О том, что такое "эволюция", кроме безнадёжно религиозных дуралеев знают практически все грамотные люди. Мало того, в последние десятилетия эволюция является постоянным куском хлеба для намного большего, чем нужно, числа молекулярных биологов. Но самое интересное в том, что, как подавляющее число врачей, так и абсолютное число их реальных и потенциальных пациентов не имеют понятия о том, что осмысление эволюционных процессов имеет самое непосредственное отношение к повседневному здоровью людей и требует осознанного и внимательного отношения к себе, понимания смысла того, как возникали некоторые важнейшие особенности биохимии и физиологии человека.
Ведь за прошедшие многие тысячелетия принципы, формы и многочисленные специфические черты существования человека изменились радикально, а вот становление физиолого-биохимических и анатомических закономерностей жизнедеятельности современного человека происходило у наших далёких предков, очень непохожим на того современного человека, который читает этот текст, возникало раз и навсегда. Понять природу этих закономерностей можно, только абстрагируясь от современной нормы и пытаясь понять условия, в которых существовали наши древние предки, незнакомые с сетями для ловли рыб, с орудиями охоты, методами добывания и поддержания огня, техникой растениеводства и скотоводства. Они жили на деревьях и питались исключительно растительной пищей и насекомыми, как и современные человекоообразные обезьяны.
Современных врачей учить бесполезно, поскольку от учения они теряют заработок. Именно поэтому в течение первых нескольких лет практики они нацело забывают то, что им рассказывали в лекциях по биохимии в первые пару лет учёбы. А вот пациентов учить обязательно надо, поскольку они легко становятся жертвами малограмотных врачей, безграмотных производителей продуктов питания, интернетских обучателей здоровому образу жизни и т.п. активистов, сознательно или по простоте души своей зарабатывающих деньги и/или авторитет на неграмотности простого народа. Под простым народом я понимаю не только тех, которые с трудом читают, но и тех высокообразованных людей, жизненные интересы которых не располагают их (до поры, до времени) задумываться о высоких материях, связанных со смыслом жизни и философией человекожития. Поскольку я обычно пишу для простого народа, то прежде чем начать рассказывать о важнейшей роли содержания кальция и магния в продуктах питания и аномальном их содержании в молоке, я постараюсь просто рассказать о том, что такое эволюция.
Представим, что кому-то понадобилось заменить какую-то деталь от "мерседеса" на деталь от "хонды". 99.9% вероятности того, что ничего у него не получится, поскольку это - два механизма, исполняющих аналогичные функции, но сконтруированных по-разному как некое функциональное целое. Но не исключено, что производители мерседеса могут такую деталь усовершенствовать, делать её всё более и более функциональной. Они это могут, а если это потребует больших усилий по совмещению с другими деталями механизма, то они могут разработать новую версию мерседеса. Но заменить деталь одной системы аналогичной деталью, оперативно предназначенной для другой системы, им, как правило, не удастся.
Иными словами, есть нечто в живых существах, что окончательно сформировано на стадии происхождения жизни (а я считаю, что жизни произошла от одной единственной протоклетки, и астробиология, на которой зарабатывают хлеб свой насущный большое количество "учёных", - чистейший бред - http://www.proza.ru/2016/03/06/2564). Есть нечто в живых существах, что окончательно сформировано на стадии происхождения данного конкретного рода, например, рода Homo, а есть нечто, что может усовершенствоваться, эволюционировать в процессе жизнедеятельности представителей данного рода. Это может происходить как в течение миллионов лет, но иногда даже в процессе жизнедеятельности идивидуума и передаваться по наследству (см. понятие "эпигенетика"). То есть, говоря простыми словами, есть нечто, что врезано в эволюционную биохимию и физиологию навечно и остаётся неизменным, а есть нечто, что может подвергаться каким-то усовершенствованиями, мутациям, отбору под влиянием условий существования и т.п.
К примеру, когда наши древнейшие предки зарождались и жили на начальных этапах существования не более пары десятков лет, первичное изобретение природы в виде синтеза провитамина (гормона) D под влиянием ультрафиолетового облучения было гениально простым и закономерно работало. Но когда человечество научилось жить до 80-100 лет, это первичное гениальное изобретение Природы стало приносить жалкие плоды с точки зрения поддержания здоровья. В учебниках и популярных статьях это давнее, первичное изобретении Природы продолжает выдаваться за панацею, хотя массовый дефицит по этому витамину наблюдается даже в странах с жарким, солнечным климатом и приводит ко множеству заболеваний, профилактика которых требует особых диет и/или применения искусственно произведённого витамина D3.
В обмене веществ человека активнейшую роль играют две пары элементов-антагонистов - K/Na и Mg/Ca. Каждая пара - это - два практически одинаковых по своим химическим свойствам элемента, различающихся только радиусом ионов и количеством молекул воды, притягиваемых этими ионами, так называемой гидратной оболочкой. Антагонистами в живых системах их сделала эволюция живых существ. Это является ещё одним доказательством того, что в широком диапазоне функциональных проявленияй биология кардинально отличается от физики и химии и в общем случае не описывается аксиомами и функциональными закономерностями, присущими этим двум отраслям знания. В самом начале зарождения жизни антагонистами стали Mg и Ca, а в процессе эволюции - K и Na. Более того, каждая из этих двух пар антагонистов эволюционно и операционно связана с другой парой, поскольку "обслуживают" они один и тот же целый организм. А современные люди стали заложниками некого противоречия, внесённого в биохимию и физиологию в процессе зарождения рода Homo семейства гоминидов и эволюционного усовершенствования путей человекожития.
В древнейшие времена человек получал с пищей преимущественно калий по сравнению с натрием, в наше же время эти пропорции кардинально поменялись. О том, как функционирует Na/K-насос (натрий-калий-зависимая аденозинтрифосфатаза - Na+/K+-АТФ-аза) я подробно рассказывал в статьях "Не пейте воду про запас" (https://systemity.livejournal.com/5145327.html) и "Исторические основы "биохимии торговли": инжир, курага, финики" (https://systemity.livejournal.com/5150379.html). Без Na/K-насоса, работающего с помощью магния, без которого не синтезируется АТФ, жизнь невозможна. Точно так же пропорции потребления с пищей кальция и магния резко изменились с освоением человечеством технологий скотоводства, о чём и пойдёт речь в этой статье.
Обсуждая в популярной форме различные проблемы науки, всегда полезно, хотя и всегда непросто, находить понятные и наглядные аналогии. Говоря о роли магния и кальция в биохимии и физиологии млекопитающих можно привести следующую аналогию, продолжая вышеприведённый пример с автомобилями. Представим себе организм человека в виде автомобиля. Работающий автомобиль можно представить себе в виде мотора и всего остального - корпуса, колёс, карданного вала, руля, сидения, окон, дверей и т.д. Представим себе, что топливо, залитое в бензобак, - это жизненный ресурс человека: кончилось топливо - кончилась жизнь. Так вот, мотор - это магний, всё остальное - это кальций, топливо в бензобаке - это запасённая энергия солнца, которая выделяется при окислении человеком поглощённой им пищи. Практически всё живое на Земле кормится продуктами фотосинтеза, которые представлены глюкозой, другими моносахаридами и продуктами их превращения.
В процессе фотосинтеза молекулы углекислоты из атмосферы восстанавливаются водородными атомами воды с выделением молекулярного кислорода, полученного из воды, в атмосферу. Этот процесс осуществляется с помощью энергии солнечного излучения. При переваривании пищи происходит обратный процесс - процесс окисления первичных и вторичных продуктов фотосинтеза (мясо животных - это тоже своеобразный продукт фотосинтеза) с окислением пищи в воду и углекислый газ. В процессе окисления используется запасённая в фотосинтезе энергия Солнца. Это и есть то топливо, которое залито в бак нашего атомобиля-человека.
Представим себе, что произошла поломка крестовины карданного вала, или неисправен руль, или что-то ещё из разряда "кальция", но это никак не мешает мотору функционировать. Мотор работает, хотя автомобиль может и не двигаться, стоять на месте. Но представим себе, что вышел из строя мотор ("магний"). В этом случае не работает всё. Можно с трудом поворачивать руль, можно открывать-закрывать двери, но всё остальное в автомобиле мертво и все эти кальциевые рукоделия становятся абсолютно бессмысленными. Теперь представим себе, что мы увеличили "кальциевую" часть автомобиля: приделали к нему прицеп, доверху нагруженный кирпичами. От этого мотор не перестанет работать, но увеличится расход топлива, а следовательно, уменьшится "продолжительность жизни". Описанная аналогия отражает альтернативную роль кальция и магния в организме. Магний - это мотор организма, производящий АТФ, а кальций выступает в многочисленных функциях, как опорный механизм и посредник в многочисленных аспектах физиолого-биохимической активности.
Ионы кальций и магния отличаются по их размеру, но главное, как и в случае с калием и натрием, важную, определяющую роль играет несоразмерность их гидратных оболочки, то есть количества молекул воды, прочно связанных с ионами этих металлов в водной среде. У магния радиус иона, прочно связанного с водой, увеличивается более, чем в 400 раз по сравнению с дегидратированным ионом, а у кальция радиус гидратированного иона увеличивается "всего" в 25 раз (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4455825/). Эти цифры показывают, насколько пассивный транспорт магния в клетку сложнее пассивного транспорта кальция. Конкуренция между двумя химически идентичными биологическими антагонистами усложняется в связи с тем, что в человеческом организме кальция содержится от одного до 2.2 кг, в то время как магния - приблизительно 24 грамма, то есть от 50 до 100 раз меньше, чем кальция. Именно по этой причине магний проявляет антиапоптотические свойства, а кальций - проапоптотические свойства. Апоптозом называется регулируемый процесс программируемой клеточной гибели, минуя развитие воспалительной реакции.
Доступность магния в большой степени зависит от оборота кальция. Основная роль магния заключается в том, что с его помощью синтезируется и утилизируется аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), являющаяся универсальным доставщиком энергии к реагируеющим молекулам живых организмов. Именно эта особенность индивидуальной доставки энергии лежит в основе отличия биологических процессов от физических и химических процессов, протекающих вне живых организмов ("Чем биология отличается от химии и физики" - https://systemity.livejournal.com/5129289.html). Все процессы биосинтеза, регенерации тканевых структур, физиологической активности - все эти процессы связаны с участием в них магния.
Роль магния в человеческом организме потрясающе важна и объяснить этот феномен неподготовленному читателю совсем непросто. Дело в том, что за сутки обычный взрослый человек, не занимающейся активной деятельностью, в сумме синтезирует и тратит от 50 до 65 кг АТФ - универсального переносчика энергии в любых биохимических процессах В течение суток каждая молекула АТФ синтезируется и разлагается от тысячи до полутора тысяч раз. На самом же деле действующим коферментом является вовсе не АТФ, как написано в подавляющем числе учебников и популярных статей, а комплекс АТФ с ионом Mg2+, координационно связанным с гамма- и бета-фосфатами: (рисунок)
Из-за того, что к большому удивлению никто не понимает, почему это так, почему без магния АТФ не синтезируется и энергию на реагирующие молекулы не переносит, почему эту функцию исполняетм только магний, а, например, не кальций или цинк, из-за этого непонимания принято говорить только об АТФ. По существу же, активно действующий аденозинтрифосфат является продуктом реакции аденозинтрифосфорной кислоты с окисью магния, как это показано на рисунке. Образование окиси магния из иона магния с помощью специфической реакции с участием воды в молекулярной самоорганизующейся системе является основой моей теории происхождения жизни на Земле, разработанной мною сорок лет тому назад ( https://www.dropbox.com/s/tx666ilga018yvt/OriginOfLifeRus.pdf, https://systemity.livejournal.com/4661364.html). В любых процессах синтеза АТФ - при фотосинтетической активности, в мембранах бактерий, в окислительном фосфорилировании в митохондриях высших организмов - процессу синтеза АТФ предшествует промежуточная стадия превращения иона магния в окись магния, которая мгновенно реагирует с фосфатной группой нуклеозидфосфатов или гидролизуется с рециркуляцией в ион магния.
Почти восемь десятилетий после открытия Ф. Липмана, установившего роль АТФ в качестве переносчика энергии в биохимических процессах, упорно продолжают говорить о безумных с химической точки зрения "высокоэнергетических фосфатных связях" АТФ и АДФ (но почему-то не АМФ!), хотя на самом деле повышение внутренней энергии акцепторов нуклеозидфосфатов происходит за счёт расщепления связи магния с двумя остатками фосфорной кислоты. Подобная связь отсутствует в АМФ, поскольку аденозинмонофосфат содержит всего одну фосфатную группу. Почему-то важные учёные всех стран и народов до сих пор не занялись поиском ответа на совершенно детский вопрос: как объяснить, что "макроэргическая фосфатная группа" присутствует в аденозинтрифосфате (АТФ), в аденозиндифосфате (АДФ), но отсутствует в аденозинмонофосфате (АМФ)? Ведь ответ совершенно прост и виден из приведённого мною рисунка.
Таким образом, магний играет решающую роль практически во всех процессах обмена веществ. Именно магний, а никакой иной неорганический элемент или органическое вещество лежит в основе поддержания жизни. Роль кальция многообразна в качестве фактора регуляции, но следует помнить, что 99% кальция находится в костях. С этого я и начну своё повествование о том, какое значение содержание в продуктах питания кальция и магния имеет в плане поддержания здоровья человека.
(Продолжение следует)