Что такое пептиды и для чего они нужны?

Благодаря такому открытию, человечество получило мощный регулятор биологических процессов организма. Сверхмалые белковые молекулы нашли свое применение в медицине, косметологии, спорте, ветеринарии. Учитывая размер пептида всего 1 нанометр,его относят к области нанотехнологий.

Что такое пептиды?

Название пептиды произошло с греческого языка от слова «питательный, переваренный» πεπτίδιο или peptós. Это альфа-аминокислотные цепочки, соединенные между собой преимущественно амидными связями —C(O)NH—. Если аминокислота одна, то это – просто аминокислота, если две частицы молекулы соединены между собой связями, то – это пептиды.

Сколько аминокислотных остатков в цепочке?

Остатки альфа-аминокислот в молекуле соединяются между собой в определенной последовательности, образуя цепочки различной длины. Благодаря этому их классифицируют по количеству соединений. Два соединённых между собой аминокислотных остатка молекулы называют дипептид, органическое соединение из трех аминокислотных частиц это трипептид и так далее.

Цепочки, которые состоят из небольшого количества компонентов, до 10, называют простые пептиды. От 10 до 50 остатков аминокислот олигопептиды. Еще больше компонентов в полипептидах, они состоят из сотен остатков. Когда цепочка заключается из около сотни составляющих, то – это уже белок.

Помимо количества остатков альфа-аминокислот в цепи, белки подразделяют и по другим признакам, например, по природе частиц. Такие белковые цепочки могут иметь в составе не аминокислоты, а, например, углеводные остатки и будут называться гетеромерные пептиды, и гомомерные, которые состоят исключительно из нано-молекул белковой породы.

По способу связи такие белки классифицируются:

• Гетеродетные, когда частицы соединены при помощи тиоэфирных, дисульфидных и эфирных связей.
• Гомодетные наночастицы соединены в цепочку благодаря амидным связям.

Белковые органические соединения подразделяют по их способности регулировать физиологические процессы:

• Вещества с анальгезирующим действием, например, опиоидные пептиды динорфины, эндорфины;
• Отвечающие за работу пищеварительной системы (гормонгастрин);
• Вещества, регулирующие пищеварение и выработку энергии (лептин, нейропептидыy);
• Способные снижать давление в кровеносных сосудах, регулировать просвет сосудов (гормонбрадикинин);
• Влияющие на нервную деятельность, центральную нервную систему, отвечающие за работу головного мозга, например, гормон окситоцин, адг (антидиуретический) гормон вазопрессин.

Четкой грани, которая разделила бы полипептиды и олигопептиды не существует, иногда более короткий, например, гормон окситоцин, но упоминается как полипептид. В литературе часто говорят просто пептид. Кроме того, и классификация по воздействию на протекающие в организме естественные физиологические процессы условна, потому что один и тот же сверхмалый белковый элемент может влиять на ряд функций, например, вазопрессин воздействует на выработку мочи и тонус сосудов.

Свойства

Пептиды беспрерывно синтезируются во всех живых организмах с целью регулировать протеканиевсех биохимических процессов.Свойства цепочки зависят от первичной структуры и последовательности набора альфа-аминокислотных остатков и ориентации молекул в пространстве (вторичная структура). Причем первичная структура и последовательность обуславливает запуск специфичных команд по тем или иным физиологическим системам.

Синтез наночастиц белковой молекулы бывает:

• Природный;
• Искусственный.

Естественный синтез пептидов процесс очень короткий по времени. Из-за этого затруднено его использование с целью изучения и применение в иных сферах. В ответ на это, такие пептиды научились получать искусственным путем. С 1902 года используют лабораторные методы, позволяющиесинтезироватьискусственный пептид.

Когда синтезируют пептиды что это дает? В основном, целью является использование химически выделенных веществ для улучшения здоровья, омоложения, улучшения качества и продолжительности жизни. Помимо этого, синтезированные белки позволяют изучить последовательности аминокислот внутри молекул. Кроме того, проводятся лабораторные опыты по модифицированию последовательности органических соединений с целью усилить биологический эффект. Благодаря таким синтезированным искусственным методомбелкам, стало возможным производить доступные по цене препараты. Наноразмеры позволяют ему работать на клеточном уровне.

Виды пептидов

Пептидные гормоны считаются самым многочисленным классом биологических соединений в организме. Цепочки аминокислотных остатков в пептидных гормонах могут составлять до 200 компонентов. К этому классу относятся все гормоны гипоталамуса, инсулин, гормоны гипофиза, глюкагон.

Область наименее изученных пептидов это те, которые участвуют в иммунологических реакциях такие как тимозин α1, тафцин и тимопотин II. Известно, что иммунная система служит «защитным щитом» высшим биологическим существам от инфекционных заболеваний. Вместе с тем антимикробные пептиды у растений, людей, животных и насекомых сходны по строению и поэтому ученые изучают их биологические соединения с целью использовать в лекарственных препаратах для лечения людей.

Нейропептидами называют белки, которые синтезируются в нейронах центральной или периферической нервной системы. Они регулируют различные физиологические функции организма человека и животных: половое поведение, болевую чувствительность, память, режим сна и бодрствования. Такие нейропептиды управляют метаболизмом, всеми вегетативными реакциями организма такими как артериальное кровеносное давление, дыхание, температура тела, тонус мышц и тому подобное. На сегодня открыто учеными примерно сотня нейропетидов, которые синтезируются нейронами головного мозга человека. К нейропептидам относятся и опоидные, которые связаны с центрами получения удовольствий в головном мозге, помимо этого, оказывают обезболивающее действие, схожее с морфином, обуславливает реакцию организма на стресс, болевые сигналы, шок. В молекуле опоидного пептида находится от 5–31 аминокислотного компонента.

Класс пептидов, отвечающих за секрецию гормона роста, производится участком головного мозга гипоталамусом. К таким относятся гормоны соматолиберин и соматостатин. Указанные сверхмалыебелковые молекулы могут увеличить концентрацию гормона роста в организме в более чем в 10–15 раз! Они активно используются в спорте, в бодибилдинге, пауэрлифтинге.

Биорегуляторы — это такой класс пептидов, которые обладают тканеспецифичными свойствами. Они влияют на продолжительность жизни, замедляют старение организма. Их выделяют из тканей и органов животных или получают методом синтеза в лаборатории. Специфика биорегуляторов том, что все они узко специализированые, например, выделенный их легких подойдет для лечения заболеваний легких, образованный из мозга используют в терапии болезней мозга и так далее. Если лечить нужно одновременно несколько органов, то применяют группу короткоцепочечных белковых молекул.

Область применения пептидов

Сфера использования синтезированных искусственным методом пептидов широка, они входят в состав косметических средств, продляющих молодость, на их основе создают лекарственные средства, работающие на клеточном уровне. Такие цепочки из сверхмалых частиц помогают организму в условиях высоких нагрузок, стимулируют рост мышц, увеличение силы и выносливости. Такие вещества — это реальная альтернатива гормонам роста, пептиды обходятся дешевле.

В дальнейшем их рассматривают на роль замены антибиотикам, учитывая, что мутирующие бактерии становятся более устойчивыми к лекарствам и не достигается нужный эффект защиты организмов от инфекционных заболеваний.

Пептиды в косметологии

Синтез таких искусственных пептидов сделал возможным появление косметических средств компонентами которых являются белковые наномолекулы. Вместе с тем долгое время нано-косметика, произведенная с использованием пептидов, не могла занять свою нишу на рынке косметических средств. Большое значение придавали инъекционным методам омоложения при помощи гиалуроновой кислоты. Лишь после того, как эти методы показали отсутствие эффективности в перспективе, косметические концерны обратили внимание на аминокислотные цепочки.

В медицинской и эстетической косметологии применяют специальные цепочки, последовательности аминокислотных остатков которых запускают в коже процессы реструктуризации коллагена или блокируют выработку пигмента, тем самым решают вопросы возрастной пигментации кожи. Эффективны пептиды в отношении активности сальных желез, акне, проблемной кожи. Но пожалуй, самыми распространёнными видами пептидов в косметических процедурах являются те, которые направлены на процесс неоколлагенеза поверхности кожи для достижения лифтингового эффекта и тонуса.

В настоящее время воспользоваться возможностями пептидов в косметике можно применяя омолаживающие крема, маски, сыворотки в состав которых введены специальные комплексы из белковых молекул. Эффективность пептидов в косметологии обусловлена микроскопическими размерами молекул, которые без труда проникают в кожу и активизируют защитные комплексы клеток, повышая устойчивость к агрессивным факторам внешней среды.

Такие сверхмалые белковые цепочки добавляют не только в косметику, но и в средства ежедневной гигиены такие как зубная паста, эликсир для полоскания рта. Благодаря аминокислотным остаткам производится лечение заболеваний ротовой полости, подавление развития кариеса.

Что такое пептиды в спорте?

Чаще всего такие препараты используют в пауэрлифтинге для сжигания жира и роста мышечной массы. Преимущество их перед стероидами в том, что они не запрещены на законодательном уровне, их легко приобрести в интернете, кроме того, они не выявляются контролем за применением допинговых веществ благодаря короткому периоду полураспада в организме и быстрому выведению. Если сравнивать цену, то у пептидов она значительно ниже.

Пептиды в медицине

В медицинских целях производят множество лекарственных средств, компонентами которых являются короткие цепочки из аминокислотных остатков. Такие биорегуляторы направлены на нивелирование возрастных изменений или патологий органа.

Интересный факт, открытие пептидов по значимости приравнено к запуску спутника!

Есть ли побочные эффекты при использовании пептидных препаратов? За время применения серьезных побочных эффектов замечено не было, кроме отрицательных реакций организма на случаи передозировки. В этой связи могут возникнуть следующие симптомы, которые проходят естественным образом при удалении остатков препарата из организма:

• Мигрени;
• Ощущение слабости;
• Вздутие кожи на месте укола, зуд;
• Небольшие плотные гематомы под кожей;
¬
• Снижение внимания;
• Повышение давления.

Пептиды не токсичны, синтетические при этом обладают высокой химической чистотой.

Роль сверхмалых короткоцепочечных белковых молекул в перспективе развития косметологии и медицины высока. Пока ученые находятся в начале пути исследования возможностей синтеза искусственных пептидов и работы с кодировкой и последовательностями в аминокислотных цепочках.