Мертвая вода
Если обратиться к народному творчеству, мы обязательно столкнемся там с «живой и мертвой водой» — «мертвая вода» убивает все плохое, а «живая вода» восстанавливает все хорошее. Водные растворы серебросодержащих препаратов, является сразу и «живой», и «мертвой» водой, хотя свойства последней в ней преобладают. В последнее время интерес к серебряной воде в нашем мире значительно возрос. Это заметно по активному применению серебра в промышленности, например для дезинфекции воды плавательных бассейнов, для обеззараживания питьевой воды в быту, для улучшения вкусовых качеств алкогольной продукции и т.д. И начался этот бум еще в 1942 году, когда английский исследователь Бентон впервые применил метод обеззараживания питьевой воды электролитическим растворением серебра в промышленном масштабе. Ему удалось наладить бесперебойное снабжение чистой питьевой водой 30000 рабочих, занятых на строительстве дороги Бирма-Ассам (Индия). В результате обеззараживания воды электролитическими растворами серебра (концентрация серебра в питьевой воде — 0,01 мг/л) была приостановлена эпидемия холеры и дизентерии. В последующем этот метод применялся в США, Англии, Швейцарии, Германии, Чехословакии, Франции и ряде других стран. Более половины авиакомпаний мира используют воду, обработанную серебром, для защиты пассажиров от таких инфекций, как дизентерия. Во многих странах коллоидные растворы AgOH используются для дезинфекции воды в бассейнах. В Швейцарии широко применяют серебряные фильтры для воды в домах и офисах. В России обработка питьевой воды серебром с целью обеззараживания и консервации производится на судах морского флота. Космонавты на Международной космической станции употребляют исключительно серебряную воду. В институте медико-биологических проблем МЗ СССР проводились опыты по продолжительному хранению питьевой воды, обработанной серебром. Эксперимент длился 3,5 года. В продолжение всего эксперимента консервированная серебром сырая водопроводная вода не изменяла своих органолептических и физико-химических свойств и была пригодна для питья. Положительные результаты были получены при использовании электролитического серебра в пищевой промышленности. П.Ф. Клафельман изучила применение гидроокиси серебра в качестве консервирующего препарата для молока, сливочного масла и яичной массы (меланжа). Установлено, что серебро, прибавленное к молоку вскоре после удоя (до концентрации 6-8 мг/л), стабилизирует этот продукт. При этом серебро не разрушает содержащегося в молоке витамина С. Продление срока стабильности консервированного таким образом молока доходит до 4-5 суток.
При погружении куриных яиц в коллоидный раствор гидроокиси серебра при его концентрации 20 мг/л в течение 1-2 ч достигается очень эффективная дезинфекция скорлупы. Водные растворы хорошо растворимых солей серебра используют также для стабилизации и консервирования крови, применяемой в пищевой промышленности. Опыты Люэрса по применению электролитического серебра в пивоварении показали, что все встречающиеся в пивоварении бактерии и плесневелые грибы (кроме их спор) гибнут в течение очень короткого времени при обработке воды дозами серебра 0,5-0,6 мг/л. Наиболее стойкой оказалась пивная сарцина. Однако, доза серебра — 0,5 мг/л убивала и ее в течение 1 часа. Люэрс рекомендовал для дезинфекции трубопроводов пивного производства употреблять серебряную воду после предварительной механической очистки труб. Он установил, что уксуснокислые бактерии гибнут полностью при дозах серебра 0,025-0,050 мг/л и продолжительности контакта 30 мин. И.П. Максименко, подвергая обработке свежеприготовленные, осветленные и профильтрованные до полной прозрачности соки, изучил условия применения электролитического серебра при стерилизации фруктовых и виноградных соков. После введения серебра в стерильные бутылки с соком, их помещали в термостат на 10-120 суток при температуре 30-32оС. В течение всего этого времени соки периодически подвергались микробиологическому, органолептическому и физико-химическому анализу. Обнаружено, что вследствие адсорбции или образования химических соединений серебра с белками при коагуляции последних, а также в результате коагуляции пектина и других коллоидных веществ (при выпадении осадка в соках), серебро постепенно переходит в осадок. К настоящему времени собран достаточно большой объем информации о противомикробной и противовирусной активности химических соединений серебра. В.С. Брызгунов в своих работах показал, что химические соединения серебра обладают более высоким бактерицидным эффектом, чем пеницилин, биомицин и другие антибиотики, и оказывают губительное действие на антибиотикоустойчивые штаммы бактерий. По эффективности действия серебряной воды на кишечные бактерии последние располагаются в такой ряд: бактерии коли, < бактерии Флекснера, < бактерии Эберта, < стрептококки,< стафилококки. Поскольку бактерицидное действие серебра зависит от физико-химических условий среды, разными исследователями получены различные данные при определении летальных для различных микроорганизмов доз серебра. По данным Е.А. Плевако, водные растворы солей серебра полностью уничтожают бактерии коли через 24 часа при содержании в растворе всего 0,04 мг/л серебра. Л.А. Кульским изучено действие серебра на сотнях видов микроорганизмов. Из его работ следует, что наиболее чувствительными к серебру являются бесспоровые, грамположительные и грамотрицательные бактерии. Спорообразующие бактерии малочувствительны к серебру. Размножение дрожжеподобных грибов рода Кандида (с содержанием до 100 тыс. микробных тел в 1 мл) полностью подавляется при концентрации серебра в растворе ~ 5 — 10 мг/л.
Серебро оказывает достаточно сильное влияние и на вирусы. По данным Липпельта, 1 мг/л серебра вызывает полную инактивацию вирусов гриппа штаммов А1,В и Митрс-штамма за 30 мин. А.В. Маселюк и О.С. Невкипилая приводят более высокую концентрацию серебра (~ 10 мг/л), которая вызывает полное торможение ПГА (реакции гемагглютинации) вирусов гриппа А1, пан, А2 sing, А2 65, Сендай, АPR-8 за 30 мин. Ими также обнаружено, что серебряная вода, приготовленная электролитическим способом, обладает большей противовирусной активностью, чем раствор азотнокислого серебра той же концентрации (по серебру). Е.В. Сотникова и Г.Ю. Турчинович изучили действие электролитического серебра на сине-зеленые водоросли, которые вызывали обрастание трубопроводов и ухудшали органолептические свойства питьевой воды. Опыты показали, что 0,5 мг/л серебра при температуре 200оС и времени контакта 1 — 2 суток являются минимально эффективной дозой, вызывающей гибель Chloroglea pallida. При температуре 100оС такой же эффект наблюдается с концентрацией серебра в воде ~ 1,0 мг/л. Противомикробную и противовирусную эффективность серебра хорошо охарактеризовал доктор Гарри Морграф: «…Благодаря открывшим нам глаза исследованиям, серебро явилось чудом современной медицины. Какой-нибудь антибиотик убивает, может быть, полдюжины болезнетворных микроорганизмов, а серебро убивает 650 исследованных болезнетворных микроорганизмов, причем у них не вырабатывается привыкание к нему. Серебро — наилучший борец с микробами из всего, что у нас есть…». Препараты серебра широко применялись в лечебных целях еще в 20-х годах ХХ в. Знакомство с литературой этого периода позволяет отметить, что препараты серебра при употреблении в небольших концентрациях токсическими свойствами не обладают. Исследования, проведенные А.А. Масленко, показали, что питьевая вода, содержащая 0,05 мг/л серебра (на уровне ПДК), при поступлении в организм не вызывает отклонений от нормы функции органов пищеварения; не было обнаружено изменений со стороны активности трансаминаз в сыворотке крови. В институте медико-биологических проблем МЗ СССР выполнен ряд работ по изучению действия электролитических растворов серебра на организм человека. Опыты показали, что употребление человеком в течение 15 суток серебряной воды с концентрацией серебра — 0,1 мг/л (в 2 раза выше ПДК), не вызывает каких-либо патологических изменений в состоянии органов и систем испытуемых. Исследуя влияние соединений серебра при лечении заболеваний костей, доктор Роберт Беккер выяснил, что фибробластовые клетки (клетки соединительной ткани человека, способные к митозу и отвечающие за регенерацию тканей), под воздействием ионов серебра становятся общими (не специфического типа). Общие клетки быстро размножаются и впоследствии дифференцируют в живые клетки той ткани, в какой они находятся и где происходит их дифференциация. По выражению Беккера, «человеческое тело регенерирует само себя».
Многими исследователями подмечено, что серебро активизируют процессы заживления и обмена веществ в организме человека, а также предупреждает обострение хронических воспалительных процессов. Более того, некоторые исследователи заметили, что в малых дозах серебро оказывает «омолаживающее» действие на кровь и благотворно влияет на ход физиологических процессов организма. При этом отмечается стимуляция кроветворных органов, увеличивается число лимфоцитов и моноцитов, эритроцитов и процент гемоглобина, а также замедляется скорость оседания эритроцитов (СОЕ). При использовании серебра в лечебной практике обнаружена его связь с выработкой иммунитета. Э.А. Гальперин наблюдая за больными, получавшими препараты серебра, пришел к выводу, что его благотворное действие на организм заключается в сдвигах, в которых значительное участие принимает ретикулоэндотелий (совокупность защитных клеток человеческого организма — гистиоцитов соединительной ткани, моноцитов крови, эндотелия капилляров, купферовских клеток печени и др.): «…Серебро, вступая в связь с ретикулоэндотелиальной системой человека видоизменяется или входит в состав вырабатываемых ею веществ, обладающих способностью поражать возбудителей инфекционных заболеваний». Следует отметить и негативные последствия употребления серебросодержащих препаратов. У лиц, постоянно работающих с металлическим серебром, или употребляющих его соединения внутрь организма с пищей и водой (с концентрацией серебра значительно превышающей ПДК), довольно часто развивается аргирия (потемнение кожи на лице). Аргирия не является кожным заболеванием, врачи относят ее к профессиональным приметам (или стигмам). Среди более серьезных последствий наиболее часто упоминаются токсические дерматозы. Дерматозы возникают под действием систематического и длительного химического воздействия серебра на человеческий организм и относятся к профессиональным заболеваниям. Заболевание обычно начинает развиваться с нижних конечностей больного и (без должного лечения) постепенно распространяется на весь кожный покров. Заболевание сопровождается зудом, при расчесывании пораженных кожных покровов они покрываются множественными кровоточащими точечными «расчесами». В дальнейшем пораженный кожный покров истончается с образованием так называемой «пергаментной» кожи, появляются телеангиэктазии (сосудистые звездочки). Заболевание является стойким, трудно поддается лечению. К настоящему времени известно множество способов дозирования серебра в водные растворы с целью их стерилизации. Самым распространенным способом бактерицидной обработки воды и пищевых жидкостей является их прямой контакт с металлическим серебром, например, за счет использования серебряной посуды. Однако, обычно серебряная посуда изготавливается не из чистого серебра, а из сплавов серебра с медью, поэтому при использовании серебряной посуды в пищу выходят в основном катионы примесных металлов, прежде всего меди.
Известен способ дозирования серебра в водные растворы за счет контакта металлического серебра с водными растворами путем их фильтрации через специальный фильтрующий материал, например, посеребренный кварцевый песок. Существенным недостатком такого метода является не только высокая длительность процесса обогащения воды серебром, но и невозможность управления этим процессом. Скорость выхода ионов серебра в водную фазу зависит от множества факторов (состояния его поверхности, солевого состава и органических примесей природной воды и т.д.). При получении серебряной воды таким методом не удается дозировать серебро и осуществлять контроль над процессом. Метод контактного серебрения воды теперь применяется только при обеззараживании регенерированной воды путем пропускания ее через угли и иониты, обработанные AgNO3. Опыты показали, что посеребренные сорбенты (ионообменные смолы и активированные угли различных марок) могут быть использованы как для очистки воды от неорганических и органических примесей, так и для ее обеззараживания. Другим способом обработки воды серебром является прибавление к ней готовых серебряных препаратов (раствора нитрата серебра, аммиачного раствора «серебра-аммаргена», таблеток олигодина и др.). П.Е. Ермолаев, исследовав «аммарген» на большом клиническом материале, показал, что серебро (особенно в присутствии аммиака) гораздо активнее и его бактерицидная сила больше, чем у растворов азотнокислого серебра той же концентрации. По данным Александрова, добавление аммиака усиливает бактерицидное действие и хлорида серебра. В период Великой Отечественной войны немцы выпускали серебряный препарат в гранулированном виде (под названием «олигодиновое серебро»). При использовании такого препарата обеспечивалась дозировка серебра в любом количестве, но сам препарат оказался нестойким (при длительном хранении препарат разлагался). Наиболее эффективным методом приготовления серебряной воды является электролитический метод (обогащение воды серебром при помощи электролиза), широко применяющийся в последнее время. Серебряная вода, изготовленная электролитическим методом, используется для дезинфекции питьевых и минеральных вод, консервирования продуктов питания, ряда фармацевтических препаратов и в лечебных целях.
Электролитические генераторы ионов серебра работают с 1940 г на иранском водопроводе, а с 1949 г. — на водопроводах Германии. За истекшее время никакого вредного влияния серебра на здоровье потребителей замечено не было. При электролитическом растворении серебра характер процесса зависит как от состава примесей воды, так и от условий электролиза. Взвеси и растворенные в воде соли отрицательно влияют на протекающие при электролизе процессы — они образуют на поверхности серебра плотные пленки, делающие электроды малорастворимыми, или даже изменяют электрохимические реакции на электродах. Наличие в воде хлоридов приводит к образованию на серебряном аноде пленки хлорида серебра, затрудняющей растворение металла и, следовательно, понижающий выход серебра по току. Аналогично хлоридам влияют карбонаты, сульфиды и фосфаты. В обычной питьевой воде содержание хлоридов составляет 10-30 мг/л, а сульфатов 25-50 мг/л. При анодном растворении серебра в такой воде его выход по току составляет около 90 %. Выход серебра по току в значительной мере зависит от режима электролитического растворения. С повышением плотности тока выход серебра падает, поскольку при этом ускоряются побочные процессы на электродах. По этой же причине на растворение серебра отрицательно влияет и энергичное перемешивание. При периодическом изменении направления тока (смене полярности электродов) удается уменьшить плотность пленок на электродах, что положительно сказывается на выходе серебра по току. На величину выхода по току оказывают влияние также расстояние между электродами, плотность тока, температура раствора и т.д. Основным требованием, предъявляемым к электродам, является химическая чистота металла (содержание серебра — не менее 99,99 % вес.). Использование в качестве электродов серебряных сплавов недопустимо. При анодном растворении серебряных сплавов в раствор, в первую очередь, выходят катионы хорошо растворимых в воде примесных металлов, таких как медь, железо, хром и пр. Использование полученной таким образом «серебряной» воды в лечебных целях может привести только к ухудшению здоровья. А теперь поговорим о возможных механизмах воздействия серебра на живые клетки организма человека. Конкретный механизм дезинфицирующего действия серебра не определен до настоящего времени. В работах академика Л.И. Кульского предложено несколько возможных механизмов: 1. При проникновении химических соединений серебра в клетку происходит нарушение функций клеточной оболочки (бактериостатический эффект) и/или блокада бактериальных ферментов (бактериолитический эффект); 2. Ионы серебра связываются с азотистыми основаниями дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), вследствие чего нарушается стабильность ДНК и, соответственно, жизнеспособность клеток.
Автор добавил бы сюда еще пару возможных механизмов. Во-первых, активация иммунной системы человека за счет расстановки «химических меток» на оболочках вредоносных живых клеток, попавших в организм извне (вирусов и бактерий), и на оболочках раковых клеток самого организма. А во-вторых, говоря о негативном воздействии серебра на живые клетки (что, чужие, что свои), не стоит забывать и о возможных регенерационных свойствах серебра. Например, об описанном Робертом Беккером процессе превращения фибробластовых клеток (клеток соединительной ткани человека, способных к митозу и отвечающие за регенерацию тканей) под воздействием ионов серебра в общие клетки (не специфического типа), которые отвечают за регенерацию любых тканей организма. Прежде чем предпринять очередную попытку по определению механизма действия химических соединений серебра на живую клетку, необходимо избавиться от общепринятых заблуждений, до сих пор тиражируемых из книги в книгу не только в научно-популярных изданиях, но и в научных трактатах и учебных пособиях. Согласно современным воззрениям галоиды серебра светочувствительны и при воздействии на них фотонного излучения голубого, синего, фиолетового и ультрафиолетового спектров химические соединения серебра легко восстанавливаются до металла (Ag0). Такая трактовка светочувствительности галоидов серебра недостаточно корректна. Протекание любого восстановительного процесса невозможно без одновременного протекания какого-либо окислительного процесса. Если для иодида и бромида серебра данное условие выполняется, например, Ag+ + e— → Ag0; J— — e— → J0, то для хлорида серебра – нет. При отсутствии в растворе какого-либо дополнительного восстановителя протекание фотохимического процесса восстановления серебра из его хлорида невозможно. Наблюдаемый на практике эффект почернения белого хлорида серебра при действии на него света объясняется не восстановлением ионов серебра и выпадением мелкодисперсного металлического серебра в осадок (как это трактуется в современной литературе), а образованием черного оксида серебра (Ag2O). Данный вывод подтверждается химическим анализом образующегося под действием света осадка. Осадок абсолютно не растворим в азотной кислоте и легко растворим в водном растворе аммиака: Ag2O + H2O + 4NH3 → 2[Ag(NH3)2]OH. Следует отметить, что процесс образования черного осадка при действии на хлорид серебра света, происходит не в самой толще осадка AgCl под водой, а из раствора над осадком.
Данный вывод подтверждается следующим экспериментом. В высокий стакан объемом 200 мл, заполненный дистиллированной водой (150 мл), помещался осадок AgCl с толщиной слоя ~ 10 – 20 мм. После отстаивания осадка стакан помещался вблизи яркого источника света таким образом, чтобы поток света падал на боковую цилиндрическую поверхность стакана снизу — вверх. Почернение осадка происходило только в его верхней части, т.е. именно там, куда лучи света не попадали. Учитывая все вышеизложенное, можно предположить следующий механизм данного фотохимического процесса. В насыщенном водном растворе над осадком хлорида серебра свободно перемещаются катионы Ag+ и Н3О+ , анионы Cl- и ОН- и истинно-растворенные молекулы AgCl и AgOH. Молекулы AgOH образуются в растворе за счет частичного гидролиза AgCl: AgCl + Н2О ↔ AgOH + НCl, Кгидр = [AgOН][ НСl]/[AgCl]. Образование оксида серебра (Ag2O) происходит при столкновении молекул AgOH друг с другом или с молекулой AgCl: AgCl + AgOH → Ag2O↓ + НСl, К1 = [Ag2O][ НСl]/[AgCl][ AgOH], AgOH + AgOH → Ag2O↓ + Н2О, К2 = [Ag2O]/[AgOH]2, причем константы равновесия данных реакций (К1 и К2) зависят не только от температуры, но и от интенсивности светового потока (чем больше его сила, тем выше значение констант). Другими словами, причиной рассмотренных фотохимических реакций являются не акт поглощения фотона света молекулой AgCl, а акты столкновения молекул гидроокиси серебра друг с другом или с молекулой AgCl, при этом вероятность протекания указанных выше реакций тем больше, чем больше сила светового потока. Процесс выпадения оксида серебра из водных растворов его гидроокиси в осадок может протекать только на свету и является отличительной особенностью этих растворов. Следует отметить, что при добавлении в водный раствор AgOH органических спиртов или смеси спиртов и карбоновых кислот процесс выпадения в осадок оксида серебра может протекать и в абсолютной темноте. В результате протекания химических реакций в этих смесях образуются простые (для спирта) или сложные (для смеси спирта с карбоновой кислотой) эфиры. Реакции протекают в полной темноте при комнатной температуре (для сравнения, реакция дегидратации этилового спирта с образованием диэтилового эфира протекает при температуре 100 – 140оС в присутствии концентрированной серной кислоты). Ионы серебра вступают в обратимую реакцию замещения с гидроксильными группами кислот и, частично, спиртов, а те, в свою очередь, взаимодействуют друг с другом с образованием эфиров и оксида серебра: R1 — OAg + AgO — R2 → R1 — O — R2 + Ag2O↓.
Аналогичные реакции протекают и в водном растворе AgCl, однако их скорость значительно меньше, вследствие меньшей концентрации в этих растворах истинно растворенных форм гидроокиси серебра. Учитывая вышеизложенное, можно предположить, что при замене в молекуле AgOH водорода на какой-либо органический радикал (с образованием органических соединений серебра типа Ag – O – R) уменьшается энергия активации реакции взаимодействия этих соединений друг с другом, что и позволяет ей протекать в полной темноте при нормальной температуре. Рассмотрим формы существования серебра в водных средах высокоорганизованных организмов. Из-за относительно высокого содержания в водных средах (кровь, лимфа и пр.) и тканях (цитоплазма клеток) различных организмов ионов хлора (Cl—), концентрация в них ионов серебра мала. Концентрация NaCl в плазме крови человека составляет 0,86% вес. (0,15 моль/л). Произведение растворимости AgCl в водных растворах при нормальной температуре человеческого тела (36,60С) — ПРAgCl = [Ag+][Cl-] = 5 10-10, откуда концентрация ионов серебра в 0,86% растворе хлорида натрия составляет 5 10-10/0,15 = 3,3 10-9 моль/л (~ 0,4 мкг/л). Очевидно, что ионы серебра в такой малой концентрации не могут обладать сколько-нибудь заметным бактерицидным эффектом (нижний предел бактерицидного действия серебра составляет ~ 1 мкг/л). Судя по всему, бактерицидный эффект серебра обуславливается не его ионами, а истинно растворенными молекулярными соединениями (хлоридом серебра и образующейся при его гидролизе гидроокисью серебра). Произведение растворимости гидроокиси серебра (ПРAgOH) в воде при нормальной температуре (200С) составляет ~ 1,52 10-8. Концентрация ионов серебра в насыщенном растворе AgOH — 1,24 10-4 моль/л. Из справочных данных известно, что растворимость гидроокиси серебра в воде при этих условиях составляет ~ 2 10-4 моль/л. Разница между этими величинами (2 10-4 — 1,24 10-4 = 7,6 10-5 моль/л) определяет концентрацию истинно растворенных молекулярных форм гидроокиси серебра. Таким образом, общее содержание растворенных форм (ионной и молекулярной) серебра в водном коллоидном растворе гидроокиси серебра при нормальной температуре не превышает миллиграммовых количеств (~ 10 мг/л). При добавлении в такой раствор соляной кислоты или ее солей серебро выпадает в осадок с образованием хлорида серебра (AgCl), при этом, как было показано выше, резко уменьшается концентрация ионов серебра. Концентрация растворенных молекулярных соединений серебра остается практически на том же уровне (растворимость AgCl при нормальной температуре составляет ~ 1 10-5 моль/л).
Добавление в коллоидный раствор гидроокиси серебра ионов, образующих с ним более труднорастворимые в воде соли (например, иона J-) приводит к заметному снижению концентрации истинно растворимых молекулярных форм серебра (растворимость AgJ при нормальной температуре составляет ~ 3 10-6 г/л). Однако, и в этом случае, концентрация растворенных форм серебра превышает нижний предел его бактерицидного действия и составляет ~ 2 — 3 мкг/л. Следует отметить, что содержание серебра в цитоплазме живых клеток может значительно превышать его концентрацию во внеклеточных водных средах организма (по аналогии с ионом калия). Клеточная мембрана образует подвижную поверхность клетки, имеет различные выросты и постоянно совершает волнообразные колебательные движения с захватом окружающей водной среды внутрь клетки. В результате таких движений в клетку через мембрану перемещается не только вода с растворенными в ней веществами (соединениями калия, натрия и серебра), но и достаточно большие макромолекулы строго определенной природы. Любые другие молекулы (молекулы «неразрешенных» к массопереносу веществ) задерживаются белками клеточной мембраны. Кроме того, процесс массообмена между цитоплазмой клетки и межклеточной средой протекает и через микропоры клеточной мембраны. Интенсивность данного процесса зависит в первую очередь от геометрических размеров пор клеточной мембраны и эффективного диаметра диффундирующих через нее растворенных веществ и ионов. Так как эффективный диаметр иона натрия значительно меньше диаметра молекулы воды, ионов калия и серебра, можно ожидать, что эти ионы клеточной мембраной не задерживаются и свободно диффундируют через нее как внутрь клетки, так и наружу. Ион серебра (Ag+) по своим размерам (эффективный радиус иона) и диффузионным характеристикам (абсолютная подвижность иона) является аналогом иона калия (К+). Эффективный радиус иона калия составляет 1,33 А, а иона серебра — 1,37 А (для сравнения эффективный радиус молекулы воды составляет 1,38 А, а иона натрия – 0,98 А), абсолютная подвижность иона калия в водных растворах при температуре 180С составляет 6,6 10-8 В/м2 сек, а иона серебра – 5,6 10-8 В/м2 сек. Исходя из этих данных, можно ожидать аналогичное поведение ионов калия и серебра при их массопереносе в водных средах, в том числе и в водных средах различных биологических объектов. Совсем по-другому ведут себя молекулы воды и ионы калия и/или серебра, чьи геометрические размеры значительно больше и, по-видимому, сопоставимы с размерами пор клеточной мембраны.
Диффузия этих ионов из цитоплазмы клетки в межклеточную среду – затруднена, причем как показывает практика, если электронейтральные молекулы воды все-таки могут протиснуться в микропоры клеточной мембраны и мигрировать из цитоплазмы в межклеточную среду, то заряженные катионы калия и/или серебра мембраной задерживаются. Именно этим эффектом и объясняется наблюдаемая разница в концентрациях натрия и калия в цитоплазме клетки (содержание калия выше, чем натрия) по сравнению с их содержанием во внеклеточных средах организма (содержание натрия выше, чем калия). Таким же свойством, по-видимому, обладает и наружный белковый слой ядерной оболочки, затрудняющий массоперенос калия и серебра в ядро клетки. Рассмотрим возможные сценарии воздействия серебра на простейшие и сложноорганизованные биологические объекты. Все простейшие и элементарные биологические объекты можно разделить на три класса: 1. Неклеточные формы жизни (вирусы). Вирусы являются клеточными паразитами и могут проявлять свойства живых организмов (способность размножаться) только попадая в живую клетку. Простейшие вирусы представляют собой нуклеопротеиды, т.е. состоят из молекулы нуклеиновой кислоты (одной из двух — либо ДНК, либо РНК), покрытых белковой оболочкой. Более сложноорганизованные вирусы имеют дополнительную липопротеиновую оболочку. Их наружная оболочка является фрагментом ядерной или цитоплазматической мембраны клетки-хозяина, из которой вирус вышел во внеклеточную среду после своего предыдущего акта размножения. 2. Прокариотические клетки (бактерии и сине-зеленые водоросли). Прокариотические клетки являются примитивными, наиболее древними земными организмами и не содержат ядра. Генетический аппарат таких клеток (хромосома) состоит из двухспиральной молекулы ДНК, имеющей кольцевидную форму. Хромосома не защищена ядерной оболочкой и свободно перемещается в цитоплазме клетки. Цитоплазма клетки пронизана мембранами, образующими эндоплазматическую сеть, в ней находятся рибосомы, осуществляющие синтез белков. 3. Эукаритические клетки (животные и растительные клетки сложноорганизованных организмов). Эукаритические клетки, от простейших до клеток высших растений и млекопитающих, отличаются сложностью и разнообразием своей структуры. Важнейшей составной частью клетки является ядро. Ядро клетки выполняет две главные функции — хранение и воспроизведение генетической информации и регуляцию процессов обмена веществ, протекающих в клетке. Ядро окружено оболочкой, которая состоит из двух мембран, имеющих трехслойное строение (белки — липиды — белки). Наружная мембрана покрыта рибосомами, внутренняя мембрана — гладкая. Ядерная оболочка является частью мембранной системы клетки и соединяется с каналами эндоплазматической сети. Обмен веществ между ядром и цитоплазмой осуществляется по порам ядерной оболочки и за счет отшнуровывания ее выростов. Несмотря на достаточно активный обмен веществ между ядром и цитоплазмой, ядерная оболочка отграничивает ядерное содержимое от цитоплазмы, делая возможным существование особой внутриядерной среды, отличной от окружающей цитоплазмы.