systemity: (Default)
systemity ([personal profile] systemity) wrote2013-06-04 10:10 pm

Сольный концерт по заявкам читателей: Метеозависимость и не только. Часть III

В предыдущей части я говорил о том, что синтез адреналина, способствующего обратимости стресса, регулируется двумя основными факторами: интенсивностью синтеза S-аденозилметионина (SAM) в организме и конкуренцией его с процессом метилирования ДНК. Кроме этого, доступность метильных групп для всех реакций метилирования по идее должна определяться поступлением L-метионина с пищей. Эти три фактора необходимо рассмотреть по отдельности.

Источником поступления активных метильных групп в организм является незаменимая серусодержащая аминокислота L-метионин. У животных организмов образование белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК всегда  начинается с метионина. Это является косвенным подтверждением уникальной роли метилирования в жизнедеятельности животных организмов, до сих пор недостаточно хорошо осознаётся медицинской наукой. Считается, что в связанном в виде белков или в свободном виде протребление метионина взрослым человеком должно быть не менее 3 г в сутки, что соответствует 300 мг в пересчёте на "метилы". L-метионин при взаимодействии с АТФ образует S-аденозилметионин (SAM), который является активным донором этих самых "метилов" у микроорганизмов, растений и животных.
L-метионин преобразуется в SAM при участии фермента метионинаденозилтрансферазы. В результате реакций метилирования, осуществляемых метилтрансферазами, SAM превращается в S–аде­но­зилгомоцистеин (SAH). Однако превращение метионина в источник активных метилов на самом деле осуществляется в виде небольшой его доли, учитывая то, что метионин входит в состав всех белков а также является донором серы при синтезе заменимой, но очень важной аминокислоты цистеина.


Содержание метионина в пище варьирует в очень широких пределах и, соответственно, поступление метионина с пищей может очень сильно варьировать. Так, например, в отваренном рисе, являющемся у многих народов основным продуктом питания,  метионина содержится очень мало. В пересчёте на одинаковый вес в чечевице его содержится в полтора раза больше, в фасоли - в два раза больше, в жареной курице - в 15 раз, в кунжуте - в 32 раза,  в высушенном яичном белке в 160 раз больше. (Здесь стоит ещё раз обратить внимание на то, что дикарская по своей природе "борьба с холестерином" предполагает, что потребление яиц исключительно вредно, хотя всё на деле обстоит диаметрально противоположным образом). Относительно много метионина содержится в молочных продуктах, твороге, моцарелле, сырах, а также в мясе животных. В принципе много метионина содержится во всех семенах. Это связано с тем, что в семенах, в молоке, в яичном желтке метионин является источником активных метильных групп, участвующих в эпигенетической модификации организма в процессе его роста и развития, в процессе дифференцировки клеток.

При полноценном питании человек получает свои 3 г метионина в сутки. При отсутствии потерь метионина в процессе гидролитического расщепления белков, при полностью эффективном доступе метионина к центрам метаболитического его превращения (всё это является большим допущением) из этого однодневного количества метионина может теоретически синтезироваться 3,68г адреналина. Известно, что при скорости введения адреналина в количестве 0,1 мкг/кг/мин он вызывает полноценную защитную реакцию:  усиливает и учащает сердечные сокращения, повышает ударный объем кровотока и минутный объём кровотока, уменьшает общее периферическое сосудистое сопротивление. При такой скорости выделения адреналина в кроветок взрослого человека весом в 70 кг 3,68 г адреналина, который может быть теоретически получен из метионина, содержащегося в однодневной порции пищи, может хватить на 365 дней непрерывного круглосуточного синтеза. Этот простой расчёт показывает, что еда врядли может быть фактором, ограничивающим поступление метильных групп в организм человека и животных, даже в том случае, когда всего 0.3% поступающего с едой метионина расходуется на получение адреналина.

Если количество метионина, поступающего с пищей, не может лимитировать количество метильных групп, участвующих в синтезе адреналина, то следует тогда обратить внимание на
S-аденозилметионин, являющийся непосредственным переносчиком метильных групп на норадреналин с образованием адреналина. S-аденозилметионин образуется при взаимодействии метионина с АТФ. Как я показал выше, метионин не может лимитировать эту реакцию. Врядли лимитирующим фактором является и АТФ, синтез необходимых количеств которой вообще не отделим от процесса жизнедеятельности. И тут мы подходим к главному секрету метилирования в животных организмах, понимание которого подводит нас к объяснению потенциальной опасности стрессовых ситуаций, к пониманию того, почему стресс может приводить к необратимым повреждениям организмов, к понимаю того, что можно сделать для противодействия неблагоприятным воздействиям на организм.    

Дело в том, что, отдавая метильную группу тому или иному акцептору, например, норадреналину, SAM превращается в S-аденозилгомоцистеин, который гидролизуется с высвобождением гомоцистеина, являющегося сильнейшим ядом. Если по каким-то обстоятельствам, связанным с физиолого-биохимическими особенностями конкретных индивидумов, S-аденозилгомоцистеин не превращается вновь в SAM, то выделяющийся из него гомоцистеин начинает оказывать сильное разрушающее действие на организм. По этой причине Природа придумала механизм, позволяющий многократно использовать метильные группы метионина с целью нейтрализации S-аденозилгомоцистеина путём его реметилирования в SAM. Этот сложный синергетический процесс реметилирования протекает с обязательным участием трёх витаминов группы В: В6 (пиридоксин), В9 (фолиевая кислота) и В12 (цианкобаламин). Важным моментом здесь является то, что нехватка этих витаминов не только снижает возможность синтеза адреналина в адекватных стрессовым ситуациям количествах за счёт снижения активного пула SAM, но и приводит к тяжёлым дополнительным последствиям в результате действия высвобождающегося гомоцистеина.

Известно более 40 основных реакций метилирования, поддерживающих нормальное функционирование обмена веществ. Так, например, метилирование помогает организму избавиться от токсинов тяжелых металлов, в том числе от ртути, свинца, сурьмы, мышьяка. При  лимитировании  в организме процесса метилирования эти токсичные металлы накапливаются, негативно влияя на многие функции организма. Если химический анализ волос на содержание минералов выявляет повышенный уровень токсичных тяжелых металлов в организме, то это - однозначное свидетельство нарушения процесса метилирования. С помощью метилирования печень выводит внешние токсины и собственные химические отходы организма, например побочные продукты синтеза и разложения гормонов. Нарушенное метилирование приводит к накоплению в организме токсинов, например пестицидов, а также избыточного количества собственных гормонов, например эстрогена. Это серьезная проблема, поскольку избыток эстрогена связан с повышенным риском заболевания некоторыми видами рака.

Как я говорил выше, метилирование ДНК является неотъемлемым компонентом механизмов развития и адаптации. Реакция метилирования участвует, например, в образовании ацетилхолина, нейромедиатора, необходимого для функционирования нервной системы и хорошей памяти. Снижение уровня ацетилхолина в мозге связано с потерей памяти и болезнью Альцхаймера. Нарушение метилирования ведет к повышенному риску болезни Альцхаймера, а также многих аффективных расстройств, которые нередко наблюдаются у пожилых людей, например депрессии и паранойи. Но всё же главной заботой животного организма в плане предохранения его от повреждающего действия окружающей среды является детоксикация гомоцистеина
путём его реметилирования в метионин.

Появление в крови свободного гомоцистеина является однозначным свидетельством аномальности процессов метилирования в организме человека. Аномальное метилирование очень распространено из-за генетических вариаций (полиморфизмов). В зависимости от возраста и этнической принадлежности, нарушения метилирования встречаются у 10–44 процентов населения и могут привести к раку шейки матки и толстой кишки, коронарной болезни сердца, инсультам, болезни Альцгеймера и многим другим заболеваниям. Повышение уровня гомоцистеина выше 7,5 микромолей/л считается началом патологии. У многих же людей уровень гомоцистеина значительно превышает этот показатель. С возрастом эффективность процесса метилирования неизбежно снижается и поэтому существует тенденция к повышению уровеня гомоцистеина со старением.

Гомоцистеин оказывает разнообразное токсическое действие на организм, но главная опасность повышения его содержания в крови заключается в том, что он корродирует стенку артерий (интиму), разрыхляя поверхность кровеносных сосудов, напрямую повреждая внутренние стенки артерий, которые трескаются под его воздействием. В то время как неповрежденная интима артерий практически не адсорбирует на себе различные вещества из кроветока, то на повреждённых гомоцистеином стенках сорбируются различные копоненты из кроветока. Пытаясь заживить повреждения, нанесённые гомоцистеином, организм заполняет трещины частицами холестерина низкой плотности (ЛПНП), клеточным дебрисом, водонерастворимыми солями фосфорной и органических кислот, мусорными биополимерами, направляющимися в специфические области катаболитической активности и т.п., запуская тем самым процесс формирования атеросклеротических бляшек. В этом случае гомоцистеин наносит дополнительный вред тем, что повышает уровень воспаления, которое ускоряет процесс формирования бляшек и увеличивает вероятность разрыва артерий, что может привести к  инфаркту или инсульту.


Этот совершенно жизненный сценарий, описанный и детализированный в сотнях научных статей, никак не устраивает производителей статинов,  которые в течение многих лет агрессивно навязывается населению путём планомерного оболванивания последнего, включая и лечащих врачей этого оболваниваемого населения. Людям внушают необходимость остерегаться потребления холестерина в продуктах питания, несмотря на то, что любой животный организм, включая организм человека, включает в себя довольно большие количества этого вещества, причём наибольшее относительное количество его содержится в мозге. Холестерин является источником биосинтеза десятков важнейших веществ, без которых жизнь невозможна. С этой целью пропагандируется удивительно глупая, заведомо ложная и ничего не объясняющая холестериновая теория возникновения атеросклеротических бляшек, в которой токсическому действию гомоцистеина нет места, поскольку в случае признания наличия такового, применение статинов, приносящие десятки миллиардов прибылей производителям, автоматически потеряет актуальность.

Теория атеросклероза была впервые предложена в 1912 году российским патофизиологом Н.Аничковым, который кормил кроликов холестерином и обнаружил у них начальные признаки атеросклероза. Это открытие
Н.Аничков сделал по своей неграмотности. Дело в том, что кролики питаются только растительной пищей, в которой холестерин полностью отсутствует, а присутствует другой стерин - "ситостерин", поэтому несчастные кролики не могли адекватно реагировать на издевательства, которым их подвергал Н.Аничков. Необходимый им ситостерин синтезировался в их печени, а холестерин из пищи кролики разлагать не умеют, поскольку в природе у них такой потребности не возникает. После прекращения холестериновой кормёжки, кролики полностью и быстро выздоравливали, что совершенно не характерно для атеросклероза. Да и на собаках, которые природой предназначены переваривать холестерин жертв, "кроличий эффект" обнаружить не удалось. Таким образом, история лечения человечества от гиперхолестеринемии представляет собой уникальный случай, когда, пойдя по неграмотности в неправильном направлении, владельцы фармацевтических  фирм в течение многих лет получали огромные прибыли.

Очень важно в контексте всего сказанного уяснить очень простую истину, которую, к сожалению, нигде, кроме этого поста никогда не упоминалась. В животном организме есть такое количество ингредиентов синтеза  S-аденозилметионина, что при необходимости последний может синтезироваться в любых количествах. И тем не менее количество синтезируемого организмом S-аденозилметионина строго ограничено, его может крайне не хватать и причиной этого является лишь то, что узким местом повышения концентрации этого донора метильных групп является реакция реметилирования. В свою очередь реакция реметилирования зависит от доступности триады витаминов - В6, В9 и В12, из которых наиболее критичным в плане доступности и активности в реакции реметилирования является витамин В12, имеющий сложную химическую природу.

200px-Cyanocobalamin.svg
Химическая формула цианкобаламина (витамина В12)

(Окончание следует)


[identity profile] lizasdad.livejournal.com 2013-06-05 11:47 am (UTC)(link)
С гомоцистеином по-видимому довольно просто экспериментировать.
Что было сделано в экспериментах на животных, чтобы доказать гомоцистеиновую природу сосудистой патологии?
Нет ли естестественного депо гомоцистеина в определенных органах и/или тканях?
Как Вы объясняете снижение заболеваемости инфарктами/инсультами и увеличение продолжительности жизни при употреблении статинов? Как Вы понимаете, заклинания про манипуляции со статистикой тут "не катят", цифры настоящие.

[identity profile] systemity.livejournal.com 2013-06-05 12:33 pm (UTC)(link)
М.б. какое-то влияние на синтез мевалоната как-то дисциплинизирует метаболизм. По моей теории, которую я разрабатывал в детстве, онкология связана с синтезом АТФ нетрадиционным способом. В раковых клетках есть фосфатидилхолин, которого нет в АТФ-производящих клетках. Фосфатидилхолин образует комплекс 1:1 с холестерином. М.б. напряжёнка с синтезом холестерина что-то улучшает в метаболизме. Статины не могут ингибировать синтез холестерина, поскольку человек сразу же окачурится, а вот создание некоторой напряженки может быть весьма полезным. Если бы был открыт механизм полезного действия статинов, то стали бы понятны и его отрицательные последствия. Но та теория, которая подаётся - бред каменного века и гомерическая халтура. С гомоцистеином всё совершенно ясно. Он легко анализируется. В окончании в четвёртой части я расскажу о секретах борьбы за светлое будущее человечества.

[identity profile] lizasdad.livejournal.com 2013-06-05 01:24 pm (UTC)(link)
Да, теория так себе...
Сейчас развивают новую - об антиимфламматорной активности статинов, видимо от безысходности.
Теперь про комплекс фосфатидилхолина с холестерином 1:1, он существует в структурированных элементах, например мембранах и в желчи, т.е. там где организм управляет составом. А вот свободный фосфатидилхолин циркулирует по организму сам по себе. Так же как и холестерин циркулирует в виде липопротеидов без участия фосфолипидов.
Т.е. в структурах они вместе (комплиментарны) а в плазме - отдельно.
У меня есть интуитивное ощущение, что фосфолипиды остались глобально непонятыми.
Лет 10 назад я занимался кристаллизацией фосфатидилхолинов, чисто химическая работа, далёкая от живого организма. Но я до сих пор ностальгирую - такой это был интересный объект.
Кроме того, синтез холестерина у большинства людей сопровождает синтез триглицеридов, чем больше калорий, больше сала, и больше холестерина. Может быть, это необходимость структурировать жировые ткани?

[identity profile] systemity.livejournal.com 2013-06-05 02:17 pm (UTC)(link)
Фосфатидилхолин появился лишь у эукариотов. У прокариотов его нет. Появился он в связи с появлением эндплазматического ретикулума, который поддерживает органеллы. Поэтому может возникнуть впечатление, что ФХ живёт сам по себе. На самом деле это не так. Фосфолипиды строго регулируются. Недаром фофатидилсерин - источник всех остальных - всегда полезен и нужен. ФХ отсутствует в энергопроизводящих мембранах. В книжке, которую я когда-то вновь начну писать, я расскажу о физиолого-биохимической роли фосфолипидов. У прокариотов по моей теории, которую я проверил на 33 тысячах штаммов бактерий - от чумы и холеры до олиготрофов, соотношение жирных кислот и фосфолипидов строго пропорционально концентрации соответствующих низкомолекулярных предшественников в цитозоле. Например, соотношение кислот изо- и антеизостроения проворционально соотношению свободных лейцина к изолейцину, соотношение циклопропановых кислот к ненасыщенным кислотам у грамотрицательных бактерий - соотношнию аденозилметионина к аденозилгомоцистеину, соотношение пальмитиновой и пальмитолеиновой кислот - соотношению надаш к над. Таким образом, у прокариотов липиды являются медиаторами, сопрягающими активность мембранных белков с концентрациями коферментов и кофакторов в цитозоле. Меняется соотношение свободных и наполненных форм коферментов - изменяется активность мембранных белков, контактирующих с липидами. Меняется соотношение валина к изолейцину, меняется соотношение изохвостиков ЖК, которые взаимодействуют с валиновыми и изолейциоными остатками мембранных белков, меняя их активность нужным образом за счёт модификации пространственной структуры. У эукариотов этот простой и изящных механизм исчез, поэтому жирнокислотный и фосфолипидный состав эукариотов не отличается так драматически, как у бактерий. Некоторые рудименты бактериальных изобретений встречаются у эукариот. Например, это проявляется в облепиховом масле.

[identity profile] lizasdad.livejournal.com 2013-06-06 09:50 am (UTC)(link)
Очень интересно!
Почти ничего из этого не знал...
Но тогда в механизме регулирования должны участвовать фосфолипазы.
Кстати, а в раковой клетке активность фосфолипаз наверное кто-то изучал?

[identity profile] systemity.livejournal.com 2013-06-06 12:52 pm (UTC)(link)
В конце 80-х из Москвы я нелегально продавал выделенную мною фосфолипазу пчелиного яда Берингер Манхайму в Германию. При этом выдержав конкуренцию с серьёзными фармацевтическими фирмами. Заработал большие деньги на удрать. Так что фосфолипазы для меня не что-то чужое. Но я пишу про метилирование для грамотного неспециалиста. Никто не понимает по-настоящему в том, как работает метилирование, а это - один из самых главных моментов нашего обмена веществ. У грамотрицательных бактерий, например, у лактобацилл, у многих медленно растущих бактерий метилирование - это наиболее репрезентативный фактор, отражающий физиологию жизнедеятельности.

[identity profile] systemity.livejournal.com 2013-06-06 01:54 pm (UTC)(link)
У бактерий единная цитоплазматическая мембрана и связь активности белков с цитозолевыми концентрациями коферментов (витаминов) и минеральных веществ осуществляется за счёт жирнокислотных и немного фосфолипидных медиаторов. У всех эукариот появление эндоплазматического ретикулума и органелл позволяет специализировать и упростить процесс сопряжения. По этой причине фосфолипазная активность на клеточном уровне - это средняя температура по больнице, а изучение органелл во многих аспектах полная бессмыслица. Поэтому здесь играют большую роль мозги, являющиеся источником т.н. спекуляций, которые очень не любят те, которые всю жизнь сначала измеряют, а потом думают, а не наоборот

[identity profile] lizasdad.livejournal.com 2013-06-07 03:04 pm (UTC)(link)
Я имел дело с компанией, разрабатывавшей лекарства для мозга на основе фосфолипидов. В Ин-те Вайцмана в начале 90х обнаружили, что в мозгу в том месте где есть патология (опухоль, травма, инсульт) многократно повышается активность фосфолипаз. Что, в общем-то неудивительно - мембраны надо чинить...
Возникла идея сделать "таргетинг" лекарств путём пришивания их на лецитиноподобные фосфолипиды. Чтобы при циркуляции в крови лекарство было не токсичным (как фосфолипид) а при попадании в нужное место фосфолипазы резали бы сшивку и высвобождали бы активную субстанцию.
Были синтезированы сотни фосфолипидных дериватов противоопухолевых, противоэпилептических и т.д.
Ни один препарат не работал на реальных больных.

[identity profile] systemity.livejournal.com 2013-06-07 08:18 pm (UTC)(link)
С фосфолипидами фармакологические штучки не пройдут. Современные биохимики ни хрена в липидах до сих пор не понимают. Это - очень капризные вещества и самые "биологичные" из всех веществ