Влияние структурно-информационного потенциала продуктов питания на физиологические процессы организма

Влияние

структурно-информационного потенциала продуктов питания

на физиологические процессы организма

Ю. И. Шишков

НПИЦ «Био-Градис»

Современная медицина выделяет три группы факторов риска, влияющих на состояние здоровья человека: наследственность, окружающая среда и образ жизни, который среди факторов группы риска оказывает наибольшее влияние на его здоровье. Поэтому задача улучшения здоровья нации — в пропаганде здорового образа жизни, к которому, естественно, относится правильное и сбалансированное питание, являющееся эффективнейшим средством профилактики широкого круга заболеваний, а также поддерживающим фактором для людей, уже подверженных этим заболеваниям.

С научной точки зрения питание — сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и ассимиляции органических веществ, участвующих в покрытии энергетических затрат, построения и возобновления клеток и тканей тела, регуляции функции организма. Важнейшие характеристики питания: его пищевая и биологическая ценность, макро-и микроэлементный состав. Организм человека запрограммирован природой на определенные виды пищи, главным образом растительного происхождения. Это предопределено его природными анатомо-физиологическими особенностями. Поэтому нарушение постоянства видового питания — причина многих заболеваний. Сегодня можно констатировать, что во всем мире общепризнана научная концепция, согласно которой большинство факторов, определяющих негативное воздействие на организм человека, в своей основе имеют четыре первоисточника: нарушение работы функциональных систем организма (иммунной, гормональной, нервной и т.д.); нарушение состава и жизнедеятельности внутренней нормальной микрофлоры; общее загрязнение организма, в том числе болезнетворной микрофлорой; нарушение клеточного метаболизма.

Следует отметить, что в рамках медицины наука о питании оформилась как самостоятельное направление сравнительно недавно. Наука о питании (нутрициоло-гия) основана на физиологии, биохимии и гигиене питания, микробиологии, эпидемиологии и других отраслях медицины. Она базируется на точных знаниях поэтапного расщепления питательных веществ

под влиянием ферментов пищеварительного тракта, на количественный и качественный состав которых существенно влияет характер поступающих с пищей веществ. Нутрициология опирается на представления о причинах и механизмах развития, клиническом течении и профилактике различных заболеваний и об обмене веществ у здорового и больного человека. В настоящее время в нашей стране наибольшее распространение получили теория рационального питания и теория адекватного питания. Подробно информация о различных теориях питания содержится в специализированной литературе [1, 2].

Многие соединения, поступающие в организм с повседневной пищей, продемонстрировали в экспериментах или эпидемиологических исследованиях профилактическое действие, препятствующее развитию самых различных заболеваний. Общепризнано, что для обеспечения полноценного и сбалансированного питания с учетом его лечебно-оздоровительных функций в рационе каждого человека должно присутствовать около 600 нутриентов, существенно усложняющих структуру продуктов питания и информацию о них. В связи с этим особый интерес представляет, так называемая, структурно-информационная теория питания, цель которой — обратить особое внимание исследователей и производителей пищевых продуктов на огромную проблему, связанную с «химизацией» нашего питания или использованием в продуктах питания биологически активных веществ, оказывающих многофакторное воздействие на организм человека.

Анализ экспериментальных и теоретических данных о достоинствах и недостатках продуктов питания позволяет сделать предположение о существовании материального носителя — структурной информации. Иначе говоря, материальный носитель продукта питания, с одной стороны, несет информацию о возможном влиянии этого продукта на организм, с другой — его способность коррегировать состояние организма человека.

Сегодня однозначно установлено, что органические соединения, поступающие с пищей в организм человека, применяются для запасания «химической» энергии в виде различных соединений

с макроэргическими связями, таких как аденозинфосфаты (АТФ, АДФ), в которых происходит накопление энергии, выделяющейся на различных стадиях биологического окисления в организме. Известно, что аккумулированная «химическая» энергия обеспечивает в гетеротрофных организмах генно-биохимический синтез, а также поддержание гомеостаза (теплового, ионного, водно-солевого, газового и других видов динамического равновесия в многокомпонентной системе организма).

Для человека (впрочем, как и для всех живых организмов) соединения пищи служат источником для аккумулирования «химической» энергии, которая необходима для энергетического обеспечения процессов синтеза структур организма. Эти структуры непрерывно меняются, подстраиваются под изменяющиеся условия окружающей среды. Следовательно, пища обеспечивает не только единство мира и обитающей в нем особи, но и через ее соединения организм человека вступает в энергоинформационные отношения с окружающей средой, включающие обменные процессы на уровне энергии-формации, то есть на уровне обмена веществом и электромагнитных взаимодействий.

Иллюстрацией вышеизложенному служат эксперименты, связанные с изучением влияния на эукариотические клетки предшественников активных центров внутриклеточных ферментов, выполненных в виде аквакомплексных соединений биогенных металлов с разнохарактерными лигандами и приготовленных по способу, описанному ранее [3]. В качестве модели для исследований были выбраны дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Доказано, что транспорт этих соединений в клетку осуществляется по механизму активного трансмембранного переноса. Обнаружено, что эти предшественники активных центров ферментов при добавлении в питательные среды для выращивания дрожжей повышают их физиолого-биохимическую активность, проявляющуюся в выраженном росте морфологических показателей и энергизации клеток. Так, экспериментально установлено, что большинство клеток дрожжей при выращивании в среде с указанной добавкой становятся овальными, увеличивают метрические показатели. Если в контроле клетки имели длину 7,0-7,7 мкм и ширину 6,0-6,5 мкм, то на опыте эти показатели стали соответственно 8,0-8,6 мкм и 6,7-7,0 мкм.

Отдельно необходимо остановиться на биохимии митохондрий дрожжей. Обобщение фактического материала, накопленного в этой области, свидетельствует о том, что митохондрии топологически локализуются в цитоплазме и находятся в структурно-функциональном отношении с другими компонентами клетки.

Любопытная особенность дрожжевых митохондрий — это способность быстро реагировать на изменение условий культивирования и физиологическое состояние клеток, что в конечном счете выражается в изменении их размеров и форм, то есть функционирование митохондриального аппарата происходит в условиях его непрерывной подвижности.

Вышеизложенное подтверждается результатами проведенного исследования. При воздействии предшественников активных центров внутриклеточных ферментов на дрожжи наблюдалось одновременное изменение объемно-метрических показателей митохондрий и их содержание в клетках. В стационарной фазе роста количество митохондрий в опытных дрожжах по сравнению с контролем увеличилось на 16 %, а объемно-метрические параметры имели соответственно следующие показатели: длина от 5,7 до 6,5 мкм против 4,3-5,4 мкм, ширина от 1,4 до 1,8 мкм против 0,9-1,2 мкм. При этом наблюдалась зависимость энергизации митохондрий от их объемно-метрических показателей. Рост этих показателей митохондрий опытных дрожжей сопровождался увеличением их энергизации на 26 % по сравнению с контролем.

Повышение энергизации клеток характеризует сбалансированность анаболизма и катаболизма, энергетического и конструктивного обменов. Поскольку выработанная энергия применяется для обеспечения различных физиологических работ, то повышение энергизации клеток сопровождалось ростом их продуктивности, которая была выше этого показателя дрожжей в контроле на 38 % [4].

Принципиальное значение наблюдаемых экспериментальных фактов состоит в том, что они четко указывают на возможность изменения состояния митохондрий, являющихся обязательной составляющей функциональных перестроек клеток во всем диапазоне синдрома адаптации к изменяющимся внешним условиям. Это наводит на мысль о возможности оценки энергетического состояния митохондрий, а следовательно, и клетки, по объемно-метрическим показателям митохондрий, изменяющимся в зависимости от состава питательной среды.

Анализ экспериментальных данных позволяет заключить, что питательная среда для выращивания клеток служит сложной структурно-информационной межклеточной средой, образующей с цитомембраной, цитоплазмой, органеллами и ядром клетки функциональное единство. Внесение в межклеточное пространство химических соединений, влияющих на энергетику клетки, усиливает энергоинформационные и морфологические отношения клеток со средой. Высказанная точка зрения подтверждается тем, что обогащение питательной среды смесью предшественников

активных центров ферментов, включая соединения магния с тиамином и ионом гидроортофосфатом, а также магния с ли-поевой кислотой и лизином, способствует формированию трех ферментов (пируват-дегидрогеназы, липоацетилтрансферазы и липоамиддегидрогеназы), входящих в состав пируватдегидрогеназной системы. Этот мультиэнзимный комплекс, в свою очередь, участвует в окислительном декар-боксилировании пирувата до ацетил-КоА, протекающем с поставлением энергии для цикла трикарбоновых кислот (ЦТК). Полное окисление ацетил-КоА происходит в ЦТК с высвобождением энергии, в значительной мере сосредоточенной в макроэр-гических связях АТФ.

Таким образом, через повышение структурно-информационного показателя окружающей среды можно усиливать энер-гоинфрмационные отношения между средой и организмом, влияя тем самым на его физиолого-биохимическую активность.

Тесно связаны с описанным влиянием питательной среды с предшественниками активных центров внутриклеточных ферментов на эукариотические клетки с результатами, наблюдаемыми в модельных экспериментах на животных. В этих экспериментах выявлен весьма важный фактор, заключающийся в том, что предшественники активных центров внутриклеточных ферментов дифференцированно воздействовали на клетки, а именно на клетки, имеющие нарушения, и, следовательно, на органы и системы с недостаточным функционированием.

Живой многоклеточный организм — это единая энергетическая система, включающая в себя энергетический потенциал каждой клетки. Поэтому в организме, в его отдельных клетках все обменные процессы теснейшим образом связаны между собой, т.е. не существует самостоятельного обмена углеводов, жиров и белков, поскольку постоянно возникают взаимные связи как на общности субстанций, постоянно образующихся при распаде этих веществ, так и на основе энергетической зависимости. В связи с этим все клетки в органе находятся во взаимосвязи, оказывая влияние друг на друга.

Поэтому необходимо подчеркнуть, что в организме не существует изолированных систем, и поэтому любые корреляции требуют связи. Вопрос же о взаимозависимости органов имеет существенное значение, так как увеличение физиолого-биохимической активности клеток органов с функциональной недостаточностью вызывает коррекцию метаболических и структурных не только у физиологически связанных с ним других органов и систем, но даже в целом организме и соответственно повышает статус его биополя [5].

Таким образом, согласно цитируемой работе в здоровых органах энергия метаболических процессов используется для их

нормального функционирования. А у органов с недостаточным функционированием эта энергия направляется для восстановления гомеостаза разнообразных функций, приводящего в итоге к их выздоровлению.

На основе изложенного материала следует вывод, что внесение в межклеточное пространство химических соединений, несущих информацию о их влиянии на энергетику клетки, способствует усилению энергоинформационного и морфологического отношений клетки со средой, конечный результат которого — позитивные ответы организма на их присутствие в среде. Следовательно, через химические соединения, добавляемые в продукты питания и усиливающие энергетику клеток, организм человека вступает в такие энергоинформационные отношения с пищей, которые в конечном счете повышают его жизнеспособность.

По цельности восприятия и эффективности продуктов питания в данном направлении продвинулись авторы работы [6], которые, обобщив экспериментальные результаты по биологической роли кремния, высказали мнение, что он не только ответствен за широкий спектр анатомических и физиологических показателей здоровья человека, но и формирует в организме витакристаллы. Это представление относится к числу наиболее свежих идей, развивающих «кристаллическую» линию биогенеза, согласно которой предполагается участие минеральных кристаллов в синтезе первой живой материи, т.е. кристаллы минералов служили репликами (матрицами), содержащими информацию о биоморфогенезе и передаче наследственной информации.

На основе всестороннего анализа научных фактов о зарождении живой материи на Земле авторы цитируемой работы пришли к идее существования кристаллического носителя информации, который не только участвовал когда-то в процессе биогенеза, но и продолжает выполнять ту же функцию во всех без исключения организмах до настоящего времени. По их мнению, этим носителем информации являются витакристаллы, основанием которых служит кремний, содержащий информацию как о форме тел организмов, так и обо всех его структурных элементах, включая клетки и все внутриклеточные структуры, вплоть до ДНК.

Анализ приведенных в цитируемой работе фактов свидетельствует о том, что кремний вовлекается в метаболические процессы клеток, накапливаясь там преимущественно в ядрах и митохондриях, локализуясь в нуклеиновых кислотах. Многочисленные медико-биологические исследования свидетельствуют о том, что различные соединения кремния принимают самое деятельное участие в физиологических процессах человека и применя-

4 • 2007

29

М EJ1ИТОПОЛ Ь П РОД МАШ

Melitopol prod mash

Линия для весового фасования молочных продуктов, соков, холодного чая в PET, HDPE бутылки с системой "Ultra Clean"

• фасовочно-укупорочные машины

• ополаскивающие машины

• триблоки

• выдувные машины

• сатураторы

• этикетировщики для полимерной этикетки

группираторы и упаковщики

• линии розлива пива и напитков в ПЭТ тару, производительностью до 18 ООО бут/ч

' автоматические линии розлива питьевой воды в 5- и 19-

ются в медицинской практике для лечения широкого спектра заболеваний. Раскрытие роли кремния в физиологических процессах живой клетки, безусловно, имеет огромное практическое значение и знаменует новый важный этап в развитии продуктов функционального назначения.

Следуя за авторами цитируемой работы, были проведены модельные эксперименты по влиянию различных форм кремния на жизнеспособность лабораторных животных. Объектами исследований служили оксид кремния коллоидный и крем-нийорганическое соединение, используемые в одной и той же концентрации (дано по кремнию). После 28-суточного содержания животных на кормовом рационе, обогащенном соединениями кремния, оценивали их общую физическую выносливость по стандартной методике плавания животных в бассейне с температурой воды 20±0,5 °С. Для уменьшения вариабельности получаемых результатов к каждой особи подвешивали свинцовый груз (5 % от массы тела), не затрудняющий движения животных.

Сравнительный эксперимент зафиксировал явно выраженное различие по эффекту действия на организм животных между неорганической и органической формами кремния. Так, пищевая добавка, выполненная в виде кремнийорганического соединения, повышала общую выносливость мышей приблизительно на 19 % выше, чем оксид кремния коллоидный [7, 8].

Таким образом, внесение синтетического кремнийорганического соединения в кормовой рацион лабораторных животных приводит к повышению его структурно-информационного потенциала. Отсюда возрастает энергоинформационный потенциал кормового рациона, что в итоге приводит к усилению физиологических процессов в клетках, позитивно отразившихся на физической выносливости животных.

Внесение в корм животных кремнийор-ганического соединения приводит к повышению его структурно-информационного потенциала, в итоге обусловливающего повышение жизнеспособности их организма. Наблюдаемый позитивный эффект позволил прийти к выводу: поскольку человек, как и все организмы, получает через пищу значительную долю информации, то обогащение пищевых продуктов этим органическим соединением кремния придаст им новые потребительные свойства, позитивно отражающиеся на его жизнеспособности.

Высказанная точка зрения подтверждается экспериментальными фактами, наблюдаемыми в исследованиях по активации дрожжей — моделей клетки человека и животных. Активация дрожжей осуществлялась путем внесения кремний-органического соединения в среды на стадии ферментации. Обнаружено, что добавление этого соединения в сбраживаемые среды для приготовления пива и кваса

коррелировало с наблюдаемым ростом интенсивности обмена веществ дрожжей, проявившимся в изменении их химического состава. Например, у дрожжей, находящихся под воздействием органического кремния, зафиксировано выраженное накопление липидов с ненасыщенными жирными кислотами (до 28 % по отношению к липидам с насыщенными жирно-кислотными радикалами). В связи с этим следует отметить хорошо известный факт, свидетельствующий о том, что рост содержания в клетках липидов с ненасыщенными жирными кислотами приводит к усилению у них массообмена, а следовательно, доступности субстрата внутриклеточным ферментам, включая и ферменты, локализованные в клеточных мембранах. Итогом обогащения сусла кремнийорганическим соединением являются интенсификация процесса брожения и получение напитка с улучшенным гармоничным вкусом и высоким насыщением диоксидом углерода.

Обобщение изложенного материала позволяет считать, что информационная сложность продуктов питания существенно возрастает после их обогащения пищевыми добавками в виде биологически активных соединений. Высказанная точка зрения находится в согласии с экспериментальными фактами, свидетельствующими о том, что пищевые добавки способствуют изменению энергоинформационного потенциала продуктов питания, который вызывает изменение интенсивности физиологических процессов организма человека и животных. Следовательно, варьированием энергоинформационного потенциала продуктов питания можно повышать нарушенный гомеостаз организма человека до уровня физиологической нормы, сопряженной с продолжительностью жизни.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бузник И. М. Энергетический обмен и питание. — М.: Медицина, 1978.

2. Уголев А. М. Трофология. Новая междисциплинарная наука // Природа, 1987. № 3.

3. Шишков Ю. И. Аквахелат, способ получения ак-вахелата, способ модулирования характеристики культуры клеток, культуры ткани, одноклеточного организма или многоклеточного организма и транспортная система. Патент РФ №2115657.

4. Шишков Ю. И., Плахов С. А Увеличение физиоло-го-биохимической активности посевных дрожжей // Пиво и напитки. 2002. № 3. С. 14-19.

5. Шишков Ю. И. Позитивные действия модуляторов биологических эффектов//Пиво и напитки. 2004. № 2.

6. ПаничевА.М., ГульковА Н. КультУРРА (подходы к новой биологии, экологии и медицине). — М.: Белые альвы. 2004. С. 25-87.

7. Шишков Ю. И. Органический кремний — биологически активная добавка к пище. Заявка на изобретение № 2005125295 от 10.08.2005.

8. Шишков Ю.И. Биотрансформируемые соединения кремния // Пиво и напитки. 2005. № 4. С. 50-52 и др. &

литровые бутылки

72310, Украина, Запорожская обл., Мелитополь, ул. Фрунзе, 57 тел: +38(0619) 422487, 425868, 425499 факс: +38(0619) 423257, 421225 в а 1е$@ргос1тавЬ. с от шт.ргодт ash.com

представительство в Москве тел: (495) 661-24-07 тел./факс (495) 437-11-00, 437-11-92