Что такое пептиды и их польза
Часто задаваемые вопросы о пептидных биорегуляторах
На что способны пептидные препараты? Многих интересует мнение профессиональных медиков о действенности и практическом применении пептидов. Все ли так гладко, как расписывают маркетологи, и где скрыты подводные камни? Ответы дает практикующий врач.
Происхождение и функции пептидов
Говоря доступным языком пептиды — это особые белковые молекулы состоящие из остаточных фрагментов аминокислот, связанных между собой пептидными связями.
От других белков их отличает:
- небольшой размер;
- способность менять форму для взаимодействия с более крупными белками и другими веществами в организме.
Применение пептидов в фармакологии обусловлено высокой биологической активностью некоторых из них. Подробнее о
Практическое значение для человека представляют:
- иммуномодуляторы (тимозин, ригин и др.) — участвуют в регуляции иммунитета;
- антибактериальные (дефензины) — защищают организм от бактерий, грибов, простейших;
- гормоны (окситоцин, тиреотропный гормон и др.) — обеспечивают гуморальную регуляцию;
- нейропептиды (энкефалины, субстанция Р, тахи- и брадикинины) — регулируют нейро- и терморегуляцию, работу сердечно-сосудистой системы;
- поведенческие (гастрин, холецистокинин и др.) — регулируют поведенческий фактор и работу ЖКТ;
- регуляторы водно-солевого баланса (натрий- и диуретические пептиды, вазопрессин и др.) — участвуют в обмене ионов Ca и Na, задерживают или выводят воду из организма;
- свертывающие кровь (фибринопептиды А и В) — участвуют в свертывании крови;
Эти вещества синтезируются человеческими органами, но в лабораторных условиях их извлекают из тканей млекопитающих, амфибий, насекомых, растений, водорослей и бактерий, так как искусственный синтез пептидов процесс довольно затратный.
Мифы и заблуждения
Главное заблуждение касается безобидности пептидов. Биологическая активность некоторых из них настолько высока, что даже однократное введение противопоказанного вещества наносит вред. Если ввести тот же ****цин (наименование препарата скрыто автором) беременной женщине — это спровоцирует преждевременные роды.
Часто маркетологи выдают пептиды за панацею, что тоже неверно. К примеру, псориазин действительно подавляет воспаление в тканях кожи, но, при наличии раковых клеток, провоцирует их рост и етастазирование. А содержание пептидов в БАДах на самом деле настолько мало, что отметить их эффект на практике представляется затруднительным.
Что интересует потребителей
Тема настолько обширна, что охватить ее в рамках одной статьи не представляется возможным. Однако людей неискушенных в медицине волнуют вопросы практичности применения пептидов. Чаще всего их задают на медицинских порталах и спортивных форумах. Внесем конкретику в некоторые из них. Другие часто задаваемые вопросы читайте в статье “Пептидные биорегуляторы: как, из чего, правда ли, почему, могут ли…”.
Могут ли пептидные препараты помочь при реабилитации после инсульта? На форумах пишут, что эксперименты проводили с разными пептидами, результаты вроде у всех есть.
При постинсультной реабилитации применяют нейропептиды из группы ноотропов и регулирующих работу сосудов, которые как дополняют основное лечение, так и составляют его основу. Это зависит от доказанной эффективности препарата. К примеру, в неврологии получил широкое применение церебролизин.
Чем пептидные препараты лучше аминокислотного комплекса?
Зависит от состава пептидного комплекса. Некоторые пептиды проявляют биологическую активность, воздействуя на ход обменных процессов, в то время как аминокислоты преимущественно выполняют роль строительного материала, которого в пептидах гораздо меньше. В идеале они дополняют друг друга.
Пишут что пептидные таблетки согласно РЛС это БАД или биодобавка? Цитовир-3 тоже?
Действие большинства пептидных препаратов мало изучено, поэтому их выпуск допускают только в качестве биологических добавок. Цитовир-3 — это сертифицированный препарат из группы иммуномодуляторов. Наличие в его составе дибазола исключает возможность отнести его к классу БАДов или биодобавок, хотя допускается его отпуск без рецепта врача.
В чем разница в действии олигопептида и полипептида? Какие эффективнее?
Разница не столько в действии, сколько в строении молекулы. Олигопептиды имеют до 20 фрагментов аминокислот, а полипептиды соответственно 20 и более. Такое деление условно, и на фармакодинамику не влияет.
Говорят биорегуляторы поддерживают иммунитет, их полезно принимать в период смены сезонов. Это нормальная практика у профессиональных спортсменов. Как их принимать для поддержания иммунитета?
Некоторые пептиды (тафцин, ригин) имеют не только иммуномодулирующее, но и адаптогенное свойство. Это актуально в период межсезонных перестроек иммунной системы, стрессов, связанных со сменой климата, режима сна. Соответственно курсовой прием иммуномодуляторов в эти периоды оправдан только в том случае, если есть явные признаки ослабления иммунитета. В остальных случаях злоупотреблять фармацевтическими препаратами не стоит.
Как работают пептидные препараты для роста мышц и для жиросжигания? Помогают ли сбросить лишний вес? Или можно меньше в спортзале потеть? Есть ли побочки?
Нуклеопептиды (гексарелин, серморелин и др.) стимулируют выработку соматотропина (гормона роста), и повышают резистентность клеток к инсулину, что переводит их на внутреннее питание, заставляя поглощать липиды. Этот эффект ярко выражен при интенсивных нагрузках, поэтому попотеть придется. При резкой отмене препарата наблюдается снижение выработки ГР и IFR1, поэтому стоит учитывать риски.
В чем разница между витаминами и пептидами? Есть ли эффект и стоит ли их принимать? Сколько надо пептида, как понять, может вопрос эффективности в дозировке?
Химическая природа витаминов более разнообразна, а спектр действия более широк. Сравнивать их с пептидами некорректно, эти вещества не взаимозаменяемы. Пептиды с витаминами лучше принимать раздельно. Эффект зависит от количества и вида препарата, но соблюдение дозировок обязательно в любом случае.
Читала про пептидный биорегулятор для усталых глаз, работаю за компьютером. Чем искусственные слезы хуже?
Действие искусственных слез чисто химическое и механическое, в то время как в натуральных слезах, как и в пептидных биорегуляторах, в составе присутствуют биологически активные белки, ускоряющие регенерацию тканей глаза.
Остались вопросы? Задайте их в комментариях к этой статье.
Профессиональные спортсмены и бодибилдеры-любители для эффективности тренировок все чаще и охотнее пользуются пептидами. В то же время огромное количество людей не знает, что это за средства и какие из веществ наиболее полезны для организма, в чем разница между длинными и короткими пептидами.
Пептиды в организме человека
Человеческий организм состоит из множества клеток, которые заняты производством белков определенного типа. Когда каждая из них работает без проблем, то и органы, в которые она входит, функционируют безупречно. Если в работе клеток происходит сбой, то с рабочего ритма сбивается весь орган, что является причиной многих болезней. Проконсультировавшись с врачом, при помощи различных медицинских препаратов можно избавиться от болезни, но сбившаяся клетка в таких случаях становится ленивой и вовсе перестает работать. Чтобы заставить ее трудиться, необходимы пептиды. Они не только возобновляют работу сбившейся клетки, но и способствуют тому, чтобы организм вернул себе рабочее состояние самостоятельно.
Пептидами называют природные аминокислотные соединения, которые обеспечивают, контролируют и регулируют в человеческом организме все важные процессы жизнедеятельности. Иначе говоря, от клетки к клетке они передают информацию, чтобы весь организм работал слаженно.
Важно знать, что пептиды не являются универсальным средством для всех органов, а обладают своей узкой специализацией. Соответственно, тому или иному органу подходит свой пептид: печени – печеночный, сердцу – сердечный, легким – легочный и т. п. Поскольку эти соединения для всех представителей млекопитающих одинаковы, то пептид печени теленка человеческая печень воспримет как родной.
За годы исследований ученые и фармацевты научились выделять нужные пептиды практически из любого вида тканей: сосудистой, мышечной, костной, хрящевой. Их можно получить из органов животных, из растений или искусственно синтезировать.
Полученные аминокислоты успешно используются не только в производстве медикаментов, но и в изготовлении спортивного питания, зубной пасты, косметических кремов. Например, коллаген в составе крема практически не проникает в кожные покровы, так как имеет слишком большой размер молекулы. А вот пептид из хрящевой ткани, добавленный в крем, ускоряет процесс обновления клеток и улучшает выработку естественного коллагена. Все идет к тому, что в будущем пептиды будут добавлять практически в любой продукт питания (и не только) для профилактики заболеваний и стимулирования молодости и красоты.
По своим размерам пептиды настолько маленькие, что их причисляют к наномиру и, соответственно, к нанотехнологиям. Различают длинные пептиды (полипептиды), содержащие в себе около двадцати и более аминокислотных остатков, и короткие (олигопептиды), состоящие из двух-трех аминокислот. Возможно, у вас возникает вопрос: зачем разделять пептиды на длинные и короткие и, собственно, какая разница для организма?
У полипептидов, увеличивающих мышечную массу, укрепляющих иммунную систему, сжигающих лишние жировые клетки, есть и недостатки. Они могут провоцировать непредвиденные реакции иммунной системы, угнетать вырабатывание различных гормонов в человеческом организме.
Продолжительные исследования убедительно доказали, что именно короткие пептиды в полном объеме усваиваются человеком и что именно они наиболее полезны для организма.
Польза и вред коротких пептидов
В последнее время эффективность коротких пептидов прочувствовали на себе профессиональные спортсмены и начинающие бодибилдеры. Дело в том, что совместимые между собой аминокислотные цепочки способствуют быстрому восстановлению организма после больших, регулярных и изнурительных физических нагрузок, увеличивая спортивное долголетие. Уже сейчас многие спортсмены переходят с допингов на пептидные биодобавки, которые, в отличие от первых, не вызывают истощения организма.
Как короткие пептиды помогают спортсменам:
- усиливают выработку тестостерона, гормона роста и других анаболических гормонов;
- на клеточном уровне воздействуют на механизмы роста и деления клеток;
- точечно воздействуют на проблемные и поврежденные места организма;
- стимулируют выработку белков;
- уменьшают активность некачественных генов;
- повышают обмен веществ;
- способствуют восстановлению тканей после травм суставов;
- улучшают сон.
Короткие пептиды изготавливают без использования тканей животных. Таким образом, исключается возможность попадания в организм человека вирусов и инородных белков. Они безопасны, легко усваиваются и не вызывают аллергии и других побочных эффектов. Совместимы с любыми медикаментами, не вызывают передозировки и усиливают действие лекарств.
Чаще всего короткие пептиды находятся в составе БАДов (BCAA и пр.) и не вызывают негативных последствий для организма. Людям с умеренной физической нагрузкой их можно смело принимать без дополнительных обследований. А вот профессиональным спортсменам желательно обратиться за советом к опытному тренеру, чтобы он помог подобрать оптимальную схему приема, комбинацию и дозировку. В зависимости от периода подготовки в тренажерном зале, от того, идет ли набор веса (сбрасывание, коррекция), схемы дозировки могут различаться.
Образование пептидной связи
Пепти́ды (греч. πεπτος «питательный») — семейство веществ, молекулы которых построены из двух и более остатков аминокислот, соединённых в цепь пептидными (амидными) связями —C(O)NH—. Обычно подразумеваются пептиды, состоящие из α-аминокислот, однако термин не исключает пептидов, полученных из любых других аминокарбоновых кислот[1].
Пептиды, последовательность которых короче примерно 10—20 аминокислотных остатков, могут также называться олигопепти́дами (от др.-греч. ὀλίγος «малочисленный»); при большей длине последовательности они называются полипепти́дами (от греч. πολυ- «много»); полипептиды могут иметь в молекуле неаминокислотные фрагменты, например углеводные остатки. Белка́ми обычно называют полипептиды, содержащие, примерно, от 50 аминокислотных остатков[2] с молекулярной массой более 5000[3], 6000[4] или 10000[5][6]дальтон.
В 1900 году немецкий химик-органик Герман Эмиль Фишер выдвинул гипотезу о том, что пептиды состоят из цепочки аминокислот, образованных определёнными связями, и уже в 1902 году он получил неопровержимые доказательства существования пептидной связи, а к 1905 году разработал общий метод, при помощи которого стало возможным синтезировать пептиды в лабораторных условиях. Постепенно учёные изучали строение различных соединений, разрабатывали методы разделения полимерных молекул на мономеры, синтезировали всё больше и больше пептидов.
Олиго- и полипептиды, белки[править | править код]
Грань между олигопептидами и полипептидами (тот минимальный размер, при котором молекула пептида перестаёт считаться олигопептидом и становится полипептидом) достаточно условна. Источники, разграничивающие олиго- и полипептиды, как правило, определяют границу между олигопептидами и полипептидами как 10 (согласно Химической Энциклопедии[4]) или 10—20 (согласно определению ИЮПАК[1]) аминокислотных остатков. Иногда четкая грань не проводится вообще (так, например, согласно учебнику Ленинжера[6], размер олигопептидов — несколько, а полипептидов — много аминокислотных остатков), и формально олигопептидная молекула окситоцин, состоящая из 9 аминокислотных остатков, может упоминаться как полипептид.
Белками можно считать пептиды, масса которых превышает 5000—10 000, и(или) длина превышает 50—90 аминокислотных остатка. Эта граница тоже условна, однако в основных источниках справочной информации, где эта граница обозначена (включая ИЮПАК), она лежит в указанных пределах. Диапазон масс согласуется с диапазоном размеров подстановкой средней массы аминокислотного остатка (110 Да).
История[править | править код]
Пептиды впервые были выделены из гидролизатов белков, полученных с помощью ферментирования.
- Термин пептид предложен Э. Фишером, который к 1905 г. разработал общий метод синтеза пептидов.
В 1953 В. Дю Виньо синтезировал окситоцин, первый полипептидный гормон. В 1963 г., на основе концепции твердофазного пептидного синтеза (P. Меррифилд) были созданы автоматические синтезаторы пептидов.
Использование методов синтеза полипептидов позволило получить синтетический инсулин и некоторые ферменты.
На сегодняшний день известно более 1500 видов пептидов, определены их свойства и разработаны методы синтеза.
Панкреатические молекулы полипептидного характера[править | править код]
- en:NPY
- Пептид YY
- APP Avian pancreatic polypeptide
- en:HPP Human pancreatic polypeptide
Свойства пептидов[править | править код]
Пептиды постоянно синтезируются во всех живых организмах для регулирования физиологических процессов. Свойства пептидов зависят, главным образом, от их первичной структуры — последовательности аминокислот, а также от строения молекулы и её конфигурации в пространстве (вторичная структура).
Классификация пептидов и строение пептидной цепочки[править | править код]
Молекула пептида — это последовательность аминокислот: два и более аминокислотных остатка, соединённых между собой амидной связью, составляют пептид.
Количество аминокислот в пептиде может сильно варьировать. И в соответствии с их количеством различают:
- олигопептиды — молекулы, содержащие до десяти аминокислотных остатков; иногда в их названии упоминается количество входящих в их состав аминокислот, например, дипептид, трипептид, пентапептид и др.;
- полипептиды — молекулы, в состав которых входит более десяти аминокислот…
Соединения, содержащие более ста аминокислотных остатков, обычно называются белками. Однако это деление условно, некоторые молекулы, например, гормон глюкагон, содержащий лишь двадцать девять аминокислот, называют белковым гормоном.
По качественному составу различают:
- гомомерные пептиды — соединения, состоящие только из аминокислотных остатков;
- гетеромерные пептиды — вещества, в состав которых входят также небелковые компоненты.
Пептиды также делятся по способу связи аминокислот между собой:
- гомодетные — пептиды, аминокислотные остатки которых соединены только пептидными связями;
- гетеродетные пептиды — те соединения, в которых помимо пептидных связей встречаются ещё и дисульфидные, эфирные и тиоэфирные связи.
Цепочка повторяющихся атомов называется пептидным остовом: (—NH—CH—OC—).
Участок (—CH—) с аминокислотным радикалом образует соединение (—NH—C(R1)H—OC—), называемое аминокислотным остатком.
N-концевой аминокислотный остаток имеет свободную α-аминогруппу (—NH), в то время как у C-концевого аминокислотного остатка свободной является α-карбоксильная группа (OC—).
Пептиды различаются не только по аминокислотному составу, но и по количеству, а также расположению и соединению аминокислотных остатков в полипептидную цепочку.
Пример: Про-Сер-Про-Ала-Гис и Гис-Ала-Про-Сер-Про — несмотря на одинаковый количественный и качественный состав, эти пептиды имеют совершенно разные свойства[источник не указан 614 дней].
Пептидная связь[править | править код]
Пептидная (амидная) связь — это вид химической связи, которая возникает вследствие взаимодействия α-аминогруппы одной аминокислоты и α-карбоксигруппы другой аминокислоты.
Амидная связь очень прочная, и в нормальных клеточных условиях (37 °C, нейтральный pH) самопроизвольно не разрывается. Пептидная связь разрушается при действии на неё специальных протеолитических ферментов (протеаз, пептидгидролаз).
Значение[править | править код]
Пептидные гормоны и нейропептиды, например, регулируют большинство процессов организма человека, в том числе принимают участие в процессах регенерации клеток. Пептиды иммунологического действия защищают организм от попавших в него токсинов. Для правильной работы клеток и тканей необходимо адекватное количество пептидов. Однако с возрастом и при патологии возникает дефицит пептидов, который существенно ускоряет износ тканей, что приводит к старению всего организма.
Сегодня проблему недостаточности пептидов в организме научились решать. Пептидный пул клетки восполняют синтезированными в лабораторных условиях короткими пептидами.
Синтез пептидов[править | править код]
Образование пептидов в организме происходит в течение нескольких минут, химический же синтез в условиях лаборатории — достаточно длительный процесс, который может занимать несколько дней, а разработка технологии синтеза — несколько лет. Однако, несмотря на это, существуют довольно весомые аргументы в пользу проведения работ по синтезу аналогов природных пептидов.
Во-первых, путём химической модификации пептидов возможно подтвердить гипотезу первичной структуры. Аминокислотные последовательности некоторых гормонов стали известны именно благодаря синтезу их аналогов в лаборатории.
Во-вторых, синтетические пептиды позволяют подробнее изучить связь между структурой аминокислотной последовательности и её активностью. Для выяснения связи между конкретной структурой пептида и его биологической активностью была проведена огромная работа по синтезу не одной тысячи аналогов. В результате удалось выяснить, что замена лишь одной аминокислоты в структуре пептида способна в несколько раз увеличить его биологическую активность или изменить её направленность. А изменение длины аминокислотной последовательности помогает определить расположение активных центров пептида и участка рецепторного взаимодействия.
В-третьих, благодаря модификации исходной аминокислотной последовательности, появилась возможность получать фармакологические препараты. Создание аналогов природных пептидов позволяет выявить более «эффективные» конфигурации молекул, которые усиливают биологическое действие или делают его более продолжительным.
В-четвёртых, химический синтез пептидов экономически выгоден. Большинство терапевтических препаратов стоили бы в десятки раз больше, если бы были сделаны на основе природного продукта.
Зачастую активные пептиды в природе обнаруживаются лишь в нанограммовых количествах. Плюс к этому, методы очистки и выделения пептидов из природных источников не могут полностью разделить искомую аминокислотную последовательность с пептидами противоположного или же иного действия. А в случае специфических пептидов, синтезируемых организмом человека, получить их возможно лишь путём синтеза в лабораторных условиях.
Биологически активные пептиды[править | править код]
Пептиды, обладая высокой физиологической активностью, регулируют различные биологические процессы.
По биорегуляторному действию пептиды принято делить на несколько групп:
- соединения, обладающие гормональной активностью (глюкагон, окситоцин, вазопрессин и др.);
- вещества, регулирующие пищеварительные процессы (гастрин, желудочный ингибирующий пептид и др.);
- пептиды, регулирующие аппетит (эндорфины, нейропептид-Y, лептин и др.);
- соединения, обладающие обезболивающим эффектом (опиоидные пептиды);
- органические вещества, регулирующие высшую нервную деятельность, биохимические процессы, связанные с механизмами памяти, обучения, возникновением чувства страха, ярости и др.;
- пептиды, которые регулируют артериальное давление и тонус сосудов (ангиотензин II, брадикинин и др.).
- пептиды, которые обладают противоопухолевым и противовоспалительным свойствами (Луназин)
Однако такое деление условно, так как действие многих пептидов не ограничивается каким-либо одним направлением. Так, например, вазопрессин, помимо сосудосуживающего и антидиуретического действия, улучшает память.
Пептидные гормоны[править | править код]
Пептидные гормоны — это многочисленный и наиболее разнообразный по составу класс гормональных соединений, представляющий собой биологически активные вещества. Их образование происходит в специализированных клетках железистых органов, после чего активные соединения поступают в кровеносную систему для транспортировки к органам-мишеням. По достижении цели гормоны специфически воздействуют на определённые клетки, взаимодействуя с соответствующим рецептором.
Нейропептиды[править | править код]
Нейропептиды — соединения, синтезируемые в нейронах, обладающие сигнальными свойствами.
Действие нейропептидов на ЦНС очень разнообразно. Они воздействуют непосредственно на мозг и контролируют сон, влияют на память, поведение, процесс обучения, обладают обезболивающим действием.
Тахикининовые пептиды (Tachykinin peptides)[править | править код]
- Субстанция Р
- en:Kassinin
- Нейрокинин А (en:Neurokinin A)
- en:Eledoisin
- Нейрокинин В (en:Neurokinin B)
Пептиды иммунологического действия[править | править код]
Наиболее изученные пептиды, участвующие в иммунном ответе — тафцин, тимопотин II и тимозин α1. Их синтез в клетках организма человека обеспечивает функционирование иммунной системы.
Терминология по теме[править | править код]
- Полипептиды — пептиды, с числом аминокислотных остатков больше 10-20
- Олигопептиды — пептиды с числом аминокислот в цепи до 10-20
- Дипептиды
- Трипептиды
- Гексапептиды
- Нейропептиды пептиды, ассоциированные с нервной тканью
- Пептидные гормоны — пептиды с Гормональной активностью
См. также[править | править код]
- Белки
- Аминокислоты
- Рибосома
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the «Gold Book»). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: https://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/goldbook.P04898.
- ↑ IUPAC. Biochemical Nomenclature and Related Documents, 2nd edition, (the «White Book») p. 48 Portland Press, 1992. Edited C Liebecq. [ISBN 1-85578-005-4]
https://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/AminoAcid/A1113.html#AA11 - ↑ Белки // «Химическая энциклопедия», изд. «Советская энциклопедия», М., 1988
- ↑ 1 2 Пептиды // «Химическая энциклопедия», изд. «Советская энциклопедия», М., 1988
- ↑ UPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the «Gold Book»). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: https://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/goldbook.P04898.
- ↑ 1 2 David L. Nelson, Michael M. Cox Lehninger Principles of Biochemistry. — 4. — W. H. Freeman, 2004. — 85 с.