Некоторые данные биохимии
Это я или не я?
Вот в чем вопрос. И задают его себе люди очень часто по самым различным поводам. Посмотрит дама после сорока на свою фотографию до двадцати, пожилой дядя – на свою фотографию в юности, маститый ученый – на свои труды и дерзания в расцвете лет, и все тот же вопрос задают.
Неужели это я? Такой молодой, красивый, умный? Фото – это безжалостный свидетель того, какими прекрасными мы были в юности.
Но, успокойтесь, это не вы. Совершенно точно – не вы. И дело тут не в философии, а, как показала биохимия, в обмене веществ.
Организм человека на две трети состоит из воды. Так вот, почти вся эта вода полностью заменяется новой в течение 30 дней. Так что через 30 дней вы на две трети уже не вы. Половина всех белков, составляющих основу организма, заменяется новыми за счет белков пищи в 90 дней. Жиры обновляются еще быстрее. Что там еще остается? Соль. Да, вот соль держится несколько дольше.
Так что через год вы – это совсем не вы. И никто этого не замечает, даже моя родная жена Тоня думает, что это я, когда меня и в помине нет. Только соль осталась, да и та со временем кончается. Недаром говорят: был да весь вышел. Сам из себя вышел. Одна видимость осталась – формой называется.
Триумф теории
Витамин В113 делал чудеса. Бараны, в рацион которых его добавляли, росли в 2 раза быстрее и были гораздо жирнее и больше. За разработку теории стимулирующего действия витамина взялась школа академика Захватского. Тонкими биохимическими методами было установлено, что витамин В113 оказывает непосредственное воздействие на белковый обмен. Колхозная практика, показавшая резкое увеличение привеса у витаминизированных животных, не оспаривала это научное положение.
Академиком Захватским была предложена и его школой разработана детальная схема последовательного включения витамина В113 в важнейшие соединения печени, селезенки и прочих жизненно важных органов. Поскольку бараны становились жирнее, не были обойдены и вопросы жирового обмена. Оказалось, что витамин В113 является необходимым регулятором и жирового обмена от кишечника до подкожного жира.
Схема академика Захватского была общепризнана и цитировалась в некоторых учебниках и монографиях.
Наука идет вперед. Развитие меченых атомов влило новые силы в бурную деятельность творческого направления. Меченые соединения имеют все свойства немеченых. Они такого же цвета, запаха, вкуса и веса. Так же растворяются во всех растворителях и так же усваиваются живыми организмами. Разница заключается в том, что в меченом соединении есть обычно один радиоактивный атом, который и показывает, где находится все соединение. Если такое соединение скормить животному, то с помощью прибора можно точно проследить, с какой скоростью и куда пошло соединение в организме, где оно остановилось и надолго ли.
Захватский с тревогой увидел, как его коллеги один за другим блестяще детализируют свои теории и вводят их в практику с помощью этого благодатного метода. Он тоже заказал себе меченный фосфором витамин В113, который был скоро получен и тут же испытан.
Оказалось, что витамин В113, очевидно, не задерживается в жизненно важных органах и центрах. После долгих исследований было наконец установлено, что весь его фосфор до последней молекулы накапливался в рогах, костях и копытах подопытных баранов.
Да! Голова – это то, что у человека хотя и сверху, но для заблуждений предназначена.
Аналогия
Странная аналогия пришла в голову биологу Открывалову. Пьяные и спортсмены очень похожи друг на друга. И те, и эти полны избыточной энергии, и те, и эти стремятся в людные места, и те, и эти любят показательные выступления. Вот только в конце не все сходится. Пьяные всегда в драку лезут, а спортсмены не всегда, хоть и есть у них такое желание.
Очевидно, причина сходства была в источнике энергии. Для пьяных все было ясно. Источник – спирт. Он получается из сахара при сбраживании его дрожжами в 14 последовательных этапов.
Разбираясь со спортсменами, Открывалов установил, что у них начальным источником энергии также является сахар. Дальнейшие исследования с помощью меченых атомов показали, что превращение сахара в мышце спортсмена тоже происходит в несколько этапов. Первые этапы превращения сахара в мышце спортсмена и спирта в клетке дрожжей были похожи как две капли воды, чем и объясняется аналогия в начальном поведении пьяного и спортсмена. Но на самых последних этапах обнаружилось различие, В конечном счете сахар в мышце спортсмена превращается не в спирт, а в молочную кислоту. А известно, что все молочное полезно, даже для детей.
Спортсмены, как видите, обладая всеми преимуществами алкоголиков, лишены в то же время некоторых их недостатков.
Кислород – враг жизни
Если жизнь когда-то возникла, она, несомненно, может возникнуть еще раз. Логичность этого положения бесспорна. Экономические выгоды его претворения в жизнь – безграничны.
Молодой биолог Алеша Светлов не тешил себя ложной надеждой успеть за свою жизнь создать из неорганической материи новую породу лягушек или конкурента современному картофелю. Однако он не мог упустить возможность вывести простейший продуктовый гриб и тем обеспечить человечеству в неограниченном количестве полноценную закуску под Новый год по сходной цене.
Начал Алеша с повторения классических опытов по созданию простейшего из органических веществ – мочевины. Затем он стал получать все более и более сложные вещества. Чтобы микробы не мешали работать, Алеша попросту их всех уничтожал.
До тех пор, пока получаемые вещества были не очень сложны, на их создание уходило не много времени и опыты были удачны. Были получены даже биологические мономеры – аминокислоты. Это такие кислоты, из которых состоит белок. А именно благодаря содержанию белка в грибах на них и держатся такие удивительные цены.
Чтобы перейти к следующему этапу – получению самих белков, – надо было соединить эти аминокислоты вместе по несколько сотен штук, то есть из мономеров синтезировать биополимер – белок. На такую реакцию потребовалось очень много времени. Алеша соединял 10–15 аминокислот, но, пока он подсоединял к ним следующие, первые уже распадались от разрушительного окисляющего действия кислорода воздуха.
Опыты были повторены десятки, сотни раз на самых различных аминокислотах в течение пяти лет. Результат не изменился. Кислород окислял и разрушал быстрее, чем мог создавать человек. Кислород, являющийся основой современной жизни, встал на пути возникновения новой жизни. Это была катастрофа.
Проконсультировавшись с археологами, геологами, палеонтологами и прочими специалистами по истории Земли, Алеша узнал от них не менее невероятный факт. Они, оказывается, давно установили (да из страха помалкивали), что во время возникновения жизни на Земле в земной атмосфере почти совсем не было кислорода.
Может быть, поэтому и смогла возникнуть жизнь на Земле?!
Круговорот воды
Белок – это основа жизни. Азот – основа белка. Здесь и начинается безобразие. Белок мы едим, а вот чистый азот – не можем. Азота в природе сколько угодно: в одном только воздухе его 80 % или, точнее, 8 млн т на каждый км2 земли. А белка бог послал не больше 100 т на ту же площадь. И нет пока никакой возможности получить белок прямо из азота. Горох да клевер с помощью особых бактерий могут делать это – и все. А человечество размножается и требует все больше белка, а не азота. Беда в том, что азот воздуха недеятелен, инертен и в соединение с другими элементами не вступает. Чтобы сделать его активным, необходим особый ускоритель – катализатор.
25 лет работал над этой проблемой Светозар Сильнодумов. На исходе дней своих нашел он такой катализатор. И с его помощью синтезировал самые разнообразные белки.
В здании Академии наук он в широком масштабе демонстрировал различные варианты белковых кулинарных изделий – от маринованных грибов до заливных стерлядей, образующихся из азота воздуха на глазах у потрясенной научной общественности.
По неосторожности отработанные реактивы сливались в канализацию и текли в мировой океан вместе с катализатором. Через неделю этот катализатор начал активизировать азот воздуха. Активизированных азот соединился с водами морей, рек и океанов, превращая воду Земли в азотную кислоту.
Вот и работает теперь Светозар над созданием антикатализатора, чтобы воду из азотной кислоты освобождать. Да вот только успеет ли?
В общем, завязывая узел, думай прежде всего о том, сможешь ли ты его развязать.
Своевременное признание
Уже более 100 лет люди знают, что такое фермент. Теперь ферменты даже в аптеках продают. Если у вас плохо желудок работает, зайдите в аптеку, купите по рецепту врача препарат пепсина или трипсина, и он за вас все что надо переварит.
А всего 90 лет назад все было совсем не так. Про ферменты многое было уже известно: как они действуют, зачем они нужны и где они находятся. Самих же препаратов чистых ферментов и в помине не было. И об их природе мало что было известно. Тяжелое было положение.
Многие биологи пытались их получить, но ни одному не удавалось. Особенно старался Самнер. 9 лет он работал, не разгибая спины. Пробовал самые сложные методы выделения и очистки, но ничего не получалось. На девятый год ему как-то жена на работу звонит: «Принеси-ка, дорогой, ацетончику: лак для ногтей развести». А у Самнера на этот случай хорошего ацетона не оказалось. Так, дрянь какая-то. Ну, чтобы перед женой не осрамиться, кинул он ацетон для очистки в соевую муку, а сам пошел к профессору, своему старому учителю. Посидели, поговорили о том о сем, на судьбу друг другу пожаловались, да и по домам.
А на другое утро (дело было в апреле 1926 года) Самнер вдруг увидел, что из соевой муки в ацетон выделился наконец долгожданный фермент – уреаза. Да еще как выделился! В чистом кристаллическом виде.
Вот за эту работу Самнеру всего через 21 год, в 1947 году, присвоили Нобелевскую премию как первому человеку, выделившему первый фермент в чистом виде.
И правильно сделали. Не дай бог, умер бы он на 20-м году после своего открытия, кому бы тогда эту премию вручать?
Да… Вот такая же история и с Циолковским. Вовремя признали человека, в первые же годы советской власти, всего 15 лет после опубликования его теории в печати в 1903 году.
Дожил до светлых дней благодаря революции и старик Мичурин.
А вот Ивашке – первому в мире летчику и создателю летательного аппарата с крыльями – премии дать не успели. Поспешил ему Иван Грозный голову отрубить.
Вот как нужно работать
Сидел Валентин Осипович в ателье, ждал, пока ему готовый костюм вынесут, и изумлялся. До чего же все тут бестолково! Люди как угорелые от одного столика к другому мечутся, толчея, гул. Портные и того лучше. Один пришил зеленые пуговицы к серому костюму, другой к мужскому пальто муфты из чернобурки привернул, а третий пригласил Валентина Осиповича в кабину и предложил ему примерить костюм из жакета и юбки клеш. На возмущенные жалобы директор ателье отвечал только: «Посмотрите, сколько вас! Разве можно работать в таком содоме?!».
А ведь можно! Это Валентин Осипович знал хорошо. И пример тому есть. Вот возьмите ферменты. Уж если какой из них за дело взялся, так он трудится несмотря ни на что. И в каких условиях?! Ведь фермент – это молекула, и вокруг него не то что тут, в ателье, сотня людей – миллионы молекул вокруг него. А он работает и на толчею внимания не обращает. Толкаются же молекулы, куда там нашим заказчикам. Здорово толкаются. Фермент при этом ничего не путает и четко выполняет свою работу.
Да вот возьмем хотя бы того, который из сахара спирт делает. Его, в общем, Зимаза зовут. Так, во-первых, он делает только чистый спирт, а не гибрид мужского пальто с женским или какую-нибудь сивуху; а во-вторых, он спирт гонит только из сахара. А чего только с ним ученые не делали! Подсовывали они этому ферменту и корицу, и гвоздику, и шафран, и ваниль, и уксус, и железо. Ничего не вышло. Некачественно работать фермент отказался. Только из сахара – и все тут.
Чтобы его хоть чем-нибудь донять, ученые даже на обман пошли. Ведь что выдумали! Взяли сахар, сделали из него зеркальное изображение – зеркальный изомер сахара – и его ферменту подсунули. Это же суметь надо! Сахар в таком положении сам себя узнать не может. Но не тут-то было. Зимаза сразу разобрался, где сахар, а где его зеркальное изображение, и халтурить отказался.
Вы думаете, что при такой качественной работе фермент все делает медленно и план не выполняет? Ошибаетесь. Каждый из них за минуту из 100 тыс. молекул сахара столько же спирта без потерь гонит. И никакого брака.
Биологические ловушки жизни
Жизнь возможна лишь при преодолении биологических ловушек. Сколько вы проживете? Вообще-то, можете дожить до 110–120 лет, но это теоретически, если преодолеваете все ловушки, кроме одной, которую преодолеть нельзя. А заключается она в следующем.
Чтобы жить, надо двигаться, работать, бороться, и для этого, естественно, необходимо качественное активное «топливо». Животные организмы, и человек в том числе, в качестве такого высококачественного «топлива» используют ненасыщенные жиры, ненасыщенные липиды с такими активно окисляющимися, т. е. медленно горящими у нас в организме, ненасыщенными жирными кислотами, как линолевая, линоленовая, арахидоновая и др. Они поступают с пищей, окисляются и поставляют нашему организму необходимую для различных движений энергию.
Но вот тут-то и спрятана первая и непреодолимая ловушка. Липиды окисляются настолько активно, что некоторые из них окисляются неорганизованно – свободнорадикальным путем – и образуют в организме перекиси, альдегиды, кетоны, свободные радикалы, т. е. активные формы кислорода – АФК.
Хотим мы этого или не хотим, а эти ядовитые (токсичные) соединения потихоньку образуются у нас всю жизнь. Не хотите их иметь? Пожалуйста, не ешьте ничего, ибо жиры имеются в любой пище. Этих соединений не будет, однако вы весьма скоро «загнетесь» от голода. Дело в том, что эти ненасыщенные жирные кислоты незаменимы для нашего организма, и мы без них жить не можем, а они не могут не подвергаться частично свободнорадикальному окислению.
Итак, они себе потихоньку образуются как отходы при биологическом окислении – эти альдегиды, кетоны, свободные радикалы, которые сшивают – соединяют – полимеризуют в нашем организме молекулы белков, углеводов, нуклеиновых кислот. Не сразу, а потихоньку, постепенно всю жизнь.
Посмотрите и сравните вашу кожу в 16 лет и кожу вашего дедушки в 70 лет. Она же у него почти твердая, неэластичная, так как сшита (заполимеризована) этими соединениями. Это видно снаружи. Однако и внутри во всех органах накапливаются «полимеры старения», например липофусцин. Они, как балласт, заполняют наши клетки, организм теряет свою «мощность» и постепенно «затормаживается».
Так вот, в идеальных условиях этот процесс «останавливает» жизнь в 110–120 лет, как у долгожителей.
Но многие из нас просто не хотят жить долго и полноценно и всеми силами травят себя, сокращают себе жизнь, ускоряя это самое свободнорадикальное или, как его еще называют, перекисное окисление ненасыщенных липидов.
Во-первых, мы любим объедаться вкусными жирными и сладкими продуктами: тортами, рулетами, сдобным печеньем, пирожными, а также жирным мясом во всех видах, вареньем, конфетами, пепси-колой и т. д.
Любое переедание создает в крови избыток жиров и ускоряет свободнорадикальное окисление (СЮ) и накопление в организме альдегидов, кетонов, свободных радикалов. Вот вам и вторая ловушка. Поэтому, если хотите жить долго, кушайте умеренно по научным нормам, ну, например, как делают в больницах. Так ведь даже больным все родственники считают своим долгом притащить убийственную даже для здоровых дополнительную «жирную и сладкую диету».
С перееданием – это один пример. Однако есть еще целый ряд соблазнов: полежать лишнего – обездвижиться – или уж, во всяком случае, не выполнять тяжелую напряженную физическую работу. Некоторые мамы достают справки для освобождения своих детей от физкультуры. А наш организм в течение миллионов лет создавался для больших физических нагрузок, для борьбы с волками, медведями, лосями. Чем больше вы сидите или лежите, тем короче будет ваша жизнь. Почему? Да потому что энергия жирных кислот идет не на работу, а на образование токсинов.
Не стоит говорить о прямом самоотравлении, например о курении. При курении столько этих свободных радикалов в организме образуется, что даже моча у курильщиков начинает светиться, т. е. гореть достаточно ярко, и жизнь сокращается на 5–10 лет.
А алкоголь? Он же полезен в дозах 25–50 г водки или стакан хорошего вина в день. БОЛЬШИНСТВО же «истинных» мужчин с гордостью друг другу «докладывают»: «Раскололи бутылку на двоих». Это по 250 г, значит, зараз.
Ну и, конечно, этот самый стресс. Если посмотреть сериалы, так там ЛЮДИ только тем и занимаются, что гадости (т. е. стрессы) друг другу делают. Они забывают, что, принося вред другому, они в это время сами находятся в напряженном – стрессовом – состоянии. На стресс, как на опасность, наш организм реагирует ускоренным окислением липидов, усиленной энергетикой и образованием огромного количества побочных продуктов – свободных радикалов. Так что, делая гадость другим, люди травят себя, сокращают жизнь себе. Стресс, пожалуй, самый эффективный способ сокращения жизни. Подобных методов медленного самоубийства человечество изобретает все больше и больше и дошло уже до употребления наркотиков.
Что же делать нашему бедному организму? Он активно защищается, но каждый метод защиты хорош только на короткий срок. Ловушки заключаются в том, что, если мы долго продолжаем «травить» себя, любое защитное «мероприятие» организма превращается в болезнь.
Возьмем самый понятный пример. Организму надо остановить свободнорадикальное окисление, которое мы очень ускорили обжорством, курением и стрессами. Он поступит весьма разумно: заменит легко окисляемые на насыщенные липиды, холестерин, т. е. просто уберет легко горящее топливо. Первичная замена и отложение холестерина в местах поражения – эффективное защитное «мероприятие». Это как бы огнеупорная «футеровка» и кровеносных сосудов, и других органов.
Однако, если мы продолжаем «травить» себя и активировать СРО, то холестерина откладывается слишком много, развивается атеросклероз со множеством сердечно-сосудистых заболеваний (инсульты, инфаркты…), сокращающих нашу жизнь.
Такая же ловушка и с другим средством защиты организма. Организм в места наибольшего поражения начинает направлять особые защитные вещества, тормозящие свободнорадикальное окисление. Это так называемые антиокислители, например токоферол – витамин Е, аскорбиновую кислоту, глютатион и др.
Сначала все хорошо, СРО тормозится. Но если мы продолжаем «отравлять» себя, то антиокислителей в «слабых местах» накапливается слишком много. А антиокислители обладают свойством ускорять рост и размножение клеток. Сначала это тоже хорошо, так как происходит замена пораженных клеток и тканей – пролиферация. Однако затем процесс не останавливается, и начинают расти опухоли. Сначала они могут быть доброкачественными, вроде полипов или аденом, но скоро превращаются в злокачественные. Вот вам и ловушка. Защита переходит в поражение, о чем свидетельствует, например, рост заболеваемости раком легких среди курильщиков.
А результат наглядно демонстрирует статистика. Средняя продолжительность жизни мужчин в России к 1996 году составила всего 59 лет. Это вместо «положенных» природой 120!
В последнее время и женщины начали у нас «догонять» мужчин за счет курения, переедания, стрессов от гибели или «неудач в жизни» единственного сына, которого они так избаловали, что он оказался неспособным к самостоятельной жизни, особенно к службе в армии.
Один ребенок в семье – это «лучшее» средство сокращения жизни родителям. А ведь тут тоже ловушки: дескать, трудно иметь двух-трех детей, легче одного, а потом чем больше мы его освободим в детстве от забот, тем лучше выполним свой родительский долг. Получается все наоборот. К тому же женский организм в молодости от природы «награжден» избытком энергии, необходимой для рождения детей. Если эту энергию, энергию молочных желез или матки, не использовать хотя бы раз в 5–6 лет, то она направляется на увеличение в организме альдегидов, кетонов, свободных радикалов. У современных женщин это проявляется в увеличении случаев рака груди или матки. Так что для многих женщин вопрос – рожать или не рожать трех-четырех детей – аналогичен вопросу – иметь или не иметь опухоль.
Вывод один. Надо не забывать о нормальном, радостном для человека режиме жизни, режиме движения, питания, размножения.
Одним из средств борьбы со старением являются пищевые антиокислители. Весь мир теперь следит за тем, чтобы в пище было достаточно токоферола (он поступает в организм человека с зеленью и луком), каротина (с морковкой), пигментов (с ржаным хлебом и черной смородиной), аскорбиновой кислоты (с красной смородиной, луком и капустой), соединения кобальта (со свеклой). В общем, хороший русский винегрет или украинский борщ – это лучшие профилактические средства.
Ни в коем случае нельзя употреблять в большом количестве в качестве профилактики или пищевых добавок различные синтетические препараты. Их ведь и продают-то не в магазинах, а в аптеках, т. е. только для больных, которым действительно временно необходим тот или иной чистый витамин или антибиотик. Дело в том, что при выделении того или иного вещества из растения его здорово «калечат», и у части веществ при выделении и окислении образуются свободнорадикальные, альдегидные и кетонные группировки.
Наглядно это показано на примере каротинов – их в морковке много. В результате статистических исследований установлено, что у больных с опухолями содержание в организме каротинов понижено. Вывод бесспорен: каротин – одно из лучших профилактических средств против рака.
Естественно, что передовые фирмы сразу начали выделять из моркови, апельсинов и других растений В-каротин и продавать его препараты. «Глотатели» различных препаратов начали глотать и его. И от этого у здоровых людей частота возникновения рака увеличилась. Ведь в препаратах был только один из многих каротинов и в необычно высоких концентрациях, непривычных для нашего организма, да еще поврежденный при выделении.
Так что есть надо не таблетки, а морковку и вообще натуральные продукты, из которых эти препараты извлекают, как это делали наши предки миллионы лет до нас.
Американцы и японцы первыми в государственном масштабе поставили проблему увеличения длительности жизни. Результат – у японцев самая высокая продолжительность жизни в мире. Американцы в большинстве своем бросили курить и имеют в семье, как правило, троих детей. Оказывается, дети, особенно когда их несколько, лучшая защита, отвлечение от стрессов. К тому же дети дают уверенность в обеспечении собственной старости, а тем более похорон, и одно это, оказывается, продлевает жизнь на несколько лет.
Заботиться о том, чтобы ваша жизнь не очень сокращалась, надо. Но если все время думать о продлении своей жизни, то этого одного достаточно, чтобы скончаться преждевременно.