Вадим Юрьевич Майоров
Легальные вещества для здоровья и активной жизни. Часть I. Витамины и вещества природного происхождения
Бета-аланин
Бета-аланин – это аминокислота, которая эндогенно продуцируется в печени, а также может поступать в организм с пищей (птица, рыба, мясо). Бета-аланин был идентифицирован как предшественник карнозина – пептида, существенно увеличивающего работоспособность мышц. У людей содержание карнозина в мышцах обычно составляет 10–40 ммоль/кг Установлено, что дозы бета-аланина 4–6 г/сут через 4 недели увеличивают концентрацию карнозина в мышцах до 64 %, а через 10 недель – до 80 % относительно исходных значений.
Биологическое значение
• Повышение физических возможностей. В 2015 году Международное общество спортивного питания в журнале Journal of the International Society of Sports Nutrition [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4501114/] опубликовало заявление по бета-аланину, охарактеризовав данную аминокислоту как безопасную биоактивную добавку, которая повышает содержание карнозина в мышцах, улучшает физическую работоспособность и снижает нервно-мышечное утомление при нагрузке (особенно у пожилых людей). Также получены данные, что бета-аланин увеличивает не только выносливость, но и мышечную массу [Smith A. E. et al., 2009 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2649036/.
• Повышение стрессоустойчивости и нейропротекция. В исследовании «β-Alanine supplemented diets enhance behavioral resilience to stress exposure in an animal model of PTSD», 2015 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4429141/] лабораторным животным вместе с диетой давали бета-аланин и подвергали действию стресса (запах хищника). Результаты показали, что добавление этой аминокислоты в рацион обеспечивало увеличение концентрации карнозина в мозге, повышение экспрессии важного белка под названием «Нейротрофический фактор мозга» и обусловливало снижение симптомов посттравматического стрессового расстройства по сравнению с контрольной группой. В другой работе «Behavioral and inflammatory response in animals exposed to a low-pressure blast wave and supplemented with β-alanine», 2017 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5383715/] экспериментальных животных подвергали действию взрывной волны низкого давления с возникновением черепно-мозговой травмы, при этом в группе, получавшей бета-аланин наблюдалась повышенная устойчивость к данному воздействию.
• Другие значимые эффекты. Установлено, что бета-аланин снижает рост клеток рака молочной железы и толстого кишечника. Также прием этой аминокислоты продлевал жизнь, снижал гликооксидантный стресс и улучшал функциональное состояние организма у экспериментальных животных.
Симптомы дефицита
Не выявлены.
Рекомендуемая суточная доза
Для повышения физических возможностей организма дозировка составляет 4–6 г/сут.
Токсичность и передозировка
Наиболее частым побочным симптомом приема бета-аланина является парестезия – покалывание конечностей и языка.
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК)
ГАМК – это нейротрансмиттер (химическое вещество в мозге), который обеспечивает тормозное действие на активность структур центральной нервной системы. ГАМК не вызывает депрессии, а способствует снижению тревожности, головных болей, течения болезни Паркинсона и других состояний, при которых наблюдается избыточное возбуждение нейронов. Это вещество синтезируется в организме, но при некоторых условиях показан его прием в виде специальных добавок. Пищевые продукты с высоким содержанием ГАМК – говяжья печень, жирная рыба, цельнозерновые, бобовые, цитрусовые, орехи.
Биологическое значение
• Улучшение качества сна. Несколько научных исследований показали, что ГАМК играет важную роль в обеспечении продолжительности и глубины сна. В работе «Sleep-promoting effects of the GABA/5-HTP mixture in vertebrate models», 2016 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27150227] у мышей использование ГАМК (в комбинации с другим нейротрансмиттером 5-гидрокситриптофаном) способствовало улучшению качества и продолжительности сна за счет улучшения функций серотонина. Последние исследования показали участие ГАМК в регуляции циркадных ритмов сна и бодрствования у млекопитающих и человека [Role of GABA in the regulation of the central circadian clock of the suprachiasmatic nucleus, 2018 [https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12576–018–0604-x.
• Улучшение когнитивных способностей и интеллекта. Высокий уровень ГАМК ассоциирован с повышенным интеллектом и когнитивными характеристиками [GABA predicts visual intelligence, 2016 [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030439401630547X. Исследование Xu M. Y., Wong A. H., Acta Pharmacol. Sin. 2018 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29565038] показало, что избирательная модуляция ГАМК-эргической системы является многообещающим средством лечения когнитивных расстройств.
• Улучшение работы пищеварительной системы. ГАМК имеет важное значение в формировании аппетита, способствует перевариванию пищи в желудке и кишечнике, регулирует желудочно-кишечную активность, ГАМК-продуцирующие бактерии, обнаруженные в кишечнике, снижают боли в кишечнике [GABAergic system in action: connection to gastrointestinal stress-related disorders, 2017 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28190395.
• Другие значимые эффекты.
Симптомы дефицита
При недостатке ГАМК может возникнуть беспокойство, тревожность, мышечное напряжение (особенно в области шеи, челюсти и плеч), бессонница, ранние утренние пробуждения, вспыльчивость, фобии, импульсивность, диарея, артериальная гипертензия, шум в ушах, мигрень.
Рекомендуемая суточная доза
Ежедневное адекватное количество ГАМК в виде добавок для взрослых варьирует от 500 до 3000 мг, разделенных на несколько приемов в течение дня.
Токсичность и передозировка
Прием ГАМК в пределах рекомендуемой дозы абсолютно безопасен для здоровья. При превышении норма могут возникать побочные эффекты: учащение пульса, ускоренное дыхание или одышка, ощущение покалывания, зуда и/или щекотания в области шеи, лица и/или конечностей, сонливость.
Гистидин
Гистидин является одной из 23 аминокислот, используемых для образования белков. Поскольку эта аминокислота образуется организмом в очень малых количествах, она должна поступать в организм с пищей. В некоторых случаях синтез L-гистидина настолько ограничен, что ее можно назвать одной из незаменимых аминокислот. Диетические источники гистидина – говядина, свинина, курица, яйца, бобовые.
Биологическое значение
• Образование карнозина. L-гистидин с бета-аланином образует дипептид «Карнозин» (бета-аланил-L-гистидин), который встречается в скелетных мышцах, а также в сердце и мозге. Карнозин позволяет мышцам дольше преодолевать утомление, способствует увеличению мышечной массы, снижению жировых отложений, образованию оксида азота.
• Другие значимые эффекты. L-гистидин содействует регенерации тканей, синтезу гемоглобина, образованию миелиновых оболочек нейронов головного мозга, участвует в образовании желудочного сока, а также играет значимую роль в функционировании иммунитета и репродуктивной системы, за счет способности превращаться в гистамин.
Симптомы дефицита
Признаки недостатка гистидина в организме не выявлены.
Рекомендуемая суточная доза
Минимальная ежедневная дозировка составляет 1 000 мг, а оптимальная – 8–10 мг/кг массы тела.
Токсичность и передозировка
Гистидин не рекомендуется принимать при дефиците фолиевой кислоты, так как при этом в организме может образовываться нежелательное химическое вещество – формиминоглутаминовая кислота.
Глицин
Глицин – одна из аминокислот, являющихся компонентом протеинов. Это вещество важно для образования глутатиона, креатина, гемоглобина, РНК/ДНК, а также абсорбции кальция в организме. Глицин содержится в высокобелковых пищевых продуктах: мясе, рыбе, птице, орехах, бобовых и молочных продуктах.
Биологическое значение
• Противовоспалительное действие. Глицин действует непосредственно на воспалительные клетки снижая активность факторов транскрипции, образование свободных радикалов, а также воспалительных цитокинов. Данное вещество снижает образование фактора некроза опухоли-альфа (TNF-α), повышает выработку интерлейкина-10. Также эта аминокислота поднимает уровень интерферона, блокирует экспрессию NF-κB (фактор транскрипции «каппа-би») и продукцию интерлейкина-6 (участвуют в развитии воспаления). Глицин играет важную роль для снижения свободнорадикального повреждения в организме за счет восстановления низкого уровня глутатиона. В рандомизированном клиническом исследовании «Effect of oral glycine on the clinical, spirometric and inflammatory status in subjects with cystic fibrosis», 2017 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5732413/] больным кистозным фиброзом давали препарат глицина (0,5 г/кг/сут). Уровень TNF-α, интерлейкина-6 и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора значительно снижались после 8-недельной терапии, что улучшало клиническое и воспалительное состояние больных.
• Здоровье мозга. В исследовании «Assessment of microcirculatory effects of glycine by intravital microscopy in rats», 2012 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23366470] введение небольшого количества глицина подопытным животным расширяло диаметр микрососудов в головном мозге до 250 %, что существенно улучшало кровообращение и доставку кислорода к нейронам. В другой работе показано, что введение глицина защищает головной мозг от гипоксически-ишемической энцефалопатии [Amelioration by glycine of brain damage in neonatal rat brain following hypoxia-ischemia, 2017 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27613478.
• Другие значимые эффекты. Глицин улучшает качество и продолжительность сна, эластичность и увлажнение кожи (особенно в пожилом возрасте), заживление ран, течение шизофрении, депрессии, диабета и метаболических нарушений, обеспечивает защиту сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, печени, почек, мышц, суставов и костей.
Симптомы дефицита
При дефиците глицина наблюдаются хроническая усталость, слабость, ингибирование (блокирование) синтеза ДНК.
Рекомендуемая суточная доза
В научных исследованиях при лечении шизофрении использовались дозы 0,4–0,8 г/кг/сут в разделенных дозах. Для лечения ишемического инсульта – 1–2 г/сут. Безопасным считается ежедневный прием до 60 г.
Токсичность и передозировка
Седативный эффект и диарея являются возможными побочными симптомами приема глицина.
Глутамин
Глутамин представляет собой аминокислоту, входящую в состав большинства белков и имеющую две формы: L-глутамин и D-глутамин. Основными органами, использующими глутамин, являются скелетные мышцы, почки, печень и тонкий кишечник. Наибольшее содержание глутамина наблюдается в яйцах, говядине, молоке, белом рисе, кукурузе.
Биологическое значение
• Здоровье кишечника. L-глутамин является энергетическим субстратом для роста клеток кишечника и обеспечения пищеварительных функций. Во многих случаях (стресс, радиационное облучение, химиотерапия) глутамин содействует предотвращению и устранению кишечного кровотечения, помогает сохранению количества и площади кишечных ворсинок [Glutamine and intestinal barrier function, 2014 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24965526.
• Усиление иммунитета. Ряд иммунных клеток (лимфоциты, макрофаги, нейтрофилы) нуждаются в глутамине. Прием добавок глутамина уменьшает воспаление, побочные эффекты химиотерапии, а также повышает уровень T– и B-лимфоцитов, скорость заживления ран.
• Другие значимые эффекты. Глутамин повышает антиоксидантную защиту (за счет увеличения содержания глутатиона), образование гормона роста, снижает уровень клеточного стресса, борется с печеночным стеатозом (накопление жира), обладает кардиопротекторным эффектом, способствует росту мышц, улучшает течение диабета.
Симптомы дефицита
Дефицит глутамина является достаточно редким явлением, связанным с особенностями рациона (строгая веганская диета) или сопутствующими заболеваниями (ВИЧ, рак).
Рекомендуемая суточная доза
Существуют разные рекомендации относительно приема глутамина. Наиболее распространенная схема представляет собой прием 5 г утром и 5 г вечером ежедневно при интенсивных физических нагрузках и упражнениях, направленных на увеличение мышечной массы. В научных исследованиях по лечению ВИЧ и рака изучались дозы 8–40 г/сут, которые, в целом, хорошо переносились испытуемыми.
Токсичность и передозировка
Побочные эффекты при соблюдении суточной нормы не наблюдаются. Чрезмерное потребление глутамина ухудшает его естественное образование в организме и ведет к продукции вредных веществ (глутамат, аммиак). Прием глутамина может увеличивать скорость роста злокачественных опухолей, поэтому его прием при наличии онкологических заболеваний необходимо согласовывать с врачом.
Глутаминовая кислота (Глутамат)
Самое высокое содержание глутаминовой кислоты наблюдаются в нейронах головного мозга и мышцах. Это вещество имеет важное значение в образовании энергии и протеинов. Данное вещество содержится преимущественно в белковой пище: рыбе, мясе, яйцах, птице, молоке, а также многих овощах.
Биологическое значение
• Обеспечение функций мозга. Глутамат – один из самых важных нейротрансмиттеров в мозговых структурах. Практически все возбуждающие нейроны центральной нервной системы являются глутаматергическими. Как основной возбуждающий нейротрансмиттер, данная субстанция обеспечивает передачу сигналов по всему организму, когнитивные функции, память, обучение. В экспериментах на животных установлено, что нормализация уровня глутамата снижает нарушения мозгового кровообращения и предотвращает структурные изменения гиппокампа [Bojesen K. B. et al., Front. Psychiatry. 2018 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5808203/.
• Улучшение работы кишечника. Диетический глутамат является основным энергосубстратом для клеток пищеварительной системы и важным фактором образования белков. В желудочно-кишечном тракте глутамат обеспечивает активацию блуждающего, перистальтические движения кишечника, увеличение образования тепла и энергии. Также это вещество необходимо для образования антиоксиданта глутатиона, поддерживающего здоровье внутренней оболочки кишечника. Кроме того, глутамат защищает слизистую оболочку желудка от повреждающего действия бактерий H.pylori (вызывают гастрит) и нестероидных противовоспалительных препаратов [Prophylactic effect of glutamate on gastrointestinal damage, 2011 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22129864.
• Противораковые эффекты. Публикация «Glutamic acid as anticancer agent», 2013 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3824943/] показала, что глутамат обладает определенной противоопухолевой активностью.
• Другие значимые эффекты. Глутамат является предшественником ГАМК, увеличивает аппетит, способствует формированию иммунитета, замедляет клеточное старение и увеличивает продолжительность жизни [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24244480], обеспечивает здоровье костей, нормальное функционирование мышц, предстательной железы, сердца.
Симптомы дефицита
Симптомы, связанные с низким уровнем этой аминокислоты, включают бессонницу, проблемы с концентрацией внимания, умственное и физическое истощение.
Рекомендуемая суточная доза
В норме глутамат образуется в организме в достаточном количестве, а также поступает в адекватном объеме с пищей. В связи с этим не требуется его дополнительный прием в виде добавок. Клинические исследования не выявили существенных побочных эффектов при приеме доз до 3 г/сут.
Токсичность и передозировка
Чрезмерное потребление способно вызывать различные побочные эффекты: головные боли, головокружение, тошноту нарушение сердечного ритма, потливость, сыпь на коже, жажду, сонливость.
Глутатион
Глутатион – это важнейший антиоксидант, представляющий собой пептид, содержащий три важные аминокислоты (цистеин, глутамин и глицин). Это вещество продуцируется и используется каждой клеткой в организме. Уровень глутатиона может отражать ожидаемую продолжительность жизни. Дефицит глутатиона проявляется повышенной восприимчивостью к окислительному стрессу. Глутатион содержит молекулы серы, поэтому продукты с высоким содержанием серы способствуют естественному образованию данного вещества в организме. Эти продукты включают: крестоцветные овощи (брокколи, цветная капуста, брюссельская капуста), чеснок, лук, яйца, орехи, бобовые, пища животного происхождения (рыба, курица).
Биологическое значение
• Снижение окислительного стресса. Глутатион уменьшает количество активных форм кислорода и проявление окислительного стресса в организме. Также, нейтрализуя свободные радикалы, это вещество играет важную роль в функционировании других антиоксидантов, например витаминов С и Е. В работе «Application of glutathione as anti-oxidative and anti-aging drugs», 2015 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26467067] обозначена зависимость между уровнем глутатиона и темпами старения, нейродегенеративными процессами, а также гибелью клеток.
• Уменьшение воспаления. Научно доказано, что глутатион обладает противовоспалительным действием. В частности, этот пептид блокирует продукцию большинства воспалительных цитокинов, а также транскрипционного фактора NF-κВ (увеличивает активность различных воспалительных генов) [Glutathione primes T cell metabolism for inflammation, 2017 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28423341.
• Нейропротекция. Клетки головного мозга составляют всего 2 % массы тела, однако при этом потребляют около 20 % всего кислорода, получаемого организмом с дыханием. В свою очередь, при окислительном метаболизме непрерывно генерируются активные виды кислорода, оказывая на ткани повреждающее действие. Установлено, что в основе таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона, лежит хронический окислительный стресс. В связи с этим, нейтрализация свободных радикалов является важной задачей в глутатиона. В эксперименте «Glutathione depletion: Starting point of brain metabolic stress, neuroinflammation and cognitive impairment in rats», 2018 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29183693] у крыс истощение запасов глутатиона вызывало рост повреждения клеток во всех областях головного мозга, а также снижение пространственной памяти. Авторы резюмируют, что увеличение образования активных форм кислорода в результате снижения содержания глутатиона составляет основную причину метаболического стресса нейронов, изменений синаптической сигнализации и когнитивных нарушений.
• Другие значимые эффекты. Высокий уровень глутатиона замедляет старение, остеопороз и разрушение костей, предотвращает депрессию, используется в терапии психических нарушений, патологий дыхательной системы, снижает риск инсульта и инфаркта, повреждение печени и почек, уровень повседневного эмоционального стресса, защищает слизистую оболочку кишечника, способствует лечению аутизма, диабетических осложнений, онкологических заболеваний, СПИДа, кистозного фиброза, ревматоидного артрита, акне и других проблем с кожей, содействует профилактике глаукомы и катаракты, имеет решающее значение в детоксикации и удалении канцерогенов, а также контролирует апоптоз (гибель клеток).
Симптомы дефицита
Недостаток глутатиона приводит к повышению окислительного стресса, снижению способности к детоксикации, накоплению токсинов и тяжелых металлов, нарушению репликации ДНК, клеточным мутациям, гибели клеток. Симптомы могут включать головные боли, головокружение, слабость, неспособность сосредоточиться, суставные боли, высыпания и сухость кожи, нарушение качества и продолжительности сна, депрессию, частые простуды.
Рекомендуемая суточная доза
Четких рекомендаций по приему добавок глутатиона на сегодняшний день не разработано. Дозировки от 50 до 600 мг/сут считаются безопасными для здоровья, однако точная доза должна быть назначена специалистом здравоохранения.
Токсичность и передозировка
Принимать добавки глутатиона не рекомендуется во время беременности, грудного вскармливания, наличия астмы. Среди побочных эффектов зафиксированы повышенный метеоризм, диарея, лихорадка, сыпь на коже.
Гомоцистеин
Гомоцистеин представляет собой серосодержащую аминокислоту, побочный продукт метаболизма метионина. Гомоцистеин токсичен и является маркером многих хронических заболеваний.
Биологическое значение
• У людей с высоким уровнем гомоцистеина последний может присоединяться к белкам, образуя модифицированные белковые комплексы: гомоцистеин-тиолактон и N-гомоцистеинилированный белок. Эти комплексы могут атаковать многие типы белков, включая альбумин, гемоглобин, иммуноглобулины (антитела), ЛПНП, ЛПВП, трансферрин, антитрипсин и фибриноген. Кроме того гомоцистеин-тиолактон может ингибировать натрий-калиевую АТФазу (фермент, ответственный за проведение нервных сигналов) в гиппокампе, коре и других клетках головного мозга, что ухудшает нейронные функции и когнитивные способности [Role of homocysteine in the ischemic stroke and development of ischemic tolerance, 2016 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5120102/. Также эти модифицированные белки могут активировать гены, влияющие на развитие сердечно-сосудистых заболеваний [Role of homocysteine in the development of cardiovascular disease, 2015 [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4326479/. Иммунная система не может распознать эти модифицированные белки и начать атаковать их, что приводит к аутоиммунитету и воспалению. Прикрепление гомоцистеина к кровеносным сосудам может повредить их стенки.
• Гомоцистеин может влиять на электрический потенциал белков, тем самым увеличивая окислительный стресс в клетках. Это вызывает рост клеточных повреждений. Высокое содержание этого вещества (гипергомоцистеинемия) является фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний, инсульта, резистентности к инсулину, свободнорадикальных повреждений, нейродегенерации, аутоиммунных заболеваний, ревматоидного артрита, псориаза, диабета, рассеянного склероза, рака, остеопороза, врожденных патологий, стоматологических нарушений, мигрени.
Симптомы дефицита
Не выявлено.
Рекомендуемая суточная доза
Нет.
Токсичность и передозировка
Не выявлено.
