Гистидин для чего нужен организму
Аминокислотный синтез
БАКТЕРИАЛЬНЫЙ СИНТЕЗ АМИНОКИСЛОТ
ПРОБИОТИЧЕСКИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ СИНТЕЗИРУЮТ АМИНОКИСЛОТЫ
Аминокислоты — органические биологически важные соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные (-СООН) и аминные группы (-NH2) , и имеющие боковую цепь, специфичную для каждой аминокислоты. Ключевые элементы аминокислот – углерод (C), водород (H), кислород (O) и азот (N). Прочие элементы находятся в боковой цепи определенных аминокислот.
Успех промышленного получения аминокислот объясняется тем, что химический синтез соединений-предшественников относительно дешев. Кроме того, для производства практически всех протеиногенных аминокислот разработаны методы ферментации, и имеются штаммы, позволяющие получать большие количества продукта. Во многих случаях такой подход экономически оправдан. Широко используются штаммы, усовершенствованные методами генетической инженерии. К настоящему времени закончено секвенирование генома Corynebacterium glutamicum. Полученная генетическая информация поможет ускорить создание новых высокопродуктивных штаммов. Во многих случаях уже клонированы целые опероны, ответственные за биосинтез аминокислот. Изучаются возможности управления обменом веществ клетки методами так называемой метаболической инженерии.
Для более детального рассмотрения темы промышленного интеза аминокислот следует перейти по кнопке-ссылке:
АМИНОКИСЛОТЫ, СИНТЕЗИРУЕМЫЕ БИФИДОБАКТЕРИЯМИ И ПРОПИОНОВОКИСЛЫМИ БАКТИЕРИЯМИ
БИФИДОБАКТЕРИИ
ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ АМИНОКИСЛОТ
Все эти биосинтезирующие функции бактерий открывают огромные возможности в сфере создания продуктов функционального питания. В современных условиях неблагоприятной экологии и снижения качества питания, с пособность бактерий к синтезу практически важных веществ (аминокислот, различных белковых соединений, витаминов, короткоцепочечных жирных кислот, полисахаридов и т.п.), является одним из перспективных инструментов в решени вопросов профилактики и лечения алиментарных заболеваний.
Для тех кто хочет получить общее представление или освежить память об основных понятиях, касающихся аминокислот и синтезе белка из аминокислот, а также о роли аминокислот в питании человека, предлагаем перейти по ссылкам:
КЛАССИФИКАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ ПО ЗАМЕНИМЫМ И НЕЗАМЕНИМЫМ
Заменимые аминокислоты – это аминокислоты, поступающие в организм человека с белковой пищей, либо образующиеся в организме из иных аминокислот.
Незаменимые аминокислоты – это аминокислоты, которые не могут быть получены в организме человека с помощью биосинтеза, поэтому должны постоянно поступать в виде пищевых белков. Их отсутствие в организме приводит к явлениям, угрожающим жизни.
Классификация аминокислот на заменимые и незаменимые содержит ряд исключений:
Потребность в аминокислотах и белке
Потребность в незаменимых аминокислотах
Существуют стандарты сбалансированности незаменимых аминокислот (НАК), разработанные с учетом возрастных данных. Для взрослого человека (г/сутки): триптофана – 1, лейцина 4—6, изолейцина 3—4, валина 3—4, треонина 2—3, лизина 3—5, метионина 2—4, фенилаланина 2—4, гистидина 1,5—2.
Таблица 1. Международные рекомендации по суточной потребности детей в аминокислотах*
Гистидин
Фармакологическое действие
Гистидин обладает метаболическим свойством.
Фармакодинамика
Гистидин — гетероциклическая альфа-аминокислота, одна из 20 протеиногенных аминокислот. Является незаменимой кислотой как для детей, так и для взрослых. После проникновения в желудочно-кишечный тракт гистидин высвобождает из белковых молекул с помощью химических превращений. Подвергается реакциям дезаминирования в тканях печени и кожного покрова, с участием фермента гистидазы, образуется уроканиновая и имидазолонпропионовая кислоты под влиянием фермента урокиназы. В результате в организме синтезируются: глутамат, аммиак, углеводные фрагменты, соединённые с тетрагидрофолиевой кислотой. Аминокислота является активным центром множества важных ферментов в организме человека. В тучных клетках соединительной ткани подвергается декарбоксилированию с образованием гистамина. Вызывает спазм гладкой мускулатуры бронхов и пищеварительного тракта, расширение капилляров, застой крови в капиллярах и увеличение проницаемости их стенок, отёк окружающих тканей, снижение артериального давления. Рефлекторно возбуждает мозговое вещество надпочечников, способствует выделению эпинефрина, сужению артериол, учащению сердечных сокращений. Имеются данные о влиянии на секрецию желудочного сока и возможности использования в комплексной терапии язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Стимулирует процессы роста и восстановления тканей. Входит в состав молекулы гемоглобина. Недостаток гистидина может вызвать ослабление слуха.
Гистидин
Гистидин – аминокислота, входящая в состав протеинов и получаемая из них в результате гидролиза. В наивысшей концентрации (почти 8,5 процента от общего количества) содержится в гемоглобине. Впервые была выделена из белков в 1896 году.
Что такое гистидин
Когда мы едим мясо, то потребляем белок и аминокислоты, входящие в состав белков. Гистидин участвует в образовании белков и влияет на ряд метаболических реакций в организме.
Все аминокислоты являются строительными блоками для протеинов. После переваривания белка человек получает отдельные аминокислоты. Часть из них – заменимые (организм способен производить их) и незаменимые (могут быть получены только через пищу). Гистидин в этом плане является уникальным веществом – аминокислотой заменимой и незаменимой одновременно. Или как принято ее называть – полузаменимой.
Наибольшую потребность в этой аминокислоте ощущают младенцы, так как гистидин необходим им в качестве фактора роста. Малыши получают его через грудное молоко либо из детского питания. Также соединение незаменимо для подростков или взрослых после тяжелых болезней. Несбалансированное питание и частые стрессы ведут к дефициту аминокислоты, что может проявляться замедлением или полной остановкой роста у детей и ревматоидным артритом у взрослых.
Функции гистидина
Одна из наиболее ярких характеристик гистидина – возможность трансформироваться в другие вещества, например, в гистамин. Также участвует в ряде метаболических реакций, входит в состав гемоглобина, поэтому способствует снабжению кислородом органов и тканей. Кроме того, помогает выводить из организма тяжелые металлы, восстанавливать ткани и укреплять иммунитет.
Другие функции гистидина:
Без гистидина все процессы, связанные с ростом, остановятся, а регенерация поврежденных тканей станет невозможной. Также последствием отсутствия гистидина в организме являются воспаления кожи и слизистых оболочек тела, а восстановление после хирургических операций затянется на более долгое время. Кроме того, гистидин обладает терапевтическим эффектом при воспалениях, а значит, является действенным лекарством при артритах.
Помимо уже названных полезных свойств, эта аминокислота обладает еще одной не менее значимой способностью – помогает формировать миелиновые оболочки нервных клеток (их повреждение вызывает болезни Паркинсона и Альцгеймера, а также другие дегенеративные заболевания). Также эта полузаменимая аминокислота участвует в синтезе красных и белых кровяных клеток (эритроцитов и лейкоцитов), участвует в защите от радиационного излучения.
Гистидин в медицине
Хотя профилактический и терапевтический потенциал гистидина еще не изучен до конца, но ряд исследований уже доказал эффективность аминокислоты. В частности, известно, она помогает снижать артериальное давление. Расслабляя сосуды, предотвращает гипертонию, атеросклероз, инфаркт и другие кардиологические болезни. Уже доказано, что ежедневное потребление вещества снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний почти на 61 процент.
Еще одна сфера применения гистидина – нефрология. Аминокислота положительно сказывается на состоянии лиц с хронической почечной недостаточностью (особенно в преклонном возрасте).
Кроме того, это соединение показало свою эффективность при лечении гепатитов, язвы желудка, артрита и СПИДа.
Суточные нормы
Терапевтические дозы гистидина колеблются в пределах от 0,5 до 20 г в сутки.
Но даже употребление 30 г аминокислоты в день не вызывает побочных эффектов. Так, во всяком случае, убеждают исследователи. Но сразу уточняют: при условии, что прием препарата не длится долго. Но все же наиболее адекватной называют дозировку в 1-8 г в сутки. Более точно индивидуальную минимальную потребность в аминокислоте можно опередить по формуле: 10-12 мг вещества – на 1 кг веса. Гистидин в виде биодобавки лучше принимать на голодный желудок. Так его действие более эффективно.
Сочетание с другими веществами
Недавние исследования показали, что комбинация гистидина и цинка – эффективное средство против простудных заболеваний. Кроме того, цинк способствует более легкому всасыванию аминокислоты. Эксперимент при участии 40 человек показал, что «коктейль» из цинка и гистидина сводит к минимуму продолжительность болезней, вызванных вирусами или бактериями. Простуда на фоне аминокислоты длится в среднем на 3-4 дня меньше.
Особенности приема
Гистидин в виде биодобавки полезен людям с артритом, анемиями или после операций.
Лицам с биполярными расстройствами, аллергиями, астмой и разного рода воспалениями лучше избегать этого препарата. Также с осторожностью к добавкам, содержащим аминокислоту, стоит относиться женщинам во время беременности и лактации, а также людям с дефицитом фолиевой кислоты.
Хронические заболевания, травмы и стрессы увеличивают потребность в гистидине. В таком случае удовлетворить потребности организма исключительно через продукты довольно сложно. Но проблемы решается с помощью биоактивных добавок. Нарушение пищеварения и пониженная кислотность также являются причиной более интенсивного приема вещества.
Нарушение метаболизма гистидина называется гистидинемией – редким генетическим заболеванием. У таких больных отсутствует фермент, расщепляющий аминокислоту. В результате в моче и крови уровень аминокислоты резко повышается.
Опасности дефицита
Как показывают исследования, люди с ревматоидным артритом обычно имеют пониженный уровень гистидина. Дефицит аминокислоты у младенцев часто вызывает экзему. Кроме того, недостаточное потребление вещества ведет к катаракте, а также провоцирует болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Известно, что гистидин влияет на иммунную систему, по этой причине дефицит аминокислоты ведет к частым воспалительным заболеваниям. Недостаточное потребление вещества крайне негативно сказывается на здоровье детей и подростков во время интенсивного роста и формирования организма.
Также дефицит аминокислоты может проявиться задержками в развитии, сниженным либидо, ухудшением слуха и фибромиалгией.
Опасен ли избыток
Информации о возможной токсичности гистидина нет. Но все же потребление аминокислоты в высоких дозах может вызвать аллергические или астматические реакции, спровоцировать дефицит меди и цинка, а концентрацию холестерина в крови, наоборот, повысить. У мужчин избыток гистидина вызывает преждевременные эякуляции.
Гистидин в пище
Удовлетворить суточную потребность в аминокислоте помогут правильно подобранные продукты. К примеру, только 100 г бобов обеспечивают более чем 1-граммовой порцией гистидина (1097 мг), столько же куриного филе обогатят организм дополнительным 791 мг вещества, а аналогичная порция говядины даст примерно 680 мг гистидина. Что касается рыбной продукции, то примерно 550 мг аминокислоты содержится в 100-граммовом куске лосося. А среди растительной пищи наиболее питательными являются зародыши пшеницы. В 100 г продукта – в пределах 640 мг аминокислоты.
Однако важно отметить, что названные цифры – приблизительные, поскольку насыщенность пищи полезными веществами зависит от многих факторов. И немаловажное значение имеют условия хранения продукта. Если речь идет о гистидине, то для сохранения его максимального количества в горохе, грецких орехах или кукурузе, продукты необходимо держать в герметических условиях, подальше от прямых солнечных лучей и кислорода. В противном случае гистидин быстро разрушается.
Для поддержания баланса аминокислоты во взрослом организме обычно хватает того количества вещества, которое синтезируется в печени из других аминокислот. А вот детям в период интенсивного роста и некоторым другим группам людей важно пополнять запасы из правильно подобранной пищи.
Белковые продукты включают в себя большинство необходимых человеку аминокислот. Продукты животного происхождения содержат в себе так называемые полноценные белки, поэтому являются более ценными в плане снабжения полезными веществами.
В растительной пище содержатся только некоторые из необходимых соединений. Хотя пополнить запасы гистидина нетрудно, тем более что и организм способен производить его, но все же встречаются случаи дефицита вещества. Избежать снижения концентрации поможет употребление продуктов из разных групп.
Обеспечить суточную норму аминокислоты можно из блюд, приготовленных из говядины, свинины, баранины и домашней птицы, разных сортов твердого сыра, соевых продуктов, а также рыбы (тунец, лосось, форель, скумбрия, палтус, морской окунь). Из семян и орехов важно потреблять миндаль, кунжут, арахис, семена подсолнечника, фисташки. А из молочной продукции – натуральные йогурты, молоко и сметану. В категории злаков много гистидина содержится в диком рисе, просе и гречке.
Гистидин – важная для поддержания и сохранения здоровья аминокислота. Она необходима для роста и восстановления тканей, производства клеток крови и нейротрансмиттера гистамина. Это вещество способно защищать ткани от повреждений радиацией или тяжелыми металлами. Поэтому важно следить за своим рационом, дабы обеспечить организм достаточным количеством аминокислоты. Продукты, богатые веществом, необходимы детям и подросткам, а также лицам, после травм или операций.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
Гистидин — потенциальный агент для профилактики ожирения и метаболического синдрома
Резюме. Описано положительное влияние и возможные предостережения
Гистидин является предшественником других активных веществ в организме и играет важную роль в различных процессах. Эффекты этой аминокислоты не до конца изучены, поэтому ученые Соединенных Штатов Америки провели обзор исследований с целью изучения взаимосвязи гистидина с различными заболеваниями и патологическими состояниями. Результаты этой работы опубликованы 1 июля 2018 г. в разделе «Openheart» «Британского медицинского журнала («The BMJ»).
Гистидин и метаболический синдром
Результаты недавно проведенного в Китае исследования пищевых добавок, в рамках которого женщины среднего возраста с ожирением и диагностированным метаболическим синдромом дополнительно получали гистидин (2 г дважды в сутки) или плацебо в течение 12 нед, показали впечатляющие результаты. Указывается, что у участников группы вмешательства значительно улучшилась чувствительность к инсулину и это, возможно, объясняется уменьшением массы тела за счет уменьшения количества жировой ткани в организме испытуемых. Также у участников, получавших добавки гистидина, отмечено снижение уровня маркеров системного воспаления, таких как фактор некроза опухоли-альфа и интерлейкин-6, а также неэстерифицированных жирных кислот в крови и оксидативного стресса. Аналогичные результаты получены в исследовании на животных моделях.
Влияние мозгового гистамина на аппетит и скорость метаболизма
Вышеописанные результаты не стали неожиданностью, поскольку ранее проведены исследования на грызунах, результаты которых свидетельствуют, что добавки гистидина способствуют снижению аппетита посредством влияния гистамина на гипоталамус. Действуя на Н1-рецепторы вентромедиальных и паравентрикулярных ядер гипоталамуса, гистамин подавляет поведенческие привычки относительно питания, способствует липолизу адипоцитов посредством симпатической активации и повышает скорость метаболизма. Эти эффекты аналогичны таковым лептина на головной мозг, а гистамин, как показано, является ключевым медиатором сигнализации лептина в гипоталамусе.
Лептин приводит к высвобождению гистамина в гипоталамусе, а гистамин, в свою очередь, предотвращает угнетение рецепторов лептина, которые опосредуют устойчивость лептина. Независимо от того, вводится ли он интраперитонеально или интравентрикулярно, гистидин дозозависимо повышает уровень гистамина в гипоталамусе так же, как и гипоталамическую активность гистидиндекарбоксилазы — фермента, превращающего гистидин в гистамин. Клиническая значимость этих выводов дополнительно подтверждена доказательствами того, что применение антигистаминных препаратов (блокаторов H1-рецепторов) или антипсихотических препаратов, которые также ингибируют H1-рецепторы, связано с повышенным риском развития ожирения.
Данные перекрестного эпидемиологического исследования, проведенного в Китае, продемонстрировали обратную корреляцию между приемом диетических добавок гистидина и индексом массы тела, окружностью талии и различными маркерами метаболического синдрома среди представителей обоего пола. В исследовании, участниками которого стали японские студентки, выявлено, что ежедневное потребление гистидина, а также соотношение количества гистидина и белка, обратно коррелируют с количеством потребляемых калорий даже после корригирования по другим диетическим факторам. Этот вывод, очевидно, согласуется с вероятностью того, что повышение накопления гистидина в головном мозге может помочь контролировать аппетит у людей, как это происходит, например, у грызунов.
Мозговой гистамин регулирует глюконеогенез
Повышение активности гистидина в головном мозге, наблюдаемое при потреблении дополнительного гистидина, помимо контроля аппетита, также провоцирует сигнализацию головного мозга к печени, что приводит к снижению экспрессии ферментов глюконеогенеза, прежде всего глюкозо-6-фосфатазы, и тем самым снижает высвобождение глюкозы в печени. Сигнал клеткам Купфера усиливает их секрецию интерлейкина-6, это воздействует на гепатоциты, а вследствие каскада процессов подавляется экспрессия ферментов глюконеогенеза. Интрацеребральный инсулин действует в комплементарной и аналогичной манере для ограничения выхода глюкозы из печени.
Исходя из этих соображений, предполагается, что дополнительное потребление гистидина может способствовать улучшению гликемического контроля у лиц с сахарным диабетом путем подавления выхода глюкозы из печени в дополнение к благоприятному влиянию на периферическую чувствительность к инсулину, отображая противовоспалительное и направленное против ожирения действие гистидина. Примечательно, что в одном из клинических исследований, изучающем эффекты дополнительного потребления гистидина среди женщин с метаболическим синдромом, указано, что уровень глюкозы в крови на момент окончания периода наблюдения снизился с 5,9 до 5,1 ммоль/л в группе вмешательства. Предполагается, что снижение высвобождения глюкозы из печени в значительной степени является ответственным за этот эффект.
Противовоспалительные эффекты
Дополнительное потребление гистидина также оказывает и противовоспалительное действие. Более того, гистидин, равно как и его производное карнозин, могут проявлять и антиоксидантные эффекты, что отражается способностью к удалению свободных радикалов и др. В одном из недавних проспективных эпидемиологических исследований указано, что более высокие уровни гистидина в сыворотке крови являются предиктором более низкого риска развития коронарной патологии в последующие годы.
Взаимодействие с аминокислотами с разветвленной цепью
Транспортировка гистидина в головной мозг может зависеть не только от уровня гистидина в плазме крови, но также и от нейтральных аминокислот, включая аминокислоты с разветвленной цепью. Следовательно, скорость накопления гистидина в головном мозге посредством этого транспортера должна быть пропорциональна отношению гистидина в плазме крови к сумме других нейтральных аминокислот, а эта сумма определяется прежде всего уровнями аминокислот с разветвленной цепью. К тому же в результатах отдельных исследований указано, что уровни аминокислот с разветвленной цепью повышены у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа, метаболическим синдромом и/или ожирением. Более того, установлено, что уровни этих аминокислот в плазме крови также положительно коррелируют с риском развития сахарного диабета 2-го типа.
В то время как повышение уровня аминокислот с разветвленной цепью в крови может быть вероятным следствием метаболического синдрома, также нельзя исключить, что такое повышение может способствовать увеличению массы тела и нарушать гликемический контроль, препятствуя транспортировке гистидина в головной мозг. Что касается диетического потребления аминокислот с разветвленной цепью, то недавний анализ трех крупных проспективных когортных исследований показал, что скорригированное по калориям потребление этих аминокислот позитивно коррелирует с риском развития сахарного диабета 2-го типа, однако после коррекции с индексом массы тела эта взаимосвязь ослабла, что согласуется с вероятностью того, что повышенное потребление аминокислот с разветвленной цепью негативно влияет на гистидинзависимые центральные механизмы регулирования аппетита и гликемического контроля.
Тем не менее небольшое японское проспективное исследование продемонстрировало противоположные выводы: повышенное потребление аминокислот с разветвленной цепью ассоциировано с более низким риском развития сахарного диабета. Возможно, истинным диетическим фактором риска может быть соотношение гистидина и аминокислот с разветвленной цепью или общих нейтральных аминокислот, в этом случае такое соотношение в рационе или в плазме крови может лучше прогнозировать риск, чем сами гистидин или аминокислоты с разветвленной цепью.
Предостережения
Дополнительное потребление гистидина может иметь потенциал к увеличению выработки гистамина энтерохромаффинными (энтерохромаффиноподобными) клетками желудка и тучными клетками. Действительно, одно испытание на животных моделях показало, что уровни гистамина в желудке повышаются по мере того, как увеличивается потребление гистидина за пределы нормальных диетических уровней. Следовательно, у определенной категории людей дополнительное потребление гистидина, вероятно, может повышать риск развития пептических язв из-за усиления секреции кислоты в желудке. Если это подтвердится, дополнительный гистидин может быть противопоказан такой категории пациентов или должен применяться в сочетании с антагонистами Н2-гистаминовых рецепторов. Также следует рассмотреть возможность того, что добавление гистидина может усиливать симптомы у пациентов с аллергией, повышая производство гистамина в тучных клетках. Более того, необходимо подчеркнуть, что до настоящего времени не было клинического опыта с добавлением гистидина, поэтому требуются дальнейшие контролируемые исследования, чтобы определить, действительно ли такое добавление может принести пользу конституции человеческого тела и пациентам с метаболическим синдромом.
L-Гистидин
L-Гистидин рекомендуется в качестве биологически активной добавки к пище — источника L-гистидина.
Рекомендации по применению: взрослым по 1-2 капсулы 1-2 раза в день во время еды. Продолжительность приема — 1 месяц. При необходимости прием можно повторить.
Информация о биологически активных веществах и их свойствах
L-гистидин — это условно незаменимая аминокислота, другими словами, она синтезируется организмом, но в малых количествах, поэтому организму требуется ее поступление извне.
В бодибилдинге гистидин известен прежде всего потому, что он принимает активное участие в синтезе карнозина — мощного мышечного антиоксиданта, который был впервые обнаружен в 1900 году русским ученым Гулевичем в мясе, отсюда и название карнозин (латинское carnos = мясо). Аминокислота гистидин также способствует уменьшению утомляемости и улучшению настроения и когнитивных способностей.
L-гистидин необходим для образования такой важной молекулы, как гемоглобин, отвечающей за перенос молекул кислорода и углекислого газа в организме, тем самым гистидин способствуют повышению уровня эритроцитов в крови.
L-гистидин повышает секреторную активность желудка и моторику кишечника, улучшает функцию печени, способствует росту и восстановлению тканей.
L-гистидин снижает уровень глюкозы за счет увеличения содержания инсулина в крови, повышает содержание липопротеидов высокой плотности («хорошего» холестерина), снижает уровень липопротеидов низкой плотности и триглицеридов.
L-гистидин способен связывать тяжелые металлы, проявляя таким образом антитоксическое действие. Также он способен проявлять антиоксидантные свойства за счет захвата свободных радикалов.