Рассмотрим энергетическую систему организма подробнее.

Американский учёный Альберт Сент-Дьерди писал, что жизнь представляет собой непрерывный процесс поглощения, преобразования и перемещения энергии различных видов и различных значений. Этот процесс самым непосредственным образом связан с электрическими свойствами живого вещества, а конкретнее с его электропроводностью.

Электрический ток- это упорядоченное движение заряженных частиц. Носителями электрических зарядов могут быть электроны, ионы и дырки (в полупроводниках). Так же для полупроводников характерна примесная проводимость. При добавлении в кристалл полупроводника атом другого элемента проводимость его увеличивается. Свойства полупроводников очень интересны. Они очень чувствительны к действию света, тепла, радиации и так далее. Если, например, на полупроводник падает свет, то его проводимость резко увеличивается, т.к. электроны с валентной зоны “отрываются” от ядра атома и обеспечивают электронную проводимость. Живое вещество очень похоже на полупроводник. Однако есть и очень принципиальное отличие. В макромолекулах живого энергия связи составляет всего несколько электрон-вольт, тогда как энергия связи в растворах или жидких кристаллах составляет порядка 20-30 эВ. Это свойство очень важно, так как позволяет обеспечить высокую чувствительность. Проводимость осуществляется электронами, которые переходят от одной молекулы к другой благодаря туннельному эффекту. В белковых и других биологических объектах очень высокая подвижность зарядоносителей. В системе углеродно-кислородных и водородно-азотных связей электрон (возбужденный) благодаря туннельному эффекту перемещается по всей системе белковой молекулы. Поскольку подвижность таких электронов очень высокая, то проводимость белковой системы высока.

В живом организме осуществляется и ионная проводимость. Образованию и разделению ионов в живом веществе способствует наличие воды в белковой системе. От него зависит диэлектрическая постоянная белковой системы. Носителями зарядов в этом случае являются ионы водорода - протоны. Только в живом организме все виды проводимости реализуются одновременно. Соотношение между разными проводимостями меняется в зависимости от количества воды в белковой системе. Чем меньше воды, тем меньше ионная проводимость. Если белки высушены, то проводимость осуществляют электроны.

Вообще влияние воды не только в том, что она является источником ионов водорода и таким образом обеспечивает возможность ионной проводимости. Вода играет более сложную роль в изменении общей проводимости. Дело в том, что вода является примесью- донором. Она поставляет электроны (каждая молекула воды разрывается на протон (ядро) и электрон). В результате электроны заполняют дырки, поэтому уменьшается дырочная проводимость. Она уменьшается в миллион раз. В дальнейшем эти электроны передаются белкам, и положение восстанавливается, но не полностью. Общая проводимость после этого всё же остаётся в 10 раз меньше, чем до добавления воды.

Можно добавить к белковым системам не только донор, но и акцептор, который бы приводил к увеличению числа дырок. Установлено, что таким акцептором является, в частности, хлоранил- вещество, содержащее хлор. В результате дырочная проводимость увеличивается настолько, что общая проводимость белковой системы растёт в миллион раз.

Нуклеиновые кислоты также играют важную роль в живом организме. Несмотря на то, что их структура, водородные связи и так далее отличаются от таковых и у биологических систем, имеются вещества (небиологические) с принципиально подобными электрофизическими свойствами. В частности, таким веществом является графит. Энергия связи у них так же, как и у белков, мала, а удельная проводимость велика, хотя и на несколько порядков меньше, чем у белков. Но электрофизические свойства аминокислот в целом принципиально такие же, как и свойства белков.

Но аминокислоты в составе живого организма обладают и свойствами, которыми белки не обладают. Это очень важные свойства. Благодаря ним механические воздействия в них превращаются в электричество. Это свойство вещества в физике называется пьезоэлектрическим. В нуклеиновых кислотах живого организма тепловое воздействие также приводит к образованию электричества (термоэлектричество). То и другое свойство определяется наличием воды. Ясно, что указанные свойства меняются в зависимости от количества воды. Использование этих свойств в организации и функционировании живого организма очевидно. Так, на зависимости проводимости от освещенности основано действие палочек зрительной сетчатки. Но молекулы живых организмов обладают и электронной проводимостью, как и металлы.