У вас может возникнуть резонный вопрос: зачем? Зачем нашим организмам нужны все эти витамины и минералы? Больше половины всех макро- и микроэлементов – это металлы. Зачем нашему организму металл, ведь мы – живые организмы, а не промышленные химзаводы? Ну, это не совсем так: да, мы биологические организмы, но если посмотреть более широко, то все мы – это маленькие химические лаборатории!
Весь наш организм – это белковая фабрика. Наши тела синтезируют белки. Наша жизнь, условно говоря, и есть деятельность белков. Тут даже не знаю с чего начать. Например, пищеварение. Чтобы взять еду в руку и положить её в рот, а затем пережевать и проглотить усердно трудятся десятки видов белков. Пищу в желудке встречают энзимы (это ещё одно название ферментов) – пепсин и трипсин, которые начинают расщеплять амидные группы белков и пептидов проглоченной еды. Затем в кишечнике активным транспортом белки, захватывая компоненты перевариваемой пищи, переносят их в кровь.
Кровь – это, как конвейер завода. По ней переносятся строительные материалы, а рабочие (в нашем случае – белки) хватают с конвейера нужные им материалы или сбрасывают отходы. Это, конечно, сильное упрощение. Организм человека устроен гораздо, гораздо сложнее, чем любой завод!
Итак, транспортные белки крови несут питательные вещества в клетки, где другие белки окисляют, расщепляют и преобразовывают усвоенные из пищи молекулы под нужды именно вашего организма. На всё это требуется энергия, которую наши клетки получают, окисляя жиры и углеводы, для окисления требуется кислород, и вновь его из лёгких доставляет именно белок – гемоглобин. Он же выводит продукт окисления – углекислый газ. Внутри клетки уже другие белки переносят молекулы. Для синтеза гормонов и нейромедиаторов нужны соответствующие белки. Мышцы – белки. Передача нервных импульсов происходит с помощью белков, которые, перекачивая заряженные ионы, создают разность электрических потенциалов между нейронами. И ещё огромное количество ферментов, обеспечивающих наш метаболизм.
Кость состоит на 60-70% из неорганической соли кальция и на 30-40% из белка коллагена: слой белка, слой пластинок соли кальция. Иммунная система работает на белках.
И теперь мы подошли к главному – ферменты. К 2013 году описано свыше 5000 ферментов. Большинство ферментов – белки. Фермент или энзим состоит из апофермента – огромной сложно скрученной последовательности аминокислот – и маленького активного центра, а это – либо молекула витамина или продукта его метаболизма (их называют коферменты), либо ион метала (их называют кофактор). И вот при недостатке кофермента или кофактора ферментативная система работает не эффективно, метаболизм нарушается. Огромная белковая молекула, так старательно синтезированная нашим организмом, становится бесполезна. При полном отсутствии этих малых молекул, связанная с ними ферментативная система останавливается полностью! Но такие состояния заметны сразу. А небольшой, но хронический недостаток – вот на что следует обращать внимание!
Кстати, ферменты это очень крутые молекулы. Идеально подобранные и специфически настроенные. Некоторые ферменты настроены лишь на один вид субстрата, или катализируют только определённый тип реакций. Но делают это невероятно эффективно: ферменты ускоряют реакции в миллионы и миллиарды раз. Например, одна молекула ренина (сычужный фермент) в желудке телёнка створаживает около миллиона молекул казеина за 10 минут при температуре 37 °C. И это не предел: каждая ферментная молекула может выполнять до миллиона химических превращений в секунду. Современная наука активно разрабатывает методы ферментативного синтеза нужных человеку веществ.
В отличие от настоящих болезней, все эти витамино- и менерало-дефециты проявляются долго и очень медленно, через десятилетия приводя к нарушениям в работе организма (какие-нибудь проблемы с сердцем, со зрением или мозгом, или ещё чем-то). И уже в таком состоянии исправить работу организма будет, скорее всего, невозможно, а можно лишь сетовать на свои болячки, ссылаясь на возраст, и поддерживать организм уже настоящими лекарствами.
Возьмём для примера описанный ранее витаминов – тиамин. Один из процессов, в котором он участвует – синтез белков актина и миозина, необходимых для нормальной работы сердечной мышцы. Теперь представим хронический гиповитаминоз витамина B1: организм синтезирует меньше актина и миозина, в результате нормальная работа сердечной мышцы нарушается. Чуть-чуть, незначительно. Но нагрузка на сердце тоже возрастает. В долгосрочной перспективе сердце быстрее изнашивается и стареет раньше, чем могло бы.
Сейчас будут страшные сложные названия, но запоминать их не нужно – экзамена не будет. Ещё пример: из пантотеновой кислоты (витамин B5) в организме синтезируется кофермент А, из которого в свою очередь синтезируется гуанозинтрифосфат (GTP), необходимый для синтеза тетрагидробиоптерина (THB, BH4), а вот он является кофактором ряда ферментов гидроксилаз, используемых организмом для синтеза дофамина, серотонина, мелатонина. И вот, простой недостаток витамина B5 даёт нарушение этой цепочки со снижением выработки столь важных гормонов/нейромедиаторов, что приводит в конечном итоге к снижению настроения, ухудшению когнитивных способностей, нарушению циркадных ритмов. Но и каждый фермент этой цепочки превращений нуждается в своих кофакторах или коферментах.
Недостаток железа приводит к снижению уровня гемоглобина, значит, ткани недополучат кислород. А в результате – гипоксия, хроническая усталость, повышенная утомляемость.
Вот почему так важно обеспечивать свой организм всеми необходимыми веществами и элементами – чтобы создать условия для нормальной, чёткой и слаженной, бесперебойной работы всех органов и систем нашего «маленького химзаводика» на максимально возможном промежутке времени.
Это общая информация, дающая небольшое базовое представление о некоторых аспектах биохимии человеческого организма. Она послужит фундаментом для понимания важности полноценного питания, то есть снабжения всеми необходимыми элементами столь сложного механизма – вашего организма.
Наука она не где-то там, в далёких лабораториях – она здесь, везде вокруг нас. И она может, и даже должна делать жизнь людей лучше и комфортней. В данном конкретном случае – сделать человека здоровее и продлить его активную жизнь. Иначе, зачем она тогда нужна?!