4. ТИРОЗИН – антидепрессант

Действует эффективнее многих антидепрессивных лекарств. Резервы нейромедиаторов, позволяющих нам справляться со стрессом – частично адреналин и норадреналин – в огромной мере зависят от тирозина.

Совместно с триптофаном он влияет на некоторые заболевания, тесно связанные с нарушениями химии мозга, включая гиперактивность, синдром рассеянного внимания, болезнь Паркинсона, гипофункцию щитовидной железы, побочные эффекты кокаиновой зависимости и другие. Тирозин служит также сырьем для производства гормонов щитовидной железы. Во многих случаях появления недостаточности ее деятельности, возникшей в результате реального дефицита тирозина, возвращение нормального функционирования наступает сразу же после суплементации этой аминокислотой. Гормоны, производимые в щитовидной железе благодаря тирозину, контролируют рост и развитие тела, его температуру и оптимальный уровень производимой энергии.

Тирозин входит в состав почти всех белков человеческого организма. Суплементация организма свободными аминокислотами тирозина понижает аппетит, уменьшает жировые запасы, поправляет функцию желез внутренней секреции: надпочечников, щитовидки и гипофиза. У нас есть личные великолепные успехи в лечении тирозином зависимости от кокаина и амфетамина.

В мозговой ткани тирозин играет роль своеобразного транспортера (передатчика) нервных импульсов, превращается в дофамин и норадреналин, а в мозговых слоях надпочечников – в адреналин.

Анаболически активен.

5. МЕТИОНИН – антидепрессант и союзник печени.

Очень важный связующий элемент, действующий против процессов старения организма, поскольку он всегда сопутствует процессу создания нуклеиновых кислот. Его антидепрессивное действие весьма схоже с описанным выше действием тирозина. Кроме того, он содержит серу, микроэлемент, необходимый каждому организму так же, как и любой из витаминов. Он создает своеобразные двусерные связи, необходимые для более сложного строения белков. Снабжение организма свободными аминокислотами метионина стимулирует восстановление собственного коллагена. Он также весьма полезен для людей с распознанным ожирением печени. Метионин помогает превращать нейтральные жиры в необходимый компонент межклеточных мембран – фосфолипиды. Он также предотвращает откладывание жира в печени и в стенках сосудов.

Женщинам, пользующимся пероральными контрацептивами или проходящим заместительную эстрогенную терапию, метионин значительно помогает преобразовать в печени очень токсичные и, по мнению многих медиков, весьма канцерогенные эстрадиол и эстирол.

Метионин рекомендуется также при лечении синдрома хронической усталости и в лечении всех видов дистрофий, вызванных белковой недостаточностью. Он обеспечивает в организме процессы нейтрализации солей тяжелых металлов и других токсинов, таких например, как насыщенные ароматизированные углеводороды, присутствующие, к сожалению, во многих переработанных пищевых продуктах и даже в водопроводной воде. Подобным же образом метионин защищает организм от радиации.

Применение метионина в лечении атеросклероза давало быстрые ожидаемые результаты падения уровня холестерола в крови.

Из метионина создается таурин и цистеин. Естественным источником метионина являются такие продукты как: мясо, яйца, фасоль, бобы, чеснок, лук.

Гидроксипролин и гидроксилизин, как присутствующие в значительных количествах в коллагене, но не входящие в состав основных 20 аминокислот, требуют отдельного обсуждения. Точности ради, следует припомнить, что коллаген создают аминокислоты, как упорядоченные в спирали, так и в форме связок, а также находящиеся в так называемых белковых остатках. Кроме аминокислот коллаген содержит только полисахариды – обычно до 2% и простые сахара – обычно ниже 1%.

3.3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ КОЛЛАГЕНОВОГО БЕЛКА

а) Главная функция коллагена это, конечно, строительная и опорная роль («клеящая»).

б) Коллагеновые волокна обеспечивают также выносливость основы собственно кожи во время внешнего нажима и во время ее растягивания.

в) Коллагеновые волокна обладают в природе способностью выдерживать нагрузки. Для того, чтобы разорвать коллагеновое волокно диаметром около 1 мм, необходима нагрузка более 10 кг! А коэффициент эластичного растяжения кожи даже выше коэффициента металлической проволоки и большинства видов канатов и волокон искусственного производства.

г) Коллаген играет также важную роль в регулировании нормальной полифирации (размножения) клеток. Например: он регулирует активность клеток гладких мускулов во время клеточного деления.

д) Коллаген задерживает развитие некоторых опухолевых образований, например, клеток меланомы, в результате совместных действий с интегринами и индукции ингибитора циклина. В механизмах подавления патологических клеточных трансформаций принимает также участие гидроксипролин.

е) Коллаген обеспечивает возможность роста (адгезии) и укрепления клеток во внеклеточном матриксе в результате взаимных действий с рецепторами оболочки.

ж) Коллаген стимулирует создание оболочек клеток.

В формах окончательно сформированного коллагена (то есть волокнистой структуры) коллагеновая основа построена из небольшого количества тонких коллагеновых связок и значительного количества отдельных, свободно лежащих коллагеновых волокон, направленных в разные стороны по отношению друг к другу.

Единицами структуры коллагена являются также подволокна, иначе говоря, фибриллы (четырехрядная форма).

Три рисунка ниже помогают понять строение форм коллагена высших разрядов:

Рис.1. Схема соединений молекул коллагена:

Объединение отдельных молекул (тройных хелис) коллагена в подволокна (фибриллы) возможно лишь на пути соединения двух концов молекул в единое целое с помощью боковых связок для цепочек альфа. Эволюционируя до многорядной формы, коллаген продолжает удивлять нас. Подобно тому, насколько равномерно распределялись цепочки аминокислот в процессе возникновения однорядной структуры – полипептида, точно так же дело обстоит при возникновении четырехрядной структуры – подволокна (фибриллы):

Рис.2. Схема размещения частичек тропоколлагена в микроволокне.

И, наконец, окончательный вид эволюции большинства коллагеновых белков: волокно, создающее связку:

Рис. 3. Схема строения пятирядного коллагена – волокнистая форма.

3.4. КОЛЛАГЕНОГЕНЕЗ.

Это особый биохимический и физиологический механизм на этапе возникновения коллагена. Чтобы хорошо его понять, надо знать строение и процессы преобразования коллагена с самого начала, от соединения атомов в простую аминовую группу до самого конца – до формы связки волокон. Следует при этом помнить, что не всегда коллагеновые белки эволюционируют до высокорядных форм. Может случиться и так, что они задерживаются на более низком уровне (например, процесс производства корнеоцитов в эпидермисе).

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ КОЛЛАГЕНА.

Молекула коллагена состоит из трех полипептидных цепочек, взаимосвязанных в структуре тройной, скрученной направо суперспирали, похожей по форме на трехжильный канат.

Рис. 4. Тройная хелиса. Другие дефиниции, встречающиеся в литературе: молекула коллагена, спиральный триплет, тройной хелис, 3-хелиса, тропоколлаген, суперхелиса.

Каждая из трех полипептидных цепочек альфа обладает молекулярной массой 60.000 – 120.000 (у человека 100.000 – 140.000), содержит около 1.000 – 1.200 аминокислот и имеет форму одиночной свернутой влево спирали. Таким образом, общая молекулярная масса тройной хелисы составляет, чаще всего, 300.000 [kDa]. Две цепочки идентичны, а третья незначительно отличается от них аминокислотным строением и массой.

Мы различаем четыре типа цепочек (одиночных спиралей). В зависимости от того, какие из них подвергнутся сплетению в тройную хелису, возникнет тот или иной вид коллагена, характерный для разных тканей. Также и длина суперхелисы разная для разных типов коллагена. У человека и большинства позвоночных больше всего коллагена типа I, который выступает в костях, сосудах и в нашем самом большом органе, которым, как известно, является кожа (85-90% состава коллагеновых белков). Коллаген типа I в коже имеет трехспиральную конструкцию длиной около 300 нанометров, диаметром около 1,5 нанометров и создают его две спирали (пептидные цепочки) типа альфа и одна типа альфа 2. Остальные около 10 -15% коллагеновых белков кожи, это коллаген типа III, характеризующийся, между прочим, еще большим участием собственных аминокислот: гидроксипролина и гидроксилизина, а также сиаловых кислот, которые придают ему особую выносливость. Спирали соединены двумя видами связей. Они связывают каждую цепь альфа изнутри и одновременно связывают цепочки между собой. Таким образом, они также позволяют всей конструкции растягиваться и сжиматься в определенных границах. Когда эти связи разрываются – мы называем это деспирализацией коллагена.

БИОСИНТЕЗ КОЛЛАГЕНА.

Процесс производства коллагена до трехрядной формы происходит в «строительных верфях» и на их «стапелях». Мы говорим здесь в такой образной форме, прежде всего, о фибробластах, или о клетках – биосинтетических фабриках разнообразных соединений и элементов, таких, например, как:

- компоненты внеклеточного матрикса собственно кожи,

- ферменты (энзимы),

- молекулы сигнальные и остальные,

- компоненты волокон коллагена и эластина.

Процесс инициируется с момента создания из ядерного ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) проколлагеновой матрицы ДНК. С ее помощью в цитоплазме ядер фибробластов и хондроцитов начинается синтез полипептидов (цепочек альфа, состоящих, как правило, из 100 – 350 аминокислот). Эта модификация зависит от присутствия специфических энзимов и микроэлементов, среди иных – железа и меди, а также органических кислот и, прежде всего, аскорбиновой кислоты (вит.С). Параллельно и в безусловной зависимости от присутствия аскорбиновой кислоты, происходит окисление и гидроксиляция аминокислот пролина и лизина. Двухрядный на этом этапе коллаген в форме единичных, но уже сформированных хелис передвигается из цитоплазматической области своей строительной «верфи» на ее стапеля. Там каждая цепочка спонтанно «ищет» двух «компаньонов» для создания суперхелисы. Подобный процесс происходит и при производстве эластина. Именно поэтому эластин часто называют сестринским белком коллагена.

Рис.5. Фибробласт и его функции.

Коллаген в двухрядной форме (спирали), который вскоре станет трехрядным (тройные спирали) имеет также форму, растворимую в воде. Тропоколлаген характеризует также и то, что его конструкция, составленная из молекул (цепочек), может подвергаться диссимиляции (распаду) снова на молекулы, и даже на короткие аминокислотные конструкции. Причем, до тех пор, пока эти продукты распада не покинули еще своей клеточной среды, они могут снова принять участие в синтезе. Наблюдалось также, что даже если продукты преждевременной диссимиляции коллагена не входят снова в непосредственные реакции синтеза, то само их присутствие в фибробластовой и околофибробластовой среде явно стимулирует процесс синтеза коллагена. В то же время продукты «преждевременной» (побочной в процессе биосинтеза) диссимиляции эластина благоприятствуют в околофибробластовой среде процессам синтеза «сестринских» коллагеновых белков, но уже, что интересно, не в состоянии помочь в таком же синтезе матричных белков – волокнистого эластина, возникающего из тропоэластина.

И, наконец, белки, которые «заблудились», полипептиды, которые не превратятся сами в спирали, или позже не найдут партнеров для тройной хелисы, а также всевозможные белковые остатки не создавшие никаких связей – все они распадутся на аминокислоты, значительное большинство которых снова включатся в процесс метаболизма и смогут послужить строительным материалом для новых протеинов, причем даже не обязательно коллагена. Только одна аминокислота, свойственная исключительно коллагену – гидроксипролин – неспособна к повторному усваиванию. Однако, присутствие гидроксипролина в околофибробластовой среде значительно способствует процессам синтеза коллагена, даже когда сам он непосредственно не соединяется с протеинами. В конце концов, он впоследствии удаляется с мочой. Каждый раз участие гидроксипролина в возникновении коллагена требует его дополнительного создания.