Серин в человеческом организме, применение в медицине и спорте

Аминокислота серин (Serine):
как была открыта и что собой представляет?

Открытие аминокислот стало новой страницей в биохимии позапрошлого столетия. С начала ХIХ века одну за другой учёные обнаруживают в продуктах питания, тканях и жидкостях животных, в растениях органические кислоты, содержащие аминную и карбоксильную группы – (-NH₂) и (-СООН), обуславливающие сочетание кислотных и основных свойств. Вслед за аспарагином, лейцином, глицином, таурином, тирозином и другими соединениями была открыта и аминокислота серин. В 1865 году её вычленил из протеина натурального шёлка серицина немец Э. Крамер. Источник открытия и дал название новому веществу – serine (греч. шёлк).

Химическую структуру серина отражают его научные имена – (2S)-2-amino-3-hydroxypropanoic acid, или по-русски: 2-амино-3-гидроксипропановая кислота, а также формула: C₃H₇NO₃. Эта гидроксиаминокислота представляет собой в чистом виде кристаллический водорастворимый порошок беловатого оттенка, на вкус – слегка сладко-кисловатый. Совмещение характеристик аминокислоты со свойствами спирта – особенность этого соединения. Как и многие аминокислоты, оно существует в форме двух изомеров – L и D, а также в DL-форме, отражающих строение молекул. L-серин задействован в образовании практически всех белков в природе, как животного, так и растительного происхождения, особенно велико его содержание в мембранах клеток. D-серин образуется из L-молекул и также отличается биологической активностью, что позволяет и его использовать в медицинских целях.

Серин в организме человека:
функции и значение

Широкий спектр функций выполняет серин в организме человека. Сам он синтезируется при гликолизе из промежуточного соединения этой реакции – 3-фосфоглицерата, а аминогруппа NH₂ присоединяется от глутаминовой кислоты. Для его образования необходимы витамины В₃, В₆, В₁₂ и фолиевая кислота.

Получившаяся аминокислота необходима для огромного множества биохимических процессов, важнейшими из которых являются:

•  синтез белков, в том числе и мозговой ткани;
•  образование других аминокислот: цистеина, глицина, триптофана, метионина;
•  образование молекул ДНК и РНК;
•  синтез необходимых нам жирных кислот;
•  синтез сложных жиров фосфолипидов – значимых элементов мембран клеток, выполняющих важные транспортные функции в клеточном метаболизме;
•  производство глюкозы при её дефиците в клетках – вклад серина в обеспечение энергетических потребностей организма;
•  выработка антител и иммуноглобулинов, нужных для нормальной работы иммунитета;
•  участие в производстве нуклеотидов, коферментов, креатина и креатинфосфата;
•  образование ферментов – сериновых пептидаз, являющихся катализаторами в различных биохимических процессах;
•  синтез гемоглобина, пурина и пиримидина, холина, этаноламина и многих других соединений. 

 Как видим, серин необходим для нормального физического функционирования человеческого организма. Но и для нашей нервно-психической деятельности, для работы головного мозга эта аминокислота крайне важна. Дело в том, что входя в состав нервных клеток, она выступает регулятором нервных сигналов, нейромодулятором; также является нейропротектором, так как защищает нейроны, входя в состав миелиновых оболочек нервных волокон. Кроме того, серин влияет на выработку серотонина, прозванного гормоном удовольствия за его улучшающее настроение действие.

Следует отметить родственный характер аминокислот серина и глицина, способных трансформироваться друг в друга. Сходны и их функции, поэтому их считают взаимозаменяемыми аминокарбоновыми кислотами.

Применение серина
в медицине

Многообразные функции рассматриваемой аминокислоты в организме человека определяют характер применения серина в медицине.

Биохимические свойства позволяют использовать его для коррекции обменных процессов: в сочетании с другими лекарственными препаратами его назначают при белково-энергетической недостаточности, низкой калорийности питания; при анемии, вызванной нехваткой гемоглобина. Назначают его и для повышения иммунитета, лечения туберкулёза, болезней инфекционной природы, мочевыделительной системы, ЖКТ, для лучшей регенерации кожных покровов, соединительных тканей и костей.

В психоневрологии серин находит применение в связи с регулирующим воздействием на нейроны как ноотроп, то есть стимулятор деятельности мозга. Серин помогает уменьшить симптомы шизофрении, болезни Паркинсона и, по мнению ряда учёных, Альцгеймера. Ослабляет он и такие проявления посттравматического стрессового расстройства, как депрессия, тревожность, боязнь выходить в общество и др. Активизация когнитивных функций памяти, внимания, интеллекта, в том числе у пожилых людей, – также могут быть целями назначения этого средства. При высоких физических и психоэмоциональных нагрузках возможен профилактический приём серина. Кроме того, он улучшает лекарственный эффект других препаратов.

На основе серина получены антибиотики азасерин, имеющий противоопухолевое действие, и циклосерин, применяемый при туберкулёзе, инфекциях мочевыводящей системы, ряде микобактериальных заболеваний.

Среди свойств этой аминокислоты следует отметить её способность делать кожу более эластичной и привлекательной, увлажнять её, задерживая в ней влагу, поэтому серин входит в состав различных косметических кремов и гелей.

Применение серина
в спорте

Наряду с другими аминокислотами практикуется применение серина в спорте. Его энергетические и метаболические особенности помогают спортсменам лучше восстановиться после изнурительных тренировочных нагрузок, получить заряд сил для предстоящих спортивных испытаний.

Серин способствует:

•  образованию и усвоению креатина – вещества, играющего первостепенную роль при наращивании мышц;
• созданию энергетических резервов в печени и мышцах, так как помогает депонировать в них гликоген;
• превращению гликогена в глюкозу – важнейшее энергетическое топливо при физической нагрузке;
• нормализации уровня гормона кортизола, оказывающего разрушительное действие на мышечную ткань;
• активному липидному обмену, в том числе улучшая сжигание жиров, что помогает поддерживать оптимальный вес и, вкупе с наращиванием мускулов, – атлетическую фигуру;
• естественному болеутолению;
• более полному усвоению витаминов и иных полезных веществ.

 Не следует забывать и о высокой степени подверженности спортсменов стрессам и психоэмоциональным перегрузкам (особенно в предсоревновательный и соревновательный периоды). И здесь на помощь могут прийти нейромодулирующиесвойства серина.

Чем опасны дефицит и переизбыток
серина в организме?

Серин, как и все заменимые аминокислоты, способен в соответствии с потребностями организма сам синтезироваться в нём. Сбалансированное питание и наличие достаточного количества витаминов В₃, В₆, В₁₂, а также фолиевой кислоты – необходимые факторы оптимального производства этого соединения. Дефицит и переизбыток его возникают редко. Одна из причин нехватки серина в организме – наследственное (врожденное) нарушение метаболизма, не позволяющее вырабатываться этому веществу; другая – неравномерность развития в детском возрасте, вызывающая дисбаланс в обменных процессах. Невысокое содержание в рационе продуктов, включающих серин, может повлечь его недостаток, тем более при высоких энергетических затратах (психическом и физическом перенапряжении).

Дефицит серина обнаружит себя депрессией, хронической усталостью, расстройством сна, ослаблением иммунной системы,уменьшением умственной и физической работоспособности, ухудшением передачи нервных импульсов, психомоторными отклонениями, судорогами, психическими нарушениями вплоть до болезни Альцгеймера.

Не менее опасен и переизбыток серина. Расстройство желудочно-кишечного тракта, головная боль, тошнота и нарушения сна – здесь самые безобидные симптомы. Передозировка серином чревата появлением аллергий, завышенным содержанием в крови гемоглобина и глюкозы, гиперактивностью, снижением уровня адреналина, падением иммунитета, опухолеобразованием. Не случайно за этим веществом закрепилась репутация аминокислоты, вызывающей безумие. Большие дозы этого вещества оказывают отравляющее действие на нейроны, вызывают нервно-психические расстройства.

Противопоказания к приёму серина в составе БАДов распространяются на беременных и кормящих женщин. Индивидуальная непереносимость, эпилепсия и алкоголизм, сердечная недостаточность – также могут быть противопоказаниями. При ряде нервно-психических расстройств и патологий, при болезнях почек, в детском возрасте серин может назначаться только врачом в лечебных целях, в строго прописанных дозах.

По мнению многих специалистов, процент людей, испытывающих потребность в дополнительном приёме данной аминокислоты, невелик. Если вы отнесли себя к данной категории, то ни в коем случае не стоит превышать обозначенные в инструкциях по применению конкретного БАДа дозировки.

Содержание серина
в продуктах питания

Рассматриваемая аминокислота присутствует как в продуктах животного происхождения, так и в растениях. Не забудем, что для успешного её усвоения необходимы здоровая кишечная микрофлора и достаточный уровень в организме витаминов группы В и фолиевой кислоты.

Высокое содержание серина отмечается:

• в сыре
• молокопродуктах
• говядине
• курице
• яйцах
• рыбе.

Вегетарианцы могут получить серин из:

• сои
• семян тыквы
• семян подсолнечника
• орехов
• бобов
• гороха
• фасоли
• чечевицы
• овсянки
• перловки
• риса
• гречки
• кукурузы
• брюссельской капусты
• чеснока
• укропа
• петрушки и других растений.

Сколько серина в сутки
рекомендуется принимать?

Ответ на вопрос, сколько серина в сутки следует принимать, зависит от метаболизма каждого конкретного человека, его психической и физической активности, наличия показаний или противопоказаний к его приёму и других условий (эти тонкости освещены выше). В среднем рекомендуемая дозировка серина в сутки – 3 грамма (максимальная доза, при высокой потребности – 30 граммов). Употреблять биологически активную добавку эффективнее между приёмами пищи, это поможет избежать роста уровня сахара в крови.

В лекарствах или биодобавках серин может сочетаться с другими лечебными веществами, железом и аминокислотами. Фармакологические препараты, содержащие серин, выпускаются в таблетках, капсулах и ампулах для внутривенного введения. Побочные эффекты в виде аллергических проявлений, нарушений работы ЖКТ наиболее вероятны при приёме таблеток.