Серин – заменимая аминокислота, которую человеческий организм производит из двух других – глицина и треонина.
Высокая концентрация этой аминокислоты есть во всех клеточных мембранах. Серин – важный компонент белков головного мозга и миелиновых оболочек, которые защищают нервные клетки от биохимических и механических повреждений. Меж тем, передозировка аминокислоты токсична для нервных клеток. Из-за этого свойства некоторые исследователи называют серин веществом, «вызывающим безумие». Доступен в виде белого порошка, широко используется в качестве пищевых добавок.
Что такое серин
Название «серин» в переводе с латыни обозначает «шелк», а все потому, что впервые эта аминокислота была выведена Э. Крамером в 1865 году из белков, присутствующих в натуральном шелке. Изучение химической структуры серина началось в 1902 году. С тех пор и известно об уникальных свойствах этого вещества, объединившего в себе свойства аминокислоты и спирта.
Серин не входит в число незаменимых аминокислот, но он чрезвычайно важен для правильного обмена веществ и образования пиримидинов и пуринов – веществ, от которых зависит формирование генетического кода. Также серин создает серьезную поддержку иммунной системе, способствует ее нормальному функционированию.
В человеческом организме эта аминокислота присутствует в форме L-изомера и имитирует действие естественного антипсихотического соединения, что делает ее полезной в лечении психических расстройств. Хотя серин обладает рядом преимуществ, но все же его основное «задание» – способствовать работе центральной нервной системы и мозга. Недостаток аминокислоты может привести к истощению (вплоть до полного исчезновения) миелиновых оболочек, которые защищают нервные окончания в мозге. Если такое произойдет, организм перестанет передавать сигналы к разным частям тела.
Также эта аминокислота необходима для получения триптофана, который, в свою очередь, важен для производства серотонина – гормона счастья. Серотонин используется мозгом для регулирования настроения, снятия нервозности и борьбы с депрессивными состояниями. Отсутствие адекватных пропорций любого из этих веществ ведет к серьезным психоэмоциональным нарушениям.
Это чрезвычайно реактивная аминокислота содержится во всех клеточных мембранах. Она значима для метаболизма липидов и жирных кислот, роста мышц. Играет жизненно важную роль в производстве иммуноглобулинов и антител, является неотъемлемым компонентом белков мозга и нервных оболочек. Важна для синтеза мышечных тканей, участвует в создании всех четырех оснований ДНК, является донором метильных групп.
Организм использует серин в качестве материала для создания креатина, который, соединяясь с , придает объем мускулам. Эта аминокислота входит в состав холина, этаноламина, саркозина и фосфолипидов. Может превращаться в пируват (и наоборот), что позволяет печени и мышцам трансформировать гликоген в глюкозу. А также является «прародителем» кислородно-транспортной молекулы гемоглобина, которая придает крови красный цвет и транспортирует оксиген по всему телу. Помимо этого, имеет решающее значение в обмене веществ, участвует в биосинтезе цистеина, необходим для синтеза креатинфосфата.
В человеческом организме серин тесно связан с другими аминокислотами: помогает создавать цистеин из гомоцистеина, служит исходной молекулой для глицина. Меж тем, производство самого серина напрямую зависит от наличия в организме , и фолиевой кислоты.
– взаимозаменяемые аминокислоты. Когда тело не получает достаточного количества первого вещества, оно начинает использовать глицин и треонин. Однако для этого процесса также нужны .
Подобно другой неосновной аминокислоте – цистеину, серин является катализатором для ферментативных процессов. Кроме того, помогает усваивать креатин (важен для создания и поддержания формы мышц).
Синтез глюкозы также зависит от наличия этой аминокислоты. А потребление белковых продуктов, богатых эти веществом, помогает стабилизировать уровень сахара в крови, предупреждает колебание показателей глюкозы в плазме. Совместное воздействие серина, и глицина позволяет стабилизировать сахар у диабетиков.
Эта цепочка взаимосвязей показывает, насколько важен баланс всех аминокислот и других элементов в организме.
Суточная потребность
Поскольку серин является заменимой аминокислотой и вырабатывается организмом в достаточном количестве, точные суточные нормы потребления не установлены. Тем не менее, доказано, что 500 мг вещества, полученных ежедневно, благотворно влияют на организм.
Считается, что наиболее эффективными терапевтическими нормами серина являются дозировки от 300 до 3000 мг аминокислоты в день.
Биодобавку диетологи рекомендуют пить между приемами пищи, так как на фоне серина возможен рост глюкозы в крови.
Неоднозначность в дозировках аминокислоты вызвана тем, что люди разного возраста, пола и состояния здоровья нуждаются в неодинаковых порциях серина. К примеру, больше всего вещества необходимо лица с пониженным иммунитетом, после серьезных болезней, с анемией (вызванной дефицитом железа). Увеличить ежедневное потребление вещества желательно людям со слабой памятью. В первую очередь, это касается лиц в преклонном возрасте, с ослабленной умственной деятельностью.
А вот кому не следует увлекаться препаратом, так это людям с эпилепсией, хронической сердечной или почечной недостаточностью, болезнями центральной нервной системы. Также с осторожностью к серину стоит относиться особам с психическими отклонениями или с алкоголизмом.
Дефицит и передозировки
Как убеждают исследователи, серин, получаемый из пищи, не всасывается организмом в форме серина. При достаточном количестве витамина В6 и здоровой микрофлоры кишечника, эта аминокислота превращается в глицин. Но при употреблении большого количества серина возможно возникновение неприятных побочных эффектов: начиная от аллергии и истощения запасов адреналина до образования опухолей.
Фармакологическая индустрия предлагает серин в виде биодобавок. Но злоупотребление этими препаратами может вызвать побочные действия: расстройство желудка, тошноту, бессонницу. Чрезвычайное повышение рекомендуемых суточных норм может привести к подавлению иммунной системы, аллергии, а также каталепсии (замирание тела в определенной позе). В некоторых случаях высокие дозы вещества могут нарушить свертывание крови у лиц с больным сердцем и повышенным холестерином, вызвать гиперактивность, аномально высокий гемоглобин и повышенный уровень глюкозы. Но как утверждает большинство медиков, есть не так много людей, которые на самом деле нуждаются в дополнительном введении серина в виде биодобавок.
В то же время дефицит серина может послужить причиной синдрома хронической усталости или фибромиалгии. Но, как убеждают диетологи дефицит естественного серина возможен только в исключительных случаях. Причиной этому служит наследственное заболевание, которое делает невозможным биосинтез L-сирина. Также нехватка аминокислоты может развиться у детей. Симптомами дефицита могут стать судороги и психомоторная отсталость. Недостаток триптофана и серотонина у взрослых проявляется, как правило, бессонницей, депрессией, синдромом хронической усталости, болями в тканях, примыкающих к суставам, снижением работоспособности и развитием болезни Альцгеймера.
Серин в пище
Серин принадлежит к числу аминокислот, которые здоровый организм способен продуцировать самостоятельно.
Меж тем, соблюдение сбалансированной диеты – залог того, что человек не столкнется с проблемой дефицита аминокислот. Ежедневное потребление правильных продуктов позволяет организму синтезировать необходимое количество , поддерживать их на оптимальном уровне, необходимом для выполнения всех жизненно важных функций организма.
Присутствие фолиевой кислоты и витаминов В3 и В6 имеет важное значение в процессе производства серина. Комбинация из этих элементов есть в арахисе, соевых продуктах, молоке, мясе и пшеничной клейковине. С другой стороны, придерживаясь рациона, составленного из большого количества обработанных продуктов, наоборот, можно вызвать недостаток аминокислоты. Высокая концентрация серина есть в плавленом сыре, мясе, рыбе, яйцах, молоке, кумысе, твердых сортах сыра и твороге, а также в сое, каштанах, орехах, цветной капусте, кукурузе и пшенице.
| Название продукта (100 г) | Содержание серина (мг) |
|---|---|
| Яичный белок | 6079 |
| Целые яйца | 3523 |
| Соевые бобы | 2120 |
| Швейцарский сыр | 1640 |
| Фасоль | 1428 |
| Бекон | 1408 |
| Чечевица | 1290 |
| Арахис | 1270 |
| Индейка | 1198 |
| Зародыши пшеницы | 1102 |
| Миндаль | 1010 |
| Семена кунжута, льна | 970 |
| Орехи грецкие | 930 |
| Оленина, свинина | 900 |
| Говядина | 870 |
| Рыба (лосось) | 810 |
| Морепродукты | 800 |
| Курица | 680 |
Серин имеет важное значение для общего физического и психического здоровья. Эта аминокислота крайне необходима для правильного функционирования мозга и центральной нервной системы. Серин способствует функционированию РНК и ДНК, метаболизму жиров и жирных кислот, поглощению креатина, от которого зависит здоровье и крепость мышц (в том числе и сердечной). Помимо всего перечисленного, помогает удерживать влагу в организме. Эта способность не могла остаться незамеченной косметологической индустрией. Поэтому многие средства для ухода за кожей в качестве увлажняющего агента содержат в себе эту аминокислоту.
α-амино-β-оксипропионовая кислота ; 2-амино-3-гидроксипропановая кислота
Химические свойства
Серин – это полярная гидроксиаминокислота . Вещество имеет два оптических изомера, L и D . D-изомер образуется из L-изомера под действием специфического фермента серин-рацемазы . Рацемическая формула Серина: C3H7N1O3 или HO2C-CH(NH2)CH2OH . Структурная формула Серина подробнее рассмотрена в статье в Википедии. Молекулярная масса соединения = 105,1 грамм на моль, вещество плавится при 228 градусах Цельсия. В биохимии используют следующие сокращения для обозначения данной аминокислоты: Сер, Ser, S.
Впервые средство было выделено из шелка, так как именно в белках данного материала вещество присутствует в наибольшем количестве. Данное химическое соединение относят к классу заменимых аминокислот, так как оно может синтезироваться в организме человека, например из гликозина – 3-фосфоглицерата . По своим физическим свойствам средство – это белый кристаллический порошок, обладающий слабым кисловатым вкусом.
Вещество принимает активное участие в метаболических процессах, протекающих в организме, построении природных белков, синтезе других аминокислот (реакция декарбоксилирования Серина). В промышленных масштабах его получают с помощью реакции ферментации. В год производят около 100-1000 т вещества. В лабораторных условиях хим. соединение можно получить из метилакрилата .
Фармакологическое действие
Метаболическое .
Фармакодинамика и фармакокинетика
Серин – очень важная аминокислота , принимающая участие во множестве биологических процессов, протекающих в организме человека. Вещество принимает активное участие в реакциях синтеза пуринов и пиримидинов , является предшественником других аминокислот – цистеина , (бактерии) и ; , сфинголипидов , одноатомных углеродных фрагментов биомолекул.
Данная аминокислота является важным катализатором функционирования различных ферментов – , и т.д. После того, как средство преодолеет гематоэнцефалический барьер, оно подвергается метаболизму и превращается в D-серин . Данный оптический изомер, в свою очередь, служит в качестве глиотрансмиттера и нейромедиатора , коактивизирует NMDA-рецепторы . Также D-изомер – сильнодействующий агонист в глутаматных рецепторах (сильнее самого глицина ).
Проникая в организм, вещество активно усваивается ЖКТ и проникает в системный кровоток, распределяется по тканям и органам. Лек. средство метаболизируется путем дезаминирования, с образованием пировиноградной кислоты и превращается в D-изомер при помощи фермента серин-рацемазы . Вещество не некапливается в организме.
Показания к применению
Серин назначают:
- в рамках комплексной терапии при белково-энергетической недостаточности и при недостаточном питании;
- в сочетании с прочими средствами для лечения железодефицитной анемии.
Противопоказания
Серин противопоказан при наличии на компоненты лек. средства и при нарушениях метаболизма аминокислот в организме.
Побочные действия
Вещество хорошо переносится пациентами, редко могут возникнуть аллергические реакции и (при приеме таблеток) неприятные симптомы со стороны желудочно-кишечного тракта.
Инструкция по применению (Способ и дозировка)
В зависимости от лекарственной формы и препарата, в составе которого находится данное вещество, его назначают внутрь в виде таблеток и капсул либо внутривенно. Схема и продолжительность лечения определяется лечащим врачом.
Передозировка
Передозировка данной аминокислотой практически не возможна, нет данных о случая передозировки Серином.
Взаимодействие
Вещество отлично сочетается с прочими лек. средствами, его часто добавляют в препараты железа или используют в сочетании с прочими аминокислотами.
Условия продажи
Для того, чтобы приобрести данную аминокислоту рецепт не требуется.
Условия хранения
Хранят лекарство в прохладном месте, в оригинальной упаковке. Если средство входит в состав других препаратов, то условия хранения могут несколько отличаться.
Детям
Данное вещество активно используют в педиатрической практике.
При беременности и лактации
Средство разрешено к применению во время кормления грудью и при беременности.
Препараты, в которых содержится (Аналоги)
Совпадения по коду АТХ 4-го уровня:Вещество входит в состав: , Аминовен , Актиферрин Композитум , Аминоплазмаль Б. Браун Е 10 , Аминовен Инфант , Аминосол Нео , Аминостерил Н-Гепа , , Гепасол-Нео , Кабивен , и т.д.
9,05
Сери́н (α-амино-β-оксипропионовая кислота ; 2-амино-3-гидроксипропановая кислота) - гидроксиаминокислота, существует в виде двух оптических изомеров - L и D.
L-серин участвует в построении почти всех природных белков . Впервые серин был выделен из шёлка , в белках которого он обнаружен в наибольших количествах. Серин относится к группе заменимых аминокислот, в организме человека он может синтезироваться из промежуточного продукта гликолиза - 3-фосфоглицерата .
Серин участвует в образовании активных центров ряда ферментов (эстераз , пептидгидролаз), обеспечивая их функцию. Протеолитические ферменты , активные центры которых содержат серин, играющий важную роль при выполнении каталитической функции, относят к отдельному классу сериновых пептидаз.
Действие некоторых фосфорорганических соединений основано на необратимом присоединении молекулы яда к OH- группам остатков серина, приводящему к полному ингибированию каталитической активности ферментов. Токсический эффект прежде всего связан с ингибированием ацетилхолинэстеразы .
Кроме того, серин участвует в биосинтезе ряда других аминокислот: глицина , цистеина , метионина , триптофана .
Глицин образуется из серина при действии серин-оксиметилтрансферазы в присутствии тетрагидрофолиевой кислоты . Кроме того, серин является исходным продуктом синтеза пуриновых и пиримидиновых оснований, сфинголипидов , этаноламина , и других важных продуктов обмена веществ.
В процессе распада в организме серин подвергается прямому или непрямому дезаминированию с образованием пировиноградной кислоты , которая в дальнейшем включается в цикл Кребса .
D-серин образуется из L-серина при помощи фермента серин-рацемазы и является эндогенным лигандом глицинового сайта NMDA-рецептора . Деградация D-серина происходит под воздействием оксидазы D-аминокислот .
|
||||||||||||||
Напишите отзыв о статье "Серин"
Отрывок, характеризующий Серин
– Отец очень богат и скуп. Он живет в деревне. Знаете, этот известный князь Болконский, отставленный еще при покойном императоре и прозванный прусским королем. Он очень умный человек, но со странностями и тяжелый. La pauvre petite est malheureuse, comme les pierres. [Бедняжка несчастлива, как камни.] У нее брат, вот что недавно женился на Lise Мейнен, адъютант Кутузова. Он будет нынче у меня.– Ecoutez, chere Annette, [Послушайте, милая Аннет,] – сказал князь, взяв вдруг свою собеседницу за руку и пригибая ее почему то книзу. – Arrangez moi cette affaire et je suis votre [Устройте мне это дело, и я навсегда ваш] вернейший раб a tout jamais pan , comme mon староста m"ecrit des [как пишет мне мой староста] донесенья: покой ер п!. Она хорошей фамилии и богата. Всё, что мне нужно.
И он с теми свободными и фамильярными, грациозными движениями, которые его отличали, взял за руку фрейлину, поцеловал ее и, поцеловав, помахал фрейлинскою рукой, развалившись на креслах и глядя в сторону.
– Attendez [Подождите], – сказала Анна Павловна, соображая. – Я нынче же поговорю Lise (la femme du jeune Болконский). [с Лизой (женой молодого Болконского).] И, может быть, это уладится. Ce sera dans votre famille, que je ferai mon apprentissage de vieille fille. [Я в вашем семействе начну обучаться ремеслу старой девки.]
Гостиная Анны Павловны начала понемногу наполняться. Приехала высшая знать Петербурга, люди самые разнородные по возрастам и характерам, но одинаковые по обществу, в каком все жили; приехала дочь князя Василия, красавица Элен, заехавшая за отцом, чтобы с ним вместе ехать на праздник посланника. Она была в шифре и бальном платье. Приехала и известная, как la femme la plus seduisante de Petersbourg [самая обворожительная женщина в Петербурге,], молодая, маленькая княгиня Болконская, прошлую зиму вышедшая замуж и теперь не выезжавшая в большой свет по причине своей беременности, но ездившая еще на небольшие вечера. Приехал князь Ипполит, сын князя Василия, с Мортемаром, которого он представил; приехал и аббат Морио и многие другие.
– Вы не видали еще? или: – вы не знакомы с ma tante [с моей тетушкой]? – говорила Анна Павловна приезжавшим гостям и весьма серьезно подводила их к маленькой старушке в высоких бантах, выплывшей из другой комнаты, как скоро стали приезжать гости, называла их по имени, медленно переводя глаза с гостя на ma tante [тетушку], и потом отходила.
Все гости совершали обряд приветствования никому неизвестной, никому неинтересной и ненужной тетушки. Анна Павловна с грустным, торжественным участием следила за их приветствиями, молчаливо одобряя их. Ma tante каждому говорила в одних и тех же выражениях о его здоровье, о своем здоровье и о здоровье ее величества, которое нынче было, слава Богу, лучше. Все подходившие, из приличия не выказывая поспешности, с чувством облегчения исполненной тяжелой обязанности отходили от старушки, чтобы уж весь вечер ни разу не подойти к ней.
Молодая княгиня Болконская приехала с работой в шитом золотом бархатном мешке. Ее хорошенькая, с чуть черневшимися усиками верхняя губка была коротка по зубам, но тем милее она открывалась и тем еще милее вытягивалась иногда и опускалась на нижнюю. Как это всегда бывает у вполне привлекательных женщин, недостаток ее – короткость губы и полуоткрытый рот – казались ее особенною, собственно ее красотой. Всем было весело смотреть на эту, полную здоровья и живости, хорошенькую будущую мать, так легко переносившую свое положение. Старикам и скучающим, мрачным молодым людям, смотревшим на нее, казалось, что они сами делаются похожи на нее, побыв и поговорив несколько времени с ней. Кто говорил с ней и видел при каждом слове ее светлую улыбочку и блестящие белые зубы, которые виднелись беспрестанно, тот думал, что он особенно нынче любезен. И это думал каждый.
D-серин – это аминокислота, которая играет важную роль в развитии когнитивной функции и помогает бороться с симптомами шизофрении.
Основная информация
D-серин – это аминокислота, содержащаяся в клетках головного мозга. Будучи производной глицина, D-серин является нейромодулятором, то есть регулирует деятельность нейронов. Прием D-серина способствует восстановлению сниженной когнитивной функции. Препарат также помогает при лечении заболеваний, связанных с ослаблением сигналов N-метил-D-аспартата (NMDA), таких как кокаиновая зависимость и шизофрения. Принцип действия D-серина на шизофреников достаточно хорошо изучен учеными, но, несмотря на перспективность препарата, его нельзя назвать надежным средством, поскольку D-серин не всегда попадает в кровь после приема. Саркозин в данном случае считается более надежной альтернативой. D-серин является ко-агонистом рецепторов NDMA, то есть усиливает действие других химических соединений (в частности, глутамата и N-метил-D-аспартата), имеющих отношение к этим рецепторам. D-серин часто относят к категории ноотропных средств.
Важная информация
Не путать с: глицином или саркозином (подобный принцип действия), фосфатидилсерином (фосфолипидом, содержащим L-серин) Класс веществ:
Ноотропное средство
Пищевая аминокислотная добавка
D-серин: инструкция по применению
В исследованиях D-серина, как правило, фигурирует дозировка 30мг/кг массы тела. Поэтому для человека весом 150-200 фунтов стандартной считается доза 2,045 – 2,727мг (минимальная эффективная доза, необходимая для усиления когнитивной функции у людей, страдающих различными заболеваниями). По предварительным данным, удвоение или учетверение стандартной дозировки до 60мг/кг и 120мг/кг, соответственно, усиливает полезные свойства препарата при лечении шизофрении.
Источники и структура
Источники
Как известно, D-серин является нейромодулятором, который синтезируется внутри глиальных клеток, где регулирует передачу импульсов между нейронами, будучи при этом первой биологически активной D-изомерической аминокислотой в человеческом теле (за ней следует D-аспарагиновая кислота). Будучи продуктом глиальных клеток, D-серин имеет другие названия: глио-трансмиттер или глио-модулятор. D-серин – это эндогенный лиганд, который встречается на связующих участках глицина и NMDA-рецепторов, и, несмотря на «глициновое» название D-серина, ученые не знают, какой из двух лигандов имеет большую биологическую ценность в живых организмах; в лабораторных условиях, D-серин обладает таким же связывающим потенциалом, как и глицин, но его сигналы сильнее (вероятно, это связано с более продолжительным действием D-серина), а активная концентрация составляет 1мкм. Более того, действие D-серина локализуется внутри синоптических NMDA-рецепторов, тогда как глицин является агонистом на вне-синоптическом уровне; ученые не исключают такой возможности, что последний может обладать эксайто-токсическим действием (которое испокон веков приписывают вне-синоптическим рецепторам, в связи с наличием у них N2B-подгруппы, тогда как в синоптических рецепторах преобладает N2A-подгруппа). D-серин – это нейро-модулятор, выделяемый поддерживающими клетками нервной системы (глиальными клетками) для регуляции передачи импульсов между нейронами. Он является эндогенным лигандом на связующем участке глицина и NMDA-рецепторов. Поскольку D-серин не является компонентом стандартной диеты, его, как правило, получают из диетического глицина (аминокислоты).
Биологическая ценность
L-серин (диетическая аминокислота) рацемизируется в D-серин при участии фермента серин рацемазы, содержащегося в нейронах и глиальных клетках, хотя, в целом, в глиальных клетках, или астроцитах, концентрация серин рацемазы наиболее высока, особенно в клетках переднего отдела головного мозга; повышенная экспрессия данного фермента связана с локализацией D-серина. Скорость синтеза D-серина (при участии серин рацемазы) зависит от сопутствующих факторов АТФ и магния, при этом кальций ускоряет синтез, а глицин и L-аспарагиновая кислота блокируют его. При активации AMPA-рецепторов, обусловленной взаимодействием белка глутаматного рецептора (GRIP) с серин рацемазой, концентрация D-серина в крови в 5 раз увеличивается. В заключении необходимо отметить, что этот фермент не является специфическим для данной реакции, поскольку он также участвует в превращении L-серина в пируват (3:1, в отношении синтеза D-серина) и аммиак. В большинстве случаев синтез D-серина происходит внутри астроцитов (иногда нейронов), при участии фермента серин рацемазы, содержащемся в L-серине. Фермент d-аминокислотной оксидазы (DAAO), содержащийся исключительно в астроцитах, способствует расщеплению D-серина. Концентрация D-серина обратно пропорциональна экспрессии/деятельности данного фермента, при удалении которого уровень D-серина во всех исследованных областях мозга повышается. D-серин способен превращаться обратно в L-серин (также при участии фермента серин рацемазы), однако афинность (связывания рецептора с лигандом) в данной реакции ниже, чем в противоположной. Основными механизмами расщепления D-серина можно назвать его повторное накопление в астроцитах с последующим расщеплением при участии DAAO-фермента (основной путь) или обратное превращение в L-серин (второстепенный путь).
Прочие глицинергики
Говоря об ослаблении симптомов шизофрении, то прием 30мг/кг D-серина способствует уменьшению симптомов данного заболевания на 17-30%, при этом действие препарата можно сравнить с эффектом от приема 800мг/кг глицина в тех же условиях, однако ученые предполагают, что D-серин более эффективен (из расчета на 1 кг массы тела). Эксперимент, участники которого ежедневно на протяжении 6 недель принимали D-серин и саркозин в одинаковых дозах (2 000мг) , показал, что действие первого не многим отличается от эффекта плацебо, тогда как саркозин был признан более эффективным средством. Такая тенденция наблюдается во всех экспериментах, где действие саркозина сравнивают с действием D-серина в той же дозе; саркозин гораздо эффективнее в борьбе с симптомами шизофрении. Несмотря на то, что D-серин по эффективности превосходит глицин (при одинаковом уровне сигналов, в одних и тех же исследованиях), он, по некоторым данным, уступает саркозину (транспортному ингибитору глицина).
Фармакология
Кровяная сыворотка
Как отмечают ученые, после приема 30-120мг/кг D-серина (шизофрениками), его концентрация в сыворотке растет, достигая своего максимума через 1-2 часа (Tmax = 1-2 часа , Cmax = 120,6+/-34,6нмоль/мл при 30мг/кг, Cmax = 272,3+/-62нмоль/мл при 60мг/кг и Cmax = 530,3+/-266,8нмоль/мл при 120мг/кг). D-серин достигает пиковой концентрации в крови спустя 1-2 часа после перорального приемa, находясь при этом в линейной дозо-зависимости (наивысшая тестируемая пероральная дозировка составляет 120мг/кг). Эксперимент с участием людей, страдающих болезнью Паркинсона, которые на протяжении 6 недель ежедневно принимали D-серин (30мг/кг), показал, что уровень D-серина у них в сыворотке увеличился с менее чем 10мкм до 120,0+/-52,4мкм; такой же эффект наблюдался и у людей с посттравматическим стрессом: при приеме той же пероральной дозы D-серина, его уровень в сыворотке увеличился в 10 раз и составил 146+/-126,26мкм. При пероральном приеме препарата шизофрениками на протяжении 4 недель (в той же дозировке 30мг/кг), его концентрация в сыворотке выросла с 102,0+/-30,6нмоль/мл до 226,8+/-72,8нмоль/мл (на 122%), в зависимости от дозировки (30-120мг/кг). Изначальный уровень D-серина в сыворотке повышается после приема препарата, при этом, по словам некоторых ученых, дозировка 30мг/кг вызывает 10-кратное увеличение концентрации D-серина в сыворотке у здоровых людей и чуть меньшее – у шизофреников. Прием D-серина не влияет на сывороточную концентрацию глицина, глутамата, аланина и L-серина. Прием D-серина также не оказывает значительного воздействия на сывороточную концентрацию прочих аминокислот, принимающих участие в метаболизме серина.
Нервная система
Концентрация D-серина в головном мозге варьируется в диапазоне 66+/-41нмольl/г сырого веса или 2,18+/-0,12нмоль/мг, что составляет приблизительно 10-15% от общего запаса серина в организме (L-серина больше). Уровень D-серина особенно высок в префронтальной и теменной коре головного мозга и чуть ниже – в мозжечке и спинном мозге. Период полувыведения (из мозга) D-серина составляет 16 часов, при этом такая низкая дозировка как 58мг/кг (у мышей) вызывает увеличение сывороточной концентрации препарата. В ходе одного эксперимента, D-серин был обнаружен в спинномозговой жидкости контрольной группы (2,72+/-0,32мкм), а также у людей с постгерпетической невралгией (1,85+/-0,21мкм) и дегенеративным остеоартритом (3,97+/-0,44мкм), тогда как сывороточная концентрация D-серина у шизофреников оказалась ниже, чем у контрольной группы (срединное значение составляет 1,26мкм против 1,43мкм; хотя разница несущественная), зато у них оказался выше сывороточный уровень L-серина (22,8+/-8,01мкм против 18,2+/-4,78мкм), а также соотношение между L-серином и D-серином. D-серин обнаружен в спинномозговой жидкости (концентрация ниже, чем в сыворотке) и в мозге (период полувыведения дольше, чем у сывороточного D-серина). Хронический прием D-серина способствует повышению уровня L-серина в коре головного мозга мышей.
Неврология
Стандарты и распространение
Считается, что D-серин, наряду с глутаматом, содержится в нейронах и астроцитах, поскольку его высвобождение происходит под действием тех же стимулов, которые способствуют высвобождению глутамата; кроме того, D-серин обнаружен в нейронах, в которых представлен белок-транспортер глутамата. Подобного рода колокализацию и высвобождение D-серина можно наблюдать во всех реакциях с участием глутамата и глицина. D-серин, вероятно, высвобождается из нейронов вместе с глутаматом, после чего активирует NDMA-рецепторы, расположенные на отдаленных друг от друга участках (на одном из которых необходим глицин или серин), что является дополнительным условием данной реакции. После высвобождения D-серина из нейронов, часть его поступает в синапс. D-серин считается глиальным трансмиттером и нейро-модулятором, который впоследствии высвобождается из глиальных клеток. По мнению ученых, выделение D-серина представляет собой процесс везикулярного экзоцитоза (поскольку его везикулы обнаружены в нервной ткани). Синоптические пузырьки ко-экспрессируют глицин, глутамат и ГАМК (но не D-серин) , тогда как у D-серина есть свое везикулярное «хранилище»; помимо везикулярного, существуют и другие способы высвобождения D-серина из глиальных клеток, поскольку в данной реакции также участвуют транспортеры Asc-1 и TRPA1 (первый из которых обеспечивает прямую транспортировку D-серина, второй – поступление кальция внутрь клетки), а ингибирование везикулярного хранилища не является помехой на пути высвобождения D-серина. Выделение D-серина из астроцитов является необходимым условием для протекания процессов, связанных с деятельностью NDMA (удаление астроцитов из гиппокампальных культур мешает их долгосрочному потенциированию, что компенсируется D-серином). Высвобождение D-серина из астроцитов (глиальных клеток) – это доминирующий способ выделения D-серина в области мозга (нейроны выделяют его в меньших количествах), механизмы которого на сегодняшний день изучены недостаточно. Тем не менее, данный процесс необходим для образования глютаминергических сигналов. Как отмечают ученые, окись азота (NO) мешает деятельности серин рацемазы, при этом усиливая активность DAAO, что негативно сказывается на концентрации D-серина в крови (D-серин, в свою очередь, тоже мешает деятельности NO, ингибируя фермент ее синтазы (NOS)). Ученые называют это отрицательной обратной связью, поскольку при активации NMDA-рецепторов активируется синтаза окиси азота (NOS) и повышается уровень NO в крови. Метаболизм окиси азота, связанный с образованием глютаминергических сигналов, мешает синтезу D-серина и последующему усилению его сигналов. Учеными было отмечено, что периферийные инъекции D-серина (50мг/кг) мышам вызывают повышение уровня D-серина в гиппокампе с 96,9нмоль/г до 159,4нмоль/г (на 64,5%), что способствует улучшению памяти. Эти инъекции никак не влияют на концентрации глутамата и L-серина. Как известно, концентрация D-серина в гиппокампе увеличивается, когда он попадает в большой круг кровообращения, а это свидетельствует о том, что D-серин преодолевает гематоэнцефалический барьер. В то время, как глицин является главным агонистом на связующем участке между ним же и NMDA-рецепторами в спинном мозге и задней части головного мозга, дейсвтие D-серина сконцентрировано в передней части головного мозга с более высокой степенью экспрессии серин рацемазы (которая стимулирует синтез D-серина) и транспортных белков, которые переносят глицин в астроциты. Ученые измерили концентрацию D-серина в разных отделах мозга и пришли к выводу, что она выше всего в передней части головного мозга, что связано с повышенной экспрессией NMDA-рецепторов в этой области. Таким образом, D-серин, по всей видимости, обладает более высокой биологической активностью в передней части головного мозга, чем глицин.
Образование глютаминергических сигналов
Многие механизмы D-серина идентичны механизмам глицина, в том смысле, что D-серин способен прикрепляться к NMDA-рецепторам (подгруппе NR1, поскольку NR2 связывает глутамат и любой NMDA-рецептор по сути является четырехзвенным полимером, содержащим по две каждой из этих подгрупп) на связующем участке глицина, что способствует прохождению сигналов через NMDA-рецепторы (изначально образование глютаминергических сигналов связано с деятельностью глутамата и других агонистов). В отличие от глицина, D-серин обладает большей эффективностью и активностью в низких концентрациях 1мкм (глицин – 10мкм), что, вероятно, и не имеет отношения к их воздействию на сам рецептор (действие обоих в данном случае аналогично), но это может быть связано с тем, что обратный захват глиальными клетками серина происходит менее интенсивно, чем обратный захват глицина. Подобно глицину (или любому активатору связующего участка глицина), увеличение концентрации D-серина в синапсе всегда сопровождается усилением NMDAнергических сигналов, что, по мнению ученых, связано с деятельностью D-серина на связующем участке глицина, замедляющей данную реакцию. В некоторых областях мозга, таких как гиппокамп, зрительный бугор, гомогенетическая кора и ствол головного мозга, сетчатка глаза, связующий участок глицина не заполнен и поэтому реагирует на дополнительный приток глицина или D-серина. D-серин, подобно глицину, является лигандом NMDA- рецептора на связующем участке глицина и обладает способностью усиливать глютаминергические сигналы, проходящие через эти рецепторы. Оба лиганда эффективны на уровне рецептора, но D-серин обладает большей биологической активностью и, в целом, эффективнее глицина. D-серин (IC50 = 3.7+/-0.1мкм) способен ингибировать AMPA-рецепторы (активированные каиновой кислотой). L-серин не обладает такими свойствами, а ранее указанная концентрация D-серина слишком высока, чтобы делать выводы. Несмотря на способность блокировать AMPA-рецепторы, необходимая для этого концентрация D-серина чересчур высока, чтобы данная реакция представляла интерес с практической точки зрения. Что касается эксайтотоксичности (вызванной действием глутамата), то как D-серин, так и глицин ее усиливают (ЭД50 = 47мкм и 27мкм, соответственно; обе дозы в 50-100 раз превышают дозы, необходимые для активации связующих участков глицина на NMDA-рецепторах. Усиление эксайтотоксичности регулируется NMDA-рецепторами, которые, в свою очередь, запускают глицинергические рецепторы. Поскольку ГАМК (с помощью ГАМКA-рецепторов) также усиливает эксайтотоксичность (вызванную действием NMDA), ученые пришли к выводу, что данная реакция обусловлена поступлением хлора в нейроны. Прохождение через глицинергические рецепторы слишком большого количества сигналов способствует усилению токсичности (вызванной деятельностью NMDA), хотя для этого требуются гораздо более высокие концентрации D-серина, чем для активации NMDA-рецепторов. Ученые сомневаются, представляет ли данная реакция интерес с практической точки зрения.
Образование глицинергических сигналов
Прием D-серина способствует образованию глицинергических сигналов. Сравнительные исследования глицинергических сигналов обеих аминокислот свидетельствуют о том, что сигналы глицина мощнее сигналов D-серина, судя по более низкой эффективной концентрации первого EC50 (27мкм против 47мкм). Транспортные белки, отвечающие за повторный приток глицина (транспортеры-1 и 2), а также более распространенный аланин–серин–цистеин-транспортер-1 (AscT1) , являются медиаторами действия как серина, так и глицина (обоих изомеров). Поэтому и тот, и другой подвергаются воздействию саркозина. D- серин также посылает часть сигналов на глицинергические рецепторы (при помощи тех же транспортеров, что и глицин).
Окисление
В экспериментах D-серин часто используют для стимуляции окислительных процессов, на фоне повышенной активности NMDA-рецепторов, вызывающей активный приток кальция с последующим окислительным повреждением, что связано с гипер -возбуждением рецепторов (D-серином); эта реакция протекает вне живых организмах, так и в живых организмах (50-200мг/кг D-серина у крыс), в более слабой форме – под действием ЦОГ-2. Экспрессия ЦОГ-2, как правило, увеличивается на фоне факторов стресса, вызывающих гипер-возбуждение NMDA (ишемии, травме головного мозга и болезни Альцгеймера ), а поскольку активация этих рецепторов медиирует синтез активных форм кислорода, считается, что ингибиторы ЦОГ-2 защищают нейроны от токсического действия NDMA. Несмотря на то, что, по мнению ученых, эти механизмы запускаются при определенных патологиях, таких как болезнь Альцгеймера, взаимосвязь между приемом D-серина и окислительным повреждением клеток не доказана. Прием повышенных доз или злоупотребление D-серином может вызвать окислительное повреждение клеток (чрезмерное усиление сигналов NMDA приводит к развитию эксайтотоксичности) и считается, что слишком активный метаболизм D-серина также играет определенную роль при некоторых заболеваниях. Эффект от приема D-серина (в форме пищевой добавки) точно не установлен, однако даже не существенное превышение стандартной дозы чревато окислительным повреждением клеток.
Запоминание и способность к обучению
Как известно, глютаминергические сигналы способствуют улучшению памяти, поскольку при активации NMDA-рецепторов происходит активный приток кальция и мобилизируются кальмодулино-зависимая киназа (CaMK) и связующий белок цАМФ (цАМФ- ответный элемент), действие которых направлено на обеспечение долговременной потенциации синоптической передачи (LTP), которая является основой химической реакции запоминания , а усиление сигналов NMDA (в частности, через NR2B-подгруппу) улучает память LTP (подобный механизм также характерен для L-треоната магния). Благодаря способности D-серина усиливать сигналы, поступающие на NMDA-рецептор (на 52+/-16% в концентрации 1мкм и усиление действия при концентрации до 30мкм),его жизнеспособности в данной реакции и восприимчивости клеток гиппокампа к стимуляции (D-серином), считается, что прием D-серина способствует улучшению памяти и развивает обучаемость. В природе существует еще одно интересное явление под названием затяжная депрессия или ослабление контакта синапса (LTD; не является антонимом LTP), в ходе которого меняется пластичность синапса и осуществляется косвенное воздействие на LTP; инъекции 600-1000мг/кг D-серина, по данным лабораторных исследований, увеличивают магнитуду LTD в концентрации 5мкм (с контрольных 19,3% до 58,3%), при этом концентрации 3мкм и 10мкм D-серина менее эффективны. Очевидно, регулирующее действие D-серина в отношении затяжной депрессии связано с его глютаминергическими свойствами, при этом на фоне LTD астроциты веделяют большее количество D-серина. D-серин, на фоне усиления глютаминергической нейро-трансмиссии с помощью NMDA-рецепторов (поскольку D-серин способен активировать связующий участок глицина), играет не последнюю роль в процессе запоминания. Процесс старения организма, связанный с областью гиппокампа, характеризуется снижением пластичности нейронов на фоне деятельности кальция, что, по мнению ученых, вызвано прохождением сигналов через слабоактивный глютаминергический рецептор (в частности, NMDA). В связи со снижением в процессе старения уровня D-серина в мозге (что, вероятно, связано с пониженной концентрацией фермента серин рацемазы) и провальностью предыдущей теории (о том, что пониженная экспрессия NMDA-рецептора в процессе старения не играет никакой роли, поскольку, сама по себе, не вызывает снижение когнитивных способностей ), ученые считают, что снижение активности D-серина на глицинергическом связующем участке NMDA-рецептора способствует понижению когнитивной функции с возрастом (в связи с поступлением меньшего количества сигналов на NMDA-рецептор и, как следствие, пониженной пластичности синапса). Дальнейшие исследования в данной области показали, что прием D-серина останавливает процесс дальнейшего ухудшения памяти на фоне старения и отвечает за пластичность синапса. В процессе старения синтез D-серина замедляется (точная причина не установлена), в результате чего на NMDA-рецептор поступает меньшее количество сигналов, что способствует возрастному снижению конгитивной функции. Если говорить об исследованиях в данной области, то не лишним будет упомянуть эксперимент с мышами (здоровыми) , которым ежедневно давали 50мг/кг D-серина, в результате чего у них улучшилась память (как после приема первой дозы, так и при многократном приеме). Эффективность 50мг/кг D-серина можно сравнить с действием 20мг/кг D-циклосерина, который, как известно, является усилителем когнитивной функции. Прием D-серина спустя 30 минут после окончания тренировки способствует развитию долговременной памяти. Но при приеме через 6 часов после тренировки препарат оказался не эффективным в этом отношении. Прием D-серина уменьшает симптомы амнезии, вызванной деятельностью клеток MK-801. Вполне вероятно, прием D-серина способствует улучшению памяти у в остальном здоровых грызунов, однако во всех экспериментах D-серин брали либо в форме инъекций, либо в чересчур высоких дозировках (хотя человеческим эквивалентом 50мг/кг считается довольно умеренная дозировка 3мг/кг). Эксперимент с участием в остальном здоровых взрослых людей, принявших разовую дозу 2,1г D-серина (за 2 часа до когнитивного теста), показал, что у них улучшились внимательность и оперативная память на слова, при выполнении теста по оценке динамических свойств внимания (CPT-IP) ; у испытуемых также улучшились результаты теста на прямую цифровую последовательность, чего нельзя сказать об обратной цифровой последовательности. Прием D-серина способствует незначительному усилению когнитивной функции у здоровых взрослых людей.
Депрессия
Генетический сверх-синтез D-серина при длительном приеме (58мг/кг на протяжении 5 недель) обладает антидепрессивными свойствами (у изначально здоровых мышей). D- серин обладает слабым антидепрессивным действием, которое нуждается в дальнейшем изучении.
Болезнь Альцгеймера и маразм
В организме больных с синдромом Альцгеймера нарушается нейро-трансмиссия, медиатором которой является NMDA-рецептор, что приводит к провалам в памяти, и перестает образовываться синапс, о чем свидетельствуют отклонения в поведении. В отличие от шизофреников, у больных с синдромом Альцгеймера все сигналы значительно усиливаются, поскольку бета-амилоидные пептиды способствуют накоплению глутамата и D-серина в синапсе, оба из которых содействуют высвобождению этих пептидов оттуда, одновременно стимулируя синтез серин рацемазы; все эти факторы приводят к развитию эксайтотоксичности (усиление глютаминергических сигналов вызывает повреждение клеток). Уровень D-серина у больных с синдромом Альцгеймера практически не меняется, по сравнению с контролем. D-серин (на фоне пигментации бета-амилоидов) может усугублять развитие патологии Альцгеймера.
Шизофрения
Считается, что симптомы шизофрении (особенно негативные) связаны с глютаминергической гиперфункцией (когда на рецепторы глутамата поступает меньшее количество сигналов), а современные методы лечения подразумевают восстановление глютаминергического возбуждения, подразумевающее оптимизацию уровня серина/глицина в организме (несмотря на то, что он априори выше у шизофреников, чем у контрольной группы, запасы D-серина истощаются на фоне нарушения деятельности серин рацемазы), поскольку нарушение способности глицина прикрепляться к NMDA-рецепторам вызывает опасные симптомы шизофрении, которые, в частности, проявляются у мышей с недостатком серин рацемазы (или любого другого компонента, необходимого для синтеза D-серина) , при этом нарушение деятельности D-аминокислотной оксидазы (мешающее расщеплению D-серина) легко устраняется. И наконец, клиническая ремиссия шизофрении сопровождается повышением уровня D-серина в организме, независимо от его приема. Другие методы лечения шизофрении связаны с применением АМПАкинов, усиливающих сигналы, поступающие на AMPA-рецепторы (включая пирацетам и анирацетам), и косвенным поддержанием необходимого уровня сигналов, проходящих через NMDA-рецепторы, путем ингибирования поступления глицина в клетки и стимуляции синоптического эффекта (саркозин). Усиление сигналов, поступающих на AMPA-рецепторы, по определению провоцирует усилению глютаминергических сигналов, в результате чего из NMDA-рецепторов удаляются излишки and магния (в большом количестве). К негативным симптомам шизофрении относятся эмоциональная тупость и десоциализация, тогда как галлюцинации, бредовые идеи и нарушение мышления считаются «позитивными» симптомами, а нарушение когнитивной функции не относится ни к одной из этих категорий. Прием D-серина активизирует связующий участок глицина на NMDA-рецепторах и, таким образом, оптимизирует сигналы, проходящие через эти рецепторы, что, по мнению ученых, способствует ослаблению симптомов шизофрении. Подтверждением тому является научно доказанный факт, что шизофрения возникает при недостатке D-серина в организме (причинно-следственная связь данной зависимости не установлена). Немногие исследования в данной области можно назвать успешными; по данным Шкалы оценки позитивных и негативных синдромов (PNSS), прием 30мг/кг (2,12+/-0,6г) D-серина способствует ослаблению негативных симптомов шизофрении на 17-30%, при этом его эффективность можно сравнить с действием 800мг/кг глицина в одинаковых условиях. Исследования прогрессирования негативных симптомов шизофрении с течением времени свидетельствуют о том, что прием D-серина на протяжении 2 недель препятствует усугублению этих симптомов, а при более длительном курсе (6 недель), действие препарата усиливается , при этом наиболее эффективными считаются дозировки в диапазоне 60-120мг/кг. Что касается позитивных симптомов шизофрении, то прием 30мг/кг (2,12+/-0,6г) D-серина на протяжении 6 недель вызывает значительные улучшения, хотя 2 и 4 недели эксперимента не Дозировки 60-120мг/кг D-серина еще более эффективны в данном случае, чем 30мг/кг, а устранение как негативных, так и позитивных симптомов болезни связано с попаданием D-серина в сыворотку. Эксперимент, в ходе которого шизофреники на протяжении 16 недель ежедневно принимали 2 000мг D–серина, наряду со стандартными анти-психотическими препаратами, не показал каких-либо существенных положительных изменений у этих больных (по сравнению с плацебо), хотя авторы эксперимента предупреждали, что такие результаты скорее всего обусловлены более выраженным эффектом плацебо; тем не менее, действие D-серина во всех случаях не сильно отличалось от действия плацебо, будь то 30мг/кг или 2 000мг. В ходе этих исследований было установлено, что людям становится лучше после приема D-серина, но не на столько, чтобы это имело статистическую ценность, кроме того, взаимосвязь между уровнем D-серина в крови и ослаблением симптомов шизофрении позволяет сделать вывод о том, что неудовлетворительные результаты этих экспериментов связаны с колебаниями уровня перорального D-серина в сыворотке. D- серин эффективно ослабляет всевозможные симптомы шизофрении (особенно негативные и когнитивные), но стандартная рекомендуемая дозировка (30мг/кг), вызывает у ученых сомнения. Это может быть связано с поступлением разного количества D-серина в кровь (при приеме одинаковой дозы), и, по некоторым данным, повышенные дозы препарата более эффективны.
Болезнь Паркинсона
Некоторые симптомы болезни Паркинсона (потеря мотивации, стимула и инициализированная/эмоциональная реактивность) напоминают негативные симптомы шизофрении (апатия, уплощенный аффект и избегание общества других людей), поэтому ученые предполагают, что прием D-серина может помочь в борьбе с симптомами болезни Паркинсона. Кроме того, допаминергические нейроны в стриатуме участвуют в образовании NMDA-сигналов, тогда как NMDA-рецепторы у людей с этой болезнью видоизменены. Небольшое пилотное исследование с участием 13 человек, страдающих болезнью Паркинсона, которые на протяжении 6 недель ежедневно принимали 30мг/кг D-серина (доза препарата к концу эксперимента варьировалась в диапазоне 1 600-2 600мг в день), показало, что прием D-серина способствует ослаблению симптомов заболевания (по данным Унифицированной рейтинговой шкалы болезни Паркинсона, Шкалы Симпсона-Ангуса и Шкалы оценки позитивных и негативных синдромов). В ходе данного исследования было установлено, что симптомы заболевания уменьшились на 20% у 50-70% тех людей, кто принимал D-серин, и только у 10-20% больных, принимавших плацебо. По предварительным данным, D-серин помогает в борьбе с болезнью Паркинсона.
Стресс и травма
Деятельность NMDA-рецепторов вызывает некоторые симптомы посттравматического стрессового расстройства (PTSD), включая психические расстройства и нарушения в сфере восприятия, а поскольку кетамин (антагонист NMDA) также способствует развитию некоторых симптомов данного заболевания, считается, что эти симптомы обусловлены недостаточным раздражением NMDA-рецепторов, особенно в гиппокампе и миндалинах. D-циклосерин (частичный агонист на связующем участке глицина в NMDA-рецепторах, где D-серин – полный агонист), по данным более ранних исследований, помогает в борьбе с симптомами PTSD (главным образом, с оцепенением, избеганием общества других людей и чувством тревоги); более поздний эксперимент, участники которого на протяжении 6 недель ежедневно принимали 30мг/кг D-серина, показал, что у испытуемых уменьшились такие симптомы, как чувство тревоги (Шкала тревоги Гамильтона; 95% CI = 13,4–46,7%), депрессия (Шкала депрессии Гамильтона; 95% CI = 2,0–43,3%) и снизилась вероятность возникновения заболеваний сердечнососудистой системы (95% CI = 10,9-31%). По предварительным данным, прием D-серина помогает бороться с симптомами PTSD, хотя полезные свойства препарата в данном случае вызывают сомнения.
Боковой амиотрофический склероз
Боковой амиотрофический склероз (БАС) у мышей (натяжение mSOD1) характеризуется 50-100% повышением концентрации D-серина в спинномозговой жидкости, исходя из чего можно прогнозировать степень восприимчивости нейронов (на фоне БАС) к эксайтотоксическому действию NMDA. И хотя повышение уровня D-серина способствует развитию паталогических форм БАС, блокировка фермента серин рацемазы провоцирует само заболевание (парадокс) и, вместе с тем, мешает ему прогрессировать, поэтому врачи советуют включать D-серин в рацион питания. На сегодняшний день, влияние D-серина на патологию и начало БАС до конца не изучено.
Зависимость
Как известно, кокаиновая зависимость вызывает изменение глютаминергической пластичности синапса, что является предпосылкой аддиктивного поведения , которое, по мнению ученых, связано с деятельностью NMDA-рецепторов (как долговременная потенциация синоптической передачи (LTP), так и затяжная депрессия (LTD) связаны с ней). Как отмечают ученые, у крыс после отмены кокаина уровень D-серина в коре прилежащего ядра головного мозга (где он является ко-агонистом синоптических рецепторов) понижается, что способствует снижению активности NMDA и обострению симптомов отмены кокаина, поскольку инкубация D-серина при помощи нейронов этих рецепторов нормализует изменения в LTP и LTD, вызванные действием кокаина. Подтверждением этому является эксперимент, в ходе которого крысам с кокаиновой зависимостью давали 10-100мг/кг D-серина перорально или 100мг/кг инъекционно, в результате чего у этих крыс уменьшились симптомы аддиктивного поведения. В ходе исследование влияния D-серина на сахарную пробу у крыс было установлено, что в данном случае от приема препарата толку мало. Кокаиновая зависимость характеризуется изменением пластичности синапса вследствие смещения функции NMDA-рецептора, при этом у крыс после отмены кокаина уровень D-серина в крови начинает понижаться. По предварительным данным, D-серин препятствует развитию кокаиновой зависимости.
Безопасность и токсичность
Основная информация
В ходе экспериментов с участием людей, которые на протяжении разного времени (до 6 недель) ежедневно принимали 30мг/кг D-серина (2 000мг в совокупности), не было выявлено никаких побочных эффектов; то же можно сказать и о еще одном предварительном исследовании, участники которого ежедневно принимали 120мг/кг (8 000 в совокупности) D-серина. Пероральный прием стандартной дозы D-серина не вызывает никаких значительных побочных эффектов.
:Tags
Список использованной литературы:
Martineau M, Baux G, Mothet JP. D-serine signalling in the brain: friend and foe. Trends Neurosci. (2006)
Berger AJ, Dieudonné S, Ascher P. Glycine uptake governs glycine site occupancy at NMDA receptors of excitatory synapses. J Neurophysiol. (1998)
Основная информация
Серин переводится с латинского языка как шелк. Это название было дано веществу после того, как химик из Германии Э. Крамер, вывел его из белков, которые содержатся в шелке. Детальней изучением и описанием серина занялись в начале ХХ века.
Серин, структурная формула которого отображает принадлежность вещества к гидроксильной группе, относится к заменимым аминокислотам. Считается гибридным соединением, поскольку одновременно проявляет свойства аминокислоты и спирта, отчего и отнесен в химии к классу аминоспиртов.
В международной аминокислотной номенклатуре известна под названием Serin (Serine). Химическая формула серина – C3H7NO3. В своей структуре серин содержит биполярный ион. То есть в молекуле присутствуют положительный и отрицательный заряды. Это характерно для аминокислот.
Окисляясь в организме, серин вступает в различные реакции. За счет отщепления молекул углерода от аминокислоты происходит декарбоксилирование серина. Действие некоторых ферментов на органическое вещество приводит к удалению свободного радикала амиака из аминокислоты. Эта реакция названа дезаминированием серина.
Серин участвует еще в одной реакции, связанной с действием ферментов. В процессе гидролиза белков, который совершается с помощью фермента серин-протеазы, высвобождаются молекулы фосфорной кислоты. Таким образом, реакция фосфорилирования радикала серина регулирует запуск важных биохимических механизмов.
Важно! В теле человека серин контактирует с другими аминокислотами. Серин и глицин – связанные друг с другом вещества, поскольку первое происходит из второго. А в синергичном действии серина, аланина и глицина нормализуется уровень сахара в крови
Полезные свойства серина и его влияние на организм
В биохимии серин известен под видом оптических изомеров – L- и D-серина. Эти вещества в молекулярной структуре идентичны. Разница состоит только положением в пространстве – они отражены зеркально, как руки человека.
L-серин принимает участие в белковом синтезе. D-серин – производное от первого вещества путем реакции с ферментом серин-рацемазой.
Функции серина:
- влияет на действие белков головного мозга и защитный слой нервных клеток;
- участвует в метаболизме и синтезе дикетопиперазинов и пуринов;
- поддерживает защитную функцию организма;
- участвует в синтезе серотонина, креатина, антител и иммуноглобулинов;
- важен для роста мышечной и соединительной ткани;
- влияет на формирование азотистых оснований ДНК;
- регулирует образование глюкозы из гликогена в печени.
Суточная норма потребления серина
Серин – это заменимая аминокислота. Организм получает достаточно данного вещества, поэтому точно установить дозу потребления серина в сутки невозможно. Исследования показывают, что тело человека для нормального функционирования и развития нуждается минимум в 3 г вещества ежедневно.
Потребность организма в серине зависит от возраста, пола и физического состояния человека. Нужда в аминокислоте возрастает, если имеются проблемы с опорной функцией организма, запоминанием информации и выработкой гемоглобина.
Чем опасны дефицит и переизбыток аминокислоты в организме
Нехватка серина в организме человека приводит к таким патологическим состояниям:
- нарушение защитных оболочек нервных клеток – передача нервных импульсов замедлится;
- развитие фибромиалгии и хронической усталости;
- судороги;
- нарушение сна, депрессивные состояния, боли в мышцах и суставах;
- развитие заболевания Альцгеймера.
Большое количество серина тоже не сказывается благотворно на физическом состоянии организма. Тело человека реагирует негативно на переизбыток аминокислоты:
- проявляются аллергические реакции;
- концентрация адреналина истощается;
- ослабление иммунитета;
- развитие каталепсии (тело фиксируется в одном положении);
- отклонение от норм в показаниях гемоглобина, глюкозы;
- плохая свертываемость крови.
Серин в пище
Серин не только вырабатывается организмом самостоятельно. Тело человека получает аминокислоту также из пищевых продуктов. Чтобы наверняка избежать дефицита вещества, стоит потреблять соответствующую пищу.
В каких продуктах присутствует серин:
- твердый и плавленый сыры;
- мясо птицы, говядина, баранина;
- рыба (лучше морская);
- яйца;
- молоко, творог, кумыс;
- пшеница и кукуруза;
- каштаны и кокос;
- орехи и семечки тыквы;
- цветная капуста и брокколи.
Важно! Для улучшения синтеза серина важно потреблять продукты, богатые витаминами РР и В6. Все три вещества присутствуют в арахисе, продуктах из сои, мясе и молоке.
Применение серина в спорте
Спортсмены потребляют серин наряду с другими аминокислотами из-за его восстанавливающих свойств. Вещество влияет на синтез и усвоение креатина, который регулирует наращивание мышечной массы. Серин действует и как обезболивающее средство.
Аминокислота улучшает обмен жиров и стабилизирует уровень кортизола, который негативно влияет на рост мышц. Помимо физических нагрузок спортсмены испытывают и психоэмоциональное напряжение. Серин в этом случае действует как нейромодулятор.
Суточная потребность серина невелика – в среднем до 10 г в сутки. Но недостаточная концентрация вещества в организме грозит негативными последствиями. Аминокислоту организм вырабатывает сам, но можно ее получить и из продуктов питания.