Фосфор
Фосфор присутствует в клетках в виде остатка фосфорной кислоты — ортофосфата и в виде фосфорорганических соединений. Присутствие фосфатов в требуемых количествах чрезвычайно важно для физиологии клетки.
Узнай больше
Фосфаты необходимы для поддержания постоянства pH крови и цитоплазмы. Фосфор участвует в обеспечении энергетического метаболизма в составе энергетических «валют» клетки — АТФ, НАДФ, креатинфосфата. Фосфаты обеспечивают сигнальные функции (в составе молекул цАМФ и цГМФ), необходимы при регуляторном фосфорилировании/дефосфорилировании белков. Фосфор поддерживает пластический метаболизм, так как входит в состав кофакторов ферментов, фосфосахаров, фосфолипидов, ДНК, РНК, гидроксиапатита костей и фторапатита зубов.
Однако любой, даже небольшой, избыток фосфатов вызывает патологические изменения. Переизбыток фосфатов мешает усвоению железа, кальция, магния, цинка. Переизбыток фосфора вызывает кальцификацию мягких тканей (сосудов, кожи, легких, клапанов сердца), что ведет к сердечно-сосудистым патологиям; почечную недостаточность и почечную остеодистрофию.
Американский исследователь Куро-о Макото выявил ген долголетия млекопитающих Klotho. Он показал, что мутация данного гена приводит к синдрому преждевременного старения, а искусственная активация — к продлению жизни. Как оказалось, продукт гена — пептидный гормон, вырабатываемый в почках и снижающий обратное всасывание фосфата почками. Преждевременное старение мышей с дефектом Klotho оказалось возможно замедлить, если содержать животных на диете, обедненной фосфатом (0,02 % вместо обычного количества 0,54 %). Макото показал, что диета с низким содержанием фосфата увеличивает продолжительность жизни дрозофилы. Чем меньше фосфата обнаруживается в крови конкретного вида млекопитающих, тем выше продолжительность жизни. У пожилых людей более высокие уровни фосфатов в сыворотке крови сопряжены с повышенным риском смерти, прежде всего от сердечно-сосудистых заболеваний и болезни почек.
Избыточный ортофосфат ускоряет старение организма. Большое количество фосфатов содержится в напитках наподобие кока-колы, тыквенных семечках, сыре, лососе, морских гребешках, бразильском орехе, мясе, молоке, сое и чечевице. Соответственно, читателю, злоупотребляющему этими продуктами, стоит внимательно оценивать их потенциальное влияние на продолжительность жизни.
Железо
Железо в виде Fe 2+ как часть особой структуры (гема) входит в состав белков, необходимых для транспорта кислорода к клеткам (гемоглобин, миоглобин), клеточного дыхания и окислительно-восстановительных процессов. Дефицит железа в организме вызывает малокровие (анемию).
Нарушение функций митохондрий с возрастом сопровождается увеличением образования перекиси водорода, с которой Fe 2+ и Fe 3+ вступают в реакцию. В этом процессе образуются крайне агрессивные гидроксил-радикалы, разрушающие многие органические вещества клетки. Поэтому избыток железа приводит к образованию токсичных свободных радикалов, повреждающих наиболее активно метаболизирующие органы, такие, как головной мозг, сердце и печень. В результате реакции железа с перекисью водорода в стареющей клетке происходит накопление старческого фермента липофусцина, о котором мы уже говорили в предыдущих разделах. По мере накопления липофусцина работа клеток затрудняется, и со временем наступает их гибель.
Таким образом, без крайней необходимости (например, при диагностированной анемии) не следует употреблять железосодержащие биодобавки. Получать необходимое организму железо нужно из продуктов питания. Хорошим источником железа являются моллюски, печень, тыквенные семечки, многие виды орехов, мясо, бобовые, неочищенные зерновые, шпинат, кресс-салат, темный шоколад, тофу, яблоки.
Медь
Медь выступает кофактором большого количества ферментов, в том числе антиоксидантных. При недостатке меди замедляется белковый обмен, нарушается рост костной и соединительной ткани. Дефицит меди провоцирует остеопороз, боль в суставах, снижение иммунитета и, поскольку медь способствует усвоению железа, анемии.
В то же время ионы металлов меди и железа способствуют гликированию, приводящему к сшивкам и агрегации белков. Гликирование — один из основных молекулярных процессов, лежащих в основе старения и возраст-зависимых патологий. Обладая окислительно-восстановительной активностью, медь и железо играют роль в провоспалительной активации эндотелия сосудистой стенки, стимулируя чувствительные к окислительно-восстановительному балансу клеточные сигнальные пути, ведущие к атеросклерозу.
Избыток железа и меди играет значительную роль в развитии процессов старения на клеточном уровне.
Внесение в корм дрозофил меди приводило к сокращению продолжительности их жизни и развитию неврологических отклонений. Эти экспериментальные данные, полученные для модельного животного, согласуются с клиническими исследованиями у человека, где помимо ускоренного старения, избыток меди связан с депрессией, шизофренией, гипертонией, бессонницей.
В процессе усваивания в пищеварительном тракте медь конкурирует с цинком и молибденом, поэтому избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого.
Медью богаты морепродукты, грибы, кунжут, кешью, чернослив, авокадо, козий сыр, соя.
Молибден
Молибден в малых концентрациях необходим человеку как кофактор ферментов, необходимых для синтеза аминокислот и некоторых других соединений. Эти ферменты связаны с такими заболеваниями, как подагра и свободнорадикальное повреждение при сердечной недостаточности.
Превышение потребления молибдена может приводить к конкурентному нарушению усвоения меди.
Узнай больше
Связывание и деактивация меди тетратиомолибдатом снимает острые воспалительные реакции у мышей. Исследования, выполненные на линии мышей с генетической предрасположенностью к атеросклерозу, показали, что тетратиомолибдат подавляет у них развитие данной патологии. Интересно отметить, что химический аналог молибдена, вольфрам, тоже подавляет повреждение эндотелия сосудов и развитие атеросклероза, ингибируя медь— и железосодержащий фермент ксантиноксидазу. Кроме того, тетратиомолибдат подавлял поражение сердечной мышцы, вызываемое антибиотиком доксорубицином.
У мышей с мутацией, приводящей к боковому амиотрофическому склерозу, при котором в результате окислительного стресса происходит гибель мотонейронов и теряется двигательная активность, удалось задержать развитие заболевания и улучшить состояние с помощью тетратиомолибдата аммония. Аналогичные свойства показал данный препарат на модели рассеянного склероза. Тетратиомолибдат проходит клинические испытания на эффективность при некоторых видах рака и цирроза.
«Подавление» меди молибденом может служить защитой от различных возраст-зависимых патологий. Молибден сконцентрирован в фасоли и других бобовых, миндале, йогурте.
Цинк
Цинк является вторым после железа по важности для живых организмов переходным металлом. В теле человека присутствует до 4 г цинка. Он способен входить в состав всех классов ферментов. Известно более 100 цинксодержащих ферментов. Достаточно сказать, что многие транскрипционные факторы, особые белки, управляющие активностью генов, содержат так называемые «цинковые пальцы», через которые они связываются с ДНК.