ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. После фундаментальных теоретических исследований крупнейших ученых современности (Н. Винер, 1964; Л. Берталанфи, 1969; А.А. Ляпунов,. 1972; ПК. Анохин, 1973; А.И. Уемов, 1978; В.И. Вернадский, 1989; А.В. Гапонов-Грехов, А.С. Ломов, Г.В. Осипов, М.И. Рабинович, 1989; и др.) системный подход стал определяющим в разработке проблем психологии личности (Б.Ф. Ломов, 1975; Е.А. Климов, 1969; А.А. Крылов, 1972; К.А. Абульханова-Славская, 1977; Ю.М. Забродин, А.Н. Лебедев, 1977; А.А. Бодалев, В.В. Столин, 1987; В.В. Новиков, Ю.М. Забродин, 1990; В.В. Знаков, 1991; В.Д. Шадриков, 1996; В.А. Петровский, 1997; и
др.)-
В концепции иерархической организации субъективной реальности (U.
Bronfenbrenner, 1951; R. В. Cattell, C.F. Stice, 1957; К.В. Судаков, 1983; А.И. Крупнов, 1985; Г.А. Глотова, 1990; А.В. Брушлинский, 1991; Н.Н. Данилова, 1992; В.Г. Леонтьев, 1992; В.И. 'Слободчиков, Е.И. Исаев, 1995; Е.Д. Хомская, 1996; Б.Г. Ананьев, 1997; и др.), наиболее полно разработанной пермской психологической школой (B.C. Мерлин, В.В. Белоус, Б.А. Вяткин, Э.И. Маствилискер, 1973; B.C. Мерлин, 1986; Б.А. Вяткин, 1993; Л.Я. Дорфман, 1993; М.Р. Щукин, 1994; и др.), в структуре индивидуальности традиционно выделяют личностный, темпераменталь-ный, нейродинамический и генетический уровни. Но логика системного мышления потребовала постулирования биохимического уровня индивидуальности (Р. Уильяме, 1960; Б.Д. Карвасарский, Ю.М. Горбачев, Б.В. Иовлев, Б.Д. Разумов, Е.М. Стабровский, 1976; Ц.П. Короленко, 1978; В.М. Русалов, 1979; B.C. Мерлин, 1986; • Г.А. Аминев, 1988), и проблема до настоящего времени остается мало разработанной. Важную роль в биохимии организма играют микро- и макроэлементы, выполняющие роль кофакторов в ферментативных реакциях (B.C. Асатиани, 1969; G. Muller, 1977; Дж. Зилва, П.Р. Пэннел, 1981; М.В. Волькенштейн, 1981; В.П. Скулачев, 1989; А.Ш Бышевский, О.А. Терсенов, 1994; В.И. Рубин, Э.Г. Давлетов, А.С. Эйберман, 1995). В силу этого психофизиологическое исследование биохимического уровня индивидуальности, и, в частности, влияния метаболизма микроэлементов на
межиндивидуальные различия, представляет не только теоретический, но и практический интерес, так как разработанные методики могут успешно применяться в психодиагностике и психокоррекции поведения (Л.Ё. Панин, В.П. Соколов, 1981; А.И. Крупнов, 1983; A3. Рахимов, 1983; Л.М. Аболин, 1987; В.Г. Вогралик, М.В. Вогралик, 1988; А.Г. Гизатуллин, 1990; Н.Н. Данилова, 1992; М.А. Гапиев, 1993; М.Н. Красильникова, Э.Г. Аминев, В.П. Сафронов, 1994; Г.А. Аминев, Э.Г.- Аминев, Э.Г. Давлетов, Г.С. Ягудинова, 1994; В.Я. Ляудис, 1996; Р.И. Аллагулов, 1996).
В силу теоретической значимости проблемы многоуровневого исследования индивидуальности и неразработанности вопроса проблема микро- и макро- элементного обеспечения психофизиологии индивидуальных различий является актуальной.
Цель исследования: изучить соотношение индивидуальных различий мета- болизма микроэлементов с многоуровневыми свойствами индивидуальности.
Для достижения названной цели решались следующие задачи:
1. Изучить показатели индивидуальных различий метаболизма микро- и макроэлементов и определить статистико-энергетические характеристики их внутрисистемных связей.
2. На основе корреляционно- факторного анализа выявить статистически, значимые связи метаболизма микроэлементов с многоуровневыми свойствами индивидуальности, найти общие закономерности межсистемных связей метаболизма микроэлементов по мере перехода от личностного уровня к биодинамическим.
3. В соответствии с психофизиологическим принципом кодирования номером канала установить для различных уровней индивидуальности специфичные группы микро- и макроэлементов, метаболизм которых статистически значимо связан с каждым свойством этого уровня.
4. Построить математические модели отображения метаболизма микро- элементов на разноуровневые свойства индивидуальности с учетом психо- физических и биохимических свойств микро- и макроэлементов, с одной стороны, и уровня индивидуальности, с другой.
5. Получить регрессионные уравнения для теоретического расчета ряда клинических показателей крови - гемоглобина, цветного индекса, СОЭ и количества лимфоцитов - по результатам вербального тестирования метаболизма микроэлементов.
¦ Гипотеза исследования исходила из концепции об иерархической организаций субъективной реальности (В.М. Русалов, 1979; B.C. Мерлин, 1986; А.В. Брушлинский, 1991; Б.А. Вяткин, 1993; Э.А. Голубева, 1993; Б.Г. Ананьев, 1997; и др.), о волновых механизмах нейро- и психорегуляции (Н.А. Аладжалова, 1962; О.А. Конопкин, 1980; Г.А. Аминев, 1988; А.Н. Лебедев, 1992; и др.) и состояла в том, что метаболизм микроэлементов является самостоятельным компонентом . биохимической индивидуальности, определяющим свойства индивидуальности, • начиная от личностного и завершая биодинамическими уровнями.
Альтернативой является представление о влиянии обмена микроэлементов только на биологические процессы в организме, не имеющие психодиагностических и психокоррекционных потенциалов.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Особенности метаболизма микро - и макроэлементов образуют интегрированную систему, отличающуюся общими и специфическими закономерностями взаимодействия с другими уровнями индивидуальности.
2. Общая закономерность межсистемных связей метаболизма микроэлементов состоит в том, что при переходе от личностного к генетическим уровням интенсивность связей возрастает, обуславливая принадлежность микроэлементного обмена к биодинамической сфере индивидуальности.
3. Специфическая закономерность межсистемных связей метаболизма микроэлементов заключается в том, что для различных уровней индивидуальности существуют определенные группы микро- и макроэлементов, метаболизм которых статистически значимо связан с каждым свойством этого уровня по принципу кодирования номером канала и. которые вдоль оси резонансных частот основной линии спектра имеют волновое распределение с двумя характерными периодами.
4. Регрессионные уравнения для теоретического расчета ряда клинических показателей крови - гемоглобина, цветного индекса, СОЭ и количества лимфоцитов -показывают возможность использования характеристик метаболизма микроэлементов в практике психологического консультирования, экологического мониторинга, экспресс-скрининга состояния адаптации различных контингентов населения.
5. Установленные в работе психофизиологические закономерности свидетельствуют о том, что особенности метаболизма микроэлементов являются одним из компонентов биохимической индивидуальности.
Научная новизна. Впервые в рамках системно-субъектного подхода (Б.Ф. Ломов, 1975; А.Г. Асмолов, Б.С. Братусь, Б.В. Зейгарник, В.А. Петровский, Е.В. Субботский, А.У. Хараш, Л.С. Цветкова, 1979; B.C. Мерлин, 1986; А.В. Брушлинский, 1991; Б.А. Вяткин, 1993; В.Н. Дружинин, 1997; и др.), проведено исследование микроэлементного обмена и получены экспериментальные доказательства того, что метаболизм микроэлементов является одним из факторов в структуре биохимической индивидуальности.
Впервые выявлены основные общие и специфические закономерности межсистемных связей метаболизма микроэлементов с разноуровневыми свойствами индивидуальности, выражающиеся в усилении детерминирующей роли микроэлементов при переходе от высших уровней индивидуальности к базовым и наличии волнового распределения вдоль оси резонансных линий микроэлементов, корреспондирующих с данным свойством индивидуальности.
Впервые показана возможность теоретического расчета ряда клинических показателей крови - гемоглобина, цветного индекса, СОЭ и количества лимфоцитов -по характеристикам метаболизма микроэлементов, определяемым по результатам психофизиологического скрининга.
Теоретическое значение. Доказана правомерность введения в дифференциальную психофизиологию микроэлементной характеристики индивидуальности.
Практическое значение. Практическое применение учета индивидуальных особенностей метаболизма микроэлементов открывает новые направления в психодиагностике и психокоррекции.
1. Разработанная методика определения недостаточности обмена микроэлементов в организме позволяет объективно диагностировать и корригировать дезадаптивные личностные свойства с помощью специальных психологически-ориентированных диет.
2. Учет микроэлементного фактора позволяет повысить эффективность тренингов и коррекции дезадаптивного поведения, связанного с нарушениями обмена микроэлементов в организме. Методика апробирована на студентах I курса Башкирского государственного университета, учащихся Первой уфимской политологической гимназии и в практике психологического консультирования населения г. Уфы.
Апробация работы. Основные результаты исследования представлялись и докладывались на Второй Российской конференции РПО «Методы психологии» (Ростов-на-Дону, 1997), на VIII Международной конференции «Применение новых технологий в образовании» (Троицк, 1997), на республиканской конференции «Опережающее образование - будущее республики» (Уфа, 1997), на региональных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы валеологии» (Екатеринбург, 1997), «Психология на службе республики Башкортостан» (Стерлитамак, 1998), совместном заседании кафедр общей и клинической психологии БГУ и Уфимского филиала факультета психологии МГУ им. М.В. Ломоносова.
Объект и методическое оснащение исследования. Обследовали 172 человек, в том числе студенты первого курса Башкирского госуниверситета - 71 чел. в возрасте 17-18 лет, учащиеся Первой уфимской политологической гимназии - 45 чел. в возрасте 15-16 лет, поликлиник № 1 и № 40 г. Уфы в количестве соответственно 26 (12-14 лет) и 30 человек (30 - 45 лет). Обследование включало: психодиагностическое (тестовое) исследование гиполабильности микреоэлементов; компьютерную диагностику личностных, психодинамических, психогенетических свойств интегральной индивидуальности, замеры нейродинамических, включая ЭЭГ и психовегетативных (БAT) показателей. Таким образом, на каждого испытуемого было рассчитано 147 характеристик или 5292 на группу.
Предмет исследования - индивидуальные различия субъективной реальности, обусловленные метаболизмом микроэлементов.
Работа является частью системных исследований индивидуальности человека, проводимых в русле волновой концепции личности, разрабатываемой кафедрой психологии Башкирского госуниверситета совместно с психофизиологической лабораторией Уфимского филиала факультета психологии МГУ им. М.В. Ломоносова в рамках проекта «Новые нейропедагогические технологии», утвержденного вице-президентом АН РБ, акад. Р.Н. Гимаевым. Исследования проводились на базе Первой уфимской политологической гимназии (директор Р.И. Аминева), за что автор выражает особую благодарность.
Глава 1. ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ
(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
Еще в начале нашего века академик П.П. Лазарев (1922, с. 5) писал: «Экспериментальный метод начал проникать в самые сложные области нервной- физики и физиологии и дал здесь первые опорные пункты для дальнейших работ, которые должны связать физику и физиологию, с одной стороны, и психологию, с другой».
В психофизиологическую науку понятие «биохимическая индивидуальность» впервые ввел президент биохимической ассоциации США Р. Уильяме (RJ. Williams, 1960), показавший связь социального поведения (потребление алкоголя) с межиндивидуальными вариациями метаболизма. Предвидя важность этого нововведения, B.C. Мерлин (1986), один из основоположников теории интегральной индивидуальности, свою последнюю статью также посвятил биохимической индивидуальности. Однако до сих пор эта проблема в дифференциальной психофизиологии остается мало разработанной (U. Bronfenbrenner, 1951; В.М. Русалов, 1979; С.А. Изюмова, 1995; Э.А. Голубева, 1980, 1993; А.И. Крупнов, 1983; Б.А. Вяткин^ 1993; Н.Н. Данилова, 1992; Л.Я. Дорфман, 1993; М.Р. Щукин, 1994; В.В. Белоус, 1994).
С учетом системного подхода (Л. Берталанфи, 1969; П.О. Макаров, 1971; А.А. Крылов, 1972; А.А. Ляпунов, 1972; Б.Ф. Ломов, 1975; К.А. Абульханова-Славская,
10
1977; А.И. Уемов, 1978; А.В. Петровский, 1981), проблема биохимической индивидуальности может быть решена на стыке биохимии и дифференциальной психофизиологии. На сегодняшний день предметом биохимии считают химические основы жизнедеятельности, т.е. изучение химической структуры и превращения молекул, составляющих живое (А.Ш. Бышевский, О.А. Терсенов, 1994). А это означает, что биохимическая индивидуальность должна быть разделом психологии личности, в котором рассматриваются химические механизмы индивидуальных особенностей психической деятельности, другими словами связи между химической конституцией, молекулярной динамикой, с одной стороны, и многоуровневыми качествами субъективной реальности, с другой. И так же, как биохимия имеет разделы: 1) биомолекулы, структура и свойства; 2) ферменты, энергетика живого, транспорт; 3) обмен веществ; 4) жидкие среды и специализированные ткани и т.д. (Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес, Р. Родуэлл, 1993; А.Ш. Бышевский; О.А. Терсенов, 1994), -биохимическая индивидуалогия личности может концентрироваться на связях субъективной реальности с различными блоками биохимии организма. В данной работе рассматривается только один аспект биохимической индивидуальности, связанный с микро- и макроэлементным обменом, что и отражает приводимый ниже обзор.
1.1. Функции микроэлементов в организме.
1.1.1. Количественное содержание макро- и микроэлементов в организме.
Микроэлементы - составная часть биосферы, или среды обитания живых организмов (А.П. Виноградов, 1932; В.В. Ковальский, 1974; В.П. Казначеев, Л.П. Михайлова, 1985; В.И. Вернадский, 1989; и др.). В.И. Вернадский в 1926 г. высказал гипотезу о том, что биосфера и ее фундаментальный компонент - живое вещество -возникли на Земле как единая, неразделимая, целостная оболочка. А.П. Виноградов (1932), ученик В.И. Вернадского, в течение многих лет изучавший элементный состав различных видов животных, обратил внимание на то, что несмотря на значительные концентрации алюминия, кремния и титана в земной коре содержание их в живом ве-
11
ществе минимально. И, напротив, элементы, имеющиеся в коре в меньших объемах, но образующие водорастворимые соединения, в конечном итоге включены в биоорганизмы в больших количествах. Следовательно, концентрация элементов в живом объекте пропорциональна содержанию их в среде обитания с учетом растворимости.
А.П. Виноградов .(1932) сделал два крупных обобщения: химический состав организма есть видовой, родовой признак; различные области земной поверхности характеризуются неодинаковым типом геохимических процессов, что ведет к формированию биогеохимической провинций, т.е. в результате длительного отбора микрохимия организма начинает соответствовать среде обитания.
Металлы и близкие к ним по свойству элементы влияют на функционирование живых организмов. Это связано с тем, что целый ряд элементов включен в различные процессы метаболизма, много абиологичных металлов в виде строго конкретных соединений нашли применение в качестве лекарственных и диагностических средств, некоторые металлы, будучи крайне нежелательными проникают в организм из естественных источников (P.J. Sadler, 1991; ДА. Леменовский, 1997).
Проблема биологической роли микроэлементов имеет большое значение для медицины и прикладной психофизиологии (Е. Underwood, 1956; А.О. Войнар, 1960, Г.А. Бабенко, 1970; А.Г. Гизатуллин, 1973; А.В. Ковальский, 1974; А.И. Венчиков, 1978; J. Frieden, 1984; А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, А.С. Строчкова, 1991). Это обуславливается тем, что геохимическая среда оказывает существенное влияние на организм и нервную систему человека (Д. Василев, 1980; A.M. Ивлев, 1986). Эпидемиологические исследования, проведенные на побережье Каспийского моря в Иране Международным онкологическим агентством (МОА), филиалом ВОЗ совместно с органами здравоохранения Ирана, показали, что сорокократное увеличение частоты заболеваний раком пищевода в восточной части побережья коррелирует с различиями геохимических условий. Изучается психологическая реакция на онкологические, железодефицитные и др. болезни (О.А. Малиевский, В.А. Малиевский, Т.Н. Красавцева, 1994). В некоторых странах выявлены отрицательные корреляции между жесткостью воды и атеросклерозом, гипертонией и инфарктом миокарда (НА. Schroeder, A.R. Nason, I.H. Tipton, JJ. Balassa, 1970). Учитывая, что
12
индивиды со склонностью к указанным заболеваниям обладают специфичным спектром индивидуальных качеств - тип А при инфарктах, раковая личность по Г. Айзенку и т.п. (С. Левандер, 1970; Л.Е. Панин, В.П. Соколов, 1981;. Л.А. Китаев-Смык, 1983; В.Д. Трошин, Л.П. Шубина, 1988; К.В. Судаков, Е.А. Юматов, 1991; Ф.Б. Березин, М.П. Мирошников, Е.Д. Соколова, 1994), - нетрудно прийти к гипотезе о роли микро- и макроэлементов в формировании психофизиологической конституции человека (см. В.А. Конышев, 1985, Г.А. Аминев, 1994).
Микроэлементы - это группа химических элементов, содержание которых в организме человека и животных колеблется в пределах 10~3 - 10 ~12 %. Из 92 встречающихся в природе элементов 81 обнаружен в организме человека. Железо, йод, медь, цинк, кобальт, хром, молибден, ванадий, никель, селен, марганец, мышьяк, фтор, кремний, литий признаны эссенциальными, т.е. жизненно необходимыми. Кадмий, свинец, олово и рубидий являются «серьезными кандидатами на эссенциальность». Остальные микроэлементы получили название неэссенциальных (А.О. Войнар, 1960; В.В. Ковальский, 1974; Л.Р. Ноздрюхина, 1977; И.И. Брехман, 1980; B.C. Райцес, 1981). Критериями эссенциальности являются: 1) возникновение функциональных или морфологических отклонений, так называемых признаков дефицита при исключении микроэлемента из пищи; 2) такие же нарушения при избытке содержания в пище; 3) корреляция состояния дефицита микроэлемента с субнормальным уровнем его концентрации в крови или в тканях лабораторных животных (А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова, 1991).
А.И. Венчиков (1978) группирует элементы по участию - в процессах жизнедеятельности организма (биотики): 1) биокаталитические, входящие в структуру ферментов (железо, медь, марганец и др.), витаминов (кобальт); 2) эндокринные, связанные с гормонами (йод - тироксин щитовидной железы); 3) ретикулоэндотелиальные (мышьяк, ртуть, сурьма).
Различают экзогенные (поступающие в организм с пищей) и эндогенные химические элементы, низкомолекулярные регуляторы и биополимеры (А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова, 1991). Далее в наш обзор литературы включены только те микро- и макроэлементы, для которых достоверно известны
13
последствия дефицита (А.И. Войнар, 1960; В.В. Ковальский, 1974; А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова, 1991), и в силу этого оказалось возможным разработать психодиагностическую методику определения недостаточности их усвоения, или как авторы назвали гиполабильности (Г.А. Аминев, Э.Г. Аминев, А.А. Муфозалов, 1994). Использование этой методики позволило нам поставить вопрос и изучить связь обмена макро и микроэлементов с психофизиологическими и психологическими качествами индивидуальности.
К числу таких элементов относятся: селен, цинк, никель, кобальт, железо, кремний, марганец, магний, молибден, медь, хром, кальций, калий. Порядок их следования соответствует основной резонансной частоте поглощения, что, как будет видно далее из нашего экспериментального материала (см. гл. 4), является наиболее значимым для поддержания психологических функций. Еще раз подчеркнем, что приведенный список ни в коей мере не означает, что нами игнорируется роль других макро и микроэлементов (например, натрия), ибо это отсутствие объясняется тем, что в авторитетных, доступных нам литературных источниках мы (как и авторы названного теста) не нашли достоверных симптомо-комплексов их недостаточности.
Биологическое значение каждого элемента излагается в следующем порядке: а) количественное содержание в организме и тканях с учетом онтогенеза, суточная потребность; б) биохимические и физиологические эффекты микроэлементов и признаки дефицита микроэлементов (микроэлементозы); в) психофизиологическая роль (излагается в следующем пункте). Количественные характеристики представили в виде таблицы 1.1. для удобства обозрения.
Количественные характеристики приведены к единой мере, мкг (в некоторых ячейках данные отсутствует), и рассчитаны коэффициенты включения в мозг (Г.А. Аминев), показывающие число дней, в течение которых покрывается содержание микроэлемента в среднем по весу мозге за счет суточной потребности: BI = 10" 2*С*Е/Р, где С - концентрация в мозге, Е - средний вес мозга, Р - суточная потребность (средний вес мозга Е = 1375 г.). Как видно из таблицы 1.1., больше всего в организме содержится кальция и калия. В мозге наибольшую концентрацию имеют калий, кальций и магний; наибольшие различия приходятся на коэффициент
14
включения в мозг, который менялся от 0.02 для молибден до 19.2 дней для кальций. Это означает, что для того, чтобы пополнить запасы кальция в мозге; требуется не менее 19 суток (так как кальций необходим для других органов и тканей), а молибдена - 0.5 час.
Таблица 1.1
Содержание макро- и микроэлементов в организме.
Примечание: содержание в организме (см. Л.Р. Ноздрюхина, 1977), в сыворотке (М.Г. Коломийцева, Р.Д. Габович, 1970, Ю.Е. Вельтищев, Н.С. Кисляк, 1979), в мозге (B.C. Райцес, 1981), суточная потребность (В.В. Ковальский, 1974). Обозначения * - % на сырой вес, ** - % в золе.
Элемент Содержание в организме, среднее значение в г Содержание в сыворотке, мкг % Содержание в мозге, мкг % на сырой вес Суточная потребность, мкг Коэффициент включения в мозг
Селен 3.8x10"2 - 6.9 5.0x102 0.19
Цинк 1.75 124 1.65х103 1.25хЮ4 1.82
Никель 1.0x10"6* 6 х 10"6* 1.0x102 3.5x103 0.39
Кобальт 1.17хЮ"6* 38 1.5x107 3.48
Железо 2.3' l.lxlO2 3.98x103 1.5x104 3.65
Кремний 0.01** 5.37хЮ3 2.5хЮ4 2.95
Марганец 0.02 1.73хЮ-6* 36 7.5хЮ3 0.07
Магний 20 2.15x104 6.03x104 4.0 хЮ5 2.07
Молибден 0.01 - 0.6 5.0x102 0.02
Медь 0.2 LlOxlO2 3.39x102 2.0x103 2.33
Хром в следовых кол-вах 2 2.3x102 0.12
Кальций l.lxlO3 1.08x104 1.26x106 9.0x105 19.23
Калий 1.75x102 17.2 3.48x105 3.75хЮ6 1.27
15
1.1.2. Биохимические и физиологические эффекты микроэлементов.
Биологическая функция микро- и макроэлементов в организме по мнению большинства авторов осуществляется не непосредственно, а благодаря тому, что они входят в состав комплексных соединений и ферментов (А.Ш. Бышевский, О.А. Терсенов, 1994).
Первые участвуют в разнообразных химических реакциях (ДА. • Леменовский, 1997; Б.Д. Березин, Н.С. Ениколопян, 1988), и наиболее активными являются соединения, в которых четыре координационных места занимает частица, именуемая порфином (см. таблицу 1.2., Н.А. Улахович, 1997).
Таблица 1.2 Биохимическая роль металлов (Н.А.Улахович, 1997)
Металл Координируемый атом Функции
Цинк N, S • Участвует в гидролизе фосфатов и синтезе РНК
Никель N, S Стабилизирует структуру РНК, ДНК и рибосом
Кобальт N, S Переносит СНз -группы, выступает как реагент в реакциях окисления-восстановления, т.е. Н+, входит в состав В12
Железо N, S Реагент в реакциях ' окисления-восстановления, транспортирует кислород
Марганец O,N,S Выступает реагентом в реакциях окисления-восстановления, фотосинтеза, метаболизма жиров в качестве кофактора дыхательных ферментов
Магний О Участвует в процессах гидролиза, переноса фосфата, стабилизации структуры мембран.
Молибден N, S Реакции окисления-восстановления
Медь N, S Реакции окисления-восстановления, метаболизм фенольных соединений, переносчик 02 в реакциях сшивания коллагена
Хром О Обеспечивает углеводородный обмен, является кофактором инсулина (глюкозный фактор толерантности)
Кальций О Гидролиз, перенос фосфата, антагонист магния в ферментативных процессах. Формирование структуры клеток.
Калий О Участвует в переносе заряда, передаче нервного импульса.
16
Микро- и макроэлементы могут влиять на биологические функции через ферментативные процессы (А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова, 1991). Здесь (см. таблицу 1.3.) наибольшую активность проявляют цинк и медь, управляя реакциями в составе соответственно 11 и 10 ферментов, а далее следуют железо и молибден (9 и 7 ферментов). По некоторым данным цинк входит в 70 ферментов (НА. Улахович, 1997).
Таблица 1.3
Ферментная валентность микро- и макроэлементов
Примечание: названия ферментов приводятся не по международной номенклатуре, а по источнику (А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова, 1991); ФВМ - ферментная валентность, т.е. количество ферментов, в которые входит данный микроэлемент.
Элемент Ферменты ФВМ
Селен Глицинредуктаза, глутатионпероксидаза, формиатде-гидрогеназа, 3
Цинк Алкогольдегидрогеназа, аминопептидаза, изомеразы фосфаманнозы, карбоангидраза, коллагеназа, мРНК-синтетаза, нуклеатидпирофосфатаза, обратная транскрип-таза, пируваткарбоксилазы, супероксидисмутаза, фруктоза-1,6-дифосфатаза 11
Никель Восстанавливающая мембраносвязанная гидрогеназа, дегидрогеназа оксиуглерода, перипплазматическая гидрогеназа, уреаза 4
Кобальт Глицеролдегидратаза, 2-метиленглутаратмутаза, пропандиолдегидратаза, этоноламиноксидаза 4
Железо Гастроферрин, каталаза, кональбумин, лактопероксидаза, лактоферрин, миелопероксидаза, тиреоидпероксидаза, трансферрин, фенилаланингидроксилаза 9
• Кремний Лизилоксидаза, пролингидроксилаза 2
Марганец Аргиназа, пируваткарбоксилаза супероксиддисмутаза, холинэстераза 4
Магний Пируваткорбаксилаза, фосфатаза, фосфоглюкогиназа 3
Молибден Альдегидоксидаза, глицериндегидрогеназа, ксан-тиноксидаза, нитрогеназа, сульфитоксидаза, пиридок-сальоксидаза, пурингидроксилаза 7
17
Таблица 1.3 (продолжение)
Элемент Ферменты ФВМ
Медь Аминоксидаза, бензил-аминоксидаза, гистаминаза, дофамин-бетта-гидроксилаза, супероксиддисмутаза, сперминоксидаза, терозиназа, церуплазмин, цитохромоксидаза, уратоксидаза 10
Хром не изучены -
Кальций Амилаза, липаза 2
В.А. Конышевым (1985) доказано, что известный психолингвистический закон Ципфа можно распространить на аминокислотный состав белков. Напомним, что закон Ципфа - это гиперболическое убывание частоты употребления слов по мере увеличения их порядкового номера в частотном словаре (Ю.М. Забродин, А.Н. Лебедев, 1977; Р.Г. Пиотровский, К.Б. Бектаев, А.А. Пиотровская, 1977; Г.А. Аминев, 1982). Подобная зависимость проявляет себя тем, что график в двойном логарифмическом масштабе превращается в прямую (линеаризируется). В последние годы было доказано, что первые слова отклоняются от линии вниз - поправка Мандельброта (Л. Бриллюэн, 1966).
Исходя из этого, на рис. 1.1. представлена в двойном логарифмическом масштабе зависимость «ферментной валентности» металла от его номера в порядковом ряду по убыванию показателя количества ферментов, в которые входит этот элемент. Хорошо видно, что средний участок замечательным образом линеаризируется. А первые две точки отклоняются вниз, что и предсказывается психолингвистической теорией.
В.А. Конышев (1985) подчеркивает, что кривая напоминает динамику частоты употребления букв в языках. Это означает, что микро и макроэлементы образуют единую систему, как бы «алфавит» языка метаболизма микро- и макроэлементов, и в дальнейшем мы можем использовать эти параметры в нашей работе в качестве характеристик микро- и макроэлемента (в особенности ферментную валентность) наряду с другими, в том числе физическими, о чем речь будет идти в гл.2. В этой связи уместно отметить, что системность микроэлементов подтверждается и тем, что введение одного из них в организм может вызвать перераспределение между |
