ადამიანის ორგანიზმი შეიცავს ბრომს და ვერცხლისწყალს

შეუდარებელი თავმდაბლობის, მამაცობის და ღირსების “უფლება“ -

ანუ ყველა ადამიანი თანაბარუფლებიანია ამ სამყაროშო …

ოცდაცხრა ქიმიური ელემენტი ითვლება ადამიანის სიცოცხლისთვის აუცილებელ ანუ ესენციურ ქიმიურ ელემენტებად... რომელთა გარეშე ადამიანის სიცოცხლე წარმოუდგენელია...

ზოგიერთი ქიმიური ელემენტი ბევრად უფრო მეტია მასის მიხედვით ადამიანის ორგანიზმში, ვიდრე სხვები. ადამიანის სხეული დაახლოებით 99% შედგება მხოლოდ ექვსი ელემენტისგან: ჟანგბადი, წყალბადი, აზოტი, ნახშირბადი, კალციუმი და ფოსფორი. კიდევ ხუთი ელემენტი შეადგენს დარჩენილი მასის დაახლოებით 0,85%-ს: გოგირდი, კალიუმი, ნატრიუმი, ქლორი და მაგნიუმი. ყველა ეს 11 ელემენტი არსებითი ელემენტია. გარდა ამისა ადამიანის ორგანიზმში პერიოდული სისტემიდან გვხვდება კიდევ 18 ქიმიური ელემენტი, რომელთა გარეშე ადამიანის ორგანიზმს სიცოცხლე არ შეუძლია და ეს 18 ელემენტი შეადგენს 0.15%-ს მასის მიხედვით.

აქედან ყველაზე მცირე რაოდენობით ადამიანის ორგანიზმი შეიცავს სიცოცხლისათვის ძალზედ საშიშ და ფილოსოფიურად ძალიან საინტერესო ელემენტებს. ესენია ბრომი და ვერცხლისწყალი. ფილოსოფიურად საინტერესოა იმდენად, რამდენადაც მენდელეევის ელემენტთა პერიოდულ სისტემაში მხოლოდ ვერცხლისწყალი და ბრომი იმყოფებიან თხევად მდგომარეობაში (სხვა ელემენტი ყველა მყარ ან აირად მდგომარეობაში იმყოფება). ამასთანავე ვერცხილსწალი ერთადერთი თხევადი მეტალია, ხოლო ბრომი ერთადერთი თხევადი არამეტალი.

ვერცხლისწყალი - Hydrargyrum, მბზინავი ვერცხლისფერი თხევადი ლითონია, ატომური მასით 200.59, რიგითი ნომერი 80. აქვს 7 სტაბილური და არც ერთი რადიოაქტიური იზოტოპი. თვითნაბადი ვერცხლისწყალი ცნობილი იყო ძველი წელთაღრიცხვით 2000-ზე მეტი წლის წინათ ინდოეთში, ჩინეთში, საბერძნეთში, რომში. გამოიყენებოდა საღებავების მისაღებად, სოფლის მეურნეობაში: მავნებლებთან საბრძოლველად, ხოლო ტრადიციულ მედიცინაში: მალამოების დასამზადებლად, დაინფიცირებული ჭრილობების სამკურნალოდ, ძვლების დაავადებების სამკურნალოდ, ჰიპოკრატეს და ევრიუფონის, ასევე ჰერაკლიდეს შრომებში ვერცხლისწყლის „ერთობ განზავებული ხსნარი, დაახლოებით 1 წვეთი პატარა ტბაში“ მოხსენიებულია, როგორც „უხორცობის“, „ორგანიზმის ძლიერი მოწამვლების და „ბოროტი სენის“ სამკურნალოდ. დაახლოებით იგივე გამოყენება ჰქონდა ვერცხლისწყალს ძველ ეგვიპტეში, რომსა და ჩინეთში, რაც ირკვევა წერილობითი წყაროების ანალიზით.

ვერცხლისწყალი მიეკუთვნება იშვიათ ელემენტთა ჯგუფს. დედამიწის ქერქში მისი შემცველობა მასის მიხედვით 4.5X10-6%-ს შეადგენს, ზღვის წყალი შეიცავს 3X10-9% ვერცხლისწყალს. დედამიწის ქერქში იგი გაბნეულია, გვხვდება ყველა კონტინენტზე. ცნობილია ვერცხლისწყლის 35 მინერალი, მათაგ უმთავრესია სინგური - HgS.

ძველ წყაროებში ვერცხლისწყლის სინონიმად ხშირად იხმარება არაბულიდან ნასესხები სინდიყი. გააჩნია დიამაგნიტური თვისებები. ბევრ ლითონთან წარმოქმნის თხევად შენადნობებს - ამალგამებს. არ ამალგამირებს მხოლოდ რკინას, მანგანუმს და ნიკელს.

ვერცხლისწყალი ნაკლებად აქტიური ლითონია. 300 °C-მდე გახურების შემთხვევაში ვერცხლისწყალი შედის რეაქციაში ჟანგბადთან:

2 Hg + O2 → 2 HgO

წარმოიქმნება წითელი ფერის ვერცხლისწყლის (II) ოქსიდი. ეს რეაქცია შექცევადია. ოქსიდის 340 °C -ზე მაღლა გახურებისას ოქსიდი იშლება მარტივ ნივთიერებებად. ვერცხლისწყლის ოქსიდის დაშლის რეაქცია ისტორიულად არის ერთერთი პირველი ხერხი ჟანგბადის მისაღებად.

ვერცხლისწყლისა და გოგირდის გახურებით წარმოიქმნება კინოვარი (ვერცხლისწყლის (II) სულფიდი).

ვერცხლისწყალი არ იხსნება ისეთი მჟავეების ხსნარებში, რომლებსაც არ გააჩნიათ დამჟანგავი თვისებები, მაგრამ იხსნება მეფის არაყში და აზოტმჟავაში, ორვალენტიანი ვერცხლისწყლის მარილების წარმოქმნით. აზოტმჟავაში ჭარბი ვერცხლისწყლის გახსნისას დაბალ ტემპერატურაზე წარმოიქმნება Hg2(NO3)2.

მე-12 ჯგუფის ელემენტებს შორის მხოლოდ ვერცხლისწყალს უჩნდება 6d10 ძალიან მდგრადი ელექტრონული გარსის დაშლის შესაძლებლობა, რაც იძლევა ვერცხლისწყლის ნაერთებს +4 დაჟანგულობის რიცხვით. ასე რომ, ნაკლებად ხსნადი Hg2F2 და ხსნადი HgF2 გარდა არსებობს HgF4, რომელიც მიიღება ვერცხლისწყლის ატომებისა და ნეონისა და ფთორის ნარევის ურთიერთქმედებით 4К -ის პირობებში.

ლითონური ვერცხლისწყალი და მისი ორთქლი ძალიან მომწამლავია. მას შეუძლია გამოიწვიოს ძლიერი ინტოქსიკაცია. ვერცხლისწყალი და მისი შენაერთები (სულემა, კალომელი, ვერცხლისწყლის ციანიდი) აზიანებს ნერვულ სისტემას, ღვიძლს, თირკმლებს, კუჭ-ნაწლავის ტრაქტს, ჩასუნთქვის შემთხვევაში - სასუნთქ გზებს (ორგანიზმში ყველაზე ხშირად ვერცხლისწყალი სწორედ ჩასუნთქვის გზით ხდება).

საშიშროების კლასის მიხედვით ვერცხლისწყალი მიეკუთვნება პირველ კლასს (ძალიან საშიში ქიმიური ნივთიერება). იგი გარემოს საშიში დამბინძურებელიცაა. განსაკუთრებით საშიშია მისი მოხვედრა წყალში, რადგანაც ფსკერზე არსებული მიკროორგანიზმების მოქმედებით მიმდინარეობს წყალში ხსნადი ტოქსიკური მეთილვერცხლისწყლის წარმოქმნა.

ვერცხლისწყლის ორგანული ნაერთები (მეთილვერცხლისწყალი და სხვა) განსაკუთრებულად ტოქსიკურია, ვიდრე ვერცხლისწყლის არაორგანული ნაერთები, რაც აიხსნება პირველ რიგში მათი ლიპოფილობით და ორგანიზმის ფერმენტული სისტემების ელემენტებთან უფრო ეფექტური ურთიერთქმედების უნარით.

როგორც ზემოთ ვთქვით, ელემენტი ვერცხლისწყალი (Hg) უკიდურესად ტოქსიკურია ორგანიზმების უმეტესობისთვის, მათ შორის ადამიანებისთვის. ითვლება, რომ მისი მომაკვდინებელი ეფექტი გამოწვეულია გარკვეული ძირითადი მეტაბოლური ფერმენტების ფუნქციის დაბლოკვის უნარით. იმდენად ტოქსიკურია, დიდი ხანი ითვლებოდა, რომ ვერცხლისწყალს საერთოდ არ აქვს ბიოლოგიური ფუნქციები ცოცხალ სამყაროში. ყოველ შემთხვევაში, ეს იყო ვარაუდი მანამ, სანამ მკვლევარმა ჯგუფმა არ გამოაქვეყნა პირველი მტკიცებულება, რომ ორგანიზმების უნიკალური ჯგუფი, რომელსაც არა მხოლოდ უძლებს ეს არსება, არამედ რეალურად სარგებლობს ვერცხლისწყლის ქიმიური თვისებებით და მის გარეშე ამ ორგანიზმის სიცოცხლე ყოვლად წარმოუდგენელია. Nature Geoscience-ში 2016 წელს გამოქვეყნებულ ნაშრომში D.S. Gregoire და A.J. Poulain აჩვენეს, რომ ფოტოსინთეზურ მიკროორგანიზმებს, რომლებსაც მეწამულ არაგოგირდოვან ბაქტერიებს უწოდებენ (Purple non-sulfur Bacteria), შეუძლიათ გამოიყენონ ვერცხლისწყალი, როგორც ელექტრონის მიმღები ფოტოსინთეზის (ფოტოსინთეზი არის სინათლის რეაქცია საბოლოო ელექტრონის მიმღები არის NADP+, რომელიც მცირდება NADPH-მდე) დროს. ეს ბაქტერიები ახორციელებენ ფოტოსინთეზის პრიმიტიულ ფორმას, რომელიც განსხვავდება მცენარეებში გავრცელებული ფოტოსინთეზის ტიპისაგან. მცენარეებში ფოტოსინთეზის შემთხვევაში წყალი გამოიყენება როგორც ელექტრონის დონორი, ნახშირორჟანგი კი ელექტრონის მიმღები. ამ პროცესის შედეგია შაქრის გამომუშავება, ჟანგბადის გამოყოფა და ჰაერიდან ნახშირორჟანგის მოცილება. მეორეს მხრივ, მეწამულ არაგოგირდოვან ბაქტერიებს, როგორც წესი, ურჩევნიათ იცხოვრონ წყლიან გარემოში, სადაც მათთვის ხელმისაწვდომია შუქი, მაგრამ ჟანგბადის დონე დაბალია.

ისინი იყენებენ წყალბადს, როგორც ელექტრონის დონორს, და ორგანულ მოლეკულას, როგორიცაა გლიცეროლი და ცხიმოვანი მჟავები, როგორც ელექტრონის მიმღები. ეს ასევე იწვევს შაქრის წარმოებას. ეს პროცესი წარმოქმნის ძალიან ბევრ ელექტრონს, რომ მათი ორგანული ელექტრონის დონორი ვერ უმკლავდება, რაც იწვევს უჯრედში სხვა მოლეკულების დაზიანების პოტენციალის გაზრდას (მსგავსება სიმსივნურ უჯრედებთან).

მკვლევარების მიერ ნაჩვენები იქნა, რომ მეწამული არაგოგირდოვანი ბაქტერიები უკეთ იზრდებიან, როდესაც მათ გარემოში ვერცხლისწყალია. როგორც ჩანს, მიზეზი არის ის, რომ ბაქტერიები იყენებენ ვერცხლისწყალს ამ დამატებითი ელექტრონების მისაღებად, რაც ამცირებს ვერცხლისწყლის დაჟანგულობის ხარისხის დონეს. ჟანგვის მდგომარეობა ეხება ელექტრონების რაოდენობას, რომელიც ატომს შეუძლია მოიპოვოს ან დაკარგოს. ვერცხლისწყლის შემთხვევაში, როდესაც ის გადადის თავის დაბალ ჟანგვის მდგომარეობამდე დამატებითი ელექტრონების მოპოვების შემდეგ, ის ქმნის ნაკლებ ტოქსიკურ ორგანულ ნივთიერებებს, ეს უკანასკნელნი ორთქლად იქცევიან და ატმოსფეროში ორთქლდებიან. ვერცხლისწყლის მაღალი ჟანგვის მდგომარეობაში მას შეუძლია შექმნას ხსნადი ნაერთი მეთილ-ვერცხლისწყალი, რომელიც შეიძლება იყოს ტოქსიკური სხვა ორგანიზმებისთვის.

სწორედ მსგავსი მექანიზმი იქნა აღმოჩენილი ადამიანის სიმსივნური უჯრედების ნაწილში 2022 წელს. სადაც ბიოლოგიური ჟანგვის რეაქციებში ელექტრონების აქცეპტორს სწორედ ვერცხლისწყალი ასრულებს.

ბრომი (ლათ. Bromum). წარმოადგენს ქიმიური ელემენტს, რომლის სიმბოლოა Br, ხოლო ატომური ნომერი 35. ბრომი არის ქიმიურად აქტიური არამეტალი. მოთავსებულია მე-4 პერიოდის 17 ჯგუფში და განეკუთვნება ჰალოგენებს.

ბრომი კოროზიული და ტოქსიკურია. ნორმალურ პირობებში მურა წითელი ფერის მძიმე სითხეა, ძალიან არასასიამოვნო სუნით. ბრომის მოლეკულა ორატომიანია (ფორმულა Br2). ბუნებრივი ბრომი ორ იზოტოპს შეიცავს: 79Br და 81Br , ხელოვნურად მიღებულია ბრომის თერთმეტი რადიაქტიური იზოტოპი. ბრომი არის გაფანტული (მიმობნეული) ელემენტი - თუმცა ვერცხლისწყალის მსგავსად მსოფლიოს ყველა კონტინენტზე გვხვდება. მინერალები, რომელშიც შედის ბრომი მთავარ შემადგენელ კომპონენტად, ბუნებაში იშვიათად გვხვდება. ყველაზე ცნობილი მათ შორის არის ბრომარგირიტი ან ბრომირიტი AgBr. შედარებით დიდი რაოდენობით ბრომს შეიცავს ზღვის წყალი, მინერალური წყლები და ზღვის წყალმცენარეები. ცნობილია ზოგიერთი ღრუბელი, მოლუსკები და მარჯნები, რომელთა სხეულები ძირითადად შედგება ბრომის ორგანული ნაერთებისაგან. უძველესი დროიდან ცნობილია საღებარი პურპური, რომელიც მოიპოვებოდა ზოგიერთი სახის ზღვის მოლუსკებიდან.

ბრომი არის d ელემენტი, ბევრ რამეში უჩვეულო თვისებებით. ის არის ერთადერთი არამეტალია, რომელიც ნორმალურ პირობებში არის თხევადი. ბრომი არის ერთ-ერთი იმ მარტივი ნივთიერებებიდან ვერცხლიწყალთან ერთად, რომელიც ოთახის ტემპერატურაზე არის თხევადი. ბრომი გამოიყენება მედიცინაში. მისგან ამზადებენ მედიკამენტებს შინაგანი და გარეგანი მოხმარებისათვის. მედიცინაში ნატრიუმის ბრომიდი, კალიუმის და ამონიუმის ბრომიდი გამოიყენება, როგორც დამამშვიდებელი საშუალება. თუკი ჰაერში ბრომის შემცველობა აღწევს 0.001% (მოცულობით), იწვევს ლორწოვანი გარსის გაღიზიანებას, თავბრუსხვევას, ხოლო უფრო მაღლი კონცენტრაციები კი - სასუნთქი გზების სპაზმს, მოგუდვას. ბრომის იონებია ტვინში, ჰიპოფიზში მაღალმოლეკულური ორგანული ნაერთის სახით. არსებობს აზრი იმის შესახებ, რომ ჰიპოფიზი ბრომ–ჰორმონს გამოყოფს, რომელსაც ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში შეკავების უნარის აღდგენისა და გაძლიერების თვისება აქვს. ჟურნალში Cell-ის მიერ გამოქვეყნებულ ნაშრომში, ვანდერბილტის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა პირველად დაადგინეს, რომ ბრომი, სამყაროს 92 ბუნებრივ ქიმიურ ელემენტს შორის, არის 29-ე ელემენტი, რომელიც აუცილებელია ქსოვილის განვითარებისთვის ყველა ცხოველში, პირველყოფილი ზღვის არსებებიდან დაწყებული ადამიანებამდე. . ."ბრომის გარეშე ცხოველები არ არსებობენ... ეს არის აღმოჩენა", - ამბობს ბილი ჰადსონმა, მეცნიერებათა დოქტორი, ნაშრომის უფროსი ავტორი და ელიოტ ვ. ნიუმენის მედიცინის პროფესორი.

მკვლევარებმა, სკოტ მაკკოლი, კრისტოფერ კამინგსი, დოქტორი და გოტამ (ჯეი) ბჰავე, MD, Ph.D., აჩვენეს, რომ ბუზები კვდებიან, როდესაც ბრომი ამოიღეს მათი რაციონიდან, მაგრამ გადარჩნენ, როდესაც ბრომი. აღდგა.

ამ აღმოჩენას აქვს მნიშვნელოვანი გავლენა ადამიანის დაავადებაზე. „პაციენტთა მრავალ ჯგუფს… გამოვლინდა ბრომის დეფიციტი“, - თქვა მაკკოლმა, (M.D./Ph.D.). მაგალითად, ბრომის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს დიალიზზე მყოფი პაციენტების ჯანმრთელობა ან ტოტალური პარენტერალური კვებაზე მყოფი პაციენტების მდგომარეობა (TPN). კვლევა არის ვანდერბილტის ჯგუფის საეტაპო ნაშრომების უახლესი სერიიდან, რომელიც დაეხმარა იმის გარკვევაში, თუ როგორ ეკვრის ბრომი კოლაგენის IV ტიპს ყველა ქსოვილის ბაზალურ მემბრანაზე, მათ შორის თირკმლის ფილტრაციის ელენეტებში - გლომერულებში და მარყუჟებშიც კი.

ჰადსონმა ამბობს, რომ ბრომის ბიოროლის შესახებ აღმოჩენას საფუძველი დაედო 30 წელის წინ, როდესაც ის კანზას უნივერსიტეტის სამედიცინო სკოლაში იყო.

ჰადსონი გადავიდა ვანდერბილტში 2002 წელს. 2009 წელს მედიცინის პროფესორმა რობერტო ვანაკორის ხელმძღვანელობით, ჟურნალ Science-ში განაცხადეს ახალი სულფილიმინური კავშირის აღმოჩენის შესახებ გოგირდის ატომსა და აზოტის ატომს შორის, რომელიც მოქმედებს როგორც „ადჰეზია/შეწებება“ კოლაგენის IV ტიპის დასაკავშირებლად. მოლეკულები, რომლებიც ქმნიან საყრდენებს უჯრედებისთვის.

ჩვენს მიერ ჩატარებული იქნა, პროსტატის სარძევე ჯირკვლის, ფილტვის არაწვრილუჯრედოვანი კიბოს და ოსტეოსარკომის სიმსივნურ უჯრედებში და ასევე პროსტატის, ძუძუს, ფილტვის და ძვლოვან უჯრედებში ვერცხლისწყლისა და ბრომის რაოდენობრივი და თვისობრივი ანალიზი შესწავლა. აღმოჩნდა, რომ ჯანმრთელი და სიმსივნური უჯრედები ბრომს დაახლოებით თანაბარი რაოდენობით შეიცავენ, უმნიშვნელოდ მეტია ჯანმრთელ უჯრედებში. ხოლო ვერცხლისწყალი სიმსივნურ უჯრედებში 38.7%-ით მეტია ვიდრე ჯანმრთელ უჯრედებში. აღმოჩნდა, რომ ორივე ელემენტი იმყოფებოდა იონურ ანუ არაორგანულ მდგომარეობაში, რის შემდეგაც ჩვენი კვლევა წავიდა იქეთკენ თუ რა სახის არაორგანული ნივთიერებების სახით იყო ეს ორი ელემენტი სიმსივნურ უჯრედებში. აღმოჩნდა, რომ სიმსივნურ უჯრედებში ვერცხლისწყალი და ბრომი იმყოფებიან ვერცხლისწყლის ბრომიდის HgBr2, რაც ციტოპლაზმასა და კარიოლიმფაში ანუ ბირთვის წვენში (აღმოვაჩინეთ ასევე მიტოქონდრიების ლიზატშიც) იმყოფებიან დისოცირებულ ანუ ჰიდროლიზურ მდგომარეობაში. ადამიანის და ყველა სახეობის ცოცხალ ორგანიზმში ის ასევე მონაწილეობს როგორც პრომოტორი ალკოჰოლების გლიკოლიზაციის რეაქციაში. ასევე საინტერესოა, რომ ეს ნაერთი ბუნებაში თავისუფალი სახით მხოლოდ ცოცხალ ორგანიზმებში გვხვდება, ხოლო ვერცხლისწყლის ნაერთებიდან HgBr2 არის ყველაზე ნაკლებტოქსიკური (ORAL (LD50): Acute: 40 mg/kg [Rat]). ჩვენი ინტერესი იქეთკენ მიდის, თუ რაში იყენებს სიმსივნური უჯრედები ჭარბი რაოდენობით ვერცხლისწყალს, ხომ არ მონაწილეობს იგი ასევე ისეთ პროცესებში როგორიცაა მემბრანული პოტენციალის შექმნა. რადგანაც, ცნობილია, რომ სიმსივნური უჯრედები ინტაცელულური ანუ უჯრედშიგა კალიუმის შემცირებას ადვილად გადაურჩებიან ვიდრე ჯანმრთელი უჯრედები, ხომ არ ასრულებს ვერცხლისწყალი ამ ფუნქციას.

ჩვენი ყურადღება მიიპყო შემდეგმა კვლევამ “Bioelectric controls of cell proliferation, 2009”, სადაც აღნიშნულია, რომ: მიმდინარე მრავალრიცხოვანმა სამეცნიერო კვლევებმა უკვე აჩვენეს, რომ ემბრიონული განვითარებისა თუ ქსოვილთა რეგენერაციის პროცესებში ძირითად განმსაზღვრელ როლს ბიოელექტრული სიგნალები თამაშობს, რომელთა გენერაციაც უჯრედული მემბრანის მონაწილეობით მიმდინარეობს. მაგალითად, რქოვანას ჭრილობის შეხორცების მოდელზე Nაჩვენები იქნა, მემბრანული პოტენციალის რხევები, რომლებიც ქმნიან ქსოვილებში უჯრედთა მიგრაციას, მათ პოლარიზაციასა და გაყოფის სიხშირეს, ანუ - დაზიანებული ქსოვილის აღდგენას. უჯრედული მემბრანის პოტენციალი ფორმირდება მემბრანაშივე არსებული იონური არხების მონაწილეობით. იონურ დენებს, როგორც გამოკვლევები უჩვენებს, უდიდესი მნიშვნელობა აქვთ უჯრედებიოს - მიობლასტების, კარდიომიოციტების, ნეირონების - გაყოფის (და ასევე დიფერენციაციის) საქმეში. მათი გაყოფისა და შერწყმისას მემბრანის პოტენციალი იცვლება 10-დან 70 მვ-მდე (ხოლო სიმსივნურ უჯრედებში 15-დან 103 მვ-მდე), ანუ მემბრანა უფრო მეტად იმუხტება უარყოფითად (ჰიპერპოლარიზდება). თუმც კი, რომელია აქ გამოსავალი და რომელი - მიზეზი: ან ელექტროსიგნალებია მემბრანულ ცვლილებათა შედეგი, ან კი პირიქით: დღემდე გაურკვეველი იყო.

თაფტსის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა, მედფორდიდან (Tufts University, Medford, მასაჩუსეტსი, აშშ) შეისწავლეს მემბრანულ;ი პოტენციალის ცვლილებების ზეგავლენა ადამიანის ძვლის ტვინის მულტიპოტენტური მეზენქიმური სტრომული უჯრედების დაყოფის უნარზე. მეცნიერებმა თავდაპირველად გამოიკვლიეს, დამოკიდებულია თუ არა უჯრედის მემბრანული პოტენციალის ცვლილება უჯრედის გაყოფის სტადიაზე. მკვლევარებმა უჯრედის გაყოფის „გამშვებ მექანიზმად“ ორი ნივთიერების - დექსამეტაზონის და ინდომეტაცინის - ქიმიური ზემოქმ,ედება გამოიყენეს, ხოლო შემდეგ აკვირდებოდნენ ფლუორესცენტული საღებავით შეღებვის სიმკვეთრეს, რაც, თავის მხრივ, რეაგირებდა მემბრანული პოტენციალის სიდიდეზე (უჯრედის დეპოლარიზაციაზე). გაირკვა, რომ ფლუორესცენცია კლებულობდა უჯრედის დიფერენციაციასთან ერთად, ანუ პოტენციალი ქვეითდება და წარმოებს უჯრედული მემბრანის ჰიპერპოლარიზაცია. და მიმდინარეობს ეს თანდათანობით - მეორე, მესამე კვირის განმავლობაში, ხოლო მაქსიმუმს აღწევს უჯრედის დიფერენციაციის მეოთხე კვირაზე.

შემდგომ მეცნიერებმა შეამოწმეს, როგორ იმოქმედებდა უჯრედის მემბრანის ჰიპერპოლარიზაციის ხელოვნური შემცირება უჯრედთა დაყოფაზე. უჯრედის მემბრანის დეპოლარიზაციას ისინი აღწევდნენ კალიუმის იონების კონცენტრაციის მომატებით უჯრედთა საკულტივაციო არეში. ამგვარი ზემოქმედების შეფასებას ახდენდნენ მარკერების გამოჩენით - დამახასიათებელი გენებით, რაც ჩნდებოდა გამოსაკვლევი უჯრედების დიფერენციაციის დროს. ასევე უჯრედთა კოლონიებს ღებავდნენ სპეციფიკური საღებავით - გარკვეული ტიპის უჯრედებისათვის. აღმოჩნდა, რომ უჯრედული მემბრანის დეპოლარიზაცია თრგუნავს (აქვეითებს) უჯრედთა დაყოფას (ეს ხსნის სიმსივნური უჯრედების გაცილებით ხანგრძლივ უჯრედულ ციკლებს ჯანმრთელ უჯრედებთან შედარებით, თუმც ის განსხვავებაა, რომ სიმსივნური უჯრედები არ კვდება, ჯანმრთელები კი აპოპტოზით კვდებიან), ამასთან - შექცევადად. სტანდარტულ პირობებში დაბრუნებისას ძვლის ტვინის ღერძული უჯრედები აღიდგენდნენ გაყოფის მათეულ უნარს სამი კვირის შემდეგ. ამასთან, მემბრანული პოტენციალი უბრუნდებოდა საწყის დონეს.

მაშინ მკვლევარებმა გადაწყვიტეს საპირისპირო ექსპერიმენტის ჩატარება - გაეზარდათ უჯრედის მემბრანის ჰიპერპოლარიზაცია. საამისოდ უჯრედებზე იმოქმედეს შესაბამისი ნივთიერებებით -პენაციდილითა და დიაზოქსიდით. შვიდი დღე-ღამის შემდეგ უჯრედთა დიფერენციაციის ეფექტურობის შეფასებამ უჩვენა, რომ მარკერი-გენების ექსპრესია 2-4-ჯერ გაიზარდა. ამასთან ერთად იზრდებოდა სამარკერო გენების ექსპრესიაც. ასე, რომ თაფსტის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა, მედფორდიდან, შესძლო დაემტკიცებინა, რომ მემბრანული პოტენციალის ცვლილებები, მიმართული ჰიპერპოლარიზაციისაკენ, წინ უსწრებს უჯრედთა დიფერენციაციას, და რომ ყოველივე აღნიშნულის შედეგად შესაძლებელია მეზენქიმური სტრომული უჯრედების დიფერენციაციის ეფექტურობის გაზრდა შესაბამისი ნივთიერებების ზემოქმედებით.

ამჟამად მკვლევარები სწავლობენ უჯრედული პოტენციალის გავლენის მექანიზმებს უჯრედთა დიფერენციაციაზე. მეცნიერები დარწმუნებულნი არიან, რომ მომავალში მემბრანის პოტენციალის კონტროლი ფართოდ იქნება გამოყენებული ღერძული/ღეროვანი უჯრედების სხვადასხვა ტიპის დიფერენციაციის სასტიმულაციოდ - საჭირო მიმართულებით და სიმსივური დაავადების მკურნალობის ფუნდამენტური მექანიზმებიც გადაიხედება. ჩვენ შეგვიძლია გარკვეულ ნივთიერებათა ზემოქმედებით გავზარდოთ ან შევამციროთ მებრანული პოტენციალი ორგანიზმში, ეს ნივთიერებებია ბიოაქტიური ნივთიერებები კერძოდ ნეიროტრანსმიტერები რომლებიც არიან ქიმიური მესინჯერები/ნივთიერებები, რომელთა გარეშეც ჩვენი სხეული ვერ იფუნქციონირებს. მათი ამოცანაა ქიმიური სიგნალების („შეტყობინებების“) გადატანა ერთი ნეირონიდან (ნერვული უჯრედი) მომდევნო სამიზნე უჯრედამდე. შემდეგი სამიზნე უჯრედი შეიძლება იყოს სხვა ნერვული უჯრედი, კუნთოვანი უჯრედი ან ჯირკვალი. სინაფსებში ნეიროტრანსმიტერის გამოთავისუფლება იწვევს ინჰიბიტორულ პოსტსინაფსურ პოტენციალს (IPSP), პრესინაფსური მემბრანის ჰიპერპოლარიზაციას. მაგალითად, როდესაც ნეიროტრანსმიტერი GABA (გამა-ამინობუტერინის მჟავა) გამოიყოფა პრესინაფსური ნეირონიდან, ის უკავშირდება და ხსნის Cl– არხებს. ვითარდება ჰიპერპოლარიზაცია... ამრიგან, ადამიანის ორგანიზმის სრულფასოვანი შესწავლით ჩვენ შევძლებთ ინდივიდუალურად ვმართოთ კონკრეტული დაავადების მიმდინარეობის მიმართულება... ნივთიერებათა კორექციით (ნორმალიზებით) დაავადებულ ორგანიზმში შესაძლოა მოვახდინოთ დაადადების პროგრესირების შეფერხება და უკუგანვითარებაც კი, რასაც წარმატებით ახორციელებს ტრადიციული ჩინური და იაპონური მედიცინა და რაც აისახება მათი ავადობის მაჩვენებლებში. ცნობილია, რომ დაავადებული ადამიანის ორგანიზმის მიერ გენერირებული ელექტრომაგნიტური ველი, რადიკალურად განსხვავდება ჯანმრთელი ადამიანის მიერ გენერირებული ელექტრომაგნიტური ველისაგან. თუ განვიხილავთ, რომ ელექტრომაგნიტური ველი, ფიზიკური ველების ერთ-ერთი სახეა, რომლის მეშვეობით ხორციელდება ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკების ან მაგნიტური მომენტების მქონე ნაწილაკების ურთიერთქმედება, მათი სუმარული ეფექტი ანუ გენერირებული სიდიდე უნდა შეესაბამებოდეს ადამიანის ორგანიმში კონკრეტული ორგანოს მიერ გამოსხივებულ ელექტრომაგნიტური ველის სიდიდეს; მაგალითად თავის ტვინის, ფილტვის ღვიძლის, თირკმლის და ა.შ. ელექტრომაგნიტურ ველს ახასიათებს კოორდინატების 2 ვექტორული ფუნქცია - ელექტრული ველის დაძაბულობა (მოქმედების პოტენციალი) ან მაგნიტური ინდუქცია (ხშირად იყენებენ სხვა ვექტორულ ფუნქციას - მაგნიტური ველის დაძაბულობას ანუ მოსვენების პოტენციალი). ელექტრომაგნიტური ველის კერძო შემთხვევებია უძრავი ელექტრული მუხტებით შექმნილი სუფთა ელექტრული ველი და მუდმივდენიანი უძრავი გამტარებით ან მუდმივი მაგნიტებით შექმნილი სუფთა მაგნიტური ველი (თავის ტვინის ქერქში გენმერირებული ელექტრომაგნიტური ველი - ფიქრები, ოცნებები, მეხსიერება, აზროვნება ანუ ცნობიერების ელემენტები ...). თუმცა ეს ველები ათვლის სხვა ინერციულ სისტემებში, რომლებიც იმ სისტემის მიმართ მოძრაობენ, რომელშიც აღნიშნული ელექტრული და მაგნიტური ველების წყაროები უძრავნი არიან, უკვე არ იქნება არც სუფთა ელექტრული და არც სუფთა მაგნიტური ველი. ანუ იქნება შერეული სისტემა, რაც გულისხმობს ადამიანის სრულად ტრანსფორმაციას ფიზიკური სხეულიდან ეთერულში მისი ყველა მახასიათებლის შენარჩუნებით ... თუმცა არ ექნება უძრაობის მასა ... მაგრამ იქნება იგივე ადამიანი... და ამავდროულად იმ სივრცეში უკვე სხვა დროა ან დრო საერთოდ არ არის (ურწმუნოთა საყურადღებოდ! რა ვქნათ ეს ხომ კლასიკური ფიზიკაა ... რაოდენაც არ უნდა მოგეწონოთ აქ ირეალურის არსებობა სრულად რეალურია ... ისევე როგორც მაცხოვრის აღდგომა და მომავალი აპოკალიფსი... ამიტომაც არ მგონია დაავადებები იყოს დაუმარცხებლები... ყველა დაავადება უნდა დაბრუნდეს პანდორას ყუთში ... !!!). ცვლადი ელექტრული და მაგნიტური ველები, რომლებიც ერთიან ცვლად ელექტრომაგნიტურ ველს ქმნიან, ერთმანეთთან განუყოფლად არიან დაკავშირებულნი ... ანუ ელექტრული ველი ქმნის ფორმირებულ მასას, მაგალითად ადამიანის ორგანიზმს ... ხოლო მაგნიტური ველი არის მისი სრულინფორმაციული გამოსხივება ანუ ადამიანი ველის მდგომარეობაში, თუმცა ფორმირებული და ერთიანი ... ელექტრომაგნიტური ველის კანონები უძრავ გარემოში აღიწერება მაქსველის განტოლებებით... ანუ ადამიანის ორგანიზმში მიმდინარე პროცესები ემორჩილება და აიხსნება მაქსველის განტოლებებით/კანონებით... რაც თამამად ტრანსლირდება ადამიანის ორგანიზმში მიმდინარე ბიოქიმიურ რეაქციებში, რასაც საფუძვლად მაქსველის ბიოფიზიკური კანონები უდევს...

და ბოლოს რის ხარჯზე აქვს სიმსივნურ უჯრედს უფრო მაღალი ელექტრული მუხტი ვიდრე ჯანმრთელს ? ჩვენ ვნახეთ, რომ სიმსივნურ უჯრედში უფრო მეტი ვერცხლისწყალია ვიდრე ჯანმრთელ უჯრედში, ნაწილი ვერცხლისწყლის ბრომიდის სახით, ნაწილი კი არავინ იცის... არსებობს ვერცხლისწყლის ტუმბო? ამ კითხვაზეც არ გვაქვს პასუხი... თუმცა გვაქვს მეტად საინტერესო მიგნება... როგორც ზემოთ ვახსენეთ ვერცხლისწყალს აქვს დიამაგნიტური თვისებები… მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში არის კიდევ 5 ელემენტი დიამაგნიტური თვისებით: ბისმუთი, ვერცხლი, ნახშირბადი, ტყვია და სპილენძი... ამათგან ყველაზე ძლიერი დიამაგნიტი ვერცხლისწყალია...

ცალკეული ატომური ელექტრონის წვლილი იზოლირებული ატომის დიამაგნიტურ ამთვისებლობაში შეადგენს - e2r2/6mc2, სადაც e არის ელექტრონის მუხტი, r2 ელექტრონის საშუალო კვადრატული დაშორებაატომის ბირთვიდან, m არის ელექტრონის მასა, ხოლო c - სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში.

თუ ტემპერატურა ძალიან მაღალი არ არის, ატომთა სითბური მოძრაობა უმნიშვნელო გავლენას ახდენს ელექტრონის შიგაატომურ მოძრაობაზე, რის გამოც ნივთიერების დიამაგნეტიზმი ტემპერატურაზე პრაქტიკულად არ არის დამოკიდებული.

ლითონებსა და ნახევრადგამტარებში სავალენტო ელექტრონების ნაწილი თითქმის დაუბრკოლებლად მოძრაობს ატომიდან ატომისკენ. გარე მაგნიტური ველის ზეგავლენით „თავისუფალი“ ელექტრონები დაკვანტულ სპირალურ ორბიტებზე იწყებენ მოძრაობას, რასაც თან სდევს დიამაგნეტიზმის მოვლენა რასაც ეწოდება ე.წ. ლანდაუს დიამაგნეტიზმი.

როცა მაგნიტური ველი სუსტია, დიამაგნიტური ამთვისებლობა ველის დაძაბულობისაგან დამოუკიდებელი სიდიდეა, მაგრამ, თუ თემპერატურა ძალიან დაბალია, ხოლო მაგნიტური ველი საკმაოდ ძლიერი, ზოგიერთ ლითონსა და ნახევრად გამტარში შეიმჩნევა დიამაგნიტური ამთვისებლობის პერიოდული დამოკიდებულება ველის დაძაბულობაზე ამ მოვლენას დე-ჰააზისა და ვან-ალფენის ეფექტს უწოდებენ.

ყველაზე ძლიერი დიამაგნეტიზმი ახასიათებს ზეგამტარებს, მათ შიგნით მაგნიტური ველის ინდუქცია ნულის ტოლია - მაისნერის ეფექტი. ზეგამტარების იდეალური დიამაგნეტიზმი განპირობებულია არა შიგაატომური, არამედ მაკროსკოპული დენებით, რომლებიც გარს ედინებიან ნიმუშის ზედაპირს.

ამრიგად, მაგნიტური ველის ინდუქციის ცვლილებით შესაძლებელია, მაღალი დიამაგნიტური ნივთიერების ანუ ადამიანის ორგანიზმში ვერცხლისწყლის მიერ გენერირებული მაღალი ელექტრული პოტენციალის ცვლილება შესაძლებელია ორგანიზმზე იგივე მაგნიტური ველის სხვადასხვა სიხშირის ზემოქმედებით, რაც ორგანიზმში/ორგანოში მოახდენს ელექრტული პოტენციალის გენერირების წამიერ შეწყვეტას ე.წ. „შოკურ ეფექტს“, კარდიოდეფიბრილაციის მსგავსად და შემდგომში ორგანო დაიწყებს ახალი ანუ ჯანსაღი რიტმიკით ფუნქციონირებას...

ადამიანის ორგანიზმის ელექტრომაგნიტურ ველს ქმნის 29 ქიმიური ელემენტი და იგი რეგულირდება ბიოაქტიური ნივთიერებების/ნეიროტანსმირეტების აქტივატორული და მაინჰიბირებელი მოქმედებით... ფიზიკო-ქიმიურ დონეზე ორგანიზმის ფუნქციონირების დარეგულირება განსაზღვრავს პათოლოგიის დროს გარკვეულ დაავადებათა ნაწილობრივ ან სრულ შექცევადობას... რაც არ გავს „ცდისა და შეცდომის“ პრინციპით მკურნალობას, რომელიც ფიზიკური გაგებით ბროუნის მოძრაობას შეიძლება შევადაროთ …

თბილისის სახელმწიფო სამედიცინო უნივერსიტეტის პროფესორი, ალექსანდრე თავართქილაძე