Таурин

Таурин – это серосодержащая аминокислота. Он присутствует в пище, в наибольших количествах в мясных продуктах, и является важным веществом для здоровья сердца и кровеносных путей. Чаще всего таурин используется для борьбы со спазмами, вызванными приемом таких жиросжигателей, как эфедрин.

Таурин – это полузаменимая аминокислота, играющая роль стабилизатора липидов/ мембраны и поддерживающая различные антиокислительные системы защиты организма. Полезные свойства таурина в основном проявляются в результате взаимодействия с другими веществами, присутствующими в организме, в то время как его прямое действие наблюдается только на клеточном уровне. Таурин широко исследуются как антидиабетическое средство из-за его действия на органы, обычно пораженные у диабетиков (почки, зрение, нервная система), и как средство, контролирующее уровень сахара в крови, снижая некоторые формы инсулинорезистентности. Также известен как: 2-аминоэтансульфокислота, L-таурин Является аминокислотной добавкой.

Трехмерная визуализация Таурина

Эффективными считаются дозы таурина 500-2000 мг, однако порог токсичности достигается при гораздо более крупных дозах, и поэтому даже прием больших доз таурина переносятся легко. Проверено, что 3 г таурина в день являются допустимым пределом, не вызывающим побочных явлений на протяжении всей жизни.

Таурин является полузаменимой кислотой (условно незаменимой) и вследствие своего строения также известен как серосодержащая бета-аминокислота. Она составляет 50% свободных аминокислот сердечной мышечной ткани, но системно содержится в более низких концентрациях, в частности, в яичках, где она является наиболее распространенной свободной аминокислотой. В общем, таурин чаще встречается в возбудимых тканях, хотя, поскольку его переносчик распространен повсеместно, таурин можно считать повсеместно распространенным в человеческом организме. В отличие от других аминокислот и подобно бета-аминокислотам, таурин не входит в состав белков четвертичной структуры или пептидных связей и больше похож на пептидные медиаторы (такие как адреналин и дофамин), чем на классические пищевые белки.

Таурин легко растворим в воде (10.48 г/100 мл) и совмещает в себе аминогруппу и сульфогруппу, связанные двумя метиленовыми группами. Таурин – это бета-аминокислота, схожая с бета-аланином. 1.3. Биологическая роль Внутриклеточное содержание таурина составляет 5-20 ммоль/г. Таурин попадает в клетку при помощи своего переносчика, транспортёра таурина (TauT), который принадлежит к классу NaCl-зависимых транспортёров (схож с креатином и также называется SLC6a6); этот транспортёр присутствует в большинстве, если не во всех, тканях млекопитающих. При истощении клеточного запаса таурина могут развиваться патологические нарушения уже через 48 часов после блокировки переносчика таурина конкурентным ингибитором или даже его полного уничтожения. Причина подобного истощения состоит в том, что синтез внутриклеточного таурина ограничен, и клеточное содержание таурина зависит от его притока через кровь, а его средняя сывороточная концентрация составляет 20-100 мкм (в 100 раз больше, чем клеточная), что приводит к активному движению таурина через кровь с помощью TauT. Клеточное накопление таурина почти полностью зависит от транспортёра SLC6a6, и недостаток таурина в клетках может привести к паталогическим осложнениям.

Таурин является важнейшим питательным веществом для животных, организм которых не способен синтезировать таурин. Ярким примером является всё семейство кошачьих, для кого недостаток таурина в пище приводит к кардиопатологиям, нарушениям мышечной активности и ухудшению зрения. Дефицит таурина может вызвать подобные нарушения и у людей при условии, что их организм с рождения не может вырабатывать внутриклеточный таурин, но такой врожденный дефект – большая редкость. Недостаток таурина у кошек схож с недостатком витаминов у людей – оба явления приводят к нарушениям. Человеческий организм, в отличие от кошачьего, способен на синтез таурина, и мы не находимся в полной от него зависимости, отсюда и название «условно незаменимый». Дефицит таурина возможен, несмотря на то, что он относится к заменимым аминокислотам. Дефицитное состояние может быть вызвано экспериментально при переизбытке бета-аланина в крови, поскольку он будет конкурировать с таурином за транспортёр благодаря своему сходству с ним. Гуанидиноэтан сульфонат (ГЭС) также используется для искусственного ослабления притока таурина. Генетическое подавление транспортёра таурина (TauT, известного также как SLC6a6) и ослабление его притока к кардиомиоцитам и скелетным мышцам, приводят к кардиомиопатии, ухудшению физической работоспособности и снижению веса. Распознать дефицит таурина в скелетных мышцах сложнее, поскольку оба способа ослабления притока таурина оказывают влияние на мышечную деятельность: как бета-аланин (проверенное средство для повышения работоспособности), так и сульфонат гуанидиноэтана усиливают реакцию на Ca2+ в мышечных клетках. В исследованиях с нокаут-мышами, лишёнными транспортёра таурина, показатели плавания с грузами ухудшились с 118+/-2.3 мин до 10+/-2.5 мин, способность бега на беговой дорожке снизилась на 80 %, и скелетные мышцы были подвергнуты атрофии с отмиранием некоторых клеток.

В кислой среде желудка таурин не подвергается никаким изменениям. В кишечнике панкреатин способен снизить уровень связанного с пищей таурина на 40%. Однако исследование, которое выявило этот эффект, показало, что таурин не распадался на метаболиты, а скорее каким-то образом стал «недоступным» для обнаружения, причиной чего может быть его животное происхождение. Существуют гипотетические предположения, что таурин может усиливать абсорбцию жирорастворимых компонентов благодаря своей способности к образованию конъюгатов с желчными кислотами для обеспечения водорастворимости, вторично по отношению к формированию таурохолевой кислоты (что можно увидеть на примере с тауроурсодеоксихолевой кислотой и общего процесса поддержки абсорбции фосфолипидов из кишечника в печень), и его способности к увеличению водорастворимости ретиналя (альдегида витамина А), который является жирорастворимым и действует эндогенно.

Доказано, что путём системы захвата, обладающей высокой афинностью, таурин принимается в синаптосомы.

Таурин может потенциировать сигнализацию пресинаптических NMDA-рецепторов (EC50 19 мкМ), которая может блокироваться при совместном применении глицина. Пресинаптические NMDA-рецепторы располагаются перед синапсом и способствуют выделению глутамата и ГАМК в синапс, для их активации также требуется агонист на участке связывания с глицином. Одно исследование показало, что таурин не существенно меняет fEPSPs в постсинаптических нейронах (через NMDA), но это исследование противоречит многим другим. В количестве 100 мкм, таурин может взаимодействовать с постсинаптическими рецепторами, снижая количество агонистов участка связывания полиамина (спермидина), усиливающих афинность на участке связи MK-801. Таурин также может ослабить связь глицина с NMDA-рецептором. Таурин является непрямым супрессором NMDA, и несмотря на то, что он стимулирует выделение как глютомата, так и ГАМК, он всё равно ослабляет передачу возбуждающего сигнала. Способность таурина к подавлению глютаминергических сигналов, наблюдаемая с NMDA-рецепторами, не распространяется ни на рецепторы каината, ни на AMPA-рецепторы. Постоянное применение таурина в нейроактивных дозах не оказывает воздействия на глутаматдекарбоксилазу (GAD65 и GAD67).

В мозге таурин, наряду с ГАМК и глицином, является одним из главных тормозных аминокислотных нейротрансмиттеров, но, в отличие от последних двух аминокислот, которые обладают собственными сигнальными системами (ГАМКергической и глицинергической), учёные полагают, что таурин действует опосредованно, как нейромодулятор этих двух систем. Установлено, что таурин связывается с ГАМКA- и ГАМКB-рецепторами. В дозе 1 мкМ, таурин вызывает усиление NMDA-зависимого гидролиза фосфатидилинозитола на 80.4+/-3.5 %, что происходит в результате воздействия таурина на ГАМКB-рецепторы. Таурин не оказывает никакого воздействия на ГАМК-трансаминазу (фермент, который осуществляет распад ГАМК). Таурин не способен предотвращать судороги, вызванные пикротоксином (антагонизм с ГАМК-рецепторами).

Установлено, что таурин оказывает воздействие на глициновые рецепторы. Глицинергические сигналы опосредуют анксиолитическое действие таурина.

Отмечено усиление протеинкиназы B (Akt) и фосфорилирование GSK-3β (каскад PI3K/Akt) гиппокама мышей, которые каждый день в течение 4 недель получали 230-460 мг/кг таурина, в то время как усиление фосорилирования CAMKII наблюдалось только при более крупных дозах, и не было оказано никакого воздействия на содержание белка.

200 мг/кг таурина (но не 100 мг/кг), скормленного мышам за час до теста на тревожность, понижают их тревожность гораздо значительнее, чем референтный препарат тиопентад (25 мг/кг), но не так значительно, как мидазолам (1.2 мг/кг). Подобное анксиолитическое воздейстие опосредуется взаимодействие с глициновыми рецепторами. Установлено, что при пероральном приёме внутрь, таурин оказывает анксиолитическое воздействие.

Известно, что у крыс после перорального приём таурина (приблизительно 230-460 мг/кг) в течение четырёх недель, наблюдается усиление фосфорилирования ERK1, ERK2 и CREB без воздействия на содержание белка. Считается, что каскад МАРК/CREB играет определенную роль в борьбе с депрессией. Установлено, что, при принятии крысами таурина в количестве 462.8+/-12.0 мг/кг в течение четырёх недель, таурин проявляет себя как антидепрессант (уменьшая неподвижность в тесте принудительного плавания), в то время как половина этой дозы не оказала никого воздействия.

Таурин не только защищает клетку, регулируя текучесть клеточных мембран и их состояние, но также выступает в роли антиоксиданта. Действие таурина как антиоксиданта обусловлено связыванием свободных ионов (Fe2+, Cu2+) с металлопротеинами, которые выступают в качестве прооксидантов при высоких уровнях сахара в крови. С течением времени, таурин также может начать действовать в качестве антиоксиданта, предотвращая прооксидантное воздействие, связанное с инсулиновой резистентностью, тем самым выступая в роли сенситайзера инсулина. В концентрации в 1 мкМ, таурин значительно снижает окислительный стресс на сердечную мышечную ткань и служит защитником сердечной ткани от ишемических и реперфузионных повреждений.

Ангиогенез – это процесс образования новых кровеносных сосудов, который важен для сердечно-сосудистой системы (микроциркуляции) и метаболизме раковых клеток (служа в качестве «топлива» для раковых клеток). Установлено, что таурин может активировать ангиогенез (через Akt и через PI3K, FAK через Src, и ERK через MEK) и ускорять размножения эндотелиальных клеток (через циклин D1/B). При этом ангиогенез стимулируется с внешней стороны клетки, и ингибирование захвата таурина бета-аланином усиливает это воздействие.

В одном из исследований с участием курильщиков с диабетом I типа и высокими показателями эндотелиальной дисфункции, было установлено, что добавление в их пищу 1500 мг таурина на протяжении 2 недель возвращает завышенные показатели в норму и улучшает циркуляцию крови.

Следующие исследования на живых организмах были проведены экспериментально через создание переизбытка фруктозы, приводящего к инсулиновой резистентности. Таурин может в будущем стать средством для лечения инсулиновой резистентности, изменяя пострецепторное (внутриклеточное) действие сигналов инсулина и восстанавливая врождённые антиоксиданты путём ослабления процессов липопероксидации и уменьшения инсулинорезистентности, вызванной переизбытком потребления фруктозы. Такое противодиабетическое действие возможно (отчасти), только при инсулинорезистентности (печёночной и периферической), вызванной переизбытком потребления фруктозы. И происходит скорее в результате взаимодействия с пострецепторными промежуточными продуктами (и последующей рецепторной транскрипции), чем в результате рецепторной десенсибилизации; как показали опыты с фруктозой.

Помимо положительного воздействия таурина на метаболизм глюкозы, здоровье глаз, состояние печени и эндотелиальных клеток (системы, которые могут быть повреждены при сахарном диабете), таурин активирует дополнительные процессы, значительно содействующие лечению и контролированию сахарного диабета. Таурин ослабляет вызванную сахарным диабетом боль в суставах, уменьшая гликирование и изменение в коллагене путём отдачи аминогрупп гликирующим агентам, хотя подобное воздействие наблюдалось только при наличии заболеваний. Этот же механизм действия защищает сетчатку от гликирования.

В исследовании, в котором к 2000 мг таурина добавили 3200 мг BCAA (аминокислот с разветвленной цепью) (принимаемых три раза в день в течение трёх недель до тестирования физических способностей и четыре дня после), было установлено, что такое комбинированное лечение (не плацебо и ни одна из добавок в отдельности) способствует уменьшению мышечной боли.

У профессиональных велосипедистов при кратковременном назначении им 1600 мг таурина отмечено усиление окисления жиров при субмаксимальной нагрузке, что не повлияло на их физическую результативность. Прием профессиональными спортсменами 1000 мг таурина за 2 часа до упражнений (гонки на время, 3 км), связан с улучшением показателей времени на 1.7 %, без отрицательного воздействия на сердце или приток кислорода. Прием 1660 мг таурина профессиональными велосипедистами за час до упражнений (90 минут немаксимальной нагрузки с последующей гонкой на время) не вызвал улучшения физической результативности.

Взаимодействие таурина с тестостероном исследуется в связи с тем, что таурин является наиболее распространенной свободной аминокислотой в мужских половых железах. Иммунохимическая диагностика показывает наличие таурина в клетках Лейдига, васкулярных эндотелиальных клетках, других интерстицеальных клетках семенника и клетках эпителия выносящих канальцев яичков. В половых железах таурин в основном выступает в роли антиоксиданта и защищает яички и локализированные структуры от окислительного стресса. Таурин ослабляет подавление уровня тестостерона, вызванное другими агентами, такими как никотин, мышьяк, кадмий и доксорубицин. При сахарном диабете, таурин предотвращает недостаток тестостерона, вызванный окислительными процессами. Установлено, что у крыс-диабетиков, таурин и общие антиоксиданты яичек снижают переизбыток глюкозы и активаторов самоокисления, оказывающий отрицательное воздействие на деятельность семенников. Исследование по измерению количества окислительных ферментов в половых железах крыс показало увеличение числа этих ферментов при приеме таурина. Увеличение супероксид-дисмутазы (СОД) и глютатиона наиболее активно проявлялось у пожилых крыс. У молодых крыс наблюдался рост сорбитолдегилрогеназы, и у обеих групп было отмечено небольшое повышение уровня оксида азота в яичках. Измерения содержания тестостерона в сыворотке крови у младенцев крыс, показали, что потребление таурина матерями которым давался 1% таурина с водой, оказывает положительное влияние на андрогенный уровень у ребёнка. Защитные действия таурина против спада уровня тестостерона, вызванного окислительными процессами, связаны с его высокой концентрацией в мужских половых железах и антиоксидантными свойствами. У здоровых двухмесячных крыс, которым давалось по 0.5, 1 и 1.5 % таурина с водой в течение 5 недель, был отмечен рост уровня тестостерона (а также ФСГ и ЛГ) в сыворотке, с наиболее выраженными результатами при приёме 1% таурина – уровень тестостерона в сыворотке и яичках увеличился с 50 нг/дл до 80 нг/дл (увеличение на 60%). Те же результаты были достигнуты с 1% таурина в исследованиях над взрослыми и пожилыми крысами мужского пола; рост тестостерона и ЛГ был отмечен у обоих групп, но был более значителен у пожилых крыс. Опыты, проведённые в лабораторных условиях, показали, что вышеупомянутый механизм представляет собой усиление ХГЧ-индуцированной секреции тестостерона при 10-100 мкг/мл таурина (а также прогестерон-индуцированной секреции тестостерона), в то время как доза 1 мкг/мл таурина и меньше, не оказала никакого воздействия, а доза в 400 мкг/мл таурина оказала ингибирующее действие. Секреция тестостерона была ослаблена одновременно с ингибированием цистеин сульфинат декарбоксилазы, из чего можно заключить, что таурин, выработанный самим организмом, также играет некоторую роль в этом процессе. В единственном исследовании влияния таурина на людей (1500 мг), таурин был смешан с креатином (5 г), глюкуронолактоном (350 мг), кофеином (100 мг), и 19 г аминокислот с разветвлённой цепью (Amino Shooter, Champion Nutrition), и это исследование не показало значительной разницы в воздействии таурина на тестостерон в сравнении с плацебо. Причиной отсутствия реакции креатин при увеличении тестостерона может быть нестабильность креатина в растворе и то, что выбранный продукт был готовым для употребления средством (не содержащим активного креатина, только креатинин). В двух исследованиях над здоровыми крысами было установлено, что добавка таурина приводит к росту тестостерона, но по сей день не было проведено подобных исследований с участием людей; одно исследование с людьми не установило видимого воздействия 1500 мг таурина (в смеси с другими добавками).

Добавление к питанию взрослых и пожилых крыс мужского пола 1% таурина не оказывает значительного влияния на уровень эстрогена.

Таурин – это антиоксидант с относительно уникальным механизмом действия: его актиоксидантные свойства не проявляются напрямую, но при этом недостаток таурина может быть обусловлен дисрегуляцией окисления. Опытным путём установлено, что дефицит таурина (достигнутый при помощи инкубации бета-аланина) связан с усилением окислительного стресса (для оценки использовалась окислительно-восстановительная пара аконитазы и глутатиона), хотя увеличение уровня таурина на 10% после инкубации только с таурином не привело ни к каким изменениям, и совместная инкубация таурина с бета-аланином также не показала никаких результатов – схожая динамика наблюдалась в митохондриях, как показало измерение активности комплексов I и III. Внедрение бета-аланина привело к нарушениям в цепи переноса электронов (неизвестно, был ли причиной этого бета-аланина или дефицит таурина), что зачастую приводит к увеличению генерации супероксида, так как молекулы кислорода начинают захватывать образовавшиеся дополнительные электроны; установлено, что таурин выступает в роли ингибитора окисления, предотвращая при этом свой собственный дефицит. Некоторые теории допускают, что таурин конъюгирует с транспортными РНК в митохондриях, где его дефицит и относительный недостаток конъюгатов стимулирует процессы окисления, причиной чего, в свою очередь, служат нарушения в вышеупомянутой цепи переноса электронов. Предполагалось, что недостаток 5-тауринометилуридина может послужить развитию митохондриальных нарушений, но последующие исследования не обнаружили этого, несмотря на то, что в митохондриях наблюдалось замедление синтеза белков. Дефицит таурина в клетках приводит к росту клеток в результате окислительных поражений, но пищевая добавка таурин становится ингибитором окислительных процессов путём предотвращения недостатка таурина. Также установлено, что таурин повышает уровень белка матричной РНК TXNIP, которое зависит от количества таурина в клетке, а так как TXNIP поддерживает окислительные процессы тиоредоксином – это может являться очередным механизмом действия таурина как антиоксиданта.

У кошек и обезьян, в результате неспособности к биосинтезу таурина находящихся в зависимости от таурина, получаемого из пищи, дефицит таурина сопровождается резким спадом концентраций таурина в сетчатке глаз (до 50%), что, в свою очередь, приводит к дегенерации сетчатки и нарушениям зрения; похожие симптомы наблюдаются у крыс (адекватный синтез таурина в печени), принимающих сульфонат гуанидиноэтана (антагонист транспортёра таурина в сетчатку) – у них также наблюдалась дегенерация сетчатки. Одним из механизмов таурина является образование в сетчатке глаза сопряжённых связей с витамином А (ретинолом) – молекулы под названием полностью-транс ретинильден таурин, или таурет. В клетчатке синтез таурета способствует восстановлению родопсина и фоторецепторов (специальные каналы подают таурет к палочкам), а также образованию полностью-транс-ретиналя (прооксиданта, образующегося за счёт световой стимуляции) и ослаблению его прооксидантных свойств. В сетчатке глаза таурин также проявляет свои осмотические свойства, которые, по предположениям, способны механическим путём защитить внешнюю сторону палочек сетчатки, регулируя гидратацию и давление. Установлено, что таурин играет важную роль в деятельности глазной системы всех млекопитающих, включая приматов. Считается, что его свойства как защитника и ускорителя роста проявляются в результате его стимулирующего действия на фоторецепторы и родопсин (неотъемлемый пигмент зрительной системы) или его содействия прооксидантным стресс-факторам внутри глаз, образующимся в результате световой стимуляции. Сверх того, таурин помогает ослабить действие таких стресс-факторов, как повышенный уровень сахара в тканях сетчатки (последствие сахарного диабета, приводящего к диабетической ретинопатии). Доказано, что его эффективность в данном случае сравнима с эффективностью комплекса витамина Е с селеном. Как показали лабораторные опыты, защитные свойства таурина включают в снижение повышенного уровня сахара, как в случае диабетической ретинопатии.

Также как и в сердце, в почках пищевая добавка таурина помогает предотвратить местную ишемию /реперфузию и окислительный стресс, вызванный токсинами, вдобавок к окислительным стрессам, вызванным неправильным питанием.

Таурин защищает лёгкие от окислительного стресса (вызванного курением) путём образования N-хлоротаурина из реакции с хлорноватистой кислотой (HCIO), тем самым не позволяя HCIO продолжать развивать воспаление, которое может повредить лёгкие.

Таурин защищает печень от токсичности, вызванной ацетаминофеном, но не так активно, как N-ацетилглутатион. Он также защищает печень от других токсинов.

Несмотря на то, что несколько видов осмолитов обычно проникают в клетки кожи (в том числе инозитол и бетаин), установлено, что в изолированных клетках кожи, попавших под воздействие лучей ультрафиолета (А), приток всех осмолитов к клеткам растёт при повышении концентрации таурина на 69 % (отметим, что самый высокий рост наблюдался у бетаина – 170 %). Но при этом таурин подавил рост синтеза интерлейкина 6, вызванный радиацией.

Экспериментальным путём установлено, что допустимый предел дозировки таурина, не вызывающий побочных явлений на протяжении всей жизни, составляет 3 г пищевой добавки в день (не считая таурина, поступающего в организм с пищей). Опыты были также проведены с более крупными дозами и не выявили никаких осложнений, но отсутствие побочных явлений на протяжении всей жизни доказано не было. Бытует мнение, что таурин может нанести вред сердечной мышце, но этому нет никаких научных доказательств, и многие случаи свидетельствуют против этой точки зрения. Подобные мнения исходят из неверного толкования причин, по которым уровень таурина в сыворотке крови растёт при сердечной недостаточности – в действительности это происходит из-за утечки таурина из клеток.

:Tags

Читать еще: Гамма-валеролактон , Глицин , Фосфатидилсерин , Черный перец , Ягоды Годжи ,