Самая распространенная форма препаратов железа — трехвалентная. Пусть она не так хорошо всасывается, зато и свободные радикалы почти не плодит. В составе некоторых препаратов, продающихся в форме жевательных таблеток и сиропов, трехвалентное железо находится в комплексе с молекулами мальтозы, которые помогают его усвоить. Кстати, препараты железа почти всегда окрашивают стул в черный цвет, могут вызывать метеоризм и запоры; это вариант нормы. Однако при возникновении дискомфорта лучше пообщаться с врачом и по возможности попробовать другой препарат.
Цинк
По данным ВОЗ, умеренный дефицит цинка имеется более чем у двух миллиардов населения земного шара.
О биологической значимости цинка впервые узнали только в 1961 году, когда в одной из деревень Ирана был обнаружен бледный молодой человек невысокого роста, непригодный к службе в армии. К 1972 году таких пациентов было описано больше пятидесяти. Анемичные юноши сначала получили отсрочку от призыва, а после курса пиколината цинка были признаны годными. К середине девяностых в необходимости цинка уже никто не сомневался. В начале двухтысячных был открыт ген, кодирующий белок — переносчик цинка, отвечающий за всасывание этого элемента в кишечнике, а затем последовали новые открытия — три сотни ферментов и тысяча (!) ДНК-связывающих белков, содержащих цинк. В молекулярной биологии даже появилось понятие «цинковые пальцы». Этими «пальцами» некоторые белки зацепляются за ДНК и РНК. Неудивительно, что при недостатке цинка страдает здоровье![125]
Однако основные чудеса начались при внимательном изучении роли цинка в здоровой поджелудочной железе. Оказалось, что инсулин секретируется в кровь в виде… белковых кристаллов, для правильного образования которых необходимы ионы цинка. В крови же инсулин постепенно растворяется и доставляется в ткани уже в виде отдельных молекул. Именно поэтому добавление этого элемента в точной пропорции стало основой для первого коммерческого препарата инсулина пролонгированного действия — так называемого протамина Хагедорна.
Оказалось, что, помимо инсулина, в клетках поджелудочной железы синтезируется еще один гормон — амилин. Здоровые люди секретируют его без проблем, а вот у больных сахарным диабетом второго типа амилин откладывается прямо в ткани поджелудочной железы, формируя бляшки, которые сдавливают клетки — производители инсулина и постепенно разрушают их. Цинк помогает амилину растворяться, а значит, снижает скорость истощения поджелудочной железы, которая у цинк-дефицитных диабетиков постепенно «забивается» амилином и выключается. Айалусами Рамамурти и его коллеги из Университета штата Мичиган показали, что каждый атом цинка связывает сразу несколько молекул амилина и предотвращает их «слипание»[126].
Но нет бочки меда без ложки дегтя. Повреждающие ткань поджелудочной железы амилиновые бляшки весьма похожи по структуре на отложения бета-амилоидных пептидов при болезни Альцгеймера. В норме эти пептиды служат нейропротекторами, а при патологии — синдроме Альцгеймера — образуют массивные нерастворимые сгустки, отравляющие соседние с ними нервные клетки. Оказалось, что бета-амилоидные сгустки тоже «координируются» ионами цинка, но только не в сторону растворения, а наоборот. Выходит, превышение дозы цинка может спровоцировать болезнь Альцгеймера!
Исследователи роли цинка в развитии этого недуга образуют два противоположных лагеря — цинконенавистников и цинколюбов. Первые из них указывают на цинкозависимое «слипание» бета-амилоидных пептидов, а вторые — на цинкозависимые протеазы, активно расчищающие амилоидные завалы. «Свободный» цинк вредит, а связанный с активным центром протеазы — помогает.
Выходит, цинка нужно ровно столько, сколько нужно: небольшие количества, поступающие преимущественно с пищей, а не с добавками. Для детей младше двух лет самый простой способ избежать дефицита цинка — грудное вскармливание. Для взрослых жителей России суточная норма цинка — до 12 мг. Содержится он в мясе, орехах и чечевице. Если очень хочется увеличить поступление цинка с пищей, съешьте устрицу. Для суточной нормы цинка достаточно пары моллюсков (11 г). Также бывают и продукты, обогащенные цинком, например хлопья для завтрака и йогурты.
Медь
Без меди нашему организму не обойтись. Этот атом входит в состав активных центров ферментов, отвечающих за нейтрализацию активных форм кислорода. Один из них — супероксиддисмутаза SOD1 — разлагает чрезвычайно зловредный супероксид на кислород и менее опасную перекись водорода. Фермент SOD1 знаменит невероятной быстротой, которую он приобрел в процессе эволюции, постоянно совершенствуясь, чтобы угнаться за опаснейшим короткоживущим супероксид-радикалом, повреждающим все, что попадется на его пути.
Еще один медьсодержащий фермент — тирозиназа — помогает нам синтезировать меланин, делающий кожу темнее после солнечного загара. Однако тирозиназа дана нам не для баловства! Меланин — важнейший антиоксидант, который содержится не только в коже, но и в крови, тканях мозга и жировой ткани, — большинству из нас знаком по способности кожи и волос иметь тот или иной цвет. Но спектр функций этого пигмента намного шире. Например, он есть и во внутреннем ухе — этот чудо-пигмент также защищает чувствительные клетки от гибели под действием громких звуков. Вспомните о меланине, собираясь на рок-концерт![127]
Пищевая норма потребления меди составляет около 400 мкг в день для детей и до 1 г для взрослых. Этим элементом изобилуют морепродукты и съедобные растения — овощи, зерновые, бобовые. Предсказать, сколько меди в конкретном помидоре или яблоке, невозможно: одинаковые по виду плоды могут заметно различаться по концентрации данного элемента из-за его неравномерного распределения в почве. Содержание меди в продуктах также зависит от методов выращивания растений и обработки сельхозпродукции.
Врожденные нарушения метаболизма меди могут выражаться как в недостатке меди (болезни Менкеса), так и в избыточном ее накоплении (болезни Вильсона — Коновалова). Болезнь Менкеса — тяжелое, но, к счастью, редкое генетическое заболевание, приводящее к задержке развития и гибели в возрасте до трех лет из-за медного голодания тканей. Болезнь Вильсона — тоже генетическое нарушение, но проявляется она значительно позже, в подростковом или молодом возрасте, к моменту, когда переполненные медью тканевые «депо», прежде всего печень и отдельные участки мозга, начинают постепенно разрушаться. Как и многие другие генетические заболевания, болезни Менкеса и Вильсона пока не удается вылечить, но можно облегчить состояние больных. В случае болезни Менкеса развитию нервной системы отчасти поможет раннее начало поддерживающей терапии с помощью подкожных и внутривенных инъекций биоусваиваемых соединений меди, а при болезни Вильсона — Коновалова — ограничение поступления меди с пищей, а также прием специальных препаратов, связывающих медь и способствующих ее выведению из организма.
В 1990-х, когда геном человека еще не был полностью секвенирован, над задачей клонирования гена болезни Вильсона бились сразу несколько сильнейших научных групп, работавших по всему миру. Победа досталась Константину Петрухину из Колумбийского университета (Нью-Йорк, США). В 1993 году этот ученый «вытащил» ген болезни Вильсона ATP7B из участка человеческой хромосомы 13, «зацепившись» за его сходство с уже известным на тот момент геном болезни Менкеса ATP7A. Оказалось, что две болезни, с точки зрения патофизиологии полностью противоположные, вызваны родственными генами, кодирующими два разных белковых насоса, которые транспортируют медь: один из них закачивает этот элемент в клетки, а другой выкачивает! Проблемы с «закачивающим» насосом приводят к дефициту меди, а нарушения выкачки — к переизбытку элемента, его отложению в мягких тканях и отравлению чувствительных к меди клеток печени и нейронов.
Как и другие количественные признаки, эффективность выведения меди из организма зависит от множества генов, главный из которых — открытый Петрухиным ATP7B. Носители одной мутантной копии этого гена хоть и не больны, но выводят медь не так хорошо, как лица со стандартным генотипом. По причине этого концентрация свободной меди в их крови несколько выше, чем в среднем по популяции. Хорошего в этом ничего нет. Генетически обусловленная недостаточность выведения меди, пусть даже и небольшая, вносит вклад в повышение риска инфаркта, а также болезни Альцгеймера[128].
Биодобавки меди, особенно ее двухвалентной разновидности, довольно опасны. Согласно одной из теорий, увеличение частоты встречаемости болезни Альцгеймера, начавшееся в XX веке и продолжающееся по сей день, объясняется не только старением населения, но и широким распространением медных водопроводных труб, с одной стороны надежных и долговечных, а с другой — потихоньку обогащающих нашу воду опасной двухвалентной медью[129].
Фтор
Фтор — весьма неоднозначный микроэлемент. С одной стороны, он жизненно необходим, поскольку входит в состав фторапатита эмали зубов и костей. Тело человека содержит 2,5 г фтора. При недостаточном потреблении фтора — менее 0,5 мг/л питьевой воды — у людей развивается кариес. Это происходит из-за перехода фторапатита в гидроксиапатит и ослабления зубной эмали. Именно поэтому фториды и добавляют в зубную пасту.
C другой же стороны, никаких сомнений в токсичности фтора тоже нет. Острая интоксикация организма может возникнуть при концентрации элемента от 5 мг на 1 кг массы тела и выше. Несмотря на опасность, любители красивых зубов давно поняли: больше фтора — меньше кариеса. Для них ученые придумали «радикальный» способ снижения частоты походов к зубному, а именно фторирование питьевой воды до концентрации 1 мг/л. В США городскую воду начали фторировать в сороковые годы двадцатого века, по завершении исследования состояния зубов у детей, проживающих в местах, где уровень фтора в воде был повышен естественным образом. При относительной дороговизне стоматологической помощи обязательное фторирование привело к отличному косметическому эффекту: за пятнадцать лет эксперимента у школьников пор