Теперь обратимся к гистологии костной ткани, как самой твердой части Живого вещества, и посмотрим, что мы можем увидеть в ней «ракового». «Он» начинается в зачатке будущей кости, при этом хондроциты экспрессируют редкий тип X коллагена. Морфогенетически белки кости (BMP) индуцируют энхондральный остеогенез. Несмотря на то, что опухоль выглядит как отвратительная и бесформенная масса, рак — это твердотельное состояние биологических тканей. Как мы увидим далее, поведение сравниваемых структур похоже, но имеется радикальное отличие. Оно не в том, что это обратный процесс, а в том, что поведение костных структур очень детерминированное. Есть еще одно отличие — в остеогенезе присутствует повышенное присутствие кислорода. Теперь схожесть: усиление кровоснабжения — повышение р02 — коммитирование стволовой клетки скелетных тканей в остеогенном направлении — появление остеобластов — образование грубоволокнистой костной ткани. Параллельно в центральной части хрящевой модели происходят гипертрофия хондроцитов, их дегенерация, обызвествление матрикса, слияние лакун хрящевых клеток и образование полостей. Остеокласты резорбируют первичную костную ткань, что приводит к образованию путей, по которым кровеносные сосуды, остеогенные и другие клетки мезенхимного происхождения проникают из надкостницы в образованные при гибели хряща полости. Биологическое рассасывание коллагена происходит естественным путем с помощью катаболических процессов, напоминающих процессы, наблюдаемые при обычном обертывании ткани, т. е. при деградации с помощью внеклеточных коллагенолитических энзимов и фагоцитоза. Эта естественная деградация коллагена, по-видимому, происходит независимо, не вызывая местной воспалительной реакции. Если «вывернуть» этот процесс, получается полная картина роста злокачественной опухоли. Из всего этого вычленим редкий тип коллагена X и кислород. Почему? Потому что кислород — это яд для раковых клеток, а коллаген X — фибриллярный белок, составляющий основу соединительной ткани животных (сухожилия, кость, хрящ) и обеспечивающий ее прочность. В ходе роста кости он является матрицей для образования минеральных структур костной ткани. По моей теории, начальными структурами могли служить нанокристаллы и клетки-домены. Эти клетки являются порождением белков, и поэтому можно сказать, что в процессе клеткооборазования основную «несущую» роль играют эластин и коллаген. Из них построены решетки и матрица тканей, потому что они могут существовать в любом виде, начиная с суспензии и кончая костью. Они построены и настроены на дипольные «танцы». Они очень любят воду и изначально подчинены всем эффектам и законам, описанным в физике. Разнообразие мира — это порождение диполей. Решетки из белков периодически находятся в состоянии, которое возникает на фазовых диаграммах некоторых сегнетоэлектрических кристаллов, свойства которых существенно отличаются от свойств обычных кристаллов. Речь идет о фазовых переходах в структуры, характерной особенностью которых является самопроизвольное возникновение пространственной модуляции с определенным пространственным периодом смещений атомов в кристаллической решетке. Что важно — период возникающей модуляции оказывается независимым от основного периода кристаллической решетки и отношение А/а (А — период модуляции, а — период базисной кристаллической решетки) может быть любым, в том числе и иррациональным, числом. Тем более что иррациональные числа отвечают чаяниям поиска стартера жизни. Это и есть несоразмерность, в результате которой кристалл вообще теряет трансляционную симметрию: его электронную плотность можно представить в виде суммы двух независимых периодических функций, периоды которых несоразмерны. Несоразмерная фаза обычно «вклинивается» между исходной симметричной и низкотемпературной сегнетоэлектрической фазами, и ее протяженность (при нормальном давлении) может изменяться от единиц до сотен градусов. Важнейшая задача сегнетоэлектрического материаловедения — «строить» сегнетоэлектрики с заданными свойствами из атомов Периодической системы Менделеева, руководствуясь пониманием микроскопических молекулярных механизмов возникновения спонтанной поляризации. По существу, проблема состоит в следующем: почему в диэлектрическом кристалле, состоящем из ионов с различными по знаку электрическими зарядами, при охлаждении от высоких (близких к температуре плавления) температур при некоторой температуре может произойти самопроизвольная (без приложения внешнего электрического поля) «подвижка» катионов и анионов, приводящая к спонтанной электрической поляризации кристалла? Каким образом фазовые диаграммы кристаллов связаны с их составом и структурой? Почему температура фазового перехода и величина спонтанной поляризации в различных сегнетоэлектриках могут изменяться в необычайно широких пределах — на несколько порядков? А не происходит ли подобное и при раковом перерождении тканей? Откуда начинается разделение на правое и левое? Соединив физику и биологию, мы не заметим «фазового» перехода. Кулоновское взаимодействие ионов может быть причиной самопроизвольных смещений ионов и возникновения спонтанной поляризации. Очевидно, что равновесная конфигурация системы определяется минимальностью не энергии, а свободной энергии кристалла F=W—TS, где S — энтропия. Расчет показывает зависимость свободной энергии от смещений катионов и некоторой температуры, фазового перехода из несимметричной спонтанно поляризованной кристаллической модификации в симметричную, где электрическая поляризация может возникнуть только при наложении на кристалл внешнего электрического поля. Это описание процесса малигнизации! А он возможен только при наличии магнитных доменов в тканях. Или в случае сильного изменения геомагнитного поля Земли! Где могут быть магнитные кристаллы, как не в белковых решетках, о которых мы писали ранее. Это сегнетоэлектрические жидкие кристаллы. Но существуют ли сегнетоэлектрики-жидкости? Возможно ли упорядочение дипольных молекул в жидкости таким образом, чтобы в ней возникла спонтанная электрическая поляризация? До сих пор экспериментаторы давали на этот вопрос отрицательный ответ: все жидкости кристаллизуются раньше, чем реализуются условия, необходимые для того, чтобы электростатическое взаимодействие дипольных молекул преодолело разупорядочивающее воздействие теплового движения. Более того, можно с уверенностью предположить, что даже для молекул с очень большим дипольным моментом известные особенности диполь-дипольного взаимодействия приведут не к параллельной, а к антипараллельной ориентации диполей с полной компенсацией суммарного электрического момента. И все-таки жидкие сегнетоэлектрики были найдены! В 1975 г. группа ученых под руководством американского физика Р. Мейера сообщила о сегнетоэлектрических свойствах органического вещества сложного состава — р-децилоксибензилиден-р-амино-2-метилбутилцинномата (сокращенно ДОБАМБЦ), обладающего специфическими жидкокристаллическими свойствами. На фазовой диаграмме этого соединения имеется линия фазовых переходов II рода между двумя фазами, которые можно назвать кристаллическими лишь с большой натяжкой. Обе эти фазы имеют лишь одно направление, вдоль которого вещество ведет себя как кристалл: молекулярные слои, перпендикулярные этой оси, расположены на равных расстояниях (порядка длины молекулы) друг от друга, т. е. в направлении оси имеет место трансляционная (как у кристаллов) симметрия. В направлениях же, перпендикулярных оси, система ведет себя как обычная жидкость: слои молекул могут скользить друг относительно друга, а молекулы в слоях перемещаются по слою хаотически. Такую фазу сегнетоэлектрика классифицируют, как фазу жидкого кристалла. При пересечении линии фазовых переходов происходит следующее. В состоянии, когда стержнеобразные молекулы беспорядочно перемещаются в слоях, оставаясь в среднем параллельными определенной оси, нетрудно увидеть, что вся система в целом будет иметь эту ось в качестве оси бесконечного порядка, поскольку поворот на любой угол вокруг нее не изменяет положений молекул, точно как в начальной фазе.
