Текст уведомления здесь

Незаметные, незаменимые

От чего нас (не) спасут витамины

Чем ближе весна, тем громче жалобы на нехватку витаминов. Правда, до сих пор непонятно, стоит ли надеяться на их чудодейственную силу. Простуда, плохое настроение, сухость кожи — как так вышло, что несколько маленьких молекул в ответе за все наши беды?
Добавить в закладки
Комментарии

Невидимые герои, кто они?

Если бы витамины могли говорить, в первую очередь они бы спросили, кто и зачем собрал их вместе. Эти вещества не похожи ни по строению, ни по происхождению, ни по химическим свойствам. Их объединяет только одно — нам без них плохо. Заменить их ничем не получается, аналогов у них нет, а сам по себе наш организм их произвести не может (за редкими исключениями). При этом серьезный дефицит каждого из витаминов (авитаминоз) выводит из строя сразу несколько систем органов. Тому есть две причины.

Во-первых, большинство витаминов — это не одно вещество, а целое семейство близких родственников. Например, витаминов D существует пять видов (D1-D5), а под кодовым названием «витамин А» скрываются ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота и группа каротиноидов. Витамины-родственники отличаются друг от друга несколькими атомами или химическими группами. Как правило, с едой к нам приходит какой-нибудь один представитель семейства, а уже потом клетки превращают его в другие родственные вещества. При этом даже очень близкие по строению молекулы могут иметь принципиально разные функции. Ретиналь (не путать с ретинолом!) и ретиноевая кислота похожи всем, кроме одного атома водорода. Но первый работает в клетках сетчатки, улавливая фотоны, а вторая заставляет развиваться органы зародыша. Поэтому, когда в организме заканчивается какой-нибудь один витамин, разыгрывается целая семейная трагедия — не хватает ресурсов на производство всех его родственников, и эффект от этого сказывается сразу на многих частях организма.

Во-вторых, у витаминов, как правило, очень много работы, которая распределена по всему организму. Они часто являются промежуточными звеньями в обмене веществ, и когда эти звенья выпадают во многих разных типов клеток одновременно, останавливается сразу множество процессов.

По ролям и обязанностям витамины можно разделить на две группы.

Подмастерья

Большинство витаминов (все, кроме витаминов группы D и ретиноевой кислоты) работают по принципу «подай-принеси», перенося между молекулами небольшие химические группы, электроны, протоны или фотоны. Иногда это нужно для передачи энергии: так, уже упомянутый ретиналь (родственник витамина А) ловит фотон и отдает его энергию белкам родопсинам в клетках сетчатки. Поэтому в его отсутствие возникает куриная слепота — сильно ухудшается ночное, черно-белое зрение.

Иногда витамины защищают клетки от свободных радикалов — агрессивных молекул, у которых на один электрон больше или меньше, чем нужно. Витамин Е героически забирает на себя лишние электроны и передает тому, кому они не навредят. В его отсутствие радикалов накапливается больше и они атакуют белки и жиры в клетках — развивается окислительный стресс, отчего клетки часто гибнут. Ретиналь тоже может забирать лишние электроны, а витамин С действует наоборот — делится своими электронами с теми, кому их не хватает. Все они не дают возникнуть стрессу и являются антиоксидантами.

Наконец, многие витамины служат коферментами — подмастерьями, помогающими ферментам, настоящим мастерам. Ферменты создают условия, в которых химические реакции проходят быстрее, чем в обычном растворе: захватывают и удерживают вещества, которые должны прореагировать, и располагают их друг рядом с другом так, чтобы химическим связям было просто перестроиться. Иногда в этих реакциях высвобождаются отдельные протоны, электроны или группы из нескольких атомов. В этом момент в дело вступают коферменты. Они забирают освободившиеся кусочки молекул и атомов, чтобы те не вступили в какую-нибудь нежелательную реакцию. Дальше они могут перенести их в другое место клетки или передать в другую химическую реакцию. Именно так работают все витамины группы В, К и иногда С.

Работа этих подмастерьев кажется несущественной? Давайте себе представим, что произойдет, если их не будет. Пусть наш организм — это город, в котором есть мальчики на побегушках. Они умеют выполнять только одну простую работу (но кроме них ей никто заняться не может) — подавать гвозди. Если какому-нибудь одному плотнику не найдется гвоздя, город не заметит подвоха. Но если каждый раз, когда кому-либо в городе понадобится забить гвоздь, мальчика с гвоздем рядом не окажется, то постепенно вся работа в городе встанет — никто не сможет эффективно чинить старые постройки и строить новые. Возьмем витамин В1 — он переносит двууглеродные фрагменты молекул. Это нужно, например, для расщепления глюкозы и создания миелиновых оболочек нервных волокон, а также нейромедиаторов, передающих сигналы между нейронами. Допустим, человек перестал получать витамин В1. Глюкозу стало расщеплять сложнее, клеткам не хватает энергии, сигналы между нейронами передаются плохо (не хватает нейромедиаторов), а сигналы от мозга другим частям тела передаются очень медленно (не хватает оболочек). Результат известен нам как болезнь бери-бери: общее истощение, человеку сложно управлять частями тела, мыслительная деятельность заторможена.

Гравюры первой четверти ХХ века: слева человек, страдающий цингой (дефицит витамина С), справа — женщина, страдающая от пеллагры (дефицит витамина В) / Wellcome Collection / CC BY 4.0
Гравюры первой четверти ХХ века: слева человек, страдающий цингой (дефицит витамина С), справа — женщина, страдающая от пеллагры (дефицит витамина В) / Wellcome Collection / CC BY 4.0

Посыльные

Витамин D и ретиноевая кислота работают совсем по-другому. Они переносят не части молекул, а сигналы. Так как оба этих вещества жирорастворимы, они легко проникают сквозь мембрану клетки (которая состоит из жиров), а затем и ядра. Это позволяет им связываться с рецепторами не только на поверхностях клеток, но и внутри. А значит, они могут влиять непосредственно на активность генов в ядре. И, как у любой сигнальной молекулы, у них есть множество мишеней. Под действием витамина D некоторые клетки делятся, другие синтезируют нейротрофические факторы (тем самым стимулируя рост тканей), а третьи — всасывают кальций в кишечнике. Ретиноевая кислота тоже действует на самые разные органы, вызывая дифференцировку стволовых клеток и поддерживая жизнеспособность клеток иммунной системы. Поэтому дефицит сигнальных витаминов тоже приводит к системным сбоям. Например, в отсутствие витамина, А страдает не только зрение, но и другие функции организма — ухудшается слух, снижается работа иммунитета, разрушаются роговица и другие эпителиальные ткани.

Лишь тот, кто пьет, доживет

Если витамины такие полезные и незаменимые, значит ли это, что чем больше их есть, тем лучше станет наша жизнь? К сожалению, совсем не значит. Тот факт, что витамины незаменимы, обнаруживается только тогда, когда их нет совсем. И в большинстве своем это радикальные ситуации, в которых люди лишены возможности получать разнообразную еду — голодающие дети, моряки в дальнем плавании. Когда же человек ест достаточно свежих овощей и фруктов, то ему витаминов должно хватить для спокойной жизни, если только он не страдает каким-нибудь расстройством пищеварения и всасывания. Теперь представим себе, что в организм поступает слишком много витаминов. Станет ли город жить лучше, если мы подселим туда больше подмастерьев, подносящих строителям гвозди? Если их станет больше, чем строителей и плотников, то подручные окажутся только лишними. Станет ли организму легче, если в нем станет больше сигнальных молекул? Тоже нет. Ценность сигнальных молекул в том, что их мало, ведь мы знаем, что бывает, если слишком часто кричать «волки!». Что же касается антиоксидантов и борьбы с окислительным стрессом, в последнее время считается, что лучше этим не злоупотреблять. Если антиоксидантов слишком много, клетки «расслабляются», выключают собственную защиту от стресса и хуже способны с ним справиться в экстремальных условиях. Таким образом, передозировка витаминов обычно сказывается на организме негативно. Но в повседневных условиях достичь этого опять же непросто — нужно либо поглощать витамины пачками, либо ограничить свой рацион печенью полярного медведя (в которой в больших количествах содержится витамин А).

Фрагмент из кукольного спектакля Сергея Образцова «Необыкновенный концерт». Торжественная кантата «Витамин» в исполнении хора аптекоуправления. Реж. телеверсии Г. Сидорова / youtube.com

Тем не менее на витамины все еще возлагаются определенные надежды. До сих пор продолжается спор о том, влияет ли витамин С на иммунитет. Раньше считалось, что в больших дозах он предотвращает зимние простуды, но множество исследований этого так и не подтвердили. Хотя и, судя по всему, он действительно предотвращает размножение бактерий и стимулирует некоторые иммунные клетки. Что касается других витаминов, то и их пытаются использовать для лечения самых разных болезней. В основном сейчас внимание ученых и медиков приковано к витамину D и поиску новых его функций. Также сейчас исследуют витамины-антиоксиданты и их влияние на здоровье людей в критическом состоянии. Такими темпами нас может скоро ждать возрождение веры в витамины и их целебные свойства. Но здоровым людям без симптомов авитаминоза они, кажется, все равно не помогут. Да, они замедляют нейродегенеративные заболевания и развитие СПИДа, но у здоровых людей, по результатам множества исследований, они не улучшают прогноз развития ни сердечно-сосудистых заболеваний, ни рака. Могут разве что поднять настроение, что тоже неплохо, конечно, но того же эффекта можно добиться и другими, более простыми средствами.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы
Фрагмент Королевских ворот в Хаттусу, столицу Хеттской империиStylone / Фотодом / Shutterstock

Бронзовый коллапс, или Куда делись все эти люди

Чем был вызван кризис средиземноморских цивилизаций три тысячи лет назад

В конце второго тысячелетия до нашей эры в Греции и на Ближнем Востоке — в Месопотамии, в Древнем Египте, в Сирии, в Малой Азии — творились очень странные дела. Великие царства бронзового века одно за другим уходили в небытие, из ниоткуда появлялись новые народы, хроники повествовали о нашествиях, голоде и прочих бедствиях. Историки долго предпочитали винить во всем «народы моря», но теперь, благодаря археологическим данным, полученным в последние годы, у нас, кажется, есть основания иначе отвечать на вопрос, кто виноват в коллапсе «бронзовых» цивилизаций.
Добавить в закладки
Комментарии

Как рассказывает профессор Эрик Клайн из Университета Джорджа Вашингтона, директор Капитолийского археологического института, автор книги «1177 BC: The Year Civilization Collapsed», Средиземноморье позднего бронзового века представляло собой мир, очень похожий на современный, — глобализованное пространство с торговыми нитями, опутавшими всю ойкумену, то есть все страны, составлявшие на тот момент европейскую цивилизацию.

Торговые и культурные связи второго тысячелетия до нашей эры обеспечивали единый высокий технологический уровень городов Греции и Ближнего Востока во всем: в кораблестроении, в архитектуре, в обработке металлов. Чтобы показать протяженность и устойчивость торговых путей бронзового века, достаточно сказать, что олово для выплавки бронзовых изделий поступало, скорее всего, из Афганистана, а медь брали на Кипре.  Города были оснащены системами водоснабжения, инженерный уровень которых античным грекам тысячу лет спустя и не снился.

Все это откатилось назад со страшной скоростью в кратчайшие по меркам истории сроки, чтобы сбросить с древнего мира бронзовый век и позволить ему войти в новый век — железный, в ту историю, которую мы изучаем в школе.

За относительно короткое время — в древнеегипетских надписях зафиксирован промежуток от 1207 до 1177 года до нашей эры — весь прекрасный бронзовый мир растворяется. Торговые связи рушатся. Из известных нам царств бронзового века в более-менее нетронутом виде остается Египет, который теряет контроль над Сирией и Палестиной. Вавилон и Ассирия сохраняют разве что локальное значение. Исчезает микенская цивилизация. Разрушена Троя. [ ... ]

Читать полностью

Добавки не будет

Голодание продлевает мышам жизнь. А что насчет людей?

«Кто ест мало, живет долго, ибо ножом и вилкой роем мы могилу себе», — говорит граф Калиостро в фильме Марка Захарова. Связь между количеством еды и продолжительностью жизни обнаружена даже у тех организмов, которые ножом и вилкой пользоваться не умеют. Сразу возникают вопросы: насколько мало нужно есть? Как это работает? И главное — что делать, если есть все равно хочется?
Добавить в закладки
Комментарии

Все и так знают, что много есть — вредно. Разве что-то еще неясно?

Переедать действительно не стоит, это правда. Когда кто-то в нашем понимании «много ест», он получает больше энергии, чем тратит. При этом излишек энергии запасается в виде жира. Ожирение, в свою очередь, приводит с собой дружную компанию сопутствующих заболеваний. Но сейчас речь не об этом. Еще в 1935 году было обнаружено, что животные, которые едят меньше, чем тратят энергии, живут дольше своих сородичей, которые соблюдают баланс. С тех пор таким нехитрым способом удалось продлить жизнь множества животных, от дрожжей и червей до мышей и обезьян.

А что насчет людей?

События XX века обеспечили нас данными, которые никто не заказывал. Одним из таких случайных экспериментов стали мировые войны. Население некоторых стран не несло серьезных потерь в ходе боевых действий, но при этом испытывало дефицит пищи. Так, во время Первой мировой войны из-за прекращения торговли с США и Британией жители Копенгагена были вынуждены в течение двух лет есть меньше, чем обычно. После этого продовольственный советник правительства подсчитал, что смертность в столице Датского королевства сократилась на 34%. В течение Второй мировой войны были ограничены в еде жители оккупированной Норвегии, и количество смертей, вызванных болезнями системы кровообращения, упало на 30% по сравнению с довоенным временем — по мнению норвежских исследователей, во многом благодаря вынужденной диете. Третий непредвиденный эксперимент развернулся в Японии. Еще в конце ХХ века количество долгожителей на Окинаве было в 4−5 раз больше, чем в других цивилизованных странах. Смертность пожилых людей была ниже, а средняя продолжительность жизни — выше, не только по сравнению с другими странами, но и по сравнению с другими японскими островами. В то же время оказалось, что типичный окинавский рацион (много овощей и фруктов, рыба, соя, рис) содержит меньше калорий, чем в других регионах Японии, не говоря уж о США. Однако в 60-х годах американские солдаты привезли с собой культуру фастфуда; проникла она и на Окинаву. Как результат — в начале XXI века рожденные на Окинаве уже не могут рассчитывать прожить дольше других. [ ... ]

Читать полностью

Что выбрать: рыбу или таблетки?

Что такое омега-3-полиненасыщенные жирные кислоты и из каких источников их лучше получать. Объясняет доказательный диетолог

Добавки с омега-3 жирными кислотами — популярные препараты, которые обычно принимают самостоятельно, надеясь улучшить здоровье. Как эти вещества работают в организме и из каких источников их лучше получать?
Добавить в закладки
Комментарии

Эти незаменимые жиры

Жиры, которые мы получаем с едой, в основном относятся к триглицеридам: просто к молекуле глицерина присоединяются три остатка жирных кислот. Все слышали о насыщенных и ненасыщенных жирах. Разница между ними заключается в химическом строении. К углеродной цепочке, которая составляет структуру жирных кислот, в некоторых местах не присоединяется водород, и в них создается двойная углерод-углеродная связь. Она и называется ненасыщенной. Одна такая связь — мононенасыщенная жирная кислота, две — омега-6-полиненасыщенная, три и больше — омега-3-полиненасыщенная. От насыщенности зависят в том числе и физические свойства жиров — они могут быть жидкими или твердыми (а при комнатной температуре — пластичными).

Модель молекулы линолевой кислоты, омега-6-ненасыщенной жирной кислоты. Первая углерод-углеродная связь образовалась на 6-й молекуле со стороны омега-атома (справа), вторая на 9-й.
Модель молекулы линолевой кислоты, омега-6-ненасыщенной жирной кислоты. Первая углерод-углеродная связь образовалась на 6-й молекуле со стороны омега-атома (справа), вторая на 9-й.

Практически все жирные кислоты человеческий организм может синтезировать самостоятельно. Исключения — незаменимые линолевая и альфа-линоленовая полиненасыщенные жирные кислоты, которые должны поступать с едой. Линолевая кислота — предшественница целого класса омега-6 жирных кислот (основной ее источник — растительные масла). Альфа-линоленовая кислота (АЛК) является родоначальницей омега-3 жирных кислот. Наиболее важные представители этой группы — эйкозапентаеновая кислота (ЭПК) и докозагексаеновая кислота (ДГК). К сожалению, клетки печени самостоятельно могут производить длинноцепочечную ЭПК (а потом ДГК, которая еще длиннее) из короткой линоленовой кислоты в небольших количествах и довольно медленно. [ ... ]

Читать полностью