ГЛАВА 2 КЛЕТКА, МЕТАБОЛИЗМ И АМИНОКИСЛОТЫ

ГЛАВА 2

КЛЕТКА, МЕТАБОЛИЗМ И АМИНОКИСЛОТЫ

Белки формируют основную клеточную структуру. Так, например, соединительную ткань создает исключительно коллаген. Такие белки, как энзимы, делают возможным обмен субстанций. Они составляют основу клеточной оболочки, где, благодаря своей пропускной способности, регулируют и поддерживают водный баланс, а также рН самой клетки и среды в которой обитают, что ярче всего можно наблюдать в межклеточном пространстве. Цепочки углеводов, возникающие на протеинах оболочек, служат точками соединения, спайки, склеивания (cola genno) в протеиновых слоях соединительной ткани внутриклеточного матрикса с матриксом межклеточным (extracellular matrix) – и обе они богаты коллагеном.

Между собой клетки соединяются также при помощи белков. Лишь благодаря белковым рецепторам, сигнальным молекулам, коллагеновым биовекторам, нейромедиаторам происходит взаимодействие клеток. Протеины также дают клеткам возможность выполнения транспортной роли переноса специфических субстанций из органа в орган, из клетки в клетку. Например, альбумин плазмы крови переносит среди прочих жировые кислоты, гемоглобин и кислород из легких в ткани. При помощи белков-транспортеров в клетки проникают глюкоза, аминокислоты и множество других молекул. Сами аминокислоты – продукты распада низкорядного коллагена, будучи нанесенными на кожу снаружи, обладают способностью проникновения внутрь нее сквозь эпидермис.

Иммуноглобины легко распознают, связывают и нейтрализуют чужеродные молекулы, вирусы и бактерии. Актин и миозин сжимают и разжимают скелетные мышцы. Коллаген и эластин придают структурную форму многим тканям. Можно назвать еще огромное количество других биологических функций клеточного белка. В том числе – ферментирующая, регулирующая, энергетическая или энзимная. Когда происходит процесс изменения состава белков в тканях, когда иммунологическая система начинает действовать против белков собственного организма – мы говорим о болезненном состоянии, о протеинопатии. Когда энзимы разрезают коллагеновые волокна, мы говорим о коллагенозе.

Способностью ремонта, восстановления клеток, уникальной способностью регенерации тканей живого организма обладают только аминокислоты. Не только медикам, но и многим людям известны случаи рекордного темпа срастания переломов, вывихов, быстрого заживания различного рода ожогов, ранений, язв или внутренних кровотечений. Это происходит тогда, когда организм располагает своим собственным коллагеном высшей кондиции. Но происходит это, прежде всего тогда, когда приходящая вовремя и в достаточной концентрации скорая помощь аминокислот, возникших из катаболизма белков, сумеет в ускоренном темпе вернуть ткани к норме, то есть к такому состоянию, когда организм уже совершенно самостоятельно сможет до конца решить свою проблему, ставшую, в данном случае, результатом внезапной травмы.

Ярким примером такой «терапевтической интервенции» служит ситуация, когда проникающие в организм свободные аминокислоты смешиваются с аминокислотами, метаболизированными в процессе распада белков и совместно действуют. Это происходит когда они:

1. 
   участвуют в биосинтезе белка, выступающего в тканях. Характеристики белков, подлежащих синтезу, закодированы в ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоте). Ключевым моментом в биосинтезе белка является создание пептидной связи между молекулами аминокислот. Именно тогда, кстати, и возникает коллагеновая хелиса;
   
2. 
   подвергаются реакции катаболизма. Углеродная основа аминокислот окисляется до двуокиси углерода или преобразуется в углеводы либо жиры, в то время как азот выводится в форме мочи;
   
3. 
   используются в биосинтезе новых, биологически активных соединений, содержащих азот, таких, например, как пуриновые фундаменты, адреналин, витамин РР. Это необратимые потери азота, который уже не может быть вторично утилизирован для белкового обмена.
   

- витамины С, В6, А, Е, К;

- инсулин;

- анаболические субстанции;

- энзимы.

В организме непрерывно идут процессы распада белковых молекул и биосинтеза нового белка. Протеины в нашем организме, а в особенности коллагеновые белки, необыкновенно динамичны и постоянно обновляются. Так же непрерывно идут процессы обмена аминокислот между клетками, обмена между аминокислотами новыми, внесенными в организм с пищей или с диетическими добавками, и «старыми», уже имеющимися в нем.

Круговорот белка охватывает процессы распада и синтеза. В целом круговорот аминокислот у взрослого человека с весом тела 70 кг (все белки тела весят около 12 кг) составляет около 400 г в сутки. Из этого количества около 100 г приходятся на аминокислоты, усваиваемые тут же с питанием и около 300 г на белки, подлежащие распаду и уже имеющиеся в организме. И далее, соответственно: около 300 г аминокислот в последующем употребляется на биосинтез белка, а 100 г подлежат процессу катаболизма (распада).

Количество аминокислот, участвующих в процессе реутилизации, таким образом, троекратно превышает количество аминокислот, попадающих в организм вместе с пищей. Освобожденные во время процесса распада белков аминокислоты, направляются в кровь, создавая новые хранилища свободных аминокислот. Определенная их часть окисляется в процессе высвобождения энергии. Окисленные аминокислоты должны уравновешивать аминокислоты, поставляемые извне. На процессы биосинтеза белка употребляется около 20% энергии.

Понимание простоты и биологически гениальной целесообразности этого механизма позволяет оценить необыкновенную роль свободных и легко усваиваемых аминокислот, которые мы доставили бы организму в виде суплементов. Именно такие свободные и чрезвычайно легко усваиваемые аминокислоты находятся в COLVITA – суплементе диеты, производимом на основе лиофилизованного тропоколлагена, полученного непосредственно из рыбьей кожи. Введение таких аминокислот в организм вызывает дополнительный противокатаболический эффект.

Вышеприведенный расчет пропорции массы белкового обмена является, конечно, определенным упрощением. Он относится к общей массе аминокислот для всех белков и всех органов, в которых они присутствуют. Следует помнить об огромном разнообразии белков уже упомянутом ранее. Упрощение это относится также и ко времени их обмена в организме. Неколлагеновые белки (например, некоторые энзимы) живут всего лишь несколько минут. А вот коллаген, присутствующий во многих органах и тканях, заменяется полностью в печени в течение, примерно, месяца, а в костях – в течение около года. 400 г суточного обмена для взрослого человека весом 70 кг – это среднее количество всех белков для такого примера.

Вся значимость самой возможности суплементирования организма свободными аминокислотами становится особенно ясной для понимания, если учесть, что всевозможные травмы, оперативные вмешательства, инфекции, болезни, повышение температуры, истощение организма, или переходные периоды, такие как климакс, реабилитация, длительные посты или голодания, интенсивные тренировки, тяжелый изнурительный труд и т.п. - всегда приводят к увеличению скорости распада и серьезным потерям белка. Есть еще один дополнительный аспект. Систематическое введение в организм свободных аминокислот приводит к циклическому росту уровня плазматических аминокислот, что хоть и временно, но в значительной степени поднимает уровень синтеза белка.

Таблица 1. Потребность организма в белке при разных состояниях здоровья

Состояние здоровья Потребность в белке г/кг массы тела

1. Здоровые взрослые (для сравнения) 0,6 – 0,8

2. Старческий возраст 1,0 – 1,25

3. Хирургические операции 1,1 – 1,5

4. Период менопаузы 1,3 – 1,6

5. Тяжелые травмы 1,5 – 2,0

6. Ожоги 1,5 – 2,5

7. Почечная недостаточность (диализ) 1,2

Внимание! Из чистого любопытства мы проверили информацию, заключенную в приведенной выше таблице, сравнив ее с результатами лиц с диализом (строго коррелированным), а также посредством аппликации на кожу со свежими ожогами 2-ой степени гидрата коллагена из рыбьей кожи (Коллаген натуральный Q 5 - 26). На площади ожога кожа впитывала ровно в два с половиной раза больше коллагена, чем на соседних участках (эксперимент был многократно повторен).

Продолжительные состояния недобора белков вызывают следующие общие симптомы:

- рост усталости, утрата энергии и активности

- проблемы с памятью и концентрацией

- эмоциональная и вегетативная лабильность

- нарушение сна

- нервозность и вспыльчивость

- головокружение и головные боли
Исследование количества белков, участвующих в обмене, становится возможным благодаря определению азотного равновесия. Под этим определением мы понимаем соотношение между количеством азота, находящимся в принимаемой пище, и количеством азота, выведенного из организма. Если оба показателя равны, значит, организм находится в состоянии азотного равновесия. Если, однако, выведенного азота меньше – мы говорим об отрицательном азотном равновесии. Такое состояние наблюдается во время оптимального питания белками у людей молодых, организм которых еще растет, у выздоравливающих людей, у спортсменов в период интенсивных тренировок и т.п. Когда же в организме происходит диссимиляция белков без их полного восстановления, мы говорим о положительном белковом равновесии. Из организма выводится больше азота, чем в него поступает. Такое состояние наблюдается у людей, быстро теряющих свой природный коллаген, например, в период менопаузы, при недостаточном питании, при многих болезнях, в результате солнечного удара, изнурительного труда, и многих других состояниях организма, которым сопутствует ускоренный распад протеинов и в особенности процессы диссимиляции коллагена. Взрослый человек на седьмой день голодания выводит из организма в течение одних суток 3,5 – 5,0 г азота. Это соответствует около 20 – 35 граммам чистого белка, подлежащего распаду.

Нормальное функционирование организма на длительный период возможно только при условии состояния, наиболее близкого к полному азотному равновесию. Оно требует усваивания не менее 70 граммов белков ежедневно. Норма ВОЗ составляет 110 г. для взрослого. Тяжело работающим людям необходимо не менее 122 граммов чистого белка, усваиваемого посредством пищи в течение суток.

С другой стороны, дозы белка, превышающие 250 г у людей, вышедших из юношеского возраста – если они не перерабатываются энергетически – могут перегружать печень и почки, в результате чего наступит интоксикация организма азотными компонентами, в том числе и аммиаком, что по достижении зрелого возраста противопоказано. Дело в том, что избыточный белок не складируется в организме так, как, например, жиры. Лишь его неазотная часть, действительно, переходит в жировые ткани, что, впрочем, тоже крайне нежелательно. До 8% протеинов не подлежат перевариванию, ибо они не усваиваемы, они не подлежат ни переработке в энергетические ресурсы, ни переработке в жиры и углеводы. Они удаляются с фекалиями.

Однако, свыше 92% белков готовы подвергнуться гидролитическому распаду на аминокислоты в желудке и тонком кишечнике. Усваивание организмом аминокислот происходит всегда в тонком кишечнике. Там же белки (в том числе и коллагеновые), после расщепления желудочным соком на собственные аминокислоты, поступают в систему кровообращения, чтобы принимать участие в дальнейших процессах катаболизма или анаболизма. Стоит помнить о том, что отнюдь не все аминокислоты усваиваются и, стало быть, не все включаются в работу по белковому обмену.

И здесь очень важно знание о ходе двух очень разных метаболических процессов, каким подвергаются продукты распада белков – аминокислоты, после того как они переходят из кишечника в систему кровообращения. Эти два процесса –анаболизм и катаболизм.

Аминокислоты, подлежащие анаболическим изменениям, или, говоря иначе, употребленные организмом, выступают в сложной операции биосинтеза белков в роли молекул-предшественниц, и если говорить точно, это означает, что они станут основой для строительства нового белка, новых клеток, и в итоге – новой ткани. Путь анаболических изменений белков уникален и вполне справедливо считается одним из величайших феноменов живой природы. Дело в том, что во время усвоения организмом «съеденных» и частично уже переваренных аминокислот, строительных кирпичиков нового белка, они не выделяют энергии и – на этом этапе – даже азотных остатков катаболизма!

При некоторой доле воображения об этом можно было бы написать сценарий биохимического научно-фантастического фильма, в котором аминокислота, составляющая, например, элемент пептидной цепи коллагеновой спирали в организме некой маленькой рыбки, иными словами, являющаяся составной частью белка, или даже клетки и ткани, оказывается вместе со своим «владельцем» съеденной большей рыбой, в организме которой переваривается, но в анаболическом процессе, она получает шанс снова «стать» белком. Потом большую рыбу поедает еще большая, а ту, в свою очередь, совсем большая, которую ловят рыбаки и предназначают на корм скоту. И наконец, в виде мясной котлеты ее усваивает человек. И можно пофантазировать о том, что наша героиня-аминокислота каждый раз участвовала в полном анаболическом процессе обновления белков. Идя по стопам утверждений некоторых исследователей, или теологов, о том, что аминокислота – это еще химия, а вот белок, и уж наверно клетка – это, несомненно, уже жизнь, следует признать, что наша героиня-аминокислота реально воскресала в этой истории многократно. При этом даже слово «воскресала» не следует писать в кавычках.

Хоть это, конечно, и фантазия, она, однако, показывает подлинное волшебство жизненных процессов. Белки, действительно, распадаются на аминокислоты, существенная часть которых участвует в анаболизме, а в финале входит в состав вновь возникших протеинов. Таков феномен жизни.

В процессах катаболизма все происходит несколько иначе.

Здесь выделяется энергия АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) и катаболитов азота. Азот принимает непосредственное участие в создании токсинов, которые возникают в результате переваривания белка, и наличествуют в организме каждого из нас. В переработке этих токсинов нам помогает печень, а в их выведении – почки и кишечник. Метаболические связи азотных остатков должны быть выведены из организма, поскольку объединяются в ядовитые вещества. В катаболических процессах аминокислоты не выступают в роли молекул-предшественниц и не принимают участия в биосинтезе белка.

В таком биохимическом развитии событий аминокислоты не в состоянии обеспечить ни строительства клеток, ни реставрации тканей, ни процессов заживления, или хотя бы замедления старения организма. Это необычайно важный фактор в жизни человека. И основа для еще одного важного вывода: не только сама масса белков является определяющей для их питательной ценности.

Здесь необходимы знания об усваиваемости и о пищеварительных процессах переваривания белков. Если белок будет полностью переварен в 92%, то 8% его будет потеряно и удалено с калом. Мы не в состоянии оценить, в какой степени белок переварен, основываясь лишь на информации о его процентном содержании в продуктах питания, которые мы намерены употребить. Необходимо больше данных. Например, знание о содержании аминокислот в этом конкретном белке. Это уже может помочь нам в определении того, сколько аминокислот подлежит усвоению в процессе анаболизма. Каков процент использования азота, а каков - NNU (Net Nitrogen Utilization) - процент утилизации азота. Показатель NNU, например, для куриного яйца, - питательного продукта идеально сбалансированного природой – составляет 48%. Это означает ни больше ни меньше, чем то, что 48% аминокислот, входящих в состав куриного яйца, будут употреблены организмом для строительства новых белков и клеток, а 52% будут использованы в форме энергии или пойдут на катаболическое превращение азота, или будут попросту выведены из организма.

Чем меньше энергии будет высвобождаться белком, тем более высокий будет у него показатель NNU. Иначе говоря, - чем более питателен белок, тем меньшее количество калорий и токсинов будет создаваться при его употреблении. Для получения энергии организму гораздо больше подходят углеводы и жиры, также и потому, что их метаболизм не генерирует ни азотных остатков, ни другого рода токсинов. Таким образом, неразумным является использование азота в качестве источника энергии, то есть питание в основном огромными количествами белка.

Наше исследовательское восхищение белково-растительно-витаминным комплексом COLVITA еще больше возросло, когда мы открыли, что в то время как средняя перевариваемость чистых питательных белков составляет обычно около 94%, - аминокислоты, содержащиеся в капсулах COLVITA, перевариваются в более чем 99%. Однако, это еще не все. Этот польский суплемент имеет также и показатель NNU – 99%. И это означает, что ровно 99% аминокислот, содержащихся в лиофилизате рыбьего коллагена, который составляет «белковую часть» этого препарата, утилизируются в процессе анаболизма и выступают во время биосинтеза белка в роли молекул-предшественниц в строительном материале. Повторим. 99% аминокислот из препарата COLVITA строят новые белки или непосредственно помогают строительству новых белков. В том числе и белков коллагеновых. Следует подчеркнуть, что это сенсационный показатель. Обычно NNU находится в пределах 38 – 48%, причем 48% - это максимальный показатель. При производстве белковых изолятов, конечно, бывали и большие результаты. Однако неизвестны случаи, чтобы этот показатель хотя бы приближался к 99%. По нашему мнению, это препарат весьма еще недооцененный, перед ним простирается огромное будущее и большая карьера. Также и потому, что здесь мы имеем дело не с обычным белком, а с коллагеном – главной составляющей соединительной ткани и так называемым протеином молодости.

Наивысшим показателем NNU – 48%, как мы уже ранее выяснили, обладает куриное яйцо. Но лишь целое! После разделения показатель желтка составляет 18%, а белка – 17%, причем их аминокислотный состав существенно отличается.

Исследования американских культуристов, которые в 80-е годы применяли в диете исключительно куриные белки, показали очень высокий уровень мочевой кислоты в крови, обусловленный с одной стороны высоким уровнем потребления белка, а с другой – очень низким показателем утилизации азота – NNU. Почки и печень всех исследуемых работали с перегрузкой.

Другие питательные продукты, содержащие белок: пшеница, рыба, птица, имеют по сравнению с куриным яйцом более высокий процент катаболизма. В границах 62 – 68% (то есть 32-38% анаболизма).

Коль уж мы установили, что плохо работающее аминокислотное хозяйство и недобор составных частей для строительства белка являются причиной возникновения различных заболеваний, хорошо было бы также знать основные причины возникновения такого дефицита.

Причина первая – отсутствие конкретно необходимого участника процесса в нашем ежедневном рационе. Чаще всего эта причина появляется тогда, когда мы вынуждены придерживаться монотонного, однообразного меню, в котором постоянно недостает существенных составных частей, либо мы сами себе установили такую «диету». Особенно строгие вегетарианцы или веганцы обречены на различные пертурбации, включая нервное перенапряжение, являющееся недостатком в пище веществ, поддерживающих работу мозга. Не случайно культура медитации, утихания, «выключения» разума, родилась в обществе, отрицающем по религиозным соображениям употребление белка из мяса животных.

Причина вторая – нарушение процесса диссимиляции или доставки питательных элементов белков в пищевод в результате уже имеющихся заболеваний организма. Таких, например, как:

- нарушение кислотности желудка

- ослабление активности поджелудочной железы или желчегонные проблемы

- дисбактериоз.

Присутствующая в мясе арахидоновая кислота необходима для производства в тканях тела простагландинов и лейкотриенов, которые сигнализируют о возникновении воспалительных состояний. И снова мы возвращаемся к выводу, что не количество, а качество и способность усвоения белка организмом является важнейшим фактором в аминокислотном хозяйстве.

И, наконец, пятая причина – проблемы генетических и мутационных факторов, нарушение общей программы метаболических процессов, в небольшой степени от нас зависящее. Такие проблемы с большим трудом и лишь в ограниченном объеме могут быть решены терапевтическими или диетологическими методами.

В любом, произвольно выбранном исследуемом случае вышеназванные пять причин ведут к недостаточному питанию клеток, невозможности строительства и регенерации тканей, к нарушению функционирования организма и его преждевременному старению. Их результатом становятся сначала лишь общее плохое самочувствие и усталость, затем наступает состояние общего упадка сил и, наконец, происходят серьезные изменения в организме, какими является болезнь.

У всех тех питательных белков, которые состоят из длинных цепочек аминокислот, есть проблемы с всасыванием в пищеводе. Именно здесь лежат корни вечной диетической проблемы эффективного обновления в организме коллагена – белка молодости. Длинные аминокислотные цепочки - полипептиды и олигопептиды должны обычно расщепиться на фрагменты, построенные из 2-3 аминокислот (дипептиды и трипептиды) или вовсе на свободные аминокислоты. Деление белков катализируют специфические пищеварительные ферменты - протеазы. После всасывания в кровь, они транспортируются в печень, где синтезу подвергаются белки плазмы крови и белки-ферменты. Аминокислоты, не принимающие участия в синтезе новых молекул белка, подвергаются катаболитическому процессу дезаминации в печени. Остальные аминокислоты, содержащие азот, переформировываются в мочевину и выводятся с мочой. Частички молекул аминокислот, не содержащие азота, переформировываются в жиры или углеводы и окисляются с целью производства энергии, либо создают запас в виде жира. Запасов же белка – как мы убедились – в нашем организме нет. Лишь одни альбумины плазмы крови служат мобильным резервом аминокислот для удовлетворения необходимых жизненных потребностей.

Есть два пути.

1. 
   Можно употреблять в пищу больше еды, богатой белками. Однако, этот способ очень часто окажется недостаточно эффективным. Во-первых – белки, попадающие в организм вместе с натуральным ежедневным питанием в большей своей части не расщепляются (до 70%). Во-вторых – в вихре непрерывно текущей жизни действительно трудно так сбалансировать диету, так составить сочетание разных продуктов, чтобы они полностью покрывали потребности нашего организма (быть может, весьма индивидуальные!) в протеинах разнообразных форм.
   
2. 
   Можно дать организму непосредственно, в концентрированном и чистом виде готовый набор свободных аминокислот с NNU, равным 99%, которые будут в 99%-ах использованы в анаболических процессах для воссоздания и реконструкции новых белков, в том числе и коллагеновых. Это можно сделать посредством суплементации белковых изолятов в виде готовых препаратов, освобождаясь от забот о том, будут ли эти аминокислоты полностью усвоены в организме в оптимально необходимом количестве, и одновременно о том, не приведет ли введенная таким образом в организм «пептидная бомба» к нагромождению токсичных остатков катаболизма азота, не перегрузит ли она печень и почки.
   

Порошковая форма белковой «добавки» капсул COLVITA является значительным подспорьем в терапевтической практике. Она производится путем лиофилизации (доведения до сухой массы) водного раствора трехрядного коллагена, выделенного непосредственно из рыбьей кожи. Главной отличительной чертой польского метода гидратации коллагена является то, что белок «перескакивает» в водный раствор в характерной форме трехрядного спирального триплета и в этой же биологически активной форме остается на многие годы ВНЕ организма донора. Никто и нигде в мире не знает способа, как удержать тройную коллагеновую хелису в массовом продукте, а не, как обычно, в лабораторных условиях или в живом организме! Выделенный таким образом из ткани коллаген отличается исключительной чистотой. Доминирующее большинство аминокислотных цепочек в этом белке выступает в спиралях типа alfa 1 и alfa 2, а затем в белковых агрегациях с низкой массой частичек. Это позволяет им полностью распадаться в процессе расщепления белка на свободные аминокислоты.