течение суток внутренний прием омагниченной минеральной воды «Карачинская».
Выявлено, что неомагниченная минеральная вода «Карачинская» оказывает нормализующее действие на моторную функцию желчного пузыря и иммунный статус больных. Омагничивание минеральной воды «Карачин-ская» расширяет спектр ее лечебного действия и повышает его эффективность. Показано, что омагниченная минеральная вода «Карачин-
ская», наряду с нормализующим действием на моторную функцию желчного пузыря и иммунный статус, более выраженно снижает воспалительный процесс в желчном пузыре и уменьшает исходно повышенную кислотность желудочного сока. Используемый комплекс лечения с применением минеральной воды «Карачинская» осложнений не вызывает. На основе полученные данных даны рекомендации для приема омагниченной минеральной воды здоровым людям.
Таким образом, полученные в эксперименте и клинических исследованиях результаты свидетельствуют о том, что повышение при омагничивании структурированности минеральной воды повышает ее терапевтический эффект. Правомерность такого предположения частично подтверждаются тем, что адаптогены также повышают содержание связанной воды в крови экспериментальных животных [9].
Поскольку такие изменения структуры такой водной системы как минеральная вода «Карачинская» повышают эффективность лечения, то можно предположить, что при её приеме аналогичные изменения происходят и в организме, то есть происходит стабилизация клеточных структур (благодаря снижению электрической емкости и ограничению вследствие этого подвижности диполей при воздействии не резонансных частот), но облегчается взаимодействие между процессами в резонансном режиме (благодаря синхронизации поворотов диполей воды на резонансных частотах). Улучшение же процессов в резонансном режиме при сохранении стабильности структур для организма имеет большое значение, поскольку в нем явления резонанса и синхронизации процессов широко распространены [19].
Далее были проведены исследования по обоснованию комплексного применения магнитного поля и лечебной грязи - сапропеля. Грязевые ванны проводят при температуре 38-40°С [20]. В работе использовали лечебную грязь со сниженной до 35-36°С температурой, что позволяло, во-первых, снизить тепловую нагрузку на организм.
Во-вторых, целесообразность такого подхода была подтверждена данными исследований по изменению структуры воды при ее нагревании и охлаждении [13,21]. Оказалось, что на кривой средних арифметических значений динамики повышения и снижения температуры
имеются локальные повышения (максимумы) при температуре 32, 39 и 42°С. При этом в диапазоне температур от 33 до 38°С значения этой кривой практически не изменялись (рис. 3).
T¡(%)
30 35 40 45 °С
Рис. 3. Динамика средних арифметических значений относительных изменений температуры дистиллированной воды (Т в %) при охлаждении от 46 до 29 °С и нагревании от 29 до 46 °С
Поскольку при повышении температуры дистиллированной воды и ее растворов до 40оС в них происходит разрушение крупных кластеров воды с размерами от 2 до 40 мкм [12], то есть происходит существенное снижение структурированности, то целесообразно было использовать такую температуру лечебной грязи, при которой бы сохранялась достаточная структурированность ее водной фракции и в процессе лечения в грязи не происходили бы существенные структурные изменения. С учётом приведенных выше данных, температура лечебной грязи должна была быть в диапазоне от 33 до 38 °С, что и соответствует используемой в исследованиях температуре сапропеля - 35-36 °С.
При обосновании комплексного применения магнитного поля и лечебной грязи принимали во внимание также данные экспериментов о наличии связи между длительностью хранения лечебных грязей (сапропелей), изменением вследствие хранения их терапевтической активности и активности каталазы [20,22], а также значительный вклад биологически активных соединений в действие лечебных грязей [23].
В экспериментах при омагничивании сапропеля оказалось, что активность каталазы увеличивается на 35%. Для оценки механизма влияния магнитного поля на активность фермента сапропеля его центрифугировали, полученную водную фракцию омагничивали, а затем возвращали к осадку. Кроме того, омагни-
чивали растворы реактивов, которые использовали для определения активности ферментов. Оказалось, что в обоих случаях эффект повышения активности каталазы практически полностью воспроизводился при омагничива-нии лишь отжима сапропеля и даже реактивов для определения активности ферментов [14,22].
С учетом этих данных, одним из механизмов действия магнитного поля на сапропель и омагниченной грязи на организм, может являться изменение структуры воды и, соответственно, структурированности водной фракции лечебной грязи. По данным [24], в нативном сапропеле доля связанной воды составляет 25%. Полученные данные об изменении активности каталазы согласуются с данными другого исследования о влиянии структуры связанной воды на активность ферментов [9].
В эксперименте при токсическом гепатите у крыс курсовое сочетанное воздействие сапропеля и неоднородного постоянного магнитного поля, по сравнению с влиянием аппликаций лечебной грязи, ускоряло восстановительные процессы при одновременном уменьшении степени напряжения регулятор-ных процессов организма, оцениваемой по отношению содержания в сыворотке крови 11-ОКС к инсулину.
Положительные результаты экспериментов послужили основой для разработки нового способа лечения остеоартроза, осложненного реактивным синовитом путем сочетанного воздействия курса аппликаций лечебной грязи со сниженной до 35-36°С температурой и магнитного поля [17]. Способ включает курсовое соче-танное воздействие магнитного поля и лечебной грязи, а также ЛФК и позволяет увеличить скорость восстановительных процессов. Разработанный способ практически не имеет неблагоприятных побочных эффектов.
С учетом приведенных выше данных экспериментальных и клинических исследований об изменении структуры воды и водосодержа-щих систем при комплексном действии магнитного поля постоянных магнитов, природных лечебных факторов и повышении при этом эффективности лечения - целесообразно было также оценить роль магнитного поля в механизме образования структуры и действия вы-сокоразбавленных водных растворов биологически активных веществ (БАВ).
Установлено, что в растворах многих ве-
ществ, включая БАВ, в диапазоне концентраций 10-5-10-1 М образуются частицы (ассоциа-ты) размером в десятки и сотни нм [3,4,7,25].
С использованием комплекса физико-химических методов (динамическое светорассеяние, микроэлектрофорез,
кондуктометрия, тензиометрия, рН-метрия, диэлькометрия, поляриметрия, атомно-силовая микроскопия, УФ-спектроскопия, спектроскопия ЭПР) показано, что мере последовательных серийных разбавлений домены претерпевают перестройку, преобразуясь в вы-сокоразбавленных водных растворах в наноас-социаты. Эти растворы в широкой области расчетных концентраций (10-20-10-6 М) представляют собой самоорганизованные дисперсные системы, дисперсной фазой в которых являются наноразмерные молекулярные ансамбли (до 400 нм), названные наноассоциатами. На рис. 4 приведены графики концентрационной зависимости размеров (Ю) наноассоциатов, образующихся в растворах антиоксиданта фенозана калия (А), а-токоферола (В) [7].
—I—I—I—I—I—I—I— —I—I—I—I—I—I—I—I—I
-16 -14 -12 -10 -8—6—4 -20-|К-16 -14 -12 -10 -8 -6-4-2 А В
Рис. 4. Концентрационные зависимости размеров (Ю) наноассоциатов, образующихся в растворах антиок-сиданта фенозана калия (А), а-токоферола (В)
Процесс образования наноассоциатов инициируется растворенным веществом с определенным строением при обязательном наличии внешних физических полей (геомагнитное поле, низкочастотные электромагнитные поля) и определенном строении вещества. В гипоэлектромагнитных условиях, расчетные концентрации которых ниже пороговой, наноассоциаты не образуются, а свойства растворов практически соответствуют свойствам растворителя - воды.
Показано, что формирование наноассоциа-тов обусловливает возникновение немонотонных концентрационных зависимостей физико-химических свойств и коррелирует с биологическими свойствами высокоразбавленных рас-
творов БАВ [7,26-29].
Данные, приведенные в работе [27] дают основания считать, что механизмы влияния вы-сокоразбавленных водных растворов и слабых физических полей на живые организмы тесно взаимосвязаны. В отсутствие низкочастотных электромагнитных полей (ЭМП) высокоразбав-ленные водные растворы не способны к образованию наноассоциатов, следствием чего становится потеря необычных физико-химических свойств растворов, а также снижение или отсутствие биоэффектов [27]. В живых организмах, выдержанных в условиях экранирования низкочастотных ЭМП и природного радиоактивного фона, наблюдаются четко выраженные нарушения процессов жизнедеятельности: замедляется деление клеток, тормозится рост, развитие организмов, изменяется их двигательная активность [30]. Обнаруженное положительное влияние слабых физических полей на образование наноассоциатов в водных растворах и на жизнедеятельность живых организмов дает основание предполагать, что наноассоциаты не только обуславливают свойства разбавленных растворов, но играют важную роль в функционировании живых систем.
Другими словами, в качестве действующего начала в физико-химических и биологических экспериментах выступают не отдельные молекулы БАВ, а наноассоциаты, образованные с участием структур воды, благодаря которым высокоразбавленные водные растворы характеризуются определенным набором физико-химических и биологических свойств, достоверно отличных от свойств используемой воды. Водные системы путем образования и последующей трансформации наноассоциатов при разбавлении растворов считывают, хранят и воспроизводят биологически важную молекулярную информацию субстрата.
При очень высоких разбавлениях, когда молекулы субстрата уже отсутствуют, именно наноассоциаты являются носителями молекулярной информации субстрата [7,26,27,29]. С учетом этого можно предположить, что нано-ассоциаты могут являться базовым элементом, благодаря которому реализуется эффект гомеопатических препаратов.
Таким образом, высокоразбавленные водные растворы БАВ представляют значительный интерес с точки зрения фундаментальных и
прикладных исследований в области химии, биологии, сельского хозяйства и медицины, включая гомеопатию.
Выводы:
1. При воздействии магнитного поля на воду, природные лечебные факторы - минеральную воду и лечебные грязи измененяются их физико-химические (рН, электрическая емкость, добротность колебательного контура), биохимические параметры (активность ферментов), что, очевидно, свидетельствует об изменении структуры содержащейся в них воды, в которой, вероятно, уменьшаются размеры гигантских гетерофазных кластеров воды и увеличивается количество более мелких кластеров.
2. При омагничивании терапевтическая активность лечебной грязи и лечебно-столовой минеральной воды существенно повышается. Эффект усиления восстановительных процессов в организме под влиянием комплексного воздействия магнитного поля и природных лечебных факторов проявляется как при опосредованном действии магнитного поля через изменение структуры минеральной воды, так и при сочетанном воздействии магнитного поля и лечебной грязи.
3. При действии магнитного поля Земли в высокоразбавленных водных растворах (10-2010-6 М) биологически активных веществ образуются наноразмерные молекулярные ансамбли (до 400 нм) - наноассоциаты. В гипоэлек-тромагнитных условиях в высокоразбавленных растворах наноассоциаты не образуются.
4. Магнитное поле играет существеную роль в формировании и изменении структуры воды и водосодержащих систем, вследствие чего повышается терапевтическая активность природных лечебных факторов.
Формирование наноассоциатов в высоко-разбавленных водных растворах биологически активных веществ обуславливает некоторые биологические свойства этих растворов и возможно является базовым элементом, благодаря которому проявляется терапевтический эффект гомеопатических препаратов.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 1 - P. 71-81
Литература
1. Албантова А.А. Влияние биологически активных соединений с антиоксидантной и рострегули-рующей активностью на клеточные и субклеточные структуры: Автореф. дис. канд. биол. М.: 2016. 26 с.
2. Гончарук В.В., Орехова Е.А., Маляренко В.В. Влияние температуры на кластеры воды // Химия и технология воды. 2008. Т. 30, №2. С. 150-158.
3. Гончарук В.В., Смирнов В.Н., Сыроешкин А.В. Кластеры и гигантские гетерофазные кластеры воды // Химия и технология воды. 2007. Т. 29, №1. С. 3-17.
4. Зенин С.В. Вода. Биологические и энергоинформационные свойства воды. М., 2007. 48 с.
5. Иванова Т.Г., Гриднева Т.Д., Лаптев Б.И. Использование магнитопелоидотерапии для лечения остеоартроза в гериатрической практике. Методические рекомендации, утвержденные МЗ РФ, 1998. 7 с.
6. Илларионов В.Е. Магнитотерапия. М.: Книжный дом «Либроком», 2009. 135 с.
7. Коновалов А.И. Образование наноразмерных молекулярных ансамблей в высокоразбавленных водных растворах // Вестник РАН. 2013. Т. 83, № 12. С. 1076-1082.
8. Коновалов А.И., Рыжкина И.С. Образование наноассоциатов - ключ к пониманию физико-химических и биологических свойств высокораз-бавленных водных растворов // Известия Академии наук. 2014. №1. С. 1-14.
9. Кузин А.М. Роль природного радиоактивного фона и вторичного биогенного излучения в явлении жизни. М.: Наука, 2002. 79 с.
10. Лаптев Б.И., Сидоренко Г.Н., Горленко Н.П. Современные электрофизические методы исследований структуры воды и водных растворов // Вода и экология. Проблемы и решения. 2014. №3. С. 21-32.
11. Лаптев Б.И., Сидоренко Г.Н., Горленко Н.П., Саркисов Ю.С., Антошкин Л.В., Кульченко А.К. Электрические свойства воды при внешних воздействиях // Водоочистка, водоподготовка, водоснабжение. 2014. № 9. С. 20-27.
References
Albantova AA. Vliyanie biologicheski aktivnykh soe-dineniy s antioksidantnoy i rostreguliruyushchey ak-tivnost'yu na kletochnye i subkletochnye struktury [Effect of biologically active compounds with growth-regulatory activity of the antioxidant and at the cellular and subcellular structures] [dissertation]. Moscow (Moscow region); 2016. Russian. Goncharuk VV, Orekhova EA, Malyarenko VV. Vliyanie temperatury na klastery vody [Effect of temperature on the water clusters]. Khimiya i tekhnologiya vody. 2008;30(2):150-8. Russian. Goncharuk VV, Smirnov VN, Syroeshkin AV. Klastery i gigantskie geterofaznye klastery vody [Clusters and huge heterophase water clusters]. Khimiya i tekhnologiya vody. 2007;29(1):3-17. Russian. Zenin SV. Voda. Biologicheskie i energoinformat-sionnye svoystva vody [Water. Biological and ener-goin-formation properties of water]. Moscow; 2007. Russian.
Ivanova TG, Gridneva TD, Laptev BI. Ispol'zovanie magnitopeloidoterapii dlya lecheniya osteoartroza v geriatricheskoy praktike. Metodicheskie rekomendat-sii, utverzhdennye MZ RF [Using magnitopeloidote-rapii for the treatment of osteoarthritis in geriatric practice. Guidelines, ut-curing MoH]; 1998. Russian. Illarionov VE. Magnitoterapiya [magnetotherapy]. Moscow: Knizhnyy dom «Librokom»; 2009. Russian. Konovalov AI. Obrazovanie nanorazmernykh moleku-lyarnykh ansambley v vysokorazbav-lennykh vodnykh rastvorakh [The formation of nanoscale molecular assemblies in aqueous solutions vysokorazbavlen-nyh]. Vestnik RAN. 2013;83(12):1076-82. Russian. Konovalov AI, Ryzhkina IS. Obrazovanie nanoassot-siatov - klyuch k ponimaniyu fiziko-khimicheskikh i biologicheskikh svoystv vysokorazbavlennykh vod-nykh rastvorov [nanoassotsiatov Education - the key to the understanding of the physico-chemical and biological properties of water solutions vysokoraz-bavlennyh]. Izvestiya Akademii nauk. 2014;1:1-14. Russian.
Kuzin AM. Rol' prirodnogo radioaktivnogo fona i vto-richnogo biogennogo izlucheniya v yavlenii zhizni [The role of natural background radiation and secondary biogenic emission phenomenon in the life of]. Moscow: Nauka; 2002. Russian. Laptev BI, Sidorenko GN, Gorlenko NP. Sovremennye elektrofizicheskie metody issledovaniy struktury vody i vodnykh rastvorov [Modern research methods electrical structure of water and aqueous solutions]. Voda i ekologiya. Problemy i resheniya. 2014;3:21-32. Russian.
Laptev BI, Sidorenko GN, Gorlenko NP, Sar-kisov YuS, Antoshkin LV, Kul'chenko AK. Elektricheskie svoystva vody pri vneshnikh vozdeystviyakh [The electrical properties of water under external actions]. Vodoochistka, vo-dopodgotovka, vodosnabzhenie. 2014;9:20-7. Russian.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 1 - P. 71-81
12. Лаптев Б.И., Сидоренко Г.Н., Горленко Н.П., Саркисов Ю.С., Антошкин Л.В., Севастьянова Е.В. Оценка изменений структурной организации воды и водосодержащих сред с использованием электрофизических методов исследования // Водоочистка, водоподготовка, водоснабжение. 2016. № 7. С. 16-23.
13. Левицкий Е.Ф., Гриднева Т.Д., Лаптев Б.И. Применение омагниченной минеральной воды "Карачинская" для лечения больных с заболеваниями желудочно-кишечного тракта. Пособие для врачей. Томск: Министерство здравоохранения Российской федерации. Томский НИИ курортологии и физиотерапии, 1998. 7 с.
14. Левицкий Е.Ф., Лаптев Б.И., Сидоренко Г.Н. Электромагнитные поля в курортологии и физиотерапии. Томск, 2000. 113 с.
15. Левицкий Е.Ф., Сидоренко Г.Н., Кузьмен-ко Д.И., Тронова Т.М. Оценка биологического состояния сапропелей по их ферментативной активности // Вопр. курортол. физиотер. и ЛФК. 1995. № 6. С. 36-38.
16. Маленков Г.Г. Структура и динамика жидкой воды // Журнал структурной химии. 2006. Т.47. (прил.). С. 5-35.
17. Платонов В.В., Хадарцев А.А., Чуносов С.Н., Фридзон К.Я. Биологическое действие сапропеля // Фундаментальные исследования. 2014. №9-11. С. 2474-2480.
18. Рахманин Ю.А., Кондратов В.К. Вода - космическое явление. М.: РАЕН, РАМН, 2002. 427 с.
19. Росляков Н.А., Страховенко В.Д., Сысо А.И. Месторождения сапропелевых залежей Новосибирской области. Материалы Всероссийского форума с международным участием. Томск, 2013. С. 276-279.
20. Салахутдинова О.А. Самоорганизация и свойства высокоразбавленных водных растворов производных гликольурила и бензойной кислоты: влияние температуры и строения веществ: Авто-реф. дис. канд. хим. Казань, 2016.123 с.
21. Сидоренко Г.Н. Влияние сапропелей с разными биологическими свойствами на динамику функционального состояния печени в эксперименте: Автореф. дисс. канд. биол.наук. Томск, 1997. 25 с.
Laptev BI, Sidorenko GN, Gorlenko NP, Sarkisov YuS, Antoshkin LV, Sevast'yanova EV. Otsenka izmeneniy strukturnoy organizatsii vody i vodosoderzhashchikh sred s ispol'zovaniem elektrofizicheskikh metodov issledovaniya [Evaluation of changes in the structural organization of water and water-based environments using electro research methods]. Vodoochistka, vo-dopodgotovka, vodosnabzhenie. 2016;7:16-23. Russian.
Levitskiy EF, Gridneva TD, Laptev BI. Primenenie omagnichennoy mineral'noy vody "Karachinskaya" dlya lecheniya bol'nykh s zabolevaniyami zheludoch-no-kishechnogo trakta. Posobie dlya vrachey [The use of magnetized mineral water "Karachinskaya" for the treatment of patients with diseases of the gastrointestinal tract. Manual for physicians]. Tomsk: Minis-terstvo zdravookhraneniya Rossiyskoy federatsii. Tomskiy NII kurortologii i fizioterapii; 1998. Russian. Levitskiy EF, Laptev BI, Sidorenko GN. Elektromag-nitnye polya v kurortologii i fizioterapii [Elektromag-nitnye polya v kurortologii i fizioterapii]. Tomsk; 2000. Russian.
Levitskiy EF, Sidorenko GN, Kuz'menko DI, Tronova TM. Otsenka biologicheskogo sostoya-niya saprope-ley po ikh fermentativnoy ak-tivnosti [Biological evaluation of the state of sapropel in their enzymatic activity]. Vopr. kurortol. fizioter. i LFK. 1995;6:36-8. Russian.
Malenkov GG. Struktura i dinamika zhidkoy vody [Structure and dynamics of liquid water]. Zhurnal strukturnoy khimii. 2006;47(pril.):5-35. Russian. Platonov VV, Khadartsev AA, Chunosov SN, Frid-zon KYa. Biologicheskoe deystvie sapropelya [The biological effect of sapropel]. Fundamental'nye issledovaniya. 2014;9-11:2474-80. Russian. Rakhmanin YuA, Kondratov VK. Voda - kosmi-cheskoe yavlenie [Water - cosmic phenomenon]. Moscow: RAEN, RAMN; 2002. Russian. Roslyakov NA, Strakhovenko VD, Syso AI. Mesto-rozhdeniya sapropelevykh zalezhey Novosibirskoy oblasti. Materialy Vserossiyskogo foruma s mezhdu-narodnym uchastiem [Deposits of sapropel deposits of the Novosibirsk region. Materials of All-Russian forum with international participation]. Tomsk; 2013. Russian.
Salakhutdinova OA. Samoorganizatsiya i svoy-stva vysokorazbavlennykh vodnykh rastvorov proizvod-nykh glikol'urila i benzoynoy ki-sloty: vliyanie tem-peratury i stroeniya ve-shchestv [Self-organization and properties of aqueous solutions vysokorazbav-lennyh glikolurila derivatives and benzoic ki-slots: the effect of temperature and structure ve substances] [dissertation]. Kazan' (Kazan' re-gion); 2016. Russian. Sidorenko GN. Vliyanie sapropeley s raznymi biologi-cheskimi svoystvami na dinamiku funktsional'nogo sostoyaniya pecheni v ekspe-rimente [Effect of sapropel with different bio-logical properties of the dynamics of the func-tional state of the liver in the experi-ments] [dissertation]. Tomsk (Tomsk region); 1997. Russian.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 1 - P. 71-81
22. Сидоренко Г.Н., Лаптев Б.И., Горленко Н.П., Саркисов Ю.С., Антошкин Л.В. Возможности электрофизических методов исследования и термометрии для оценки структуры водосодержащих сред (растворов, растительных и животных объектов) // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2016. №2. Публикация 7-3. URL:
http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2016-2/7-3.pdf (дата обращения: 12.05.2016). DOI: 10.12737/20078.
23. Смирнов А.Н., Сыроешкин А.В. Супранадмо-лекулярные комплексы воды // Рос. хим. ж. 2004. Т. 48, № 2. С. 125-135.
24. Улащик В.С. Вода - ключевая молекула в действии лечебных физических факторов // Вопр.курортол. физиотер. и ЛФК. 2002. №1. С. 3-9.
25. Фаращук Н.Ф., Рахманин Ю.А. Вода - структурная основа адаптации. Москва: Смоленск, 2004. 151 с.
26. Фриденберг Л.Л. Оптимизация условий хранения лечебных грязей различных типов // Актуальные вопр. пелоидобальнеотерапии: Тез. докл. Междунар. симп. УССР-Венгрия- Одесса, 1990. С. 224-225.
27. Ho M-W. Large Supramolecular Water Clusters Caught on Camera - A Review // Water. 2013. Т. 6. Р. 1-12.
28. Konovalov A., Ryzhkina I., Maltzeva E., Murtazi-na L., Kiseleva Yu., Kasparov V., Palmina N., Nanoas-sociate formation in highly diluted water solutions of potassium phenosan with and without permalloy shielding // Electromagn. Biol. Med. 2015. V.34, N2. P. 141-146.
29. Michaelides А., Morgenstern K. Ice nanoclusters at hydrophobic metal surfaces // Nature Materials. 2007. Т. 6. P. 597-601.
30. Sedlak M. Large-Scale Supramolecular Structure in Solutions of Low Molar Mass Compounds and Mixtures of Liquids: I. Light Scattering Characterization // J. Phys. Chem. B. 2006. N. 110. P. 4329-4338.
Sidorenko GN, Laptev BI, Gorlenko NP, Sarki-sov YuS, Antoshkin LV. Vozmozhnosti elektrofi-zicheskikh metodov issledovaniya i termometrii dlya otsenki struktury vodosoderzhashchikh sred (rastvorov, rastitel'nykh i zhivotnykh ob"ektov) [opportunities of electrophysical methods of research and thermometry to estimate structure of water-containing mediums (solutions, vegetative and animal objects)]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhno-logiy. Elektronnoe izdanie [internet]. 2016 [cited 2016 May 12];2[about 11 p.]. Russian. Available from: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2016-2/7-3.pdf. DOI: 10.12737/20078. Smirnov AN, Syroeshkin AV. Supranadmolekulyarnye kompleksy vody [Supranadmolekulyarnye water systems]. Ros. khim. zh. 2004;48(2):125-35. Russian. Ulashchik VS. Voda - klyuchevaya molekula v deyst-vii lechebnykh fizicheskikh faktorov [Water - a key molecule in the action of therapeutic physical factors]. Vopr. kurortol. fizioter. i LFK. 2002;1:3-9. Russian.
Farashchuk NF, Rakhmanin YuA. Voda - strukturnaya osnova adaptatsii [Water - the basis of structural adaptation]. Moscow: Smolensk; 2004. Russian. Fridenberg LL. Optimizatsiya usloviy khraneniya lechebnykh gryazey razlichnykh tipov [Optimization of conditions for storage of different types of medicinal mud]. Aktual'nye vopr. peloidobal'neoterapii: Tez. dokl. Mezhdunar. simp. USSR-Vengriya- Odessa; 1990. Russian.
Ho M-W. Large Supramolecular Water Clusters Caught on Camera - A Review. Water. 2013;6:1-12.
Konovalov A, Ryzhkina I, Maltzeva E, Murtazina L, Kiseleva Yu, Kasparov V, Palmina N, Nanoassociate formation in highly diluted water solutions of potassium phenosan with and without permalloy shielding. Electromagn. Biol. Med. 2015;34(2):141-6.
Michaelides A, Morgenstern K. Ice nanoclusters at hydrophobic metal surfaces. Nature Materials. 2007. T. 6. P. 597-601.
Sedlak M. Large-Scale Supramolecular Structure in Solutions of Low Molar Mass Compounds and Mixtures of Liquids: I. Light Scattering Characterization. J. Phys. Chem. B. 2006;110:4329-38.
