Глава 5
Ситуация усложняется
От чего еще мы полнеем?
Если бы история об ожирении состояла лишь из трех частей: диета, физкультура и жирогены! К сожалению, все гораздо сложнее. Я уже не раз намекал, что есть и другие вещи, которые влияют на нашу форму. В этой главе мы поговорим о семи важных факторах, которые прочно связаны с питанием, упражнениями и окружающей средой. К ним относятся:
✓ микробиом;
✓ употребление сахара, в том числе искусственных подсласти-телей;
✓ качество сна;
✓ уровень стресса;
✓ лекарства, которые вы принимаете;
✓ воздействие некоторых вирусов;
✓ «гены жира», доставшиеся вам по наследству.
Каждый из этих пунктов достоин целой книги, так что я остановлюсь лишь на том, что непосредственно касается веса. Может показаться, что некоторые из этих вопросов никак не связаны с жирогенами, но это не так. Важно рассматривать жирогены как комплексную проблему, а не просто переехать на ферму или выискивать бутылки, в которых не содержится бисфенол А. По тем же причинам недостаточно просто больше спать и усерднее тренироваться, чтобы похудеть. Если вы хотите навсегда снизить вес, нужно переоценить и полностью перестроить свою жизнь. Давайте рассмотрим каждый из этих семи факторов и начнем с дружественных микробов, которые играют далеко не последнюю роль в вопросе об ожирении.
Знакомьтесь, ваш микробиом!
Жители XX века были твердо уверены, что микробы – это мельчайшие организмы, невидимые невооруженным глазом, которые переносят разные болезни. Туберкулез, бубонная чума и коклюш, например, вызваны микробами, вернее бактериями. Вы наверняка слышали о золотистом стафилококке и плотоядных бактериях. До появления антибиотиков инфекционные болезни, переносимые бактериями, были основной причиной смерти.
И только пару десятков лет назад мы признали, что многие микроорганизмы очень важны для нашего здоровья и жизнеспособности. В последнее время в центре внимания ученых находятся колонии микробов, известные по общим названием микробиом. Они населяют наши тела внутри и снаружи и, возможно, по количеству превосходят наши собственные клетки. Микробиом человека весит около полутора килограммов – как печень или мозг. Его массовое изучение началось с публикации новаторской работы доктора Джеффри Гордона из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Он доказал, что микробиом кишечника сильно влияет на нашу физиологию и обмен веществ. Микробиом – это своего рода коммуна, которую населяют более ста триллионов одноцепочечных микробов, в основном бактерий, которые путешествуют по коже, забираясь в рот, нос, кишечник и гениталии. Микробиом кишечника синтезирует витамины, помогает нам переваривать пищу, укрепляет иммунную систему и даже улучшает работу мозга. Возможно, вы не удивитесь, узнав, что образ жизни оказывает определенное влияние на состав кишечной флоры. Поэтому для хорошего здоровья и самочувствия очень важно, что мы едим (углеводы или жиры, мясо или овощи, сахар или искусственные подсластители), сколько тренируемся, как справляемся со стрессом и какие химические соединения нас окружают.
Многие передовые ученые, исследующие микробиом, применяют ультрасовременные геномные методики, чтобы лучше понять, как бактериальные симбионты влияют на нашу физиологию. Мы еще очень мало знаем о взаимосвязи между питанием, образом жизни, микробами кишечника и здоровьем, и новые открытия в этой области могут поменять правила игры в медицине. У кишечника есть своя нервная система – энтеральная. Она собирает информацию о состоянии желудочно-кишечного тракта и контролирует его работу. На энтеральную нервную систему значительное влияние оказывают малые молекулы, которые производят бактерии кишечника. Это значит, что от них во многом зависит, как мы усваиваем пищу, а также как мы себя чувствуем и ведем.
О микробиоме можно написать много книг, но я остановлюсь лишь на том, как он влияет на вес и ожирение. Недавно ученые сделали несколько потрясающих открытий, которые сильно облегчат борьбу с лишними килограммами. Оказывается, избыточный вес и ожирение гораздо больше зависят от микробиологического профиля кишечника, чем от генетики и даже наличия железной воли (которую вы периодически собираете в кулак, отказываясь от ужина в пользу вечерней пробежки). Наши кишечные бактерии могут изменить механизмы накопления жира, они помогают регулировать уровень глюкозы в крови, влияют на экспрессию генов, связанных с обменом веществ, а также на то, как мы реагируем на гормоны голода и сытости. От них во многом зависит, толстеем мы или худеем и насколько легко нам удается поддерживать форму.
Иными словами, микробиом играет важнейшую роль в энергетическом балансе, разрушая миф о главенстве прихода и расхода калорий. Кишечные бактерии определяют, сколько энергии мы получаем из пищи, как она проходит по желудочно-кишечному тракту и какая ее часть фактически принимается и используется. Если микробиом имеет слишком много видов бактерий, которые активно поглощают калории из пищи, тело будет запасать больше жира и все закончится ожирением. Эту гипотезу подтверждают лабораторные опыты с животными, хотя еще не доказано, что то же самое происходит в организме человека.
Когда ребенок выходит из матки и начинает продвигаться по родовым путям, на него буквально обрушивается лавина микробов, которые тут же заселяют его желудочно-кишечный тракт. Микробиологический профиль малышей, появившихся на свет с помощью гораздо более стерильного кесарева сечения, отличается от профиля тех, кто рождается естественным образом. Однако пока неизвестно, меняет ли микрофлору сам процесс родов, так что эти различия являются лишь ассоциациями.
Недавние исследования показывают, что дети, не получившие щедрой порции полезных бактерий в раннем возрасте, будут иметь бо́льшую предрасположенность к ожирению и диабету, чем их сверстники, у которых формируется более здоровый микробиом. То же самое можно сказать о младенцах на искусственном вскармливании: они недополучают нужную дозу защитных антител и полезных бактерий, которые живут в грудном молоке и на коже матери. Первые признаки связи кишечных бактерий и ожирения появились после сравнения микробиома тучных и худых животных и людей. Оказалось, что они сильно отличаются!
Питер Тернбог, Джеффри Гордон и их коллеги убедительно доказали, что микробиом тесно связан с ожирением. Сначала они взяли генетически идентичных (однояйцевых) стерильных мышей, чьи кишечники были полностью лишены бактерий. Затем им пересадили микробы из кишечника ожиревших и стройных мышей. Оказалось, что стерильные мыши переняли фенотип ожирения своих доноров. То есть микробиом ожиревших мышей делал их полнее, а микробиом худых позволял им не набрать вес, независимо от питания. Затем Гордон и его коллеги пересадили стерильным мышам микробиом полных и худых людей и получили те же результаты. Количество и типы микробов у тучных и худых особей также различались: микробиом тех, кто страдал ожирением, был гораздо менее разнообразным. Замечательно то, что, когда полных и худых мышей поселили в одной клетке, микробиом худых животных передался полным, и они перестали толстеть. Получается, что в вопросе накопления жира микробиом превосходит и питание, и генетику. Мы также знаем, что определенные типы жиров могут влиять на состав бактерий в кишечнике. От этого зависит развитие воспаления, связанного с ожирением. В 2015 году в журнале Cell Metabolism опубликовали одно интересное исследование. У мышей, которых одиннадцать недель кормили одним салом, появились признаки нарушения обмена веществ. Мыши из второй группы, которые получали то же количество жирных калорий, но из рыбьего жира, остались здоровыми. Когда лаборанты пересадили бактерии из кишечника мышей, которые питались рыбьим жиром, стерильным мышам, а затем начали кормить их салом, они не пострадали от нездорового воздействия насыщенных жиров. Получается, что потребление различных видов жира привело к формированию разного микробиологического профиля кишечника.
Важность микробиома становится совершенно очевидной, если рассмотреть результаты операции по шунтированию желудка. Пациенты не только теряли вес, у них практически сразу исчезали признаки сахарного диабета 2-го типа! Во время этой операции хирург удаляет часть желудка и тонкого кишечника. Изначально считалось, что быстрая потеря веса, обычно наблюдаемая у таких пациентов, происходила из-за того, что они начинали меньше есть. Но теперь у нас появились доказательства того, что это происходит во многом благодаря изменению состава кишечных бактерий после операции. Хотя до сих пор неясно, почему в этом случае увеличивается количество разных бактерий – из-за новых пищевых привычек или по каким-то другим причинам.
Суммарные результаты всех этих исследований подтверждают, что качество и разнообразие бактерий в кишечнике сильно влияет на обмен веществ и вес подопытных животных. Вероятно, то же самое происходит у человека, хотя этот вопрос еще обсуждается. Чтобы до конца объяснить биологию и физиологию микробиома, потребуется целая книга; так что эта история еще очень далека от завершения.
А сейчас давайте поговорим о натуральных и искусственных подсластителях – двух злейших врагах правильного питания, которые еще раз демонстрируют важность здорового микробиома.
О фруктозе, сахаре и искусственных подсластителях
Фруктоза – это сахар, который в естественном виде содержится во фруктах и меде, ставший одним из основных источников калорий в рационе жителей США (и вообще в западной диете). Самым распространенным сахаром в природе является сахароза. Этот дисахарид состоит из одной молекулы фруктозы, химически связанной с одной молекулой глюкозы.
Но бо́льшую часть фруктозы мы потребляем не в естественной форме (то есть в составе сахарозы) и не из натурального источника (цельного плода). Среднестатистический гражданин США в день съедает 163 грамма рафинированного сахара (652 ккал). Из них примерно 76 граммов (302 ккал) поступают из популярного кукурузного сиропа с высоким содержанием сильно переработанной фруктозы. Профессор Роберт Ластиг из Калифорнийского университета в Сан-Франциско уже много лет бьет тревогу, говоря о сахарах, особенно добавленной, обработанной фруктозе. Об этом свидетельствуют его многочисленные научные публикации и книга «Жирный шанс». Другие специалисты в этой области, например Майкл Горан, директор Центра по исследованию детского ожирения и профессор профилактической медицины в Университете Южной Калифорнии, утверждали, что количество фруктозы, которую мы потребляем, может быть значительно выше, учитывая обтекаемость формулировок и даже откровенные неточности в маркировке сахара. Доктор Горан и его коллеги обнаружили, что из-за добавления кукурузного сиропа содержание фруктозы в некоторых популярных газированных и сладких напитках значительно выше, чем принято считать. Иногда оно достигает 65 %, хотя производители уверяют, что их продукция содержит 55 % сахара в виде фруктозы и 45 % – в виде глюкозы (кукурузный сироп HFCS 55). Результаты были опубликованы в журнале Obesity в 2011 году. Не удивительно, что в ответ производители начали спонсировать исследования, чтобы доказать, что используемый подсластитель HFCS 55 содержит порядка 55 % фруктозы.
На это доктор Горан опубликовал в 2014 году очередную разгромную статью в журнале Nutrition. Он попросил три независимые лаборатории измерить уровень фруктозы в напитках, для достоверности используя разные методы. Эти исследования подтвердили первоначальные выводы. Команда Майкла Горана собрала и проанализировала состав тридцати четырех популярных напитков. Оказалось, что, если в их составе присутствовал кукурузный сироп, они содержали на 50 % больше фруктозы, чем глюкозы, и что на некоторых этикетках содержание фруктозы было указано неверно. Например, они обнаружили, что, хотя на этикетке Pepsi Throwback написано, что она изготовлена из настоящего сахара (сахарозы), на самом деле она содержала более 50 % фруктозы. Анализ напитков Sierra Mist, Gatorade и мексиканской CocaCola также показал, что они имеют более высокую концентрацию фруктозы. Выбирайте сами, кому верить, но лично я хорошо знаю Майкла и считаю его аргументы достаточно убедительными.
Вам, должно быть, стало интересно, почему же количество фруктозы так важно, тем более что между 55 % и 50 % небольшая разница. Сахар – он и в Африке сахар, ведь так? Именно это утверждает реклама кукурузного сиропа. Но этот продукт очень сильно отличается от сахарозы или природной фруктозы. Жители США съедают больше кукурузного сиропа HFCS, чем любая другая нация, и за последние три десятка лет его потребление удвоилось, поскольку авторитетные врачи призвали американцев сократить потребление жира. За тот же период заболеваемость сахарным диабетом 2-го типа выросла в три раза. Уже только по этим причинам многие эксперты связывают эпидемию диабета и ожирения с привязанностью к сладкой газировке, изотоникам и энергетикам. В письме к экс-первой леди Мишель Обаме доктор Горан пояснял: «Хотя обычный столовый сахар (сахароза) также состоит из глюкозы и фруктозы, природа уравновешивает их в равных пропорциях и соединяет с помощью особой связи. Для расщепления этой связи тело вырабатывает особый фермент (сукразу), только после этого фруктоза поступает в кровоток. Таким образом, организм усваивает фруктозу из сахарозы медленнее, чем фруктозу из кукурузного сиропа». Натуральная фруктоза содержится во фруктах и овощах вместе с клетчаткой. Благодаря этому соседству ее всасывание в кровь также замедляется. Кукурузный сироп содержит свободную фруктозу, которая нарушает обмен веществ в печени и, вместе с излишком глюкозы, повышает уровень сахара в крови и заставляет поджелудочную железу работать на износ.
Фруктоза особенно опасна для организма, потому что она переваривается в первую очередь, оседает в печени и стимулирует накопление жира. Она также увеличивает уровень триглицеридов в крови, но не провоцирует резкое повышение глюкозы и не стимулирует выработку инсулина. А это означает, что организм не вырабатывает лептин в ответ на всасывание фруктозы, вы не ощущаете сытости и продолжаете есть. Этот же эффект – отсутствие сытости после употребления фруктозы – дают искусственные заменители сахара. Человеческое тело не может их переварить, поэтому они не содержат калорий. Но само ощущение сладости вызывает такие же биологические реакции, что и обычный сахар, к тому же подсластители еще должны пройти по желудочно-кишечному тракту. Долгое время мы считали, что заменители сахара никак не влияют на нашу физиологию. И хотя в 1988 году впервые было доказано, что цикламаты (класс искусственных подсластителей) могут менять поведение микробиома, общество продолжало думать, что сахарин, сукралоза и аспартам никак не влияют на обмен веществ, потому что не повышают уровень глюкозы в крови. Но оказалось, что они могут нанести серьезный вред (и провоцируют такие же нарушения обмена веществ, как настоящий сахар), вызывая временное повышение уровня инсулина (что увеличивает накопление жира), и меняют микробиом, делая микрофлору нездоровой. Появляются доказательства того, что кишечные бактерии людей, которые регулярно употребляют искусственные подсластители, сильно отличаются от бактерий тех, кто этого не делает. А это влияет на увеличение веса, поддерживает высокий уровень глюкозы в крови натощак и увеличивает риск развития диабета 2-го типа. В 2013 году французские ученые опубликовали результаты исследования, в котором участвовали более шестидесяти шести тысяч женщин, начиная с 1993 года. Они обнаружили, что риск развития диабета 2 типа был более чем в два раза выше у тех, кто предпочитал напитки с заменителями сахара. Недавно проведенный метаанализ более тридцати исследований, в которых участвовало более четырехсот тысяч человек в течение десяти с лишним лет, выявил, что никакой пользы от искусственных подсластителей для похудения нет, а также что их употребление в течение длительного времени может быть связано с повышенным ИМТ и риском возникновения сердечных заболеваний и нарушения обмена веществ. Очевидно, что в этой области необходимо проводить гораздо больше исследований.
В 2014 году научное сообщество увлеченно обсуждало публикацию в журнале Nature о связи между заменителями сахара и состоянием микробиома кишечника. Уже известные нам Эран Сигал и Эран Элинав провели серию опытов, чтобы ответить на один важный вопрос: влияют ли искусственные подсластители на здоровые кишечные бактерии? Сначала израильские ученые со своими коллегами начали добавляли искусственный сахар (сахарин, сукралозу или аспартам) в питьевую воду нескольких групп мышей. Другим группам мышей они добавляли в воду природный сахар (глюкозу или сахарозу); контрольная группа пила обычную несладкую воду. Одиннадцать недель спустя у мышей, которые получали искусственные подсластители, появились признаки непереносимости глюкозы. Другими словами, они не могли хорошо контролировать уровень глюкозы в крови. Это очень важный вывод. Но самое ценное открытие было сделано, когда ученые изучили влияние искусственных подсластителей на микробиом.
Чтобы определить, имеет ли кишечная бактерия какое-либо отношение к связи между употреблением воды с искусственным подсластителем и развитием непереносимости глюкозы, эти исследователи давали мышам высокие дозы антибиотиков в течение четырех недель, чтобы уничтожить все бактерии в их кишечнике. Удивительно, но после почти полного уничтожения микробиома все группы смогли одинаково хорошо усваивать сахар. В качестве заключительного испытания ученые пересадили кишечные бактерии мышей, которые употребляли сахарин, стерильным мышам, у которых не было собственных кишечных бактерий. В течение шести дней стерильные мыши частично утратили способность перерабатывать сахар. Генетический анализ микробиома кишечника также удивил: после воздействия сахарина состояние микробиома стало существенно отличаться от первоначального. Некоторых видов бактерий стало гораздо больше, количество других уменьшилось. Это напоминает то, что Гордон и его коллеги наблюдали в микробимах ожиревших и худых животных.
Наверняка вы сейчас задумались, не оказывают ли ваши любимые подсластители такое же влияние на организм человека. Исследования все еще ведутся, но я не удивлюсь, если результаты окажутся не в пользу искусственного сахара.
Хотя мы пока не имеем каких-либо однозначных доказательств воздействия химических жирогенов из окружающей среды на наши кишечные бактерии, предварительные исследования подтверждают, что трибутилолово, о котором мы говорили в главе 2, провоцирует изменения и микробиомов, и метаболомов (набора крошечных химических веществ, образующихся в результате обменных процессов в организме) у животных, подвергавшихся его воздействию, а также у их потомства. Мы только начали проводить эти исследования в моей лаборатории. Надеюсь, что вскоре мы поймем, какие жирогены негативно влияют на здоровье и функциональность микробиома кишечника и как это воздействует на физиологию и обмен веществ человека. В будущем мы также сможем узнать, что можно сделать, чтобы сохранить оптимальную микрофлору кишечника, от режима питания до использования пребиотиков и пробиотиков. Тем не менее я бы поостерегся запрыгивать в этот поезд. Мы пока знаем недостаточно, чтобы точно предсказать, какие бактерии и в каком сочетании укрепят наше здоровье.
А сейчас давайте разберемся, как плохой сон может ухудшить самочувствие и привести к набору веса.
Здоровый сон и биологические часы
Все мы знаем людей, которым нужно всего четыре или пять часов, чтобы выспаться. Например, мой коллега доктор Франсиско Айяла (авторитетнейший генетик и философ) как-то сказал, что еще в аспирантуре он приучил себя спать по пять часов в сутки, чтобы работать больше, чем другие ученые. Кстати, Франциско худой, как щепка. Почему же он не набирает вес, если сон так важен для стройности? Я не могу ответить на этот вопрос. Честь и хвала тем, кто мало спит и при этом отлично себя чувствует! Но большинству из нас необходимо проводить в кровати по семь – девять часов в сутки. Лично мне хватает семи, хотя иногда хочется поспать подольше.
Вопреки расхожему мнению, сон – это не состояние бездействия (вернее, отсутствия активности). Это критическая фаза, в течение которой организм полноценно восстанавливает все свои части и механизмы: мозг, сердце, иммунную систему и, конечно же, обмен веществ. Крепкий ночной сон помогает нам лучше соображать, мыслить творчески и мгновенно обрабатывать информацию, а также накапливать новые знания на будущее. Исследования неоднократно доказывали, что привычки сна регулируют биологические системы контроля, которые отвечают за чувства голода и сытости, эффективное переваривание пищи, крепкий иммунитет, проницательность, устойчивость к стрессам и хорошую память.
Ученые обнаружили, что сон менее 7–8 часов в сутки, прерывистый, тревожный сон, а также слишком короткая фаза глубокого восстановительного сна связаны с целым спектром серьезных проблем со здоровьем. Речь идет о сердечно-сосудистых заболеваниях, гипертонии, диабете, проблемах с обучением и памятью, депрессии и других расстройствах настроения, лишнем весе и ожирении, повышенном риске развития старческого слабоумия, включая болезнь Альцгеймера, раке и ранней смертности. Доктор Мэтью Уокер, профессор нейробиологии и психологии из Калифорнийского университета в Беркли, говорил, что хорошее здоровье держится на трех китах: правильном питании, физической активности и крепком сне. Он абсолютно уверен, что сон – это самая лучшая перезагрузка для тела и мозга, а также залог здоровья и долголетия. Несколько недавних исследований наглядно продемонстрировали, почему это действительно так.
В 2012 году доктор Майкен Недергаард и ее коллеги из Университета Рочестера показали, что циркуляция спинномозговой жидкости в головном мозге резко увеличивалась, когда лабораторные мыши спали. Когда они бодрствовали, этого не происходило. Спинномозговая жидкость циркулирует в головном и спинном мозге, она защищает центральную нервную систему и выводит отходы. Ученые предположили, что этот поток может функционировать как лимфатическая система в организме, отфильтровывая ткани продуктов клеточного распада для последующей утилизации. Они назвали эту систему глимфатической. В последующем исследовании они обнаружили, что спинномозговая жидкость на самом деле очищает мозг от токсинов. Это имеет очень важное значение для понимания необходимости сна: человеку нужно спать, чтобы мозг очищался от продуктов жизнедеятельности и мог активно функционировать. Вы помните, что повышенное употребление сахара связано с ожирением? Сон тоже играет не последнюю роль в этом вопросе. В среднем американцы спят примерно на два часа меньше, чем сто лет назад. И только от 15 до 30 % подростков спят рекомендованные для них восемь с половиной часов в сутки. Долгое время мы не могли определить ценность сна, до конца не понимая его цели. Тем не менее все живые существа спят, и для этого состояния должна существовать неоспоримая логическая причина. Помимо очищения мозга от токсинов, сон играет ведущую роль в управлении гормональными циклами, а это, в свою очередь, влияет на общую физиологию вплоть до скорости и эффективности обмена веществ.
У каждого живого организма есть внутренние биологические часы, их называют суточным биоритмом. Этот механизм тикает в каждой клетке нашего тела, в сердце, мышцах, печени и поджелудочной железе, регулируя закономерность повторяющихся действий, связанных с природными циклами света и темноты, то есть днем и ночью. Эти ритмы повторяются примерно каждые двадцать четыре часа, они включают в себя циклы сна и бодрствования, отливы и приливы, колебания гормонов, а также повышение и понижение температуры тела, которые связаны с астрономическими сутками. Они управляют обменными процессами и физиологией большинства форм жизни. Если ваши биологические часы синхронизированы с восходом и заходом солнца, вы будете чувствовать себя на все сто. Большинство из вас знают, как непросто прийти в себя из-за разницы во времени после долгого перелета, или страдали от последствий бессонных ночей из-за подработок или подготовки к экзаменам.
Проще говоря, наши биоритмы во многом зависят от привычек сна. Здоровые привычки помогают правильно регулировать схемы секреции гормонов, от сигналов голода до паники и расслабления. Гормон голода, грелин, говорит, что надо поесть; гормон сытости, лептин, подтверждает, что мы съели уже достаточно. Недостаточный сон создает дисбаланс этих гормонов, и это сбивает нас с толку, искажая чувства голода и сытости. Одно из первых исследований, доказывающих влияние нехватки сна на схемы питания, было проведено в Чикагском университете в 2004 году. Люди, спавшие по четыре часа две ночи подряд, начинали испытывать более сильный голод и на завтрак выбирали высококалорийные блюда, соленые закуски и крахмалистые продукты. Вероятно, это связано с тем, что усталый организм хочет как можно быстрее пополнить запасы энергии с помощью быстрых углеводов. Когда я сам засиживаюсь допоздна, заполняя заявки на гранты, и чувствую, что зверски голоден, то мечтаю о сладкой выпечке.
Доктор Паоло Сассоне-Корси – профессор биохимии и директор Центра эпигенетики и метаболизма в Калифорнийском университете в Ирвайне. Более двадцати лет Паоло изучает суточные биоритмы, в частности связь между ними, временем приема пищи и контролем веса. Калории не могут определять время, но это может сделать наш организм. Доктор Корси взял генетически идентичных мышей и давал им одинаковую еду, но в разное время. Одна группа питалась в обычное время, в соответствии с их биологическими часами, а другую кормили в неправильное время. Первая группа оставалась в форме, а вторая постепенно полнела. Это происходило потому, что стресс от питания в часы, несовместимые с циклами обмена веществ, меняет механизм переработки пищи. Подробнее об этом я расскажу в следующем разделе.
Эксперимент Паоло показал, как гормоны связаны с нашими биологическими часами и насколько белки, участвующие в суточных биоритмах и обмене веществ, зависят друг от друга. Например, ген старения производит особый белок – CLOCK. Это молекулярный мотор, сердце механизма биологических часов. Он взаимодействует с белком, называемым сиртуин-1, который определяет уровень энергии клеток и регулирует обмен веществ и процессы старения. Когда это важное взаимодействие выходит из равновесия, нарушается и нормальное функционирование клеток, а это приводит к недомоганиям и болезням. Этот процесс может быть связан с фазами сна и диетой, потому что качественный сон и правильное питание помогают поддерживать или восстанавливать баланс в организме, а также объясняют, по крайней мере частично, почему недостаток или нарушение сна могут усиливать чувство голода, что опять же приводит к болезням, сопровождающим ожирение, и ускоренному старению.
В 2015 году Американский национальный фонд по проблемам сна вместе с группой экспертов выпустил новые общие рекомендации. Детям, например, требуется спать больше, чем пожилым людям. Но имейте в виду, что в основе этих рекомендаций лежат среднестатистические потребности людей в ночном отдыхе. Индивидуальная потребность во сне, вероятно, будет несколько иной. К тому же основное внимание следует уделять достаточной продолжительности фазы медленного, глубокого сна. За ночь нам нужно всего один-два часа такого крепкого сна, но мы пока мало знаем о том, как погрузиться в это состояние и не прерывать его.
Миллионы американцев страдают от расстройства сна. Наиболее распространенными из них являются бессонница и апноэ (остановка дыхания во сне). Бессонница может появиться из-за множества факторов – от приема некоторых лекарств и общего состояния здоровья до традиционного вечернего бокала вина или чашки кофе. Выпив алкоголь, вы можете почувствовать сонливость, но на самом деле он нарушает общеукрепляющий глубокий сон. От апноэ страдают целых двадцать два миллиона человек. Этот недуг вызван коллапсом дыхательных путей во время сна: мышцы в задней части горла не позволяют держать их открытыми и дыхание прерывается. Из-за этого сон становится беспокойным, вы часто просыпаетесь. Отсутствие сновидений и громкий храп – верные признаки апноэ. Это состояние тесно связано с ожирением. Вернее, избыточный вес является наиболее частой причиной апноэ. Жировые запасы вокруг шеи очень способствуют коллапсу дыхательных путей. И хотя этот недуг можно облегчить с помощью устройства, обеспечивающего постоянное положительное давление в дыхательных путях, лучшим лекарством будет похудение.
Вы знаете, что люди, работающие в ночную смену, часто страдают ожирением, сердечной недостаточностью, раком молочной или предстательной железы? Они хуже соображают и зачастую меньше живут. Все это напрямую связано со световыми и суточными биоритмами. Многие думают, что могут обучить тело бодрствовать ночью и спать днем, но научные исследования утверждают, что это не так.
Документальные свидетельства этой связи появились, когда у двух коллег доктора Эвы Шернхаммер был обнаружен рак при отсутствии каких-либо факторов риска: это были здоровые женщины немного за тридцать. В то время, с 1992 по 1999 год, доктор Шернхаммер часто работала в ночную смену в венской онкологической клинике. Спустя три года она перебралась в Гарвардскую медицинскую школу и начала изучать медицинские карты, а также записи о работе и досуге около семидесяти девяти тысяч женщин, принимавших участие в знаменитом Исследовании здоровья медицинских сестер. Она обнаружила примечательную закономерность: те, что работали тридцать или более лет в ночную смену, на 36 % чаще страдали от рака молочной железы, чем те, кто работал только в дневную смену. Она продолжила исследование и сделала еще несколько тревожных открытий. К концу 2005 года она опубликовала доклад о том, что количество случаев заболевания раком молочной железы у ее соотечественниц, ведущих ночной образ жизни, выросло на 48 %. Для сравнения: у слепых женщин риск возникновения этого заболевания был на 50 % ниже. С тех пор ученые провели немало исследований, которые подтвердили связь между посменной работой и более высоким риском развития различных видов рака, сердечно-сосудистых заболеваний и нарушений обмена веществ. Причиной чаще всего являются нарушения суточного биоритма и низкий уровень гормона сна мелатонина. Самые последние исследования связывают эти симптомы с изменениями в эпигеноме.
Обед по расписанию
Сатчитананда Панда – профессор из лаборатории регуляторной биологии Института биологических исследований Солка в Ла-Холле, Калифорния. Он долго изучал феномен биологических часов: их связь с генами, микробиомом, привычками питания, риском увеличения веса и даже иммунной системой. Наконец ему удалось показать, как датчики света в глазах помогают телу исправно работать в соответствии с суточными биоритмами.
Гипоталамус – это часть мозга, которая связывает нервную и эндокринную системы. Он регулирует многие вегетативные функции нашего организма, в частности обмен веществ. Супрахиазматические ядра гипоталамуса получают данные непосредственно от световых датчиков в сетчатке глаза и помогают «перезаводить» наши биологические часы. Вот почему утренние прогулки в солнечную погоду помогают прийти в себя после бессонной ночи или долгого перелета.
Наверняка вы не раз читали, что частое питание небольшими порциями лучше, чем традиционные завтрак, обед и ужин. Это отличный пример того, как что-то на первый взгляд логичное (чем чаще ешь, тем меньше голод) оказывается в корне неверным. Доктор Панда и его коллеги обнаружили, что существенные перерывы между приемами пищи, а затем более длительный период голодания во время сна делали мышей стройнее и здоровее, чем их собратьев, которые потребляли то же самое количество корма в любое время суток. Но почему все происходит именно так? Мы не совсем понимаем, как такой стиль питания может предотвратить увеличение веса и болезни, но доктор Панда и его коллеги считают, что время приема пищи влияет на биологические часы, а это, в свою очередь, влияет на функцию генов, которые связаны с обменом веществ.
У микробиома также есть суточные циклы, которые в данном случае играют очень важную роль. Доктор Панда проделал большую работу, наблюдая за тем, как количество бактерий в кишечнике то увеличивалось, то уменьшалось в течение суток и как это связано со сменой дня и ночи. Он и его коллеги сравнили микробиомы двух групп мышей. Одни получали обычный корм, другие – корм с высоким содержанием жира. Ученые проверяли состав микробиома кишечника каждые четыре часа, а не один раз в день. У мышей, питавшихся обычным кормом по естественному графику (они ели ночью и спали днем), доктор Панда заметил постоянные колебания числа некоторых видов бактерий. У мышей, которые сидели на диете с высоким содержанием жиров и питались круглосуточно, микробиом не менялся. Эта группа животных быстро набрала вес, к тому же у них начал развиваться диабет.
Ученые наблюдали колебания множества видов бактерий, включая фирмикуты – бактерии, связанные с развитием ожирения и других болезней. Научная группа доктора Панды доказала: для здоровья важен не высокий или низкий уровень фирмикутов, а то, когда и как часто возникают их пиковые уровни. У здоровых мышей количество этих бактерий увеличивается ночью, когда они обычно едят, и естественным образом уменьшается в течение дня, когда животные спят. У ожиревших мышей уровень фирмикутов все время оставался высоким. Если мысль о том, что за временем приема пищи надо следить более пристально, начинает вас изрядно нервировать, обязательно прочитайте следующий раздел.
Стресс
Все мы знаем, что хронический стресс до добра не доводит. И что вся наша жизнь – сплошной стресс, мы знаем тоже. Люди реагируют на стресс по-разному: одни успокаивают все тревоги едой, другие от расстройства совсем теряют аппетит. Когда вы испытываете острый стресс, скажем, перед сдачей важного экзамена или оказавшись на краю обрыва, мозг посылает сигналы надпочечникам, уровень адреналина резко повышается и на несколько минут перекрывает сигналы голода. В то же время гипоталамус вырабатывает гормон, высвобождающий кортикотропин. Он нужен для увеличения секреции гормона стресса, кортизола. Так наше тело готовится принять бой или бежать – типичная реакция на стресс, – а затем начинает восстанавливать силы и душевное равновесие. Но что происходит, когда стресс не заканчивается?
Термины «стресс» и «общий адаптационный синдром» часто ассоциируют с именем австро-венгерского эндокринолога Ханса Селье. Он заметил, что разные виды хронического стресса вызывают более или менее одинаковую реакцию: отек коры надпочечников, увеличение веса печени, атрофию тимуса и появление язвы. Он обнаружил, что это типичная патологическая реакция на постоянное присутствие стрессора. Ежедневные придирки на работе и дома, например, провоцируют другой ответ организма. Его еще называют заеданием стресса – нам постоянно хочется чего-нибудь вкусненького (то есть жирного или сладкого). Гормон стресса кортизол повышает аппетит и стимулирует выздоровление от внезапного потрясения. Сочетание высокого уровня кортизола и инсулина во время приема пищи, а также непреодолимого желания поесть – идеальный рецепт для быстрого набора веса и ожирения. Кортизол не только искажает сигналы голода, он командует телу запасать больше жира и расщеплять ткани, которые могут быть использованы для быстрого получения энергии, например мышцы. Высокий уровень кортизола в течение длительного времени может привести к увеличению количества брюшного жира (в том числе висцерального), расстройствам настроения (вплоть до тяжелой депрессии), потере костной ткани, подавлению иммунной системы, постоянной усталости и невосприимчивости к инсулину, а значит, и развитию диабета и болезней сердца.
Важно отметить, что система вознаграждения мозга, которая регулирует нашу способность чувствовать удовольствие, тоже участвует в этой игре. В литературе по наркологии уже давно описано, как никотин, кокаин и героин воздействуют на центр удовольствия и заставляют наркоманов хотеть все новую и новую дозу. Такая схема вознаграждения может играть ключевую роль в заедании стресса. Подобно наркоманам, которых когда-то считали просто безвольными людьми, пищевых аддиктов часто обвиняют в отсутствии «тормозов», когда мозг посылает им импульсы, коварно побуждающие снова поесть. Помните, как говорится в рекламе: «Спорим, ты захочешь еще кусочек?» Стресс и вкусная еда постепенно стимулируют выработку мозгом особых химических веществ, доставляющих сильное удовольствие. По сути это естественные опиоиды, которые заставляют вас возвращаться за новой порцией. Эти вещества отлично расслабляют и успокаивают. Но повторное стимулирование путей вознаграждения через реакцию на стресс в сочетании с употреблением вкусной еды может привести к нейробиологическим изменениям, которые способствуют компульсивному обжорству.
Переедание – это не единственная модель поведения в ответ на стресс, провоцирующая увеличение веса. Душевная боль, тревога и расстройство очень редко выгоняют нас в спортзал. Скорее всего, мы просто закажем вкусной еды или отправимся в ближайший бар, потом долго не сможем заснуть… и неизбежно наберем еще пару лишних килограммов.
Лекарства
Многие рецептурные препараты, которые мы принимаем, способствуют набору веса. Если вы регулярно пользуетесь какими-то лекарствами, прочитайте все, что написано мелким шрифтом на упаковке, чтобы узнать, указаны ли «увеличение веса» или «повышение аппетита» в качестве побочных эффектов. Нет, не стоит тут же выбрасывать их в мусорную корзину, просто обсудите этот вопрос с вашим врачом. Вы всегда должны быть осведомлены об ожидаемой пользе и потенциальных рисках любого медицинского вмешательства, особенно если речь идет об отпускаемых по рецепту лекарствах.
Тот факт, что некоторые препараты могут привести к набору веса, является, пожалуй, самым веским доказательством существования жирогенов. Лекарства – это лишь химические вещества, проверенные на эффективность в устранении определенного состояния. С точки зрения физиологии многие из них действуют так же, как химические жирогены (например, трибутилолово и диабетический препарат «росиглитазон», известный как авандия). Некоторые лекарства могут заставить вас чувствовать голод, другие замедляют способность тела сжигать калории или заставляют его удерживать лишнюю жидкость. Однако не все одинаково реагируют на одни и те же препараты. Вы можете вообще не набрать вес, пропив полный курс таблеток, а ваш друг располнеет на два размера от тех же пилюль. Опять же, это свидетельствует о том, что биология человека очень индивидуальна. В этой игре участвуют многие факторы, от базовой генетики и эпигенетического программирования до воздействия окружающей среды.
Вот краткий список самых распространенных фармацевтических жирогенов.
Антидепрессанты (целлекс, прозак, паксил, золофт и т. д.). Так называемые СИОЗС (селективные ингибиторы обратного захвата серотонина), а также трициклические антидепрессанты уже давно связывают с ожирением. Было доказано, что трициклический препарат амитриптилин (элавил), в частности, вызывает тягу к сахару и значительное увеличение веса у некоторых людей. Имейте в виду, что сама депрессия также может влиять на аппетит и пищевые привычки. Обратите внимание, что некоторые из этих лекарств, например элавил и памелор, также используются для лечения судорог и мигрени.
Стабилизаторы настроения или нормотимики (клозарил, сероквель, риспердал и т. д.). Эти препараты помогают в лечении психических заболеваний, таких как биполярное расстройство или шизофрения. Их воздействие на мозг влияет на вес и обмен веществ, постоянно разжигая аппетит. Некоторые препараты могут вызвать увеличение веса на 5 килограммов за десять недель. Люди, принимающие их в течение длительного времени, могут набрать еще больше. Было доказано, что нейролептик оланзапин (зипрекса) вызывает значительное увеличение веса и ожирение.
Препараты для лечения сахарного диабета (диабинез, инсулаз, актос, авандия и т. д.). Разными способами контролируют уровень сахара в крови. Некоторые делают вас более чувствительными к инсулину, другие стимулируют организм высвобождать больше инсулина до или после еды. Увеличение веса является нормальным в начале приема этих лекарств, поскольку организму требуется время для того, чтобы приспособиться. Но более старое поколение этих препаратов, например актос или авандия, могут привести к значительному увеличению содержания жира в организме. Полные люди с диабетом 2-го типа особенно сильно страдают от дополнительного набора веса.
Кортикостероиды (медрол, преднизолон и т. д.). Уменьшают боль и воспаление. Они не похожи на анаболические стероиды, которыми часто злоупотребляют культуристы и спортсмены. Уже давно известно, что кортикостероиды разжигают аппетит и способствуют накоплению жира. Их часто назначают для лечения множества различных острых состояний, таких как сильная аллергия или проблемы с кожей, астма, артрит или болезнь Крона.
Антигистамины, отпускаемые без рецепта врача (зиртек, бенадрил, аллегра, кларитин и т. д.). Лекарства от аллергии, отпускаемые без рецепта врача, блокируют действие гистамина – химического вещества в организме, которое вызывает многие симптомы аллергии. В исследовании 2010 года, опубликованном в журнале Obesity, говорится о связи между приемом антигистаминов и ожирением. Исследование, в котором участвовали почти девятьсот человек, показало, что те из них, кто принимал антигистаминные препараты, были более склонны к избыточному весу или ожирению, чем те, кто не принимал этих лекарств. Причины пока неясны, но статистика подтверждает, что антигистамины провоцируют ожирение. Исследователи предположили, что некоторые лекарства от аллергии имеют сходную химическую структуру с психотропными препаратами, которые, как известно, повышают аппетит и влияют на увеличение веса.
Вирусы
В последнее время появляется все больше свидетельств того, что воздействие некоторых вирусов, таких как аденоассоциированный вирус 36, может влиять на появление избыточного веса или ожирения. Ученые обнаружили, что заражение аденовирусом 36 (то есть вирусом, вызывающим поражение верхних дыхательных путей), приводит к увеличению жировой массы, особенно у детей. Эти выводы подтверждают более ранние исследования, доказавшие, что этот вирус способствует увеличению веса у мышей, крыс, кур и обезьян. То, как это происходит, похоже на то, как действуют некоторые химические жирогены: они побуждают стволовые клетки, находящиеся в жировой ткани, производить больше жировых клеток, которые затем запасают больше жира. В скоплении жировой ткани (так называемом жировом теле Биша) инфицированных животных ученые обнаружили бо́льшее количество жировых клеток, к тому же они были больше по размеру, чем у здоровых животных. Далее исследователи заразили мезенхимальные стволовые клетки выращенной живой ткани взрослого человека, и они дифференцировались в жировые клетки даже без добавления в эту ткань агентов регулирования дифференциации клеток. В 2013 году группа ученых из Центра биомедицинских исследований Пеннингтона в Университете штата Луизиана опубликовала исследование, в котором приняли участие 14 тысяч человек. Выяснилось, что те из них, кто показал положительный результат на присутствие антител к вирусу (что указывает на то, что они уже были инфицированы ранее), набрали значительно большее количество жировой массы в течение десяти лет, чем те, кто не был инфицирован.
Как ни странно, несмотря на то, что этот вирус может провоцировать ожирение, он при этом улучшает другие показатели обмена веществ, в частности снижает уровень холестерина и триглицеридов и улучшает контроль сахара в крови. Но исследователи пока не знают, почему это происходит, и в настоящее время ищут способы манипулирования вирусом, чтобы усилить положительные результаты, одновременно сведя к минимуму эффект набора веса. Кроме того, далеко не каждый человек, страдающий ожирением, был заражен этим вирусом, и не все из тех, кто подвергался его воздействию, сильно полнели или начинали страдать ожирением.
Гены жира
Пришла пора упомянуть о генетике. Правда ли, что некоторые люди обладают плохими генами, которые делают их более предрасположенными к набору веса и повышают чувствительность к химическим воздействиям? Ответ – да, но их не так много. Вернее, есть гены, которые связаны с увеличением массы тела, но, как мы уже обсуждали, их существование не может объяснить масштабов эпидемии ожирения. Недавний метаанализ генов, которые могут провоцировать ожирение, выявил девяносто семь областей генома, которые были связаны с вариациями ИМТ. В анализе принимали участие 339 224 человека из 125 предыдущих исследований. В результате ученые пришли к выводу, что эти девяносто семь областей генома могут объяснять около 2,7 % (!) вариаций ИМТ. Это очень и очень немного. Некоторые из обнаруженных генов были связаны с центральной нервной системой (то есть с регулированием питания и обмена веществ), другие – с ожидаемыми факторами, такими как инсулиновая сигнализация, формирование жировых клеток, регулирование импорта/экспорта жира в жировые клетки и общий энергетический обмен. Получается, что лишь около 20 % колебаний ИМТ могут объясняться генетически. Генетика играет определенную роль в предрасположенности к ожирению. И все же более 80 % случаев набора веса происходят не из-за мутаций в генах, которые были или могут быть выявлены. Такой результат практически не отличается от общего количества заболеваний, обусловленных генетически.
