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.

Электрофизические свойства белковых систем и нуклеиновых молекул проявляются только в динамике, только в живом организме. С наступлением смерти электрофизическая активность очень быстро пропадает. Это происходит потому, что прекратилось движение зарядоносителей.

Из сопоставления электрофизических свойств белковых систем и аминокислот с полупроводниками может создаться впечатление, что электрофизические свойства одних и других одинаковы. Это не совсем так. Хотя в белковых системах живого организма имеется и электронная, и дырочная, и ионная проводимость, но они связаны между собой более сложно, чем в неорганических и органических полупроводниках. Там эти проводимости просто складываются и получается суммарная, итоговая проводимость. В живых организмах такое арифметическое сложение проводимостей недопустимо. Здесь 1+1¹2. Ничего странного в этом нет. Это говорит о том, что эти проводимости не являются независимыми друг от друга. Взаимные их изменения сопровождаются процессами, которые меняют общую проводимость по более сложному закону. Поэтому, говоря об электронной (или другой) проводимости белковых систем, добавляют слово “специфическая”. Процессы, определяющие электрофизические свойства живого, очень сложны. Одновременно с движением электрических зарядов, которое определяет собой электропроводность, действуют друг на друга и электромагнитные поля. Элементарные частицы обладают магнитными моментами, то есть являются магнитиками. Поскольку эти магнитики взаимодействуют друг с другом, то в результате этого воздействия устанавливается определенная ориентация этих частиц. Непрерывно молекулы и атомы меняют свое состояние - они осуществляют непрерывные и скачкообразные (дискретные) переходы из одного электрического состояния в другое. Получая дополнительную энергию, они возбуждаются. Эти переходы оказывают влияние на подвижность зарядоносителей в живом организме. Таким образом, действие электромагнитных полей меняет движение заряженных частиц. С помощью этих зарядоносителей осуществляется передача информации в центральной нервной системе (ЦНС). Сигналы в ЦНС, обеспечивающие работу всего организма как единого целого, являются электрическими импульсами. Но они распространяются значительно медленнее, чем в технических системах. Это обусловлено сложностью процесса. Организм отвечает действием на определенное внешнее воздействие только после того, как он получил информацию об этом воздействии. Ответная реакция организма очень замедлена потому, что сигналы о внешнем воздействии распространяются медленно. Таким образом, скорость защитных реакций живого организма зависит от электрофизических свойств живого вещества. Если же действуют извне электрические и электромагнитные поля, то эта реакция еще больше замедляется. Это установлено как в лабораторных опытах, так и при изучении влияния электромагнитных полей во время магнитных бурь на живые системы. Кстати, если бы реакция живого организма на внешнее воздействие была во много раз быстрее, то человек был бы способен защититься от многих воздействий, от которых он сейчас погибает.

Сегодня люди еще не знают всех свойств комплексной электропроводности живого вещества. Но ясно то, что именно от них зависят те принципиально отличные свойства, которые присущи только живому.

Для раскрытия сущности электрических явлений в живом организме необходимо понять смысл потенциала биологической системы, биопотенциала.

Потенциал-это энергетическая возможность. Для того чтобы оторвать электрон из атома водорода, надо преодолеть силы, которые удерживают его в атоме, то есть, необходима энергия для выполнения этой работы. Энергия элементарных частиц измеряется в электрон-вольтах. Энергия, затраченная на отрыв электрона от ядра атома, называется потенциалом ионизации. Для водорода он равен 13 эВ. Для атомов разных элементов он имеет свои значения.

В живых веществах энергия связи в молекулах составляет 0,01-1 эВ. В неживых молекулах 30-50 эВ. Измерить потенциал ионизации в биологических молекулах очень сложно из-за малости минимальных значений энергии электронов. Поэтому лучше их характеризовать не абсолютными величинами (электрон-вольтами), а относительными. Можно принять за единицу потенциал ионизации воды (речь идет о воде, которая содержится в биологических системах). Теперь можно определить потенциалы ионизации всех других биологических соединений. Тут еще одна тонкость. У атома водорода имеется всего один валентный электрон. Поэтому его потенциал ионизации равен единице. Если атом и молекула более сложные, то их электроны имеют различные энергетические возможности для отрыва. В таких случаях потенциал ионизации относят к валентным электронам, то есть электроны с наименьшей энергией связи.