XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Ферменты выполняют критически важные функции в организме, катализируя биохимические реакции, участвующие в расщеплении углеводов, жиров и белков, синтезе нуклеиновых кислот и поддержании энергетического баланса клеток. Их активность зависит от концентрации субстратов, присутствия коферментов и микроэлементов, которые могут поступать с пищей или функциональными добавками. Правильное применение биологически активных пищевых добавок (БАД) способно улучшить эффективность ферментативных процессов, поддерживая здоровье и нормальный метаболизм [1].

Воздействие БАДов на ферментативные процессы является многоуровневым и комплексным. Чтобы лучше оценить пользу и риски приема тех или иных добавок, учитывая индивидуальные особенности каждого организма, необходимо понимать эти механизмы.

1. Коферментная роль витаминов и микроэлементов [2].

Витамины и минералы, входящие в состав многих БАДов необходимы для активации каталитической активности белковых молекул и нормального протекания биохимических реакций.Так, витамины группы B, включая тиамин (B1), рибофлавин (B2), ниацин (B3) и пиридоксин (B6), участвуют в формировании коферментов, обеспечивающих работу ферментов углеводного, жирового и белкового обмена [3]. Например, тиаминпирофосфат необходим для катализа окислительного декарбоксилирования α-кетокислот, а флавопротеины, образованные с участием рибофлавина, участвуют в процессах клеточного дыхания. Минералы, такие как цинк, магний, железо и селен, выступают кофакторами для множества ферментов, обеспечивая их стабильность и каталитическую активность. Цинк входит в состав карбоангидразы и алкогольдегидрогеназы, магний необходим для АТФ-зависимых ферментов, железо - для гемсодержащих ферментов, а селен - для антиоксидантной системы, включая глутатионпероксидазу. Магний необходим для активизации АТФ-зависимых ферментов [4].

Недостаточное поступление этих соединений может привести к снижению активности соответствующих ферментов и нарушению метаболических путей.

2. Модификация структуры и свойств фермента

Некоторые компоненты БАДов способны изменять конформационные свойства белков путем образования комплексов с активными центрами ферментов [5]. Это может приводить как к повышению, так и к подавлению их активности. Например, кальций способен стабилизировать структуру некоторых ферментов, увеличивая их устойчивость к денатурации, полифенолы растений могут выступать как конкурентные ингибиторы ряда ферментов.

3. Регуляция биосинтеза ферментов

Регуляция биосинтеза ферментов обеспечивает их наличие и активность с помощью индукции / репрессии синтеза на уровне ДНК, (например, через опероны у бактерий), посттранскрипционной модификации, аллостерической регуляции и обратной связи для контроля их активности, а также для адаптации к условиям среды, например, с помощью индукторов (лактоза) и репрессоров (гистидин). Основные уровни регуляции происходят науровне транскрипции, трансляции и посттрансляционной модификации.

Модификация белков: некоторые ферменты синтезируются в неактивной форме (проферменты) и активируются протеолизом или ковалентными модификациями (фосфорилирование, ацетилирование). Аллостерическая регуляция: ключевые ферменты регулируются эффекторами (продуктами реакции, субстратами, кофакторами), которые связываются с сайтом, отличным от активного центра, изменяя его конформацию [6]. Обратная связь:конечный продукт метаболического пути ингибирует один из первых ферментов, регулируя весь путь. Компартментализация: разделение ферментов в разные компартменты клетки (органеллы) для лучшего контроля.

Отдельные вещества в составе БАДов могут влиять на экспрессию генов, кодирующих ферменты. Например, полиненасыщенные жирные кислоты Омега-3 способствуют увеличению экспрессии липопротеинлипазы, участвующей в транспорте жиров.

4. Антиоксидантная защита

Многие БАДы содержат антиоксиданты (например, витамины E, C, каротиноиды). Эти соединения защищают клетки от окислительного стресса, предотвращают повреждение мембран и сохраняют нормальную работу мембраносвязанных ферментов. Однако чрезмерное потребление антиоксидантов также способно нарушать баланс свободных радикалов и снизить адаптивные возможности организма.

5. Диспепсия и нарушения пищеварения

Ряд компонентов БАДов влияет на секрецию пищеварительных ферментов поджелудочной железы и желудка. Например, растительные экстракты, содержащие дубильные вещества, могут снижать переваривающую способность протеаз и липаз, вызывая нарушение процесса пищеварения.

Пробиотические добавки оказывают положительное влияние на ферментативную активность в кишечнике. Микроорганизмы, такие как Lactobacillus и Bifidobacterium, продуцируют ферменты, расщепляющие лактозу, клетчатку и белки, улучшая переваривание пищи и всасывание питательных веществ [7]. Кроме того, пробиотики модулируют работу ферментов эпителиальных клеток кишечника, повышая их функциональную активность и укрепляя иммунитет.

Растительные биологически активные вещества, включая полифенолы, флавоноиды и каротиноиды, также способны модулировать ферментативную активность. Они защищают ферменты от окислительного повреждения, поддерживая их структуру и эффективность [8]. Антиоксиданты из зеленого чая, ягод и овощей стимулируют активность ферментов антиоксидантной системы, таких как супероксиддисмутаза и каталаза, снижая уровень свободных радикалов и предотвращая клеточные повреждения.

Комплексное использование витаминов, минералов и пробиотиков даёт синергетический эффект, способствуя оптимизации работы ферментов, улучшению метаболизма нутриентов, поддержанию энергетического баланса и повышению защитных функций организма [9]. Современные исследования направлены на выявление точных механизмов влияния пищевых добавок на ферменты, создание индивидуальных схем питания и разработку новых биологически активных продуктов с высокой эффективностью.

Таким образом, биологически активные пищевые добавки оказывают значительное влияние на работу ферментов в организме человека, повышая их активность, стабильность и эффективность. Применение функциональных добавок позволяет улучшить метаболические процессы, укрепить иммунитет, повысить энергетический обмен и снизить риск развития хронических заболеваний. Дальнейшие исследования в этой области будут способствовать созданию инновационных и персонализированных продуктов, способных поддерживать здоровье населения.

Список литературы

1. Багрянцева О. В., Арнаутов О. В., Шатров Г. Н.Вопросы безопасного использования ферментных препаратов, пищевых добавок и ароматизаторов, полученных методом биотехнологии // Пищевая промышленность. 2016. №6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/voprosy-bezopasnogo-ispolzovaniya-fermentnyh-preparatov-pischevyh-dobavok-i-aromatizatorov-poluchennyh-metodom-biotehnologii (дата обращения: 03.12.2025).

2. Воробьев В. В. Влияние пищевых добавок на безопасность и качество морепродуктов // Гигиена и санитария. 2007. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-pischevyh-dobavok-na-bezopasnost-i-kachestvo-moreproduktov (дата обращения: 03.12.2025).

3. Казаков Е. Д. Метаболизм и пищевые добавки // Известия вузов. Пищевая технология. 2001. №4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metabolizm-i-pischevye-dobavki-1 (дата обращения: 03.12.2025).

4. Самсонов М. А. Концепция сбалансированного питания и её значение в изучении механизма лечебного действия пищи // Вопросы питания. 2001. №5. С. 3-9.

5. Сафронова Н. С., Семенец П. Ф. Влияние пищевых добавок Чаванпраш и Стресском на некоторые прооксидантно-антиоксидантные показатели организма // Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. Биология. Химия. 2008. №3 (60). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-pischevyh-dobavok-chavanprash-i-stresskom-na-nekotorye-prooksidantno-antioksidantnye-pokazateli-organizma (дата обращения: 03.12.2025).

6. Спасов А. А., Ивахненко И. В., Гурова Н. А. Биологически активные добавки к пище, как основа фармаконутрициологии // Доклад кафедры фармакологии ВМА. 2001.

7. Тутельян В. А. О нормах физиологических потребностей энергии и пищевых веществ для различных групп населения российской Федерации // Вопросы питания. 2009. Т. 78. №1. С. 4-15.

8. Янковская Л. В., Балацкая Н. И., Поворознюк В. В., Слободская Н. С. Сбалансированность питания и содержание липопротеидов в плазме крови у женщин с артериальной гипертензией // Медицинская панорама. 2014. №7(151). С. 29-32.

9. Янковская Л. В. Современный взгляд на функции витамина D в организме человека и заболевания, ассоциирующиеся с его дефицитом // Рецепт. 2013. №2. С. 118-127.