Серин формула химическая. Серин. Суточная норма. Недостаток аргинина. Суточная потребность в серине

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.

Химические вещества, содержащие структурные компоненты молекулы карбоновой кислоты и амина, называются аминокислотами. Это общее название группы органических соединений, в составе которых присутствует углеводородная цепь, карбоксильная группа (-СООН) и аминогруппа (-NH2). Их предшественниками являются карбоновые кислоты, а молекулы, у которых водород у первого углеродного атома замещен аминогруппой, называются альфа-аминокислотами.

Всего 20 аминокислот имеют ценность для ферментативных реакций биосинтеза, протекающих в организме всех живых существ. Эти вещества называются стандартными аминокислотами. Существуют также нестандартные аминокислоты, которые включены в состав некоторых специальных белковых молекул. Они не встречаются повсеместно, хотя выполняют важную функцию в живой природе. Вероятно, радикалы этих кислот модифицируются уже после биосинтеза.

Общая информация и список веществ

Известны две большие группы аминокислот, которые были выделены по причине закономерностей их нахождения в природе. В частности, существуют 20 аминокислот стандартного типа и 26 нестандартных аминокислот. Первые находят в составе белков любого живого организма, тогда как вторые являются специфическими для отдельных живых организмов.

20 аминокислот стандартных делятся на 2 типа в зависимости от способности синтезироваться в человеческом организме. Это заменимые, которые в клетках человека способны образовываться из предшественников, и незаменимые, для синтеза которых не существует ферментных систем или субстрата. Заменимые аминокислоты могут не присутствовать в пище, так как их организм может синтезировать, восполняя их количество при необходимости. Незаменимые аминокислоты не могут быть получены организмом самостоятельно, а поэтому должны поступать с пищей.

Биохимиками определены названия аминокислот из группы незаменимых. Всего их известно 8:

• метионин;
• треонин;
• изолейцин;
• лейцин;
• фенилаланин;
• триптофан;
• валин;
• лизин;
• также часто сюда относят гистидин.

Это вещества с различным строением углеводородного радикала, но обязательно с наличием карбоксильной группы и аминогруппы у альфа-С-атома.

В группе заменимых аминокислот присутствует 11 веществ:

• аланин;
• глицин;
• аргинин;
• аспарагин;
• кислота аспарагиновая;
• цистеин;
• кислота глютаминовая;
• глютамин;
• пролин;
• серин;
• тирозин.

В основном их химическое строение проще, нежели у незаменимых, поэтому их синтез дается организму легче. Большинство незаменимых аминокислот невозможно получить только из-за отсутствия субстрата, то есть молекулы-предшественника путем реакции переаминирования.

Глицин, аланин, валин

В биосинтезе белковых молекул наиболее часто используется глицин, валин и аланин, (формула каждого вещества указана ниже на рисунке). Эти аминокислоты самые простые по химической структуре. Вещество глицин и вовсе является простейшим в классе аминокислот, то есть помимо альфа-углеродного атома соединение не имеет радикалов. Однако даже простейшая по структуре молекула играет важную роль в обеспечении жизнедеятельности. В частности, из глицина синтезируется порфириновое кольцо гемоглобина, пуриновые основания. Порфировое кольцо — это белковый участок гемоглобина, призванный удерживать атомы железа в составе целостного вещества.

Глицин участвует в обеспечении жизнедеятельности головного мозга, выступая тормозным медиатором ЦНС. Это означает, что он в большей степени участвует в работе коры головного мозга — его наиболее сложно организованной ткани. Что важнее, глицин является субстратом для синтеза пуриновых оснований, нужных для образования нуклеотидов, которые кодируют наследственную информацию. Вдобавок глицин служит источником для синтеза других 20 аминокислот, тогда как сам может быть образован из серина.

У аминокислоты аланин формула немногим сложнее, чем у глицина, так как она имеет метильный радикал, замененный на один атом водорода у альфа-углеродного атома вещества. При этом аланин также остается одной из самых часто вовлекаемых в процессы биосинтеза белков молекулой. Она входит в состав любого белка в живой природе.

Неспособный синтезироваться в организме человека валин — аминокислота с разветвленной углеводородной цепочкой, состоящей из трех углеродных атомов. Изопропиловый радикал придает молекуле больший вес, однако из-за этого невозможно найти субстрат для биосинтеза в клетках человеческих органов. Поэтому валин должен обязательно поступать с пищей. Он присутствует преимущественно в структурных белках мышц.

Результаты исследований подтверждают, что валин необходим для функционирования центральной нервной системы. В частности, за счет его способности восстанавливать миелиновую оболочку нервных волокон он может использоваться в качестве вспомогательного средства при лечении рассеянного склероза, наркоманий, депрессий. В большом количестве содержится в мясных продуктах, рисе, сушеном горохе.

Тирозин, гистидин, триптофан

В организме тирозин способен синтезироваться из фенилаланина, хотя в большом количестве поступает с молочной пищей, преимущественно с творогом и сырами. Входит в состав казеина - животного белка, в избытке содержащемся в творожных и сырных продуктах. Ключевое значение тирозина в том, что его молекула становится субстратом синтеза катехоламинов. Это адреналин, норадреналин, дофамин - медиаторы гуморальной системы регуляции функций организма. Тирозин способен быстро проникать и через гематоэнцефалический барьер, где быстро превращается в дофамин. Молекула тирозина участвует в меланиновом синтезе, обеспечивая пигментацию кожи, волос и радужки глаза.

Аминокислота гистидин входит в состав структурных и ферментных белков организма, является субстратом синтеза гистамина. Последний регулирует желудочную секрецию, участвует в иммунных реакциях, регулирует заживление повреждений. Гистидин является незаменимой аминокислотой, и организм восполняет ее запасы только из пищи.

Триптофан так же неспособен синтезироваться организмом из-за сложности своей углеводородной цепочки. Он входит в состав белков и является субстратом синтеза серотонина. Последний является медиатором нервной системы, призванным регулировать циклы бодрствования и сна. Триптофан и тирозин - эти названия аминокислот следует помнить нейрофизиологам, так как из них синтезируются главные медиаторы лимбической системы (серотонин и дофамин), обеспечивающие наличие эмоций. При этом не существует молекулярной формы, обеспечивающей накопление незаменимых аминокислот в тканях, из-за чего они должны присутствовать в пище ежедневно. Белковая еда в количестве 70 граммов в сутки полностью обеспечивает эти потребности организма.

Фенилаланин, лейцин и изолейцин

Фенилаланин примечателен тем, что из него синтезируется аминокислота тирозин при ее недостатке. Сам фенилаланин является структурным компонентом всех белков в живой природе. Это метаболический предшественник нейромедиатора фенилэтиламина, обеспечивающий ментальную концентрацию, подъем настроения и психостимуляцию. В РФ в концентрации свыше 15% оборот данного вещества запрещен. Эффект фенилэтиламина схожий с таковым у амфетамина, однако первый не отличается пагубным воздействием на организм и отличается лишь развитием психической зависимости.

Одно из главных веществ группы аминокислот — лейцин, из которого синтезируются пептидные цепи любого белка человека, включая ферменты. Соединение, применяемое в чистом виде, способно регулировать функции печени, ускорять регенерацию ее клеток, обеспечивать омоложение организма. Поэтому лейцин — аминокислота, которая выпускается в виде лекарственного препарата. Она отличается высокой эффективностью в ходе вспомогательного лечения цирроза печени, анемии, лейкоза. Лейцин — аминокислота, существенно облегчающая реабилитацию пациентов после химиотерапии.

Изолейцин, как и лейцин, не способен синтезироваться организмом самостоятельно и относится к группе незаменимых. Однако это вещество не является лекарственным средством, так как организм испытывает в нем небольшую потребность. В основном в биосинтезе участвует только один его стереоизомер (2S,3S)-2-амино-3-метилпентановая кислота.

Пролин, серин, цистеин

Вещество пролин — аминокислота с циклическим углеводородным радикалом. Ее основная ценность в наличии кетонной группы цепочки, из-за чего вещество активно используется в синтезе структурных белков. Восстановление кетона гетероцикла до гидроксильной группы с образованием гидроксипролина формирует множественные водородные связи между цепочками коллагена. В результате нити этого белка сплетаются между собой и обеспечивают прочную межмолекулярную структуру.

Пролин — аминокислота, обеспечивающая механическую прочность тканей человека и его скелета. Наиболее часто она находится в коллагене, входящем в состав костей, хряща и соединительной ткани. Как и пролин, цистеин является аминокислотой, из которой синтезируется структурный белок. Однако это не коллаген, а группа веществ альфа-кератинов. Они образуют роговой слой кожи, ногти, имеются в составе чешуек волос.

Вещество серин — аминокислота, существующая в виде оптических L и D-изомеров. Это заменимое вещество, синтезируемое из фосфоглицерата. Серин способен образовываться в ходе ферментативной реакции из глицина. Данное взаимодействие обратимое, а поэтому глицин может образовываться из серина. Основная ценность последнего в том, что из серина синтезируются ферментативные белки, точнее их активные центры. Широко серин присутствует в составе структурных белков.

Аргинин, метионин, треонин

Биохимиками определено, что избыточное потребление аргинина провоцирует развитие заболевания Альцгеймера. Однако помимо негативного значения у вещества присутствуют и жизненно-важные для размножения функции. В частности, за счет наличия гуанидиновой группы, пребывающей в клетке в катионной форме, соединение способно образовывать огромное количество водородных межмолекулярных связей. Благодаря этому аргинин в виде цвиттер-иона обретает способность связаться с фосфатными участками молекул ДНК. Результатом взаимодействия является образование множества нуклеопротеидов - упаковочной формы ДНК. Аргинин в ходе изменения рН ядерного матрикса клетки может отсоединяться от нуклеопротеида, обеспечивая раскручивание цепи ДНК и начало трансляции для биосинтеза белка.

Аминокислота метионин в своей структуре содержит атом серы, из-за чего чистое вещество в кристаллическом виде имеет неприятный тухлый запах из-за выделяемого сероводорода. В организме человека метионин выполняет регенераторную функцию, способствуя заживлению мембран печеночных клеток. Поэтому выпускается в виде аминокислотного препарата. Из метионина синтезируется и второй препарат, предназначенный для диагностики опухолей. Синтезируется он путем замещения одного углеродного атома на его изотоп С11. В таком виде он активно накапливается в опухолевых клетках, давая возможность определять размеры новообразований головного мозга.

В отличие от указанных выше аминокислот, треонин имеет меньшее значение: аминокислоты из него не синтезируются, а его содержание в тканях невелико. Основная ценность треонина — включение в состав белков. Специфических функций эта аминокислота не имеет.

Аспарагин, лизин, глутамин

Аспарагин — распространенная заменимая аминокислота, присутствующая в виде сладкого на вкус L-изомера и горького D-изомера. Из аспарагина образуются белки организма, а путем глюконеогенеза синтезируется оксалоацетат. Это вещество способно окисляться в цикле трикарбоновых кислот и давать энергию. Это означает, что помимо структурной функции аспарагин выполняет и энергетическую.

Неспособный синтезироваться в организме человека лизин — аминокислота с щелочными свойствами. Из нее в основном синтезируются иммунные белки, ферменты и гормоны. При этом лизин — аминокислота, самостоятельно проявляющая антивирусные средства против вируса герпеса. Однако вещество в качестве препарата не используется.

Аминокислота глутамин присутствует в крови в концентрациях, намного превышающих содержание прочих аминокислот. Она играет главную роль в биохимических механизмах азотистого обмена и выведения метаболитов, участвует в синтезе нуклеиновых кислот, ферментов, гормонов, способна укреплять иммунитет, хотя в качестве лекарственного препарата не используется. Но глутамин широко применяется среди спортсменов, так как помогает восстанавливаться после тренировок, удаляет метаболиты азота и бутирата из крови и мышц. Этот механизм ускорения восстановления спортсмена не считается искусственным и справедливо не признается допинговым. Более того, лабораторные способы уличения спортсменов в таком допинге отсутствуют. Глутамин также в значительном количестве присутствует в пище.

Аспарагиновая и глутаминовая кислота

Аспарагиновая и глутаминовая аминокислоты чрезвычайно ценные для организма человека из-за своих свойств, активирующих нейромедиаторов. Они ускоряют передачу информации между нейронами, обеспечивая поддержание работоспособности структур мозга, лежащих ниже коры. В таких структурах важна надежность и постоянство, ведь эти центры регулируют дыхание и кровообращение. Поэтому в крови присутствует огромное количество аспарагинивой и глутаминовой аминокислоты. Пространственная структурная формула аминокислот указана на рисунке ниже.

Аспарагиновая кислота участвует в синтезе мочевины, устраняя аммиак из головного мозга. Она является значимым веществом для поддержания высокой скорости размножения и обновления клеток крови. Разумеется, при лейкозе этот механизм вреден, а поэтому для достижения ремиссии используются препараты ферментов, разрушающих аспарагиновую аминокислоту.

Одну четвертую часть от числа всех аминокислот в организме составляет глутаминовая кислота. Это нейромедиатор постсинаптических рецепторов, необходимый для синаптической передачи импульса между отростками нейронов. Однако для глутаминовой кислоты характерен и экстрасинаптический путь передачи информации — объемная нейротансмиссия. Такой способ лежит в основе памяти и представляет собой нейрофизиологическую загадку, ведь пока не выяснено, какие рецепторы определяют количество глутамата вне клетки и вне синапсов. Однако предполагается, что именно количество вещества вне синапса имеет важность для объемной нейротрансмиссии.

Химическая структура

Все нестандартные и 20 стандартных аминокислот имеют общий план строения. Она включает циклическую или алифатическую углеводородную цепочку с наличием радикалов или без них, аминогруппу у альфа-углеродного атома и карбоксильную группу. Углеводородная цепочка может быть любой, чтобы вещество имело реакционную способность аминокислот, важно расположение основных радикалов.

Аминогруппа и карбоксильная группа должны быть присоединены к первому углеродному атому цепочки. Согласно принятой в биохимии номенклатуре, он называется альфа-атомом. Это важно для образования пептидной группы — важнейшей химической связи, благодаря которой существуют белок. С точки зрения биологической химии, жизнью называется способ существования белковых молекул. Главное значение аминокислот - это образование пептидной связи. Общая структурная формула аминокислот представлена в статье.

Физические свойства

Несмотря на схожую структуру углеводородной цепи, аминокислоты по физическим свойствам значительно отличаются от карбоновых кислот. При комнатной температуре они являются гидрофильными кристаллическими веществами, хорошо растворяются в воде. В органическом растворителе из-за диссоциации по карбоксильной группе и отщепления протона аминокислоты растворяются плохо, образуя смеси веществ, но не истинные растворы. Многие аминокислоты имеют сладкий вкус, тогда как карбоновые кислоты - кислые.

Указанные физические свойства обусловлены наличием двух функциональных химических групп, из-за которых вещество в воде ведет себя как растворенная соль. Под действием молекул воды от карбоксильной группы отщепляется протон, акцептором которого является аминогруппа. За счет смещения электронной плотности молекулы и отсутствия свободно двигающихся протонов рН (показатель кислотности) раствор остается достаточно стабильным при добавлении кислот или щелочей с высокими константами диссоциации. Это означает, что аминокислоты способны образовывать слабые буферные системы, поддерживая гомеостаз организма.

Важно, что модуль заряда диссоциированной молекулы аминокислоты равен нулю, так как протон, отщепленный от гидроксильной группы, принимается атомом азота. Однако на азоте в растворе формируется положительный заряд, а на карбоксильной группе - отрицательный. Способность диссоциировать напрямую зависит от кислотности, а поэтому для растворов аминокислот существует изоэлектрическая точка. Это рН (показатель кислотности), при котором наибольшее количество молекул имеют нулевой заряд. В таком состоянии они неподвижны в электрическом поле и не проводят ток.

Является одной из самых важных аминокислот в организме человека. Он участвует в производстве клеточной энергии. Первое упоминание о серине связано с именем Э. Крамера, который в 1865 году выделил данную аминокислоту из шелковых нитей, производимых тутовым шелкопрядом.

Продукты богатые серином:

Общая характеристика серина

Серин относится к группе заменимых аминокислот и может образовываться из 3-фосфоглицерата. Серин обладает свойствами аминокислот и спиртов. Он играет важную роль в проявлении каталитической активности многих расщепляющих белки ферментов.

Кроме того, данная аминокислота принимает активное участие в синтезе других аминокислот: глицина , цистеина , метионина и триптофана . Серин существует в виде двух оптических изомеров - L и D.6. В процессе биохимической трансформации в организме, серин преобразуется в пировиноградную кислоту.

Серин содержится в протеинах головного мозга (включая нервную оболочку). Используется как увлажняющий компонент при производстве косметических кремов. Участвует в построении природных белков, укрепляет иммунную систему, обеспечивая ее антителами. Кроме того, он участвует в передаче нервных импульсов в головной мозг, в частности, в гипоталамус.

Суточная потребность в серине

Суточная потребность в серине для взрослого человека составляет 3 грамма. Принимать серин следует между приемами пищи. Вызвано это тем, что он способен увеличить уровень глюкозы в крови. При этом следует учесть, что серин является заменяемой аминокислотой, и он способен образовываться из других аминокислот, а также из 3-фосфоглицерата натрия.

Потребность в серине возрастает:

• при заболеваниях, связанных со снижением иммунитета ;
• при ослаблении памяти. С возрастом синтез серина снижается, поэтому для улучшения умственной деятельности, его необходимо получать из продуктов, богатых этой аминокислотой;
• при заболеваниях, во время которых снижается выработка гемоглобина;
• при железо-дефицитной анемии.

Потребность в серине снижается:

• при эпилептических припадках;
• при органических заболеваниях центральной нервной системы;
• хронической сердечной недостаточности;
• при психических отклонениях, проявляющихся тревожностью, депрессией, маниакально-дипрессивным психозом и т.д.;
• в случае хронической почечной недостаточности;
• при алкоголизме первой и второй степеней.

Усваиваемость серина

Усваивается серин хорошо. При этом, он активно взаимодействует со вкусовыми рецепторами, благодаря чему наш мозг получает более полную картину того, что именно мы едим.

Полезные свойства серина и его влияние на организм

Серин регулирует уровень кортизола в мышцах. При этом мышцы сохраняют свой тонус и структуру, а также не подвергаются деструкции. Создаёт антитела и иммуноглобулины, формируя тем самым иммунную систему организма.

Участвует в синтезе гликогена , накапливая его в печени.

Нормализует мыслительные процессы, а также функционирование мозга.

Фосфатидилсерин (особая форма серина) оказывает лечебный эффект при метаболических нарушениях сна и настроения.

Взаимодействие с другими элементами:

В нашем организме серин может преобразовываться из глицина и пирувата. Кроме того, имеется возможность обратной реакции, в результате чего, серин вновь может стать пируватом. При этом серин участвует также в построении почти всех природных белков. Кроме того, серин сам имеет способность взаимодействовать с белками, образуя комплексные соединения.

Серин для красоты и здоровья

Серин играет важную роль в структуризации белков, благотворно воздействует на нервную систему, поэтому его можно причислить к аминокислотам, которые необходимы нашему организму для красоты. Ведь здоровая нервная система позволяет нам лучше себя чувствовать, а значит и выглядеть, присутствие достаточного количества белка в организме придает коже тургор и бархатистость.

Серин в человеческом организме, применение в медицине и спорте. Аминокислоты играют огромную роль в человеческом организме – они ответственны за построение белков, разнообразные метаболические процессы, производство других жизненно важных химических соединений. Незаменимые аминокислоты поступают в организм только из внешней среды, другие – заменимые – синтезируются в нём самом. Однако не стоит думать, что мы не можем испытывать потребности в веществах второй группы. Дефицит заменимых аминокислот возможен и опасен развитием патологий, но он может быть предупреждён, если вводить в рацион больше богатых нужными аминокислотами продуктов, своевременно пропивать курс соответствующих фармпрепаратов или биологически активных добавок. К таким заменимым, но необходимым аминокарбоновым кислотам относится вещество серин , о свойствах и функциях которого мы расскажем в данной статье, затронув вопросы его применения в медицине и спорте , содержания в продуктах питания и другие.

в оптимальной природной форме и дозировке содержится в продуктах пчеловодства — таких как цветочная пыльца, маточное молочко и трутневый расплод, которые входят в состав многих натуральных витаминно-минеральных комплексов компании «Парафарм»: «Леветон П», «Элтон П», «Леветон Форте», «Апитонус П», «Остеомед», «Остео-Вит», «Эромакс», «Мемо-Вит» и «Кардиотон». Именно поэтому мы уделяем столько внимания каждому природному веществу, рассказывая о его важности и пользе для здорового организма.

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

Откр ытие аминокислот стало новой страницей в биохимии позапрошлого столетия. С начала ХI Х века одну за другой учёные обнаруживают в продуктах питания, тканях и жидкостях животных, в растениях органические кислоты, содержащие аминную и карбоксильную группы – (-NH 2) 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 –s erine (греч. шёлк).

Химическую структуру серина отражают его научные имена – (2S)-2-amino-3-h ydroxypropanoic acid, или по-русски: 2-амино-3-гидрок сипропановая кислота , а также формула: C 3 H 7 NO 3 . Эта гидроксиаминокис лота представляет собой в чистом виде кристаллический водорастворимый порошок беловатого оттенка, на вкус – слегка сладко-кисловаты й. 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 NH 2 присоединяется от глутаминовой кислоты. Для его образования необходимы витамины В 3 , В 6 , В 12 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-психическ ой 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 трансформировать ся друг в друга. Сходны и их функции, поэтому их считают взаимозаменяемым и 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-энергети ческой недостаточности, низкой калорийности питания ; при анемии, вызванной нехваткой гемоглобина . Назначают его и для повышения иммунитета, лечения туберкулёза, болезней инфекционной природы, мочевыделительно й 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 посттравматическ ого 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 психоэмоциональн ых нагрузках возможен профилактический приём серина. Кроме того, он улучшает лекарственный эффект других препаратов.

На основе серина получены антибиотики азасерин , имеющий противоопухолево е действие , и циклосерин, применяемый при туберкулёзе, инфекциях мочевыводящей системы, ряде микобактериальны х 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 психоэмоциональн ым перегрузкам (особенно в предсоревновател ьный и соревновательный периоды). И здесь на помощь могут прийти нейромодулирующи есвойства 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 В 3 , В 6 , В 12 , 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 работоспособност и , ухудшением передачи нервных импульсов, психомоторными отклонениями, судорогами, психическими нарушениями вплоть до болезни Альцгеймера.

Не менее опасен и переизбыток серина . Расстройство желудочно-кишечн ого 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, опухолеобразован ием. Не случайно за этим веществом закрепилась репутация аминокислоты, вызывающей безумие. Большие дозы этого вещества оказывают отравляющее действие на нейроны, вызывают нервно-психическ ие расстройства .

Противопоказания к приёму серина в составе БАДов распространяются на беременных и кормящих женщин. Индивидуальная непереносимость, эпилепсия и алкоголизм, сердечная недостаточность – также могут быть противопоказания ми. При ряде нервно-психическ их 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:

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

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. Фармакологически е 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.

Серин (α-амино-β-оксипропионовая кислота; 2-амино-3-гидроксипропановая кислота) — заменимая протеиногенная аминокислота, существующая в 2-х оптических изомерах: L и D.

L-серин — протеиногенная аминокислота, которая входит в состав большинства белков. Бесцветные, растворимые в воде кристаллы, имеющие сладковатый вкус (повышающие уровень глюкозы в крови). Это одна из важнейших аминокислот в производстве энергии для работы клеток организма, поэтому препараты с L-серином так любят спортсмены.

D-серин — заменимая аминокислота, производная . В большом количестве содержится в нейронах (клетках головного мозга), является нейромодулятором () и .

Польза L-серина

L-серин участвует во многих реакциях в организме, поэтому обойтись без него нельзя:

• участвует в синтезе других аминокислот (в частности, и цистеина), а также ряда ферментов (эстераза и др.) и соединений (пиримидин, пурин, порфирин, );
• важный компонент производства клеточной энергии, поскольку участвует в формировании запасов гликогена в печени и мышцах;
• участвует в обмене жиров и жирных кислот;
• формирует рост мышечной массы;
• препятствует размножению патогенного штамма кишечной палочки;
• поддерживает иммунную систему организма (участвует в производстве иммуноглобулинов антител);
• обеспечивает жировой оболочкой нервные волокна, делая их более эластичными.

L-серин широко применяется в составе различных , в частности, входит в состав:

• некоторых антибиотиков широкого спектра действия за счет того, что выступает как антагонист D- (который входит в состав всех бактерий), что позволяет ему выступать как бактерицидный препарат при лечении воспалений мочевыводящей системы, туберкулезе и т.д.;
• железосодержащих препаратов для лечения анемии.

Польза D-серина

D-серин — нейропептид, регулирующий работу головного мозга. Его работа очень важна, ведь он:

• регулирует когнитивные функции;
• используется в процессах обучения и памяти;
• является естественным болеутоляющим.

D-серин широко применяется в составе различных , в частности, используется при лечении шизофрении.

Суточная потребность организма в серине

Суточная потребность организма взрослого человека в серине составляет около 3 граммов.

Следует понимать, что серин — заменимая аминокислота, поэтому не обязательно потреблять ее непосредственно из продуктов. Однако в случае недостатка белковой пищи в рационе, серину будет не из чего образовываться — со всеми вытекающими отсюда последствиями. Поэтому так важно соблюдать .

Особенно важно обеспечивать нормальное количество серина для тех, кто занят умственной работой, обучением, освоением нового, творчеством.

И еще. Для нормальной работы серина крайне важен витамин В 12 — он поступает в наш организм только с пищей (или в составе аптечных витаминных комплексов) и содержится преимущественно в пище животного происхождения (в печени, мясе, субпродуктах, сырах). Не очень много его в молочных продуктах, а в растительных он присутствует в минимальных количествах, да и то лишь в тех, что выращены вдали от цивилизации с ее удобрениями и пестицидами, так что вегетарианцам, живущим не в тайге, желательно принимать витаминные комплексы, в которых есть витамин В 12 .

Продукты, содержащие серин

Ниже приведены основные продукты, содержащие серин. Для того, чтобы было легче сравнивать, привожу данные о том, сколько нужно съесть этого продукта, чтобы получить суточную норму серина. Естественно, это условные цифры — никто не будет есть ежедневно по 2 кг петрушки, просто нужно рационально выстраивать свое питание, чтобы в совокупности вы могли получить нужную долю этой аминокислоты (и всех — тоже!)

В нашей пище серин содержится в продуктах и животного, и растительного происхождения. Но не забывайте, что он не обязательно должен попадать в организм с пищей (его наш организм может выработать и сам), но вот усваивается и нормально работает он лишь при наличии витамина В 12 , содержащемся в основном в мясных продуктах.

Таблица 1.

Топ-30 продуктов животного происхождения, содержащих серин

	Продукт	Серин, г в 100 г продукта
1	Молочная пахта, сухой порошок	1,87	160
2	Сыр твердый (пармезан, швейцарский, камамбер)	1,69-1,11	178-207
3	Говядина, приготовленная	1,32-1,04	227-288
4	Сыр. Фета	1,17	256
5	Тунец полосатый, запеченный	1,15	261
6	Кижуч, вареный	1,12	268
7	Форель запеченная	1,09	275
8	Тунец полосатый, консервы в масле	1,08	278
9	Кета запеченная	1,05	286
10	Тунец голубой, запеченный	1,05	286
11	Яйцо куриное (жареное, вареное, сырое, омлет)	1,05-0,82	286-366
12	Лангусты, вареные	1,04	288
13	Лосось, консервы в собственном соку	1,02	294
14	Курица, приготовленная	1,01-0,83	297-361
15	Окунь речной, запеченный	1,01	297
16	Налим запеченный	1,01	297
17	Щука запеченная	1,01	297
18	Баранина, приготовленная	1,00-0,91	300-330
19	Индейка, жаренная	0,99	303
20	Скумбрия, консервы в собственном соку	0,95	316
21	Треска, консервы в собственном соку	0,93	323
22	Крабы королевские, вареные	0,93	323
23	Окунь морской, запеченый	0,76	395
24	Сиг, копченый	0,67	448
25	Молочная сыворотка, сухой порошок	0,62	484
26	Творог	0,58	517
27	Сельдь атлантическая, соленая	0,58	517
28	Молоко овечье	0,49	612
29	Молоко сгущенное, с сахаром	0,43	698
30	Йогурт	0,25-0,22	1 200--1 364

Нужно знать, что в процессе приготовления количество серина (как и других аминокислот) в продукте изменяется . Например:

• в тушеном мясе серина на 10% больше , чем в жареном и на 35-40% больше , чем в сыром;
• в приготовленной (вареной, запеченой) рыбе серина на 25-30% больше , чем в сырой;
• при варке яиц количество серина не изменяется, а вот в жареных его на 5-10% больше , а в омлете — на 15-20% меньше чем в сыром;
• в темном мясе птицы (курица, индейка и др.) серина чуть больше, чем в белом, а в жареной птице — на 10% больше , чем в сырой;
• Морепродукты (устрицы, лангусты, омары и т.д.) при нагревании теряют большую часть серина (например, в вареных или запеченых устрицах его вообще нет, хотя в свежих было 0,42 г серина в 100 г продукта).

Таблица 2.

Топ-30 продуктов растительного происхождения, содержащих серин

Суточная потребность в серине — 3 г.

	Продукт	Серин, г в 100 г продукта	Сколько нужно съесть в день, г
1	Соя	2,30	130
2	Семечки тыквенные	1,48	203
3	Чечевица	1,31	229
4	Арахис	1,27	236
5	Фисташки	1,21	248
6	Бобы садовые	1,20	250
7	Фасоль	1,20	251
8	Кунжут	1,10	273
9	Горох	1,10	274
10	Семечки подсолнуха	1,08	279
11	Миндаль	0,95	316
12	Грецкий орех	0,91	329
13	Кешью	0,85	353
14	Кедровый орех	0,84	357
15	Овсянка	0,82	366
16	Бразильский орех	0,78	385
17	Рис (черный, коричневый, белый)	0,78-0,37	385-811
18	Фундук	0,70	428
19	Просо (пшено)	0,64	467
20	Гречка	0,46	652
21	Перловка (ячмень)	0,46	658
22	Макадамия	0,42	716
23	Кукуруза	0,32	929
24	Капуста брюссельская	0,20	1 500
25	Курага	0,19	1 571
26	Хрен	0,19	1 579
27	Чеснок	0,19	1 579
28	Укроп, зелень	0,16	1 899
29	Петрушка, зелень	0,15	2 069
30	Инжир сушеный	0,14	2 098

До 0,1 г серина можно найти также в 100 г некоторых других продуктов.