Представьте, что человеческий организм тоже содержит внутренние ресурсы для выработки энергии! Электричество можно получать от бактерий, которые обитают в толстом и тонком кишечнике.
Подобно тому, как человеческая цивилизация использует энергию и передает ее на расстоянии, так и кишечные бактерии перегоняют по внутренним полостным трубам углеводороды – носители химической энергии. В любой живой клетке присутствует движение, а значит, и потенциальная возможность получать электрическую энергию. Молекулы – главное клеточное топливо, непрерывно подвергаются производству: делению, передвижению и т.п. Разные реакции организма по-разному влияют на темп передвижения. Наиболее «влиятельная» реакция – дыхание. В процессе дыхания происходит отделение электрона от органической молекулы и передача его по дальнейшей цепочке.
В процессе дыхания – жизнетворного действия всех живых организмов, в первую очередь – людей, электроны достигают атомов кислорода и заполняют их оболочку. Но стоит вспомнить о том, что в земном мире признается существование микроорганизмов, легко обходящихся без кислорода. У них бактерии не переносят электроны внутри клеток, а выносят их наружу. Имеется в виду т.н. ВПЭ – внеклеточный перенос электронов.
Именно ВПЭ стал основой идеи получения электроэнергии из живой клетки. Была предложена уникальная технология, названная «микробная топливная ячейка». Суть ее состоит в том, чтобы использовать внутренние ресурсы каждой клетки, в которой бактерии выталкивают электроны наружу благодаря разности потенциалов. Изначально считалось, что это происходит в процессе окисления или брожения, а там, где кислорода нет, - само собой, при наличии нужных минералов в изобилии.
Ученые Университета Калифорнии в Беркли и в частности Дэниел Портной исследовали бактериальный мир пищеварительной системы человека. Патоген «листерия» выживает внутри без кислорода, за счет одних питательных веществ. Искусственная среда, в которую помещали такие бактерии, помогала генерировать электроток. Листерия знаменита тем, что способна обеспечивать восстановление валентности железа, что подразумевает внеклеточный перенос электронов. Научные публикации в журнале Nature, осуществленные калифорнийскими учеными, обнародовали новое слово в науке.
Открытие коснулось генов и белков. Выяснилось сходство начальных стадий процесса переноса с аналогичными передвижения в ВПЭ в условиях выживания. Однако дальнейшее сходство не прослеживается. Электроны выносятся наружу не одни, а вместе с флавинами – органическими молекулами, которые могут легко передавать их другим бактериям, белкам и минеральным частицам в почве.
Научные изыскания доказали, что аналогичные процессы вызывает не только листерия, но и иные бактерии, например, молочнокислая лактобацилла. Механизм протекания реакция даже проще, чем ВПЭ – из-за изобилия флавинов в их составе. Именно такое изобилие обеспечивает избыток органики для сбраживания и легкость процессов выноса электронов наружу.
Если немного изменить взгляд на масштаб реакций, можно «примерить» их не только к отдельным бактериям или микробным топливным ячейкам, но и ко всему человечеству и среде его обитания. В таких условиях ВПЭ не может считаться громоздким и мало эффективным. Прорыв в «зеленую энергетику» будущего может произойти именно таким путем – от уровня отдельной клетки путем разрастания масштабов.
Если более глубоко взглянуть в суть проблемы и оценить процессы, происходящие внутри человеческого организма, охватывает настоящее волнение: ведь внутри человека само по себе уже вырабатывается электричество, причем безо всякого его участия. Возможно, когда-нибудь это открытие станет основой целой медицинской теории или ляжет в основу лечебного метода.
