В организмах животных и человека сера выполняет незаменимые функции: обеспечивает пространственную организацию молекул белков, необходимую для их функционирования, защищает клетки, ткани и пути биохимического синтеза от окисления, а весь организм – от токсического действия чужеродных веществ.
Суточная потребность организма человека – 0,5–3 г (по другим данным – 4–5 г). Сера поступает в организм с пищевыми продуктами, в составе неорганических и органических соединений. Большая часть серы попадает в организм в составе аминокислот. Неорганические соединения серы (соли серной и сернистой кислот) не всасываются и выделяются из организма с калом. Органические белковые соединения подвергаются расщеплению и всасываются в кишечнике.
Содержание серы в теле взрослого человека – около 0,16% (110 г на 70 кг массы тела). Сера содержится во всех тканях человеческого организма, особенно много ее в мышцах, скелете, печени, нервной ткани, крови. Также богаты серой поверхностные слои кожи, где сера входит в состав кератина и меланина.
В тканях сера находится в самых разнообразных формах – как неорганических (сульфаты, сульфиты, сульфиды, тиоцианаты и др.), так и органических (тиолы, тиоэфиры, сульфокислоты, тиомочевина и т.д.). В виде сульфат–аниона сера присутствует в жидких средах организма. Атомы серы являются составной частью молекул незаменимых аминокислот (цистин, цистеин, метионин), гормонов (инсулин, кальцитонин), витаминов (биотин, тиамин), глутатиона, таурина и других важных для организма соединений. В их составе сера участвует в окислительно–восстановительных реакциях, процессах тканевого дыхания, выработки энергии, передачи генетической информации, и выполняет много других важных функций.
Сера является компонентом структурного белка коллагена. Хондроитин сульфат присутствует в коже, хрящах, ногтях, связках и клапанах миокарда. Важными серосодержащими метаболитами являются также гемоглобин, гепарин, цитохромы, фибриноген и сульфолипиды.
Сера выделяется преимущественно с мочой в виде нейтральной серы и неорганических сульфатов, меньшая часть серы выводится через кожу и легкие, а выводится в основном с мочой в виде SO42–.
Эндогенная серная кислота, образующаяся в организме, принимает участие в обезвреживании токсичных соединений (фенол, индол и др.), которые производятся микрофлорой кишечника, а также связывает чужеродные для организма вещества, в том числе лекарственные препараты и их метаболиты. При этом образуются безвредные соединения – конъюгаты, которые затем выводятся из организма.
Обмен серы контролируется теми факторами, которые также оказывают регулирующее воздействие и на белковый обмен (гормоны гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, половых желез).
В организме человека сера – непременная составная часть клеток, ферментов, гормонов, в частности инсулина, который вырабатывается поджелудочной железой, и серосодержащих аминокислот (метионина, цистеина, таурина и глутатиона).
Сера входит в состав биологически активных веществ (гистамина, биотина, липоевой кислоты и др.). В состав активных центров молекул ряда ферментов входят SH–группы, которые принимают участие во многих ферментативных реакциях, в частности, в создании и стабилизации нативной трехмерной структуры белков, а в некоторых случаях выступают непосредственно в качестве каталитических центров ферментов, они являются частью различных коэнзимов, включая коэнзим А.
Сера входит в состав гемоглобина, содержится во всех тканях организма, необходима для синтеза коллагена – белка, который определяет структуру кожи. В клетке сера обеспечивает такой тонкий и сложный процесс, как передача энергии: переносит электроны, принимая на свободную орбиталь один из неспаренных электронов кислорода. Сера участвует в фиксации и транспорте метильных групп.
Сера дезинфицирует кровь, повышает сопротивляемость организма бактериям и защищает протоплазму клеток, способствует осуществлению необходимых организму окислительных реакций, усиливает секрецию желчи, предохраняет от вредного воздействия токсичных веществ, защищает организм от вредного воздействия радиации и загрязнений окружающей среды, тем самым замедляя процессы старения. Этим объясняется высокая потребность организма в данном элементе.
К элементам, способствующим усвоению серы, относятся фтор и железо, а к антагонистам ––мышьяк, барий, свинец, молибден и селен.
Признаки недостаточности серы: запоры, аллергии, тусклость и выпадение волос, ломкость ногтей, повышенное артериальное давление, боли в суставах, тахикардия, высокий уровень сахара и высокий уровень триглицеридов в крови.
В запущенных случаях – жировая дистрофия печени, кровоизлияния в почки, нарушения белкового и углеводного обмена, перевозбуждение нервной системы, раздражительность. Дефицит серы в организме случается не часто, поскольку большинство продуктов питания содержит ее достаточное количество.
В последние десятилетия одним из источников избыточного поступления серы в организм человека стали серосодержащие соединения (сульфиты), которые добавляются во многие пищевые продукты, алкогольные и безалкогольные напитки в качестве консервантов.
Особенно много сульфитов в копченостях, картофеле, свежих овощах, пиве, сидре, готовых салатах, уксусе, красителях вина. Возможно, потребление сульфитов, которое постоянно увеличивается, частично виновно в росте заболеваемости бронхиальной астмой. Известно, например, что 10% больных бронхиальной астмой проявляют повышенную чувствительность к сульфитам (т.е. сенсибилизированы к ним).
Основные проявления избытка серы в организме: зуд, сыпь, фурункулез, покраснение и опухание конъюнктивы; появление мелких точечных дефектов на роговице; ломота в бровях и глазных яблоках, ощущение песка в глазах; светобоязнь, слезотечение, общая слабость, головные боли, головокружение, тошнота, катар верхних дыхательных путей, бронхит; ослабление слуха, расстройства пищеварения, поносы, снижение массы тела; анемия, психические нарушения, снижение интеллекта.
Сера необходима: при туберкулезе легких, суставном ревматизме, воспалениях, изжоге, артритах, рините, проблемах с волосами (когда количество креатина в них ниже нормы), болях в суставах, паразитарной инфекции, синдроме раздраженного кишечника, запястном сухожильном синдроме (профессиональное заболевание компьютерщиков), а также болезнях кожи и ногтей.
Пищевые источники серы:
