Биоэлементология как синтезирующее направление в естествознании (приглашение к дискуссии)

Скальный А.В.

БИОЭЛЕМЕНТОЛОГИЯ КАК СИНТЕЗИРУЮЩЕЕ НАПРАВЛЕНИЕ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ

В статье приведены основополагающие моменты, касающиеся научного направления - биоэле-ментологии. Представлены главные задачи и цели, решение которых приведет к получению приоритетных научных данных, имеющих мировое значение, и созданию новых технологий, направленных на улучшение качества среды обитания и условий жизни человека и человечества, организации и управлению биосферными и медико-демографическими процессами.

В последние годы в научной литературе в дополнение к давно установившейся терминологии (деление химических элементов на органогены, или биогенные, макро-, микро-, ультрамикроэлементы, эссенциальные, токсичные, условно токсичные элементы, следовые, примесные элементы и др.) [Вой-нар, 1960; Ковальский, 1974; Георгиевский и др., 1979; Ершов и др., 2003], появились новые понятия, такие как «микроэлементоз» (Авцын и др., 1991), «атомовит» и «атомовитоз» (Сусликов,

2000), стали активно употребляться термины «биоэлемент», «биоэлементоз», «биоэлементология»

Так, к биоэлементам Е.Е. Крисс, И.И. Волченс-кова, А.С. Григорьева и др. (1986) отнесли К, Ка, Mg, Са, Р, О К, С, Б, С1, Бе, Мп, гп, Со, V, Сг, N1, Си, Мо, I, Бе, Б1, Б, Вг, Аз, возможно Бп, подразумевая, что биоэлементы - это химические элементы, играющие определенную биологическую роль в организме (Бик-кулова, Ишмуратова, 1999).

В 1999 г. вышла в свет монография А.Т. Бикку-ловой и Г.М. Ишмуратовой «Биоэлементология б, р-, ё-элементов», в которой авторы, не давая четкого определения понятий «биоэлемент» и «био-элементология», указывают, что «предметом био-элементологии является изучение биоактивных, сложных, координационных соединений элементов - неметаллов и металлов, влияния их недостатка или избытка на организм человека и условия биосферы (исключение составляют ^элементы периодической системы). Биоэлементология объясняет важность постоянства качественного и количественного состава биоактивных элементов и их соединений, которые находятся в основе равновесия биологических и экологических систем биосферы». А.Т. Биккулова и Г.М. Ишмуратова также отмечают, что «изучение биоэлементологии определяет связь живых организмов, в том числе человека, с окружающей биосферой, единство живой и неживой природы».

Существуют также термины «биометаллы» или «металлы жизни» (Уильямс, 1975), под которыми подразумеваются металлы, содержащиеся в

составе живых организмов и играющие важную роль в биохимических процессах.

То есть в настоящее время существуют две основные группы классификации химических элементов. Первая отражает только количественные характеристики, то есть содержание элементов в живых организмах (например, макро-, микро-, ультрамикроэлементы), а вторая - качественные характеристики, то есть указывает на биологическую роль и физиологическое значение того или иного элемента. Если правильность количественного подхода не вызывает особых вопросов с точки зрения классификации, так как он отражает неизменный факт, а именно количественный диапазон того или иного элемента, свойственный живому организму, то деление элементов по качественным признакам (жизненно необходимые, токсичные и др.) дискутабельно, так как по мере углубления изучения биологической роли химических элементов представления об их эссенциальности или токсичности существенно меняются (Михалева и др.,

2001), а с открытием новых биохимических элементов появляются новые представления о влиянии химических элементов на те или иные органы и системы (Скальный, 2004). То есть на современном этапе развития учения о биологической роли химических элементов наблюдается определенный терминологический кризис, в основном отражающий, с нашей точки зрения, затруднения с объяснением фундаментальных различий между действием на живые системы химических элементов, находящихся в виде различных соединений и состояний.

На наличие указанного терминологического кризиса впервые обратил внимание И.А. Рудаков. Он предложил использовать термин «биоэлемент» для обозначения «главных» химических элементов в организме в отличиеот элементов, находящихся вне организма, причем основным отличием первых от вторых «является именно их причастность к жизни, жизненным процессам». Как указывает И.А. Рудаков, в результате недостатка или избытка одного или нескольких элементов может развиться комплекс функциональных и/или органических нарушений - так называемый дисэлементоз, или

биоэлементоз. «По своей сути практически каждое заболевание является биоэлементозом, то есть следствием, проявлением или причиной нарушения биоэлементного состава организма» (Скальный, Рудаков, 2004).

Под химическим элементом подразумевают совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Энергетическое состояние химических элементов зависит от состояния ядра и состояния электронов на внешних (валентных) орбитах.

Химические соединения представляют собой химически организованные совокупности элементов.

В настоящее время химические соединения подразделяют на неорганические, органические и био-неорганические соединения. По нашему мнению, правильнее было бы ввести более соответствующее понятие абиотических и биотических соединений (согласно учению В.И. Вернадского о биосфере).

Все организмы представляют собой сложную комбинацию биотических и абиотических соединений и способны «переводить» химические элементы из соединений одного вида в другие.

Организм получает из внешней среды как абиотические, так и биотические соединения. Химические элементы, входящие в состав одних соединений (например, абиотических), он способен использовать для синтеза других (биотических) и наоборот.

Под биоэлементом (биотическим элементом) можно подразумевать биотическое соединение как функционально-структурную единицу организации живой материи. Согласно нашим представлениям, «биотическая элементология» (или биоэлементология) является частью науки - общей эле-ментологии. Как научное направление она объединяет биологию, биохимию, биоорганическую и

бионеорганическую химию и связанные с ними науки. Предметом биоэлементологии является изучение источников поступления, обмена и воздействия химических элементов и их соединений на деятельность живых систем и организмов.

По нашему мнению, современные тенденции в мировой науке, ведущие к синтезу качественно новых знаний о человеке и человечестве, его взаимодействии с биосферой на основании интеграций фундаментальных естественнонаучных данных, будут способствовать становлению и развитию биоэлементологии как синтезирующего научного направления. Одна из задач ученых-элементоло-гов заключается в осмыслении перспектив биоэле-ментологии и разработке основных направлений ее развития. Сохранение и создание новых фундаментальных физико-химических и биологических научных школ в России и ряде стран бывшего СССР, в первую очередь Украине и Белоруссии, способно, по нашему мнению, привести к получению приоритетных научных данных, имеющих мировое значение, и созданию новых технологий, направленных на улучшение качества среды обитания и условий жизни человека и человечества, организацию и управление биосферными и медико-демографическими процессами.

Автор выражает свою искреннюю благодарность к.т.н. В.Е. Зайчику, д.м.н. И.А. Рудакову и А.Р. Грабеклису за ценные замечания, высказанные в ходе обсуждения статьи.

Шёшё ёпнёи^ааШе ёёбадаооди:

1. Ё^aaёййёёё A.A. Aaїбёiё+aйёay yёїёїaёy. - I.: Iaбёa, 1974. - 300 й.

2. Aa6ui A.L, ^aai6ma A.A., Dё0 I.A., N66i^iaa Ё.Й. Іёёбїyёaia^6ї9й: y6ёїёїaёy, ёёaййёбёёaбёy, їбaa^їїa6ёy. - I.:

Iaaёбё^a, 1991. - 49б й.

3. Nбйёёёїa AA Aaїбёiё+aйёay yёїёїaёy aїёa9^aё: A 4 6. 0.2. A6їiїaё6й. - I.: Aaёёїй ADA, 2000. - б72 й.

4. Aёёёбёїaa A.O., E0iббa6їfaa A.I. Aёїyёaia^6їёїaёy s-, ^P-,d- yёaia^6їa. - Nia.: «Iaбёa», 1999.

5. A60ia £.A., meia A.A., Aa6iaia A.Q., Ё1ёж1ёё A.Q. IMay бёiёy. Aёїбё9ё+aйёay бёiёy. Oёiёy aёїaa^^йб yёaia^6їa. -I.: Aйй0ayl0ёїёa, 2000.

6. Nёaёй^йё A.A., Dбaaёїa E.A. Aёїyёaia^6й a iaaёбё^a. - I.: E9aa6aёййёёё aii «Пёёй 21 aaё», Iёб, 2004. - 272 й.

7. Nёaёй^йё A.A,. Oёiё+aйёёa yёaia^6й a бё9ёїёїaёё +aёїaaёa ё yёїёїaёё +aёїaaёa. - I.: Ie6, 2004. - 21б й. s. Aїё^aб A.E. Aёїёїaё+aйёay б^ёй iёёбїyёaia^6їa a їбaa^ё9ia жёaї6^йб ё +aёїaaёa. I.: Aйй0. 0ёїёa, 19б0.

9. Aaїбaёaaйёёё A.E., A^^a^ё^a A.i., Naiїбё^ A.O. Iё^aбaёй^^a їё6a^ёa жёaї6^йб. I.: Ё1ёт, 1979. - 471 й.