Добре відомо, що крім людини і його улюбленої кішки дорослим ссавцям молоко перепадає не часто. Можливо, вони і раді були б покуштувати молочних продуктів, та де взяти? А ось своїх дитинчат тварини вигодовують саме молоком. Для новонароджених телят, ягнят, щенят та інших звірят - це не тільки їжа. Наприклад, імуноглобуліни з молока матері продовжують свою роботу в організмі дитинчати, забезпечуючи так званий пасивний імунітет, і, поки мама годує дитину, її багато хвороб не страшні.
Механізм засвоєння молока
Стінки кишечника у дитинчат дуже тонкі, а процеси травлення і всмоктування їжі інші, ніж у дорослих тварин: вони налаштовані на перенесення в кров досить великих пептидів і навіть білків.
У дорослих особин в нормі такого, на щастя, не буває. Чому - на щастя? Щоб зрозуміти, чим можуть загрожувати нам уривки білкових молекул, що потрапили в кров, подивимося на наш організм так, як дивляться на нього фізіологи. З їжею ми отримуємо величезну кількість білкових молекул. Руйнуючись в шлунку пепсином, а в тонкому кишечнику - трипсином та іншими травними ферментами-протеазами, вони цілком можуть перетворюватися в молекули, схожі за структурою на регуляторні пептиди - речовини, які керують життєвими функціями будь-якого організму. Ці пептиди утворюються в самих різних тканинах тварин і людини і являють собою короткі ланцюжки з амінокислот, що зазвичай включають в себе від двох до сорока таких елементарних ланок.
Різноманітність регуляторних пептидів - як структурне, так і функціональне - прямо-таки дивує. Вони здатні впливати на фізіологічний стан і емоції тварин і людини - викликати радість і страх, гнів і задоволення. Одні пептиди можуть послаблювати або посилювати біль, інші - покращувати або погіршувати пам'ять, впливати на почуття голоду, роботу серця, судин і робити з нами багато іншого. Перерахувати всі ті ефекти, за які відповідальні регуляторні пептиди, просто неможливо. Мало того що сьогодні вже налічується більше 50 класів цих речовин - щороку з мозку, слизової кишечника, клітин крові, м'язів і інших тканин виділяють і інтенсивно досліджують все нові і нові фізіологічно активні пептиди. Інтерес до них можна зрозуміти - адже надлишок або недолік цих регуляторів часто лежить в основі наших хвороб. У здорової ж людини баланс пептидів, які активують і гальмують різні функції організму, підтримується з дуже високою точністю.
Тепер зрозуміло, чому навіть коротенькі пептиди, що складаються з двох-трьох амінокислот, не повинні проникати через стінки тонкого кишечника в кров'яне русло дорослої людини. Адже якби це відбувалося, то наше психічний і фізичний стан багато в чому визначався б з'їденої їжею: наївся білків, з яких ферменти вирізують пептиди агресії, - і несподівано озлобився на весь білий світ або, навпаки, поїв білків з «заспокійливими» пептидами - і заснув в самий невідповідний момент.
Але чому ми почали нашу розповідь про регуляторних пептидах саме з молока? Справа в тому, що деякі фрагменти білків молока виключно стійкі до дії травних ферментів, а короткі пептиди, що входять до їх складу, мають унікальні властивості.
Наприклад, в складі молока, а значить, і всіх молочних продуктів, є білок бета-казеїн. Коли цей білок поступово перетравлюється в шлунку і тонкому кишечнику, з довгого ланцюжка амінокислот (більше 200 штук) ферменти вирізують численні пептиди. Один з них назвали бета-казоморфін-7. Вже з назви можна здогадатися, що він складається з семи амінокислот, а послідовність їх така: тирозин - пролін - фенілаланін - пролін - гліцин - пролін - ізолейцин. Бета-казоморфін-7 частково нагадує за своєю структурою присутні в нашому організмі пептидні регулятори - енкефаліни. Завдяки проліну в складі молекули, пептид досить стійкий до дії ферментів, що руйнують білки, і бета-казоморфін-7 стійко опирається перетравленню. Він може існувати в порожнині кишечника досить довго - хвилини і десятки хвилин, і для людини це може мати наслідки. Але перш - ще один відступ, про енкефалінів. Ці короткі пептиди, які були виявлені в мозку, проявляють так звані опіоїдні властивості. З'єднуючись із специфічно налаштованими на них білками-рецепторами на поверхні клітин різних тканин (і, перш за все, на поверхні нейронів), енкефаліни можуть знімати біль, заспокоювати, викликати ейфорію. Саме на рецептори, здатні зв'язувати енкефаліни, діє морфін - активна складова опіуму. Тому дані рецептори і назвали опіоїдними, а весь клас енкефаліноподібних пептидів - опіоїдними пептидами. Бета-казоморфін-7, як уже було сказано, подібний за структурою з енкефалінів - цим і зумовлені його опіоїдні властивості. Тепер, до речі, стає зрозумілим і назва пептиду: це гібрид назви білка-попередника (бета-казеїну) зі словом «морфін».
Якщо бета-казоморфін потрапляє в кров, а потім в мозок (що, мабуть, і трапляється у дитинчат ссавців), то він зв'язується з опіоїдними рецепторами. Дитинчата заспокоюються, відчувають задоволення. А якщо пептиду виявиться більше, він може знижувати больові відчуття, викличе сон. Тут-то, мабуть, і криється відповідь на питання: бета-казоморфін в складі харчового білка - це гра випадку або ж цілеспрямована еволюційна акція? Судячи з усього, порція таких морфіноподібних пептидів, які і справді присутні в крові новонароджених, виявляється малюкам (та й їх батькам) дуже до речі. Щільно закусивши материнським молоком, дитинчата під дією бета-казоморфинів заспокоюються і засипають. Тим часом батьки можуть зайнятися здобуттям харчування, не турбуючись, що дітлахи розповзуться в різні боки. А якщо говорити серйозно, то бета-казоморфінол служить важливим фактором, що регулює дозрівання мозку новонароджених і поступове становлення їхньої поведінки. Надлишок або нестача цих пептидів може налаштувати підростаючий мозок на інший рівень тривожності, змінити здатності до навчання і т.д. Недарма бета-казоморфинів було запропоновано називати екзогормонами. Термін ввели для того, щоб підкреслити: вони являють собою регуляторні речовини, що виконують ту ж саму функцію, що і гормони, але потрапляють в організм ззовні (хоча і природним чином). Екзогормони необхідні для нормального розвитку мозку та інших систем.
У дорослих бета-казоморфини в кров не проникають. Але виявляється, що це справедливо тільки для здорової людини! Якщо ж слизові оболонки кишечника частково зруйновані (коліти, виразки і т.п.), то вони, мабуть, перестають бути перешкодою для найбільш стійких пептидів їжі - якраз таких, як бета-казоморфін-7. Отже, хворий із запаленням стінки шлунка або кишечника, поївши молочної їжі, може отримати велику порцію морфиноподібних пептидів, і його буде хилити в сон. Якщо ж він буде дотримуватися переважно молочної дієти, можлива навіть передозування цих пептидів, а в результаті у людини без будь-якої видимої причини псується настрій. Висновки для себе кожен може зробити сам, але якщо з органами травлення у вас не все в порядку, а ви посилено харчуєтеся сиром і сметаною і раптом помічаєте, що життя перестала вас радувати, - це привід для звернення до лікаря. Ну і, звичайно, краще обмежити в своєму раціоні ті продукти, які містять багато частково зруйнованих білків молока.
Існує, правда, і ще один варіант «несанкціонованого» проникнення бета-казоморфинів в кров. Таке трапляється, коли у жінок, що годують порушена діяльність молочної залози. В цьому випадку пептид має навіть не кишкове походження, а утворюється самим організмом матері і в її ж кров всмоктується. Ось чому у годуючих мам іноді трапляються безпричинні на перший погляд депресії. Добре хоч, що такі порушення зустрічаються не особливо часто ...
Дивовижна стійкість і унікальні властивості пептидів молока дуже зацікавили вчених. Кілька років тому дві наукові групи - одна в Інституті молекулярної генетики РАН, інша на кафедрі фізіології людини і тварин МДУ ім.Ломоносова - об'єднали свої зусилля і зайнялися дослідженням дії бета-казоморфинів і його аналогів (тобто фрагментів цієї молекули і схожих з нею пептидів ) на організм білих щурів. Дослідники намагаються відповісти на цілий ряд питань. Який, наприклад, конкретний механізм впливу цих пептидів на формування поведінки дитинчат ссавців в ранньому онтогенезі? Що станеться, якщо великі кількості бета-казоморфинов будуть постійно потрапляти в мозок дорослої тварини? Як скоро «задоволення» зміниться депресивними змінами і залежністю від цих речовин? Чи не можна на основі пептидів даного класу розробити транквілізатор, або снодійне, або знеболюючий засіб? Питань поки куди більше, ніж відповідей, але коли хіміки, біологи і фармакологи працюють разом - можна сподіватися на отримання цікавих результатів.