– гормон эпифиза мелатонин стимулирует выработку антител, повышает активность клеток иммунной системы и улучшает распознавание ими чужеродных агентов, а также увеличивает выработку гормонов вилочковой и щитовидной железами, что в конечном итоге стимулирует иммунную систему;
– гормон роста соматотропин, вырабатываемый в гипофизе, оказывает стимулирующее действие на все этапы процесса созревания и дифференцировки Т-лимфоцитов в вилочковой железе и заканчивая выбросом в кровь зрелых Т-лимфоцитов, можно сказать, что по отношению к лимфоцитам соматотропин ведет себя как гормон роста, обеспечивая их «рост».
Глава пятаяГормоны-инженеры
«Гормоны-инженеры» – это гормоны, которые регулируют метаболизм, обмен веществ и энергии в нашем организме (для простоты чаще говорят «обмен веществ», не упоминая об энергии).
Для начала – немного биологии и химии.
Обмен веществ и энергии состоит из двух взаимосвязанных процессов: пластического обмена (или ассимиляции), суть которого заключается в синтезе органических веществ в организме с использованием внешних источников энергии (солнечного света у растений или пищи у животных), и энергетического обмена (или диссимиляции), представляющего собой процесс распада органических веществ с выделением нужной организму энергии.
Слишком сложно? Можно сказать и проще – из пищи наш организм получает энергию, которую использует для выработки нужных ему веществ.
В организме постоянно идут процессы синтеза и распада.
В регуляции этих процессов принимают участие гормоны.
Продукты, которые мы употребляем в пищу, состоят из белков, жиров и углеводов.
Что представляют собой белки, жиры и углеводы с химической точки зрения?
Белки – это высокомолекулярные вещества, состоящие из аминокислот. «Высокомолекулярные» означает, что молекула белка огромная, что она содержит большое количество атомов. Четкой границы, то есть – точного количества атомов, начиная с которого вещество считается высокомолекулярным, не существует. Но в любом случае счет атомам в молекулах высокомолекулярных веществ идет на сотни или на тысячи.
Что такое аминокислота? Это соединения, в молекулах которых одновременно содержатся карбоксильные (-СООН) и аминные (-NH2) группы.
Аминокислот, входящих в состав белков, «всего» 20, но это количество обеспечивает великое множество комбинаций, так что двух абсолютно одинаковых белков в природе не существует. Одни аминокислоты наш организм может вырабатывать, а другие – нет. Не вырабатываемые организмом аминокислоты носят название «незаменимых». Их мы получаем только с пищей.
Белки в организме распадаются на аминокислоты, которые используются для выработки других, нужных организму белков. «Лишние» аминокислоты, то есть те, которые не были использованы в процессах синтеза, распадаются до воды, углекислого газа и прочих конечных продуктов обмена веществ или же превращаются во всегда нужную организму глюкозу. Если в данный конкретный момент глюкоза (то есть – энергия) организму не нужна, то ее можно отложить впрок в печени или в скелетных мышцах в виде гликогена.
Важно понимать следующее – молекулы веществ представляют собой нечто вроде аккумулятора. Химические связи, то есть связи между атомами в молекулах, образуются с поглощением энергии, а разрываются – с выделением. Почему реакции образования сложных веществ из более простых в пробирке зачастую проходят только при нагревании до определенных температур или (реже) – на свету? Потому что тепловая или световая энергия нужна для образования новых химических связей.
Как уже было сказано выше, при расщеплении 1 грамма белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж энергии. Но белки используются нашим организмом в первую очередь как источник «строительных материалов», то есть как источник аминокислот, необходимых для синтеза наших собственных белков. В качестве «топлива», то есть – для получения энергии, используются только те аминокислоты, которые организму в данный момент не нужны. Откладывать аминокислоты впрок наш организм не в состоянии.
В случае выраженного истощения, когда запасы жира полностью исчерпаны, организм начинает «бросать в топку» белки, извлекая из них нужную для жизнедеятельности энергию. Но надо понимать, что такое происходит только в патологическом (болезненном) состоянии. В нормальном состоянии собственные белки для извлечения энергии организмом не используются. Образно говоря, «топить печку» белками – это все равно что топить ее ассигнациями. Опять же – все белки в организме находятся «при делах», входят в состав той или иной структуры, участвуют в том или ином процессе. Если белки изымаются для получения энергии, то страдают те структуры или процессы, в которых они участвуют. Примером может служить дистрофия скелетных мышц при истощении, вызванном длительным хроническим недоеданием.
Рис. 18. Схематическое изображение химической формулы аминокислоты
С белками мы закончили.
Переходим к жирам, нашим Главным Хранителям Энергии, при распаде 1 грамма которых этой самой энергии выделяется аж 38,9 кДж!
Все знают, что жиры – это высококалорийный продукт, но мало кто понимает, насколько высока планка калорийности жиров. Так, например, калорийность 100 грамм сала составляет почти 800 килокалорий, а калорийность 100 грамм сливочного масла – около 720 килокалорий!
Кстати говоря, при спокойной прогулке организм тратит от 150 до 200 килокалорий. Худеющие люди часто позволяют себе съесть что-нибудь запретное, высококалорийное, утешаясь тем, что «покроют грех» повышенной физической активностью. Так вот, имейте в виду, что для нейтрализации одного (одного!) бутерброда с салом «среднего» размера (это примерно 40 грамм сала) придется гулять полтора-два часа.
Это было вступление, дающее представление о том, как много энергии хранят жиры. А теперь давайте познакомимся с жирами поближе.
Жиры или триглицериды – это вещества, состоящие из молекул карбоновых кислот и трехатомного спирта глицерина (отсюда и «три – глицериды»). Вообще-то жиры состоят не из молекул, а из остатков молекул карбоновых кислот и трехатомного спирта глицерина, точно так же, как белки состоят из остатков аминокислот, потому что при «объединении», то есть при образовании более сложного вещества, исходные молекулы теряют какие-то атомы и при помощи высвободившихся связей связываются между собой. Но нам в такие сложности вдаваться нет необходимости, поэтому мы говорим – «состоящие из молекул».
Вот пример образования жира из глицерина и пальмитиновой кислоты:
Одна молекула жира образована одной молекулой глицерина и тремя молекулами карбоновой кислоты. Карбоновыми кислотами называются вещества, молекулы которых содержат одну или несколько карбоксильных групп (-COOH). Это так, для общего сведения.
Жирные кислоты могут использоваться нашим организмом в качестве «строительного материала» (среди жирных кислот так же, как и среди аминокислот, есть незаменимые). А еще жиры являются «топливом», источником энергии для организма. Кроме того, при недостатке воды жиры могут служить ее источником – при разложении 1 грамма жира образуется 1,1 мл воды. Наш организм способен запасать энергию в виде жира и гликогена, но гликоген играет в этом деле незначительную роль. Интересный факт – жировые запасы откладывает не только организм в целом, но и отдельные клетки, не относящиеся к жировым, у которых в цитоплазме (полужидкой внутренней среде клетки) находятся капельки жира – их «собственный», «личный» энергетический запас.
Обратите внимание на то, что жиры, полученные с пищей, не могут непосредственно откладываться в виде запасов. Пищевые жиры в организме расщепляются, а про запас откладываются те жиры, которые синтезированы организмом.
Может возникнуть вопрос – зачем организму нужно тратить время и ресурсы сначала на расщепление пищевых жиров, а затем на синтез своих собственных жиров? Не проще было бы сразу откладывать то, что получено с пищей?
Нет, не проще!
Во-первых, жир жиру рознь. Жиры – это общее название для большой группы веществ, отдельные представители которой весьма сильно отличаются друг от друга по строению и свойствам. Клетки жировой ткани генетически «настроены на определенную волну», то есть способны накапливать конкретные виды жиров. Только так и никак иначе.
Во-вторых, жиры не могут циркулировать в крови, это опасно для жизни. Жир нерастворим в воде и соответственно в состоящей из воды плазме крови тоже. Молекулы однородных жиров могут группироваться вместе, образуя жировые шарики (капельки). Вспомните про «пятна» жира на поверхности супа, чтобы представить, какие крупные конгломераты могут образовывать жиры. Иногда весь жир, находящийся в тарелке с супом, сливается в одно большое пятно. Так вот, эти шарики жира могут закупоривать кровеносные сосуды (по-научному это называется «жировая эмболия») и лишать питаемые ими участки кровоснабжения. Нарушение кровоснабжения приводит к повреждению тканей. Если страдают такие жизненно важные органы, как головной мозг, сердце или легкие, то дело может закончиться не просто болезнью, а смертельным исходом. К счастью, жиры расщепляются в желудочно-кишечном тракте на молекулы глицерина и жирных кислот, которые всасываются в кровь и вреда организму нанести не могут.
Основным источником энергии в нашем организме являются углеводы – вещества, содержащие карбонильную группу (-С=О) и несколько гидроксильных групп (-ОН). Низкомолекулярные углеводы называются «сахарами».
Не путайте основной источник энергии с основной формой ее запаса! Под «источником» имеется в виду пища. Углеводы же являются основным источником потому, что их доля в суточном рационе вдвое превышает вместе взятые доли белков и углеводов. Соотношение белков, жиров и углеводов в рационе здорового взрослого человека составляет 1:1:4.
Необходимое уточнение – то, что мы привыкли называть «сахаром» в быту, на самом деле является сахарозой, дисахаридом (двойным сахаром) из группы олигосахаридов (низкомолекулярных сахаров), состоящим из остатков двух моносахаридов (одинарных сахаров): глюкозы и фруктозы.