Инозитол играет важную роль в жизненных процессах на протяжении последних 2 млрд лет, то есть еще с тех давних пор, когда на Земле появились первые эукариоты — организмы с оформленным клеточным ядром. Он является одним из важнейших углеводных соединений, необходимых нашему организму для правильного обмена сигналами между клетками. В этой статье мы вспомним историю открытия инозитола, поговорим о его структуре и полезных свойствах, а также определим, насколько опасен дефицит инозитола и нужно ли принимать добавки с этим веществом.
В прошлом инозитол относили к витаминам группы B, и до сих пор в некоторых источниках упоминается альтернативное название «витамин B8». Инозитол действительно проявляет витаминную активность, однако он синтезируется в нашем организме, а потому не относится к этому классу веществ. Исключением является витамин D, который относится к условно незаменимым питательным веществам. Он синтезируется в организме под воздействием ультрафиолета, однако организму далеко не всегда хватает этого количества для удовлетворения собственных потребностей, и витамин необходимо доставлять в организм дополнительно.
История открытия и изучения инозитола
Первооткрывателем инозитола является немецкий химик Иоганн Йозеф Шерер. В 1850 году он проводил исследования мышечных клеток, вероятно, принадлежавших какому-либо из сельскохозяйственных животных, и выделил неизвестное вещество. У Шерера было не так много возможностей для подробного изучения структуры вещества, поэтому, отметив сладковатый вкус, он определил его как сахар и назвал «инозит». Точная причина выбора названия неизвестна, но согласно распространенной гипотезе, этот термин имеет древнегреческое происхождение и в приблизительном переводе означает «сахар из мышечных волокон». Интересно, что Шерер опубликовал своё исследование в журнале, принадлежавшему немецкому химику Юстусу фон Либиху, что до сих пор порождает путаницу в некоторых источниках, приписывающих Либиху само открытие инозитола.
В 1887 году французский химик Леон Макен извлек это же вещество из растительного источника в очищенном виде. Изучив его реакционные способности, молекулярную массу и другие химические свойства, ученый подтвердил углеводную природу компонента, а также определил, что он представляет собой спирт. Тогда Макен ввел в употребление современный термин — «инозитол». В ходе многочисленных научных исследований начала XX века была выделена наиболее распространенная в природе форма данного вещества — мио-инозитол.
В 1930-х и 1940-х годах было установлено, что инозитол предотвращает выпадение шерсти у крыс и мышей, а также помогает при атеросклерозе и нарушениях липидного обмена. В связи с этим его включили в категорию витаминов группы B и присвоили обозначение: витамин B8. Однако в скором времени исследователи обнаружили, что инозитол не соответствует одному из главных критериев витаминов — незаменимости, то есть неспособности организма самостоятельно производить вещество в достаточных для собственных нужд количествах. Так инозитол получил статус витаминоподобного вещества. Это означает, что он участвует в биохимических процессах, в которых также задействованы и витамины.
Формы инозитола и их особенности
Инозитол имеет химическую формулу C6H12O6. Основу структуры его молекулы составляет циклическое, или кольцевое, соединение из 6 атомов углерода (C). Каждый элемент кольца имеет по 2 боковых ответвления в виде гидроксильных групп OH — ковалентно связанных атомов кислорода и водорода — и отдельных атомов водорода. В общей сложности существует 9 форм или, как их называют в научной среде, стереоизомеров инозитола. Все они имеют одинаковую химическую формулу и включают углеродное кольцо, но отличаются расположением гидроксильных групп в трехмерном пространстве. Мы с вами рассмотрим 2 ключевых стереоизомера инозитола.
- Мио-инозитол (МИ) — 5 гидроксильных групп направлены параллельно плоскости кольца, а шестая — перпендикулярно. Это самая стабильная и биологически активная форма вещества, наиболее часто встречающаяся в природе.
- D-хиро-инозитол (ДХИ) — включает 5 перпендикулярных гидроксильных групп и 1 параллельную. Этот стереоизомер также проявляет биологическую активность, но отвечает за специфичные биохимические процессы и реже синтезируется организмом.
Название D-хиро-инозитола объясняется тем, что он является хиральным по отношению к мио-инозитолу. Это химическое свойство молекул можно сравнить с отражением в зеркале — мы видим себя точно такими же, однако правые части тела располагаются с левой стороны, и наоборот. На практике хиральность можно заметить, попытавшись совместить кисти рук, направленные ладонями вниз. Несмотря на кажущуюся идентичность, зеркальная структура не позволяет им сложиться вместе.
Биологическая роль и функции инозитола в организме человека
В организме человека синтез инозитола — это процесс, который происходит в ходе переваривания пищи. Содержащаяся в ней глюкоза — простой сахар — является исходным компонентом, который присоединяет к себе фосфатную группу и преобразуется в глюкозо-6-фосфат. Это дает ей возможность взаимодействовать с ферментами — комплексами белков, ускоряющими биохимические реакции в организме. В данном случае функцию катализатора выполняет фермент инозитол-3-фосфатсинтаза. После его воздействия в организме синтезируются почти готовые молекулы инозитола, но все еще связанные с фосфатной группой. За ее отделение отвечает еще один фермент — инозитолмонофосфатаза.
Выше мы описали процесс биосинтеза МИ. Будучи и сам биологически активным веществом, он также может трансформироваться в другие стереоизомеры. В частности, при взаимодействии с ферментом инозитол-эпимераза синтезируется уже известный нам ДХИ. Этот процесс обратим — он зависит от потребностей организма в определенный момент времени.
А теперь давайте определим главное функциональное различие 2 стереоизомеров инозитола.
- Мио-инозитол встраивается в клеточные мембраны и играет роль универсального посредника для передачи любых клеточных сигналов — нервных, гормональных, генетических и других.
- D-хиро-инозитол можно обозначить как «специалиста» по инсулину — гормону, отвечающему за правильное усвоение глюкозы и регулирующему уровень сахара в крови. Благодаря ДХИ клетки более эффективно реагируют на инсулиновые сигналы, запуская соответствующие обменные процессы.
Важность инозитола для здоровья
Хотя инозитол выполняет важную функцию по передаче внутриклеточных сигналов в рамках всего организма, особую ценность он представляет для репродуктивной системы. Критически важное влияние это вещество оказывает на женский организм, во многом определяя его способность к зачатию и вынашиванию ребенка. Синдром поликистозных яичников (СПКЯ) — это распространенное эндокринное расстройство, при котором клетки перестают нормально реагировать на инсулин, из-за чего нарушаются гормональный баланс и, как следствие, менструальный цикл и овуляция. Комплексное воздействие обеих форм инозитола одновременно повышает чувствительность к инсулину и снижает уровень андрогенов — мужских половых гормонов, восстанавливая баланс.
Также инозитол играет важную роль в поддержании мужского репродуктивного здоровья. Исследования показывают, что снижение концентрации инозитола в семенниках напрямую влияет на ухудшение подвижности и изменение морфологических признаков сперматозоидов. Ряд исследований показывает, что инозитол также проявляет антиоксидантную активность, защищая половые клетки от окислительного стресса.
Инозитол играет важную роль в работе мозга и нервной системы, поддерживая наше психическое и эмоциональное состояние, а также когнитивные функции. Передача импульсов является основным механизмом работы нейротрансмиттерных систем. Так называют сети нейронов, которые используют определенные химические вещества — нейромедиаторы — для обмена информацией. Ключевыми нейротрансмиттерными системами являются:
- серотониновая — отвечает за регуляцию настроения и сна, а также поддерживает память и способность к обучению;
- ГАМК-ергическая — снижает возбудимость и предотвращает перегрузку нервных клеток, снимая тревожность;
- норадреналиновая — мобилизует организм в стрессовой ситуации, обеспечивая его готовность к незамедлительному действию (прим. ред.:запускает один из важнейших эволюционных механизмов — инстинктивную реакцию «бей или беги»).
Источники инозитола в питании и суточная норма потребления
Исследование, целью которого было определить уровень содержания инозитола в продуктах питания, было проведено еще в 1980 году. Важно отметить, что исследовательские методы и технологии того времени не позволяли четко отделять друг от друга инозитол и лецитины — еще одни важные компоненты клеточных мембран. Так как на момент подготовки материала последующие исследования по этой теме не проводились, представленные ниже показатели содержания инозитола в пищевых продуктах (в мг на 100 г) могли быть выведены с погрешностью:
- проростки пшеницы — 770;
- рисовые отруби — 460;
- ячневая крупа — 380;
- свежий зеленый горох — 240;
- мякоть апельсинов — 210.
Так как инозитол не является незаменимым или витаминным питательным веществом и синтезируется в организме, рекомендуемые нормы потребления для него не рассчитывались. Важно отметить, что инозитол, содержащийся в продуктах питания, обладает низкой биодоступностью, то есть недостаточно хорошо усваивается организмом.
Дефицит инозитола и его последствия
Люди, которые питаются регулярно и разнообразно, в абсолютном большинстве случаев не сталкиваются с дефицитом инозитола. Однако естественная выработка этого вещества может замедляться из-за нарушений метаболизма, что может приводить к различным проблемам со здоровьем. Основными факторами риска по дефициту инозитола в организме являются.
- Сахарный диабет. При повышенном уровне глюкозы в крови и инсулинорезистентности вместо инозитола в организме синтезируется сорбитол. Этот, также шестиатомный, спирт плохо проникает через клеточные мембраны и не может выполнять те же биологические функции, что и инозитол.
- Патологии желудочно-кишечного тракта. Такие заболевания, как целиакия или болезнь Крона приводят к нарушению всасывания питательных веществ, что, среди прочего, негативно отражается на способности организма к синтезу инозитола.
- Психические расстройства. Затяжные депрессии или тревожные расстройства приводят к истощению запасов инозитола в нервной системе, и организм попросту не успевает восполнять его недостаток.
- Преждевременные роды. Недоношенные младенцы могут сталкиваться с дефицитом инозитола, так как наиболее активное накопление этого вещества в клетках происходит на заключительном триместре беременности.
Хронический дефицит инозитола приводит к усугублению развития ряда недугов. К ним относятся диабетические осложнения, проблемы с репродуктивным здоровьем, расстройства нервной системы и повышенный риск развития дефектов у новорожденных. Так, например, порядка 80% женщин с синдромом поликистозных яичников сталкиваются с нарушением работы ферментов, отвечающих за синтез инозитола.
Применение инозитола в медицине и диетологии
Инозитол часто используется в гинекологии, репродуктивной и пренатальной медицине. Помимо того что он входит в комплекс терапии при СПКЯ, препараты с инозитолом назначают при подготовке к экстракорпоральному оплодотворению (ЭКО). У пациенток, которые принимают курс мио-инозитола за 3 месяца до ЭКО, отмечают более высокую частоту наступления беременности. Разница с контрольными группами в среднем составляет от 15 до 20%.
Также инозитол могут назначать при некоторых расстройствах нервной системы, однако он не является единственным или стандартным препаратом в таких случаях. Несмотря на многообещающие результаты некоторых исследований, медикам необходимо получить более убедительные доказательства для полноценного использования инозитола. Тем не менее, его часто включают в состав вспомогательной терапии при депрессии, обсессивно-компульсивном, биполярном и паническом расстройствах.
Некоторые диетологи рекомендуют принимать биологически активные добавки с инозитолом, однако мнение о том, что они являются универсальным средством для похудения, ошибочно. Дополнительные дозы инозитола могут принести пользу при комплексном подходе, включающем здоровое питание, физическую активность и контроль поддержания витаминов на высоком уровне.
Побочные эффекты и противопоказания инозитола
Инозитол — это нетоксичное вещество, которое не вызывает осложнений при нормальной жизнедеятельности и приеме добавок в соответствии с рекомендациями врача. Бесконтрольный прием высоких терапевтических доз инозитола может привести к побочным эффектам, которые обычно ограничиваются диареей, тошнотой и повышенным газообразованием. В редких случаях передозировки могут провоцировать головные боли и нарушения сна. Несмотря на то, что явных противопоказаний к приему добавок с инозитолом не существует, даже людям, входящим в группы риска по дефициту инозитола рекомендуется согласовывать курс с лечащим врачом.
Инозитол в вопросах и ответах
1. Что такое инозитол и к какой группе веществ он относится?
Инозитол — это углевод, который относится к шестиатомным спиртам.
2. Кто и когда впервые открыл инозитол?
Первым в 1850 году инозитол выделил немецкий химик Иоганн Йозеф Шерер.
3. Какую роль играет инозитол в работе нервной системы?
Инозитол обеспечивает передачу клеточных импульсов, что особенно важно при взаимодействии клеток нервной системы.
4. Чем отличаются мио-инозитол и D-хиро-инозитол?
Мио-инозитол и D-хиро-инозитол — это хиральные, то есть зеркально отраженные формы инозитола.
5. Сколько инозитола организм может синтезировать самостоятельно?
Здоровый организм человека обеспечивает более 75% собственных потребностей в инозитоле.
6. В каких продуктах питания содержится инозитол?
Инозитол содержится в проростках и цельных зернах злаков, некоторых овощах и фруктах.
7. Какова суточная потребность организма в инозитоле?
Суточные нормы потребления инозитола не определены, так как организм синтезирует его самостоятельно.
8. Может ли инозитол использоваться при синдроме поликистозных яичников (СПКЯ)?
Да, препараты с инозитолом являются важной частью терапии при СПКЯ, так как они нормализуют гормональный баланс.
9. Как инозитол влияет на уровень сахара в крови и чувствительность к инсулину?
Инозитол повышает чувствительность клеток к инсулину, что позволяет им регулировать уровень сахара в крови.
10. Назначают ли инозитол при тревожности и депрессии?
Инозитол может входить во вспомогательный терапевтический комплекс при этих расстройствах, однако он не является основным лекарственным средством.
11. Можно ли использовать инозитол как средство для улучшения сна?
Инозитол влияет на активность нейромедиаторов, отвечающих за здоровый сон, однако нарушения могут быть вызваны различными факторами, которые должен диагностировать врач.
12. Какие симптомы могут указывать на дефицит инозитола?
Дефицит инозитола, как правило, сопровождается усугублением симптомов сопутствующих ему заболеваний и расстройств: СПКЯ, сахарного диабета, депрессий и т.д.
13. Можно ли получить передозировку инозитола?
Передозировка инозитола возможна при длительном регулярном приеме препарата в терапевтических дозах без необходимости.
14. Какие побочные эффекты встречаются при приеме инозитола?
При передозировке инозитола могут возникнуть диарея, тошнота и вздутие живота.
15. Кому противопоказаны добавки с инозитолом?
Прямых противопоказаний к приёму инозитола нет. Тем, кто входит в группы риска по дефициту инозитола, необходимо проявлять особенную осторожность и начинать прием содержащих его препаратов только после консультации с врачом.
***
Инозитол, долгое время считавшийся одним из множества витаминов, которые мы получаем из пищи, в настоящее время признан одним из важнейших регуляторов жизни на клеточном уровне. От бесперебойного синтеза и соотношения двух основных стереоизомеров инозитола зависят почти все обменные процессы в организме, но особенную важность он представляет для репродуктивной и нервной систем. Будущие исследования призваны расширить понимание роли инозитола и открыть новые горизонты в персонализированной медицине.
Автор текста Иван Стефанов
Изображение на обложке: Ai-generated
